Teknik Industri Universitas Brawijaya Manajemen Perawatan Teknik Industri Universitas Brawijaya

Perawatan vs Pemeliharaan Pemeliharaan (maintain) : tindakan untuk menjaga kondisi komponen atau sistem agar tetap layak dan berfungsi baik. Perawatan (maintenance) : tindakan untuk memperbaiki kondisi komponen atau sistem agar kembali layak dan berfungsi baik Perawatan vs Pemeliharaan

Paradigma Perawatan Preventive maintenance Reliability centered maintenance Condition based maintenance Total productive maintenance Physical asset management Paradigma Perawatan

. Evolusi Perawatan

Evolusi Perawatan Generasi pertama Sebelum perang dunia II, industri didominasi operasi manual dan belum banyak mekanisasi Peralatan masih sederhana, reliabel dan over-designed (kapabilitas melampaui kebutuhan). Peralatan mudah diperbaiki tanpa membutuhkan prosedur perawatan sistematis, cukup dengan pembersihan dan pelumasan Downtime akibat kegagalan peralatan masih belum menjadi masalah yang krusial Corrective maintenance biasanya diterapkan. Evolusi Perawatan

Evolusi Perawatan Generasi kedua Saat Perang Dunia II, permintaan produk melonjak naik, namun pekerja industri turun drastis. Mulai berkembang produksi massal yang didukung mekanisasi. Mekanisasi mendominasi operasional industri. Peralatan semakin bervariasi dan kompleks. Downtime akibat kegagalan peralatan mempengaruhi kapasitas industri. Kerugian industri akibat kegagalan harus dicegah Preventive maintenance mulai diterapkan, misalnya dengan overhaul setiap interval periodik Evolusi Perawatan

Evolusi Perawatan Generasi ketiga Mekanisasi dan otomasi menjadi penggerak utama industri. Ketergantungan industri terhadap capability, reliability dan availability dari peralatan meningkat Alat bantu sensor dan analyzer digunakan dalam industri untuk mendeteksi dan memonitor Prinsip just-in-time mulai dipertimbangkan dalam merencanakan jadwal perawatan dan persediaan spare part. Selain kualitas produk, resiko keselamatan kerja dan dampak lingkungan akibat kegagalan peralatan mulai menjadi perhatian industri Predictive maintenance mulai diterapkan dengan didukung alat bantu monitor, inspeksi dan pengujian kondisi peralatan Reliability centered maintenance diintegrasikan dengan total productive maintenance dipergunakan untuk merencanakan perawatan yang efisien Evolusi Perawatan

Strategi Perawatan Corrective Maintenance Preventive Maintenance Run to failure (breakdown) Maintenance Deterioration Maintenance Preventive Maintenance Scheduled Maintenance Time-based Maintenance Usage-based Maintenance Predictive Maintenance Reliability-centered Maintenance Condition-based Maintenance Strategi Perawatan

Strategi Perawatan Unplanned Maintenance Productive Maintenance Pro-active Maintenance Strategi Perawatan

memeriksa kapabilitas Start Jenis kegagalan : Efek (Severity) Frekuensi Biaya perawatan : Biaya reparasi Lead time spare part Teknisi dari eksternal Kerugian produksi Mampu mendeteksi degradasi dan kegagalan memonitor secara kontinyu memeriksa kapabilitas dengan pengujian Continuous Monitoring Scheduled Function Test Prediksi kegagalan Waktu Pemakaian Perawatan memungkinkan dan layak Maintenance Maintainability : Waktu reparasi Keterampilan teknisi Alat dan spare part Pedoman persiapan dan perbaikan Prosedur tindakan darurat Replacement Corrective Predictive Preventive Y T Strategi Perawatan

Macam Perawatan Pemeliharaan (routine service) Cleaning Coating, painting, polishing, surface treatment Lubrication, oil change, Monitoring, checking, testing Perbaikan ringan atau reparasi (fixing / minimum repair / recovery) Tune up Calibration, adjustment, set-resetting, alignment, balancing Bolt fastening, welding Plug, reconnect Grinding, sharpening Remake, fixing, repair Macam Perawatan

Macam Perawatan Perbaikan besar (overhaul / maximum repair) Penggantian (replacement) Pembaruan (renewal) Inovasi, modifikasi, renovasi, rekayasa ulang (reengineering) Macam Perawatan

Elemen Manajemen Perawatan Organisasi Kebijakan dan perencanaan Administrasi dan dokumentasi Personalia Perekrutan dan alokasi Penugasan dan spesialisasi Pelatihan Fasilitas, alat bantu & peralatan Sensor dan alat monitor Alat ukur dan pengujian Peralatan reparasi Elemen Manajemen Perawatan

Elemen Manajemen Perawatan Spare part dan persediaan Pedoman perawatan dan prosedur tindakan darurat Evaluasi diri : Manajemen visual (5S) Checklist Pemeriksaan dan pengawasan Pengukuran dan penilaian Pengendalian dan verifikasi Elemen Manajemen Perawatan

Tujuan Manajemen Perawatan Memaksimalkan performansi dan keandalan peralatan produksi dengan efektif dan efisien Mencegah kerusakan (breakdown) atau kegagalan (failure) Meminimalkan kerugian produksi karena kegagalan atau kerusakan Meminimalkan resiko kecelakaan kerja dan defisiensi kualitas Meningkatkan keandalan sistem operasi Tujuan Manajemen Perawatan

Manfaat Manajemen Perawatan Meminimalkan ketidakpastian (misalnya interupsi down time terhadap availability time) dalam perencanaan produksi Mengoptimalkan keandalan dan utilisasi peralatan Memaksimalkan umur ekonomis peralatan Mengendalikan kualitas dan kapabilitas proses Menjaga tingkat keselamatan kerja dan mengurangi resiko kecelakaan kerja Manfaat Manajemen Perawatan

Manfaat Manajemen Perawatan

Indikator Performansi Backlog pekerjaan maintenance Waktu untuk perawatan Biaya perawatan Efek terhadap produksi, parsial atau sistem Persentase corrective maintenance Kapabilitas produksi efektif Availability time dan production yield Overall plant efficiency (OPE) dan overall equipment effectiveness (OEE) Persentase produk cacat Indikator Performansi

Indikator Performansi Performansi hasil perawatan Kapabilitas proses pasca perawatan Down time karena menunggu spare part atau teknisi Persentase perlu perbaikan ulang Dampak pada keselamatan kerja Waktu keselamatan kerja Frekuensi kecelakaan kerja Severity jenis kecelakaan kerja Indikator Performansi

Kerugian Perawatan Buruk 6 (six) big losses Down Time. Breakdown karena kerusakan equipment. Setup dan adjustment (misal penggantian dies) Speed Losses. Menunggu atau penghentian minor (misal operasi abnormal). Penurunan kecepatan (perbedaan spesifikasi desain dengan aktual) Defects. Cacat saat proses dan rework (scrap dan cacat membutuhkan perbaikan) Penurunan yield saat startup dan produksi stabil. Kerugian Perawatan Buruk

Biaya Perawatan Biaya perbaikan Kerugian produksi Biaya produk cacat Waktu perbaikan Ongkos teknisi dan peralatan Ongkos spare part Kerugian produksi Berkurangnya waktu untuk produksi Penurunan kecepatan produksi Biaya produk cacat Scrap product Rework Biaya keselamatan kerja Biaya pengobatan Biaya rehabilitasi Biaya empati Biaya Perawatan

Biaya Perawatan Biaya persediaan Biaya menganggur Stok spare part Ongkos gudang dan penyimpanan Ongkos personalia logistik Biaya menganggur Keterlambatan spare part Tiadanya teknisi Biaya Perawatan

Biaya Perawatan

Kapabilitas sistem untuk berfungsi secara efektif pada kinerja optimum tanpa terganggu oleh kegagalan dan kerusakan atau kerugian lainnya Availability

Availability AVAILABILITY PERFORMANCE MAINTENANCE PERFORMANCE MAINTAINABILITY PERFORMANCE RELIABILITY PERFORMANCE

Availability 26

Kapabilitas memperbaiki sistem sehingga memenuhi kondisi spesifik yang efektif didukung kemampuan teknisi, ketersediaan alat dan spare part, serta kejelasan pedoman perawatan. Maintainability

Maintainability Keterampilan perawatan Kemudahan penggantian Fault localization Fault isolation Fault correction Kemudahan penggantian Assembly – disassembly Standardization – interchangeable Alignment – adjustment Sumber daya (teknisi – spare part – peralatan) Ketersediaan Kesesuaian Maintainability

Probabilitas sistem berfungsi andal dan efektif dalam kondisi spesifik selama periode tertentu tanpa terjadi kegagalan atau kerusakan. Reliability

Parameter Perawatan λ :laju kegagalan homogen (stationary) MTTF :waktu rata-rata masa pakai sebelum rusak (mean time to failure) MTBF :waktu rata-rata antara terjadinya kegagalan (mean time between failures) MTTR :waktu rata-rata perawatan (mean time to repair) MDT :waktu rata-rata sistem tidak dapat dipergunakan (mean downtime) Parameter Perawatan

Variabel & Fungsi Waktu Kegagalan t :variabel acak mewakili waktu sebelum kegagalan T :periode waktu tertentu f(t) :probability density function waktu sebelum kegagalan F(t) :cumulative distribution function sebelum kegagalan. Disebut juga to failure or lifetime distribution function g(t) :probability density function waktu perawatan Variabel & Fungsi Waktu Kegagalan

Variabel & Fungsi Jumlah Kegagalan x :variabel acak mewakili banyaknya kegagalan yang terjadi X :terjadinya kegagalan sejumlah tertentu N(t) :jumlah kegagalan yang terjadi selama interval waktu f(x) :probability density function banyaknya kegagalan yang terjadi F(x) :cumulative distribution function banyaknya kegagalan yang terjadi. Disebut juga failure or counting distribution function Variabel & Fungsi Jumlah Kegagalan

F(T) : Fungsi probabilitas kegagalan terjadi sebelum waktu tertentu F(X) : Fungsi probabilitas kegagalan yang terjadi dalam waktu tertentu tidak melebihi jumlah tertentu Failure Function

Probabilitas tidak adanya kegagalan yang terjadi dalam interval waktu T (dinotasikan P{x=0}) ekuivalen dengan probabilitas terjadinya kegagalan setelah waktu T (dinotasikan P{t>T}) Aksioma Kegagalan

Reliability Function R(T) :fungsi keandalan yang menunjukkan probabilitas sistem bekerja dengan baik tanpa kegagalan dalam menghasilkan keluaran yang baik tanpa cacat dalam interval tertentu. Disebut juga reliability or survivor function.

Availability Function A : Fungsi ketersediaan waktu efektif yang dapat digunakan untuk operasional. Disebut juga availability function Jika diasumsikan downtime hanya karena waktu yang dibutuhkan untuk perawatan Availability Function

h(T) :failure rate or hazard function for specified period of time H(T):cumulative failure rate for specified period of time Reliability

Bath-Tub Model Bath-tub Model Infant mortality, debugging, burn-in, run-in, break-in or early failure period Constant failure rate, useful life, hazard or chance failure period Wear-out or degradation failure period Bath-Tub Model

Bath-Tub Model Formula empiris Infant mortality failure 0 <  < 1 Useful life failure  = 1 Wear-out failure  > 1 Bath-Tub Model

Akibat cacat hardware/software yang tidak terdeteksi namun membaik bersamaan dengan peningkatan reliability (misalnya pengerasan permukaan poros seiring dengan rotasi-friksi-lubrikasi saat pengoperasian) Disebabkan kesalahan desain, kesalahan manufaktur, atau penyesuaian sambungan yang bergerak Dapat menyebabkan kesalahan prediksi yang signifikan jika monitoring menggunakan steady-state failure rate Dapat menggunakan model distribusi Weibull untuk pendekatan kemunculan kejadian kegagalan Early Failure Period

Steady State Failure Period Failure rate lebih rendah dibandingkan early-life period Failure rate konstan (independen terhadap waktu) dan tidak terlalu berfluktuasi Kegagalan disebabkan karena pengaruh lingkungan dan penggunaan Proses kemunculan kejadian kegagalan dapat diasumsikan sebagai proses Poisson Dapat menggunakan model distribusi exponential untuk pendekatan waktu antar kejadian kegagalan Steady State Failure Period

Degradation Failure Period Failure rate meningkat semakin cepat sesuai umur pemakaian Kegagalan disebabkan karena pengaruh penurunan kinerja setelah umur ekonomis akibat keausan, keropos atau faktor-faktor lain di masa usang Dapat menggunakan model distribusi weibull untuk pendekatan waktu antar kejadian kegagalan Degradation Failure Period

Pola Perubahan Laju Kegagalan

Pola Perubahan Laju Kegagalan Pattern A is the well-known bathtub curve. It begins with a high incidence of failure (known as infant mortality) followed by a constant or gradually increasing conditional probability of failure, then by a wear-out zone. Pattern B shows constant or slowly increasing conditional prob-ability of failure, ending in a wear-out zone. Pola Perubahan Laju Kegagalan

Pola Perubahan Laju Kegagalan Pattern C shows slowly increasing conditional probability of failure, but there is no identifiable wear-out age. Pattern D shows low conditional probability of failure when the item is new or just out of the shop, then a rapid increase to a constant level. Pola Perubahan Laju Kegagalan

Pola Perubahan Laju Kegagalan Pattern E shows a constant conditional probability of failure at all ages (random failure). Pattern F starts with high infant mortality, which drops eventually to a constant or very slowly increasing conditional probability of failure. Pola Perubahan Laju Kegagalan

Ketidakmampuan sistem berfungsi dengan efektif dalam performansi baik untuk menghasilkan produk dengan kualitas baik. Kegagalan (failure)

Kegagalan (failure) P-F Interval Degradasi atau failure progress dinyatakan dalam P-F interval, atau waktu antara titik “P” yang menunjukkan penyimpangan performansi terdeteksi pertama kali dengan titik “F” yang menunjukkan saat terjadi kegagalan Kegagalan (failure)

Kegagalan (failure) Catastrophic failure Komponen gagal tiba-tiba dan tak terduga Degradation/Deterioration failure Komponen gagal karena kinerjanya menurun seiring pemakaian. Kegagalan (failure)

Kegagalan (failure) Drift failure Intermittent failure Kinerja menurun saat pemakaian menuju batas spesifikasi. Apabila sistem dimatikan dan diistirahatkan untuk beberapa waktu, selanjutnya dinyalakan kembali, akan berfungsi normal kembali. Intermittent failure Kinerja menurun saat pemakaian dan tiba-tiba gagal. Apabila sistem dimatikan dan diistirahatkan untuk beberapa waktu, selanjutnya dinyalakan kembali, akan berfungsi normal kembali. Kegagalan (failure)

Penyebab Kegagalan Fundamentally wrong design Manufacturing failures Kesalahan desain komponen Kegagalan integrasi Kegagalan fungsional sistemik Manufacturing failures Material tidak sesuai dengan spesifikasi material Manufaktur tidak berdasarkan gambar teknik dan peta proses Perakitan tidak mengikuti prosedur perakitan Kapabilitas manufaktur yang tidak memadai Penyebab Kegagalan

Penyebab Kegagalan Operational condition failures Pengujian Penyimpanan Pemindahan dan penanganan Instalasi Pengoperasian Perawatan Human errors during operation Interface failures Interface beda tipe Batasan toleransi interface Kegagalan sinyal di interface Penyebab Kegagalan

Indikasi Kegagalan Kebisingan abnormal Getaran atau guncangan Perubahan temperatur Asap atau percikan api Bau yang tidak biasa Kondisi pelumas atau pendingin Defisiensi kualitas produk Ketidakstabilan Operasi terputus-putus Penurunan kinerja proses Proses operasi kasar Kesulitan pengontrolan Kesulitan pengoperasian Membutuhkan upaya lebih keras Tidak dapat dioperasikan Indikasi Kegagalan

Wujud Kegagalan Kegagalan umum Badly fitted Loosening Leaking Sticking Vibration Shocking Oxidation Wujud Kegagalan

Wujud Kegagalan Komponen struktur logam Corrosion Cracking Deformation Embrittlement Fatigue Fracture Friction Wear Wujud Kegagalan

Wujud Kegagalan Komponen polymer Abrasive wear Bad resilience Compression set Dieseling Explosive decompression Extrusion Friction Hardening Installation damage Nibbing Shrinking Spiralling Swelling Wujud Kegagalan

Wujud Kegagalan Komponen Elektrik Dielectric breakdown Electromigration Induced current Voltage drop Limited Power Electrical shorts Electrical opens Wujud Kegagalan

Permasalahan Kegagalan

Model Perawatan

Model Perawatan

Model Perawatan State space methods Markovian modeling non-Markovian modeling discrete-time Markov chains continuous-time Markov chains Markov reward models Semi-Markov models Markov regenerative models Non-Homogeneous Markov

Akhir Perkuliahan… … Ada Yang Ditanyakan