5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Tinjauan Pustaka

II.1.1 Reliabilitas ( Reliability )

Reliabilitas adalah serangkaian pengukuran atau serangkaian alat ukur yang

memiliki konsistensi jika pengukuran yang dilakukan dengan alat ukur secara

berulang. Reliabilitas tes, merupakan tingkat konsistensi suatu tes, adalah sejauh

mana tes dapat dipercaya untuk menghasilkan skor yang konsisten, relative tidak

berubah meskipun di tekan pada situasi yang berbeda (Sugiono, 2005).

Reliabilitas tidak memiliki bentuk fisik yang nyata, tetapi hasilnya hanya

berupa sebuah ukuran yang akan digunakan sebagai pertimbangan dalam

menganalisa suatu sistem. Pengukuran didapatkan melalui pengumpulan data

berdasarkan pengamatan yang sudah ada ataupun terjun langsung merujuk kepada

kasus yang sedang terjadi. Data yang sudah didapat akan dilakukan analisa lebih

lanjut menggunakan ilmu probabilitas dan alat bantu lainnya seperti Reliability

Centered Maintenance (RCM).

Reliability Centered Maintenance (RCM) memberikan suatu metoda

terstruktur untuk menganalisis fungsi dari kegagalan potensial dengan fokus

terhadap mempertahankan fungsi sistem [1]. Reliability Centered Maintenance

(RCM) digunakan untuk mengembangkan suatu rencana perawatan secara efisien

dengan tingkat pengoperasian dan tingkat risiko tertentu.

II.1.2 Pompa dan Pemeliharaan Pompa

Salah satu rotating equipment yang umum dijumpai dalam kehidupan

adalah pompa. Dalam industri, pompa memiliki peranan sebagai peralatan kritis

(penting bagi fungsi utama) dan berstatus penunjang. Oleh karena itu maka

diperlukan pemeliharaan untuk menjaga suatu equipment, dalam rangka

mempertahankan atau memperbaiki suatu peralatan sampai kondisi yang bisa

diterima.

6

Tujuan utama dari pelaksanaan kegiatan pemeliharaan adalah :

1. Tingkat jumlah jam pengoperasian unit/peralatan yang maksimal

2. Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang dipasang untuk

produksi/jasa dan mendapatkan laba investasi maksimum yang mungkin

3. Untuk menjamin kesapan operasionalnya di seluruh peralatan yang di perlukan

dalam keadaan darurat setiap waktu misalnya untuk cadangan, unit

pemadaman kebakaran

4. Untuk menjamin keseluruhan keselamatan pekerja yang menggunakan sarana

tersebut

Untuk mendapatkan hasil yang optimal dari pemelihara setiap equipment

diperlukan strategi pemeliharaan untuk peralatan-peralatan tersebut, agar peralatan

tersebut berfungsi dengan baik,efisien, dan ekonomis sesuai dengan spesifikasi

yang telah di tetapkan. Berikut merupakan beberapa tindakan pemeliharaan yang

bisa dilakukan:

1. Breakdown Maintenance

Breakdown Maintenance adalah cara pemeliharaan yang dilakukan apabila

peralatan tersebut rusak atau tidak berfungsi, kemudian baru diperbaiki. Metode ini

disebut juga sebagai ”failure based maintenance” atau perawatan berdasarkan

kerusakan. Metode ini kurang cocok untuk mesin-mesin yang memiliki tingkat

kritis yang tinggi dan hanya sesuai untuk mesin, dan peralatan sederhana. Ciri-ciri

kegiatannya :

a. Sedikit perencanaan

b. Pekerjaan dilakukan secara mendadak

c. Menghasilkan atau berakibat down-time yang berlebihan

d. Pada saat pelaksanaan perbaikan,penggunaan man-power menjadi tidak

efisien

e. Merupakan pekerjaan yang berskala besar

2. Preventive Maintenance

Preventive Maintenance adalah strategi perawatan yang di dasarkan atas

kondisi aktual mesin itu sendiri. Jika hasil pematauan menunjukan gejala

7

kerusakan, maka tindakan perbaikan dapat segera dilakukan untuk mencegah

kerusakan yang lebih parah. Macam-macam maintenance:

a. Scheduled Maintenance

Perawatan terjadwal merupakan strategi perawatan dengan tujuan

mencegah terjadinya kerusakan lebih lanjut yang dilakukan secara periodik

dalam rentan waktu tertentu. Strategi perawatan ini disebut juga sebagai

perawatan berdasarkan waktu atau time based maintenance.

b. Predictive Maintenance

Strategi perawatan ini di dasarkan atas intensif dan kontinuitas monitoring

terhadap performa dan kondisi mesin. Hasil hasil pemantauan dan berbagai

parameter secara rutin akan digunakan untuk menggambarkan pola

kecenderungan. Berbasis pada pola kecenderungan tersebut maka dapat di

tentukan saat terbaik untuk melakukan perawatan pelaksanaan perbaikan.

Perawatan prediktif disebut juga sebagai perawatan berdasarkan kondisi atau

condition based maintenance , juga disebut pemantauan kondisi mesin atau

machinery condition monitoring.

c. Corrective Maintenance

Corrective Maintenance adalah cara pemeliharaan yang dilaksanakan

dengan mempelajari kerusakan suatu mesin/perawatan untuk menentukan

sebab dan upaya supaya tidak terulang kembali. Dalam corrective

maintenance, telah tercakup kegiatan analisis kerusakan maupun kegiatan

inovasi serta improvisasi, pembuatan, pemasangan, pengujian, dan

pengoperasian peralatan atau bagian perawatan yang dikaji. Penerapan

corrective maintenance yang baik perlu adanya dokumen yang memuat tentang

teknik menemukan penyebab kerusakan, teknik perbaikan, petunjuk

mengambil keputusan jika ada beberapa kemungkinan perbaikan.

3. Overhaul

Berdasarkan ruang lingkup pekerjaan yang ada, maka overhaul dikelompokan

sebagai berikut :

8

a. Minor Overhaul

Lingkup pekerjaanya adalah melakukan inspeksi secara acak terhadap

komponen-komponen tertentu tanpa membuka rumah suatu alat, seperti

pengecekan alignment, inspeksi bantalan, pemeriksaan sistem proteksi dan

keselamatan kerja, pemeriksaan dan kalibrasi instrument bila dianggap perlu, dan

pemeriksaan sistem control.

b. Intermediate Overhaul

Lingkup pekerjaanya meliputi pengecekan dan reset displacement axial check

dan run out radial serta pengambilan data-data dan test yang diperlukan guna

menunjang pelaksanaan major overhaul yang akan datang.

c. Major Overhaul

Pemeriksaaan secara menyeluruh terhadap komponen-komponen utama dan

komponen bantu dari RE dilakukan pada saat major overhaul. Dalam hal ini

dimaksudkan untuk mencapai “complete assessment” terhadap kondisi RE

tersebut.

d. Modular Overhaul

Major dan intermediate overhaul dapat dilakukan secara modular,artinya

bahwa semua lingkup pekerjaan dalam overhaul tersebut dapat dilaksanakan pada

waktu dan kesempatan yang berbeda.

4. Metode Analisis

Untuk menentukan kondisi mesin berdasarkan hasil-hasil pengukuran dari

metode analisis sebagai berikut :

a. Analisis Kecenderungan

Untuk menentukan kondisi mesin berdasarkan analisis kecenderungan,

digunakan cara perbandingan antara parameter hasil pemantauan secara rutin yang

telah tercatat dan dianalisa.

b. Analisis Komperatif

Dalam analisis komperatif kondisi mesin ditentukan dengan cara

membandingkan hasil pemantauan atau hasil pengukuran dengan standar getaran

yang diizinkan. Standar mesin ini dibuat berdasarkan percobaan – percobaan atau

data- data pengalaman.

9

c. Analisis Deskriptif

Pada analisis deskriptif, penentuan kondisi mesin, didasarkan atas deskripsi

hasil pengukuran, dan pemantauan, baik yang berupa gambar, grafik, maupun dari

tabel.

Salah satu metode yang dapat diterapkan untuk tindakan pemeliharaan pompa

adalah dengan melakukan tinjauan Reliability Centered Maintenance (RCM).

Analisa sistematik Reliability Centered Maintenance (RCM) membantu

menunjukan bagian-bagian mana yang kritis, serta bagian mana yang memerlukan

tindakan lanjut atau dapat dibiarkan.

Relevansi penerapan proses tinjauan Reliability Centered Maintenance (RCM)

bagi pompa di sebagian besar perusahaan pengolahan minyak dan gas alam sangat

masuk akal, dikarenakan kebutuhan energi pun juga terus meningkat [1]. Oleh

karena itu, sudah harus dimulai suatu proses untuk meningkatkan keandalan dari

kilang minyak. Salah satunya dengan melakukan tinjauan Reliability Centered

Maintenance (RCM) pada beberapa peralatan kritis, diantaranya adalah pompa.

II.1.3 Hubungan Avaibility, Reliability dan Maintainability

Avaibility didefinisikan sebagai presentasi dalam fungsi yang menyatakan

beberapa besar keyakinan bahwa suatu sistem dapat dipakai sesuai dengan

fungsinya di dalam interval tertentu. Nilai dari ketersediaan terbatas dari 0 sampai

dengan 1 (0<A<1). Avaibility dan Reliability memiliki hubungan yang erat dengan

dukungan sistem maintenance, masing-masing alat memberikan bantuan upaya

merancang strategi perawatan yang terbaik [2]. Berikut ini merupakan tabel

hubungan antara kedua alat tersebut :

Gambar II.1 Hubungan Reliabilitas, Maintainability, Avaibility,

sumber: weibul.com

10

Seperti yang terlihat ditabel, walaupun keandalan dipertahankan konstan,

bahkan pada nilai yang tinggi sekalipun, tidak dapat disimpulkan secara langsung

bahwa nilai ketersediaan tinggi. Hubungan antara Reliabilitas, Maintainability, dan

Avaibility dalam suattu sistem menghasilkan Dependability. Dependability adalah

kondisi dimana suatu sistem memiliki keandalan. Dependability terdiri dari 3 hal

utama yaitu attributes (atribut), means (cara), dan threats (ancaman).

II.2 Landasan Teori

II.2.1 Reliability Centered Maintenance (RCM)

Proses analisis Reliability Centered Maintenance (RCM) akan melibatkan

beberapa langkah-langkah proses, diantaranya:

1. Persiapan untuk analisis

Langkah awal yang dilakukan untuk analisis RCM diantaranya yaitu definisi fungsi,

definisi kegagalan, dan mengumpulkan dan mengkaji ulang dokumentasi awal.

2. Pilih peralatan yang akan dianalisis

Analisis RCM umumnya membutuhkan waktu dan tenaga yang banyak, hendaknya

analisis difokuskan ke peralatan yang akan membawa dampak positif terbesar

kepada perusahaan atau yang memiliki peran paling penting dalam sebuah

perusahaan.

3. Identifikasi fungsi dan kegagalan fungsi

Menjaga fungsi dari peralatan dan fasilitas adalah target dari proses RCM. Selain

itu, dengan menetapkan fungsi, maka dapat ditentukan bagian-bagian peralatan dan

fasilitas yang kritis terhadap menjaga fungsi.

4. Identifikasi dan evaluasi efek dari kegagalan

Proses identifikasi jenis kegagalan membantu dalam menentukan langkah

pemeliharaan yang sesuai. Evaluasi kegagalan menentukan kegagalan boleh

dibiarkan terjadi atau harus dibuat suatu metode pemeliharaan guna mencegah agar

kegagalan tidak timbul.

5. Identifikasi akibat kegagalan

Mengidentifikasi kejadian yang menyebabkan terjadinya kegagalan, khususnya

kegagalan yang telah di definisakan sebelumnya. Hasil pengkajian tersebut akan

11

menunjukan efektifitas dari program pemeliharaan yang berjalan dan menjadi

patokan untuk memilih tugas pemeliharaan. Identifikasi akibat kegagalan

memudahkan untuk mengkoreksi kejadian yang diketahui penyebabnya.

6. Pilih Maintenance Task

Memilih maintenance task yang sesuai merupakan langkah solusi yang dilakukan

setelah melakukan pengkajian pada akibat kegagalan serta penyebab kegagalan

pada sistem.

II.2.2 RCM 7 Question

Dalam penerapan Reliability Centered Maintenance (RCM) 7 Question

terdapat beberapa langkah untuk melakukan proses analisa [2], diantaranya:

Step 1 – Penentuan Sistem

Di dalam industri terdapat banyak sistem peralatan yang masing-masing

memiliki tugas dan fungsi masing-masing, dengan tingkat kepentingan yang

berbeda-beda dalam proses produksi suatu produk. Dengan alasan tersebut, analisis

RCM harus difokuskan kepada sistem yang kritis dan berpengaruh pada industri

untuk memenuhi fungsi primernya.

Step 2 – Batasan Sistem

Merupakan batasan-batasan baik fisik maupun fungsi yang harus di

definisikan agar tinjauan menjadi fokus serta tepat sasaran.

Step 3 – Definisi Fungsi Sistem

Pendefinisian sistem, yaitu sistem terdiri dari bagian apa saja, dan

bagaimana bagian satu sama lain berhubungan dalam proses kerja.

Step 4 – Definisi Kegagalan Fungsi

Pendefinisian kegagalan fungsi terdiri dari beberapa parameter performa,

apabila parameter tidak terpenuhi, maka dapat disimpulkan bahwa sistem tersebut

mengalami kegagalan fungsi.

12

Step 5 – Failure mode and Effect Analysis ( FMEA)

Hasil dari proses FMEA adalah melakukan suatu critically ranking kepada

seluruh peralatan yang dikaji, sehingga dapat difokuskan hanya kepada peralatan

yang memiliki tingkat kekritisan tertinggi.

Kerusakan suatu mesin yang terjadi pada suatu kurun waktu dapat

menimbulkan dampak yang cukup besar bagi perusahaan. Jenis-jenis kerusakan

yang terjadi dapat menimbulkan efek dan akibat yang berbeda-beda juga terhadap

kinerja mesin yang ada. Kerusakan yang timbul pasti ada potensi yang bisa dicari.

Maka dari itu, apabila potensi penyebab bisa diketahui, pencegahan dan antisipasi

akan menjadi hal yang penting untuk perusahaan.

Berikut ini adalah contoh tabel analisa kegagalan dan efeknya atau biasa

disebut Failure Mode and Effect Analysis (FMEA):

Tabel II.1 Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)

Pada tabel III.1 kolom Equipment diisikan dengan nama komponen, kolom

function diisikan dengan fungsi komponen tersebut, pada kolom function failure

diisikan dengan kegagalan fungsi komponen tersebut, kolom effect failure diisikan

dengan akibat dari kegagalan komponen tersebut. Selanjutnya pada kolom S

(Severity), O (occurance), dan D (Detection) pengisiannya menurut tabel yang telah

ada.

Pada skala yang pertama yaitu tingkat keparahan (Severity) merupakan

penilaian terhadap seberapa serius kerusakan dan efeknya. Dalam skala ini dapat

diketahui dari tingkat keparahannya apabila tinggi, maka efek yang ditimbulkan

akan juga besar dan sebaliknya jika tingkat keparahannya rendah, maka efek yang

ditimbulkan juga rendah.

Skala yang kedua yaitu tingkat kejadian (Occurence) merupakan

kemungkinan bahwa mesin akan terjadi kegagalan selama masa periode tertentu.

13

Penilaian tingkat kejadian ini menggunakan rating yang telah disesuaikan dengan

frekuensi yang diprediksi dari kumulatif kegagalan yang terjadi.

Yang ketiga adalah skala deteksi (Detection) merupakan pengukuran

terhadap kemampuan mengontrol kegagalan yang dapat terjadi. Setelah didapat

ketiga skala maka dicari nilai RPN atau Risk Priority Number untuk menunjukkan

tingkat prioritas mesin yang dianggap membahayakan dan memerlukan perlakuan

khusus dan cepat. RPN dapat dituliskan rumusannya sebagai berikut (Gaspersz,

2002) :

RPN = severity x occurance x detection..........................(3.1)

Step 6 – Penentuan Penyebab Kegagalan

Penentuan penyebab kegagalan penting untuk dilakukan karena ini

merupakan tindakan korektif yang harus dilakukan bergantung pada penyebab

kegagalan itu sendiri.

Step 7 – Pemilihan Tindak Pemeliharaan yang sesuai

Hasil dari proses RCM adalah tindak pemeliharaan yang baru dan sesuai

dengan kondisi kekritisan peralatan yang dikaji. Tindakan pemeliharaan yang baru

didasarkan atas tingkat kekritisan peralatan, serta kerusakan-kerusakan yang pernah

terjadi.

II.2.3 Pengujian Data

1. Distribusi Lognormal

Distribusi lognormal tiga parameter (3p), yaitu parameter bentuk (σ),

parameter skala (μ), dan parameter lokasi (γ), adalah distribusi miring (skewed)

yang berguna untuk memodelkan variable acak positif kontinu dengan set

dukungan [-∞, γ, ∞] [3]. Apabila nilai parameter lokasi γ sama dengan 0, maka

distribusi ini disebut sebagai distribusi lognormal. Distribusi lognormal memiliki

bentuk yang bervariasi [3]. Yang sering terjadi, biasanya data yang di dekati dengan

distribusi Weibull juga bisa didekati dengan distribusi lognormal dikarenakan

kedua distribusi ini memiliki maksimal 3 parameter dan minimal 2 parameter yang

masing-masing menentukan bentuk grafiknya (Ebeling, 1997).

14

Fungsi-fungsi dalam distribusi lognormal adalah sebagai berikut (Ebeling,1997)

a. Fungsi Kepadatan Probabilitas (Probability Density Function )

(2.1)

Dimana γ < x atau γ > x, μ > 0, σ > 0 untuk lognormal 3p, sedangkan lognormal

standar hanya menggunakan dua parameter dengan memasukan nilai γ = 0.

b. Fungsi Kepadatan Komulatif ( Cumulative Density Function)

( 2.2)

c. Fungsi Reliabilitas

(2.3)

d. Fungsi Laju Kerusakan

(2.4)

e. Estimasi Parameter

• Bentuk

(2.5)

• Skala

(2.6)

• Lokasi

Parameter lokasi dicari dengan mengasumsikan nilai F( x; σ; μ; γ) = 0

f. Mean atau Mean Time to Failure (MTTF) Distribusi Lognormal

(2.7)

15

g. Median Distribusi Lognormal

(2.8)

h. Standar Deviasi Distribusi Lognormal

(2.9)

2. Distribusi Normal

Distribusi normal atau dikenal sebagai distribusi gaussian adalah model

penyebaran data yang sangat sering digunakan dalam menganalisa data, karena

parameter yang digunakan sangat sederhana dan tidak sulit digunakan [3]. Karena

alasan inilah distribusi ini biasa digunakan untuk analisis keandalan dan analisis

data umur suatu sistem. Ada beberapa yang berpendapat bahwa distribusi normal

tidak sesuai untuk memodelkan data umur suatu sistem karena batas kiri distribusi

meluas hingga negative tak hingga [2]. Hal ini dapat berakibat pada pemodelan n

kali kegagalan negative. Namun, asalkan distribusi ini memiliki rata-rata yang

relative tinggi dan standar deviasi yang relative kecil, masalah waktu kegagalan

negative seharusnya tidak muncul sebagai masalah [3]. Berikut ini merupakan

fungsi-fungsi dari distribusi normal:

a. Fungsi Kepadatan Probabilitas ( Probability Density Function)

(2.10)

Dimana μ > 0, σ > 0.

b. Fungsi Kepadatan Kumulatif ( Cumulative Density Function)

(2.11)

c. Fungsi Reliabilitas

(2.12)

16

d. Fungsi Laju Kerusakan

(2.13)

e. Estimasi Parameter

• Bentuk

(2.14)

• Skala

(2.15)

f. Mean atau ( Mean Time to Failure (MTTF)

(2.16)

g. Median

(2.17)

3. Goodness-of-Fit atau Uji Kecocokan Distribusi

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah distribusi dari data yang

diamati telah sesuai dengan model distribusi yang diperkirakan. Untuk menentukan

distribusi data yang akan diamati telah menunjukan mengikuti model distribusi

lognormal 2p/3p, normal maka dilakukan uji distribusi [3].

Pada laporan ini penulis tidak menjelaskan ketiga model kecocokan

dikarenakan dua dari tiga tes ini hanya berperan sebagai alternatif. Adapun uji

distribusi yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

• Uji Kolmogorov – Smirnov

Uji Kolmogorov- Smirnov test adalah suatu test non-parameter yang memiliki

dasar distribusi kumulatif untuk menguji dua data memiliki perbedaan signifikan

atau tidak. Test ini dilakukan dengan membandingkan nilai suatu fungsi yang

17

dihitung menggunakan distribusi non-parameter ini dengan distribusi parameter

yang diinginkan, sehingga apabila modelnya tidak memiliki perbedaan signifikan

maka distribusi parameter tersebut-lah yang digunakan [3].

Ketetapannya diukur dengan mencari titik perbedaan antara data sampel

dengan populasi yang paling besar kemudian jarak ini dibandingkan dengan menilai

pada posisi kritisnya [3]. Apabila jarak tersebut besar maka kemungkinan besar

bahwa data sampel tidak berasal dari distribusi populasi yang dituju.

Dalam menganalisa nilai D digunakan σ atau nilai kritis dan n atau jumlah

sampel dari table Kolmogorov-Smirnov untuk mendapatkan nilai D secara teoritis.

Apabila nilainya lebih besar dari nilai teoritis maka hipotesa bahwa data sampel

mengikuti model distribusi yang ditentukan adalah salah.

II.2.4 Skewness dan Kurtosis

Skewness merupakan ukuran ketidaksimetrisan dalam distribusi nilai. Nilai

skewness dapat bernilai positif, negatif dan nol. Skewness yang bernilai positif

ditandai dengan grafik yang condong kearah kanan yang menunjukan sebagian

besar distribusi berada di nilai rendah. Skewness yang bernilai negative ditandai

dengan grafik yang condong ke kearah kiri. Sementara skewness yang bernilai nol

berarti nilai tersebut terdistribusi secara simetris, dengan jarak antara grafik kanan

dan kiri yang sama besar.

Kurtosis adalah indikator untuk menunjukan derajat keruncingan. Semakin

besar nilai kurtosis maka kurva akan semakin runcing. Nilai referensi kurtosis

adalah 3. Kurva yang memiliki nilai lebih besar dari 3 disebut kurva leptokurtic,

kurva yang memiliki nilai lebih rendah dari 3 disebut kurva platikurtik, sedangan

kurva yang memiliki nilai sama dengan 3 disebut kurva distribusi normal atau

mesokurtic.

Skewness dan kurtosis dapat menunjukan kondisi pembagian atau distribusi

data. Kondisi yang ideal adalah dimana saat kurva berada pada skewness yang

bernilai 0 dan kurtosis yang bernilai 3. Apabila distribusi semakin jauh dari kondisi

ideal berarti distribusi data tersebut tersebar dengan tidak ideal atau tidak merata.