DIKTAT KULIAH

PENGENDALIAN & PENJAMINAN

KUALITAS (IE-501)

TOPIK 6: FMEA (FAILURE MODE EFFECT ANALYSIS)

Diktat ini digunakan bagi mahasiswa

Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik

Universitas Kristen Maranatha

Disusun oleh:

Ir. Rudy Wawolumaja M.Sc

Rudianto Muis, ST, MT

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI - FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BANDUNG

2013

FAILURE MODE & EFFECT ANALYSIS ( FMEA )

PENDAHULUAN

Konsep FMEA :

1. Sebagai alat perencanaan mutu untuk mengidentifikasi dan mengeliminasi

potensi kegagalan atau kerusakan.

2. Mengidentifikasikan kegagalan : kemungkinan, mekanisme, pengaruh,

metoda deteksi, kemungkinan pencegahan.

3. Hasil : rencana tindakan untuk eliminasi atau penyelidikan kegagalan.

Istilah / Terminologi FMEA :

Failure Mode : Physical description of a failure ( deskripsi fisik

kegagalan )

Failure Mechanism : proses yang menyebabkan kegagalan

Failure Effect : akibat yang ditimbulkan oleh kegagalan

Arti FMEA :

Failure : prediksi kemungkinan kegagalan atau defect

Mode : penentuan mode kegagalan

Effect : identifikasi pengaruh tiap komponen terhadap kegagalan

Analysis : tindakan perbaikan berdasarkan hasil evaluasi terhadap

penyebab

FMEA : berusaha mengidentifikasikan kemungkinan failure mode, failure

mechanism, & failure effect yang ditimbulkan failure mode pada

kinerja, mengidentifikasi metoda mendeteksi failure mode dan

kemungkinan pencegahannya.

atau :

FMEA : suatu pendekatan sistematis yang mengidentifikasi failure mode yang

potensial terjadi di dalam suatu sistem, produk, atau pabrikasi /

operasi perakitan, yang disebabkan baik oleh desain atau kekurangan

dalam pabrikasi / proses perakitan ( manufacturing / assembly

process deficiencies )

FMEA juga digunakan untuk mengidentifikasi karakteristik proses atau desain

kritis yang memerlukan pengendalian khusus untuk mencegah atau

mendeteksi failure mode.

Peran FMEA :

1. Evaluasi sistematis produk dan proses

2. Pembuktian kegagalan, identifikasi kegagalan

3. Dokumentasi potensial untuk produk atau proses yang tidak memenuhi

syarat

Kegunaan dari FMEA :

1. Meningkatkan kualitas, reliability, dan keamanan dari produk / service /

machinery dan proses

2. Meningkatkan company image dan competitiveness

3. Meningkatkan kepuasan konsumen ( customer satisfaction )

4. Mengurangi waktu dan biaya untuk pengembangan produk ( support

integrated product development )

5. Documents and tracks action taken to reduce risk

6. Reduces potential for Warranty concerns

7. Integrates with Design for Manufacturing & Assembly Techniques

Aplikasi penggunaan FMEA :

Process : Analyze manufacturing and assmbly processes

Design : Analyze products before they are released for production

Concept : Analyze systems or subsystems in the early design concept

stages

Equipment : Analyze machinery and equipment design before they are

purchased

Service : Analyze service industry processes before they are released

to impact the customer

4 Tipe dasar dalam FMEA :

1. Sistem FMEA :

Sistem FMEA dapat digunakan untuk menganalisis suatu sistem pada

tingkatan / level manapun, dari piece – part level sampai system level.

Pada tingkat / level terendah, FMEA dapat dilakukan dengan cara

memperhatikan setiap komponen di dalam sistem untuk menentukan

bagaimana kemungkinan yang dapat menimbulkan kegagalan dan efek-

nya terhadap sistem.

2. Design FMEA :

Design FMEA dilakukan pada suatu produk atau jasa / service pada level

design, selama tahapan desain.

Tujuannya adalah untuk menganalisis suatu sistem desain dan menentukan

bagaimana failure mode mempengaruhi pengoperasian sistem.

3. Proses FMEA :

Proses FMEA dilakukan pada proses manufaktur / pabrikasi.

FMEA dapat digunakan untuk mengidentifikasi failure modes yang

mungkin terjadi di dalam proses manufaktur, peralatan, tooling gauges,

pelatihan operator, atau sumber-sumber kesalahan potensial lainnya.

4. Fungsional FMEA :

Fungsional FMEA dikenal juga dengan “Black Box” FMEA.

FMEA tipe ini lebih berfokus pada kegunaan atau fungsi yang diharapkan

( intended function ) dari suatu komponen atau subsistem.

Format dasar dalam FMEA :

1. Functional / Equipment Identification

2. Functional / Equipment Purpose

3. Failure Mode

4. Failure Mechanism

5. Failure Detection

6. Failure Compensation

7. Failure Effect

8. Preventive Measures

Persiapan penerapan FMEA :

1. Bentuk tim FMEA ( cross function )

2. Tentukan proses atau produk atau kerusakan yang akan dipelajari

3. Tentukan batas FMEA : waktu, produk, anggaran, sumber daya, laporan

4. Pertimbangan ukuran masalah

5. Pelajari proses atau produk yang akan dianalisa :

a. Proses : flowchart

b. Produk : blueprint

c. Fungsi

6. Lakukan brainstorming terhadap potensi kegagalan

7. Buat daftar akibat / konsekuensi potensial dari tiap failure mode

8. Tentukan tingkat keseriusan ( Severity = SEV )

9. Identifikasi penyebab tiap failure mode :

a. Fish bone

b. Fault Tree Analysis ( FTA )

10. Tentukan skor Occurance ( OCC )

11. Identifikasi cara untuk mendeteksi failure mode

12. Tentukan skor lolos deteksi ( DET )

Rating 3 2 1

SEV Serius Cukup Serius Tidak Serius

OCC Tinggi Cukup Tinggi Rendah

DET Tinggi Cukup Tinggi Rendah

Rating Occurance Severity Detectability

1

10

Almost never

Occasionally

Often

Hardly Noticeable

Dissatisfaction

Serious effect

Obsolutely Obvious

Visible but could go

unnoticed

Undetectable

Tabel Rating Severity : ( SEV )

Ranking Effect Criteria : Severity of Effect

10 Hazardous Hazardous effect without warning. Safety related. Regulatory non-

compliant

9 Serious Potential hazardous effect. Able to stop without mishap.

Regulatory compliance in jeopardy

8 Extreme Item inoperable but safe. Customer very dissatisfied

7 Major Performance severely affected but functional and safe. Customer

dissatisfied

6 Significant Performance degraded but operable and safe. Non-vital part

inoperable. Customer experiences discomfort

5 Moderate Performance moderately affected. Fault on non-vital part requires

repair. Customer experiences some dissatisfaction

4 Minor Minor effect on performance. Fault does not require repair. Non-

vital fault always noticed. Customer experiences minor nuisance

3 Slight Slight effect on performance. Non-vital fault notice most of the

time. Customer is slightly annoyed

2 Very Slight Very slight effect on performance. Non-vital fault may be noticed.

Customer is not annoyed

1 None No effect

Tabel Rating Occurance : ( OCC )

Ranking Possible Failure Rates Probability of Failure

10 ≥ 1 in 2 Almost certain

9 1 in 3 Very high

8 1 in 8 High

7 1 in 20 Moderately high

6 1 in 80 Medium

5 1 in 400 Low

4 1 in 2.000 Slight

3 1 in 15.000 Very Slight

2 1 in 150.000 Remote

1 1 in 1.500.000 Almost impossible

Tabel Rating Detection : ( DET )

Ranking Detection Criteria : Likelihood of Detection by Design Control

10 Absolute

Uncertainty No design control or design control will not detect potential cause

9 Very Remote Very remote chance design control will detect potential cause

8 Remote Remote chance design control will detect potential cause

7 Very low Very low chance design control will detect potential cause

6 Low Low chance design control will detect potential cause

5 Moderate Moderate chance design control will detect potential cause

4 Moderately

High Moderately high chance design control will detect potential cause

3 High High chance design control will detect potential cause

2 Very High Very high chance design control will detect potential cause

1 Almost

Certain Almost certain that the design control will detect potential cause

13. Hitung nilai RPN ( Risk Priority Number ) untuk tiap jalur FMEA :

RPN = SEV * OCC * DET

Nilai RPN digunakan untuk menentukan prioritas

14. Buat prioritas failure mode berdasarkan nilai RPN

15. Tentukan tindakan yang diambil untuk menghilangkan failure mode :

Gunakan Pareto

Tindakan mengurangi SEV, OCC, dan DET

Menurunkan DET :

Proses inspeksi dan deteksi kegagalan sebelum sampai ke

pelanggan

Statistical Process Control

Alat ukur akurat dan dikalibrasi

Melembagakan preventif maintenance

Menggunakan kode warna dan bentuk untuk memudahkan

pekerja

Menurunkan OCC :

Metode Poka Yoke

Meningkatkan Cpk dengan Experimental Design

Fokus pada perbaikan terus menerus

Membuat mekanisme atraktif produk dan proses

Menurunkan SEV :

Mencari alat pelindung

Mendeteksi sebelum kecelakaan terjadi

Otomatis mesin berhenti bila ada kegagalan

Penggunaan material yang aman bila terjadi kegagalan

16. Hitung ulang RPN berdasarkan tindakan

17. Evaluasi efektivitas tindakan yang telah diambil

Contoh Sistem FMEA :

Sistem rumah dengan fungsi utama untuk perlindungan / berteduh dan

memberikan kenyamanan pada musim dingin.

Tabel Sistem FMEA :

No

Functional /

Equipment

Identification

Functional /

Equipment

Purposes

Failure

Mode

Failure

Mechanism

Failure

Detection

Failure

Compensation Failure Effects

Preventive

Measures

1 Struktur

Bangunan

Isolasi panas

ruang dalam

dari udara

luar

Tidak

dapat

menahan

panas

Kegagalan

fisik, krn :

Isolasi

buruk

Retak

Inspeksi Tidak ada

Ketidak

nyamanan

(kedinginan)

Boros energi

Gunakan

perhitungan

cuaca luar

paling buruk

untuk

perhitungan

bahan isolasi

2 Electric

Heater

Sebagai

sumber

panas dalam

rumah

(sumber

utama)

Tidak

ada

supply

listrik

Listrik PLN

padam

karena

kerusakan

badai

Inspeksi

Fire place

sebagai

pengganti

Kurang panas

Cari dan

hilangkan

kemungkinan

yang dapat

menyebabkan

line listrik

terputus, spt

cabang pohon

3 Fire Place

Sebagai

sumber

panas dalam

rumah

(sumber

utama)

Rusak

Kontruksi

rusak atau

instalasi

rusak

Inspeksi

Electric heater

sebagai

pengganti

Kurang panas

Bila kerusakan

bersama dengan

pemanas listrik,

ruangan

menjadi dingin

Sediakan

persediaan

kayu bakar

yang cukup

FAILURE MODE EFFECTS & CRITICALLY ANALYSIS ( FMECA )

Bila dalam kolom FMEA diselipkan kolom Resiko ( Risk Level ) dan

Assessment terhadap faktor Resiko dimasukkan, maka FMEA menjadi

FMECA.

Kategori Tingkat Resiko :

Fire place Heater electric

Struktur Bangunan

Buat FMEA untuk sistem

rumah

Kategori Risk Level Keterangan

I Catastrophic Menyebabkan kematian, hancurnya fasilitas,

atau dampak serius pada lingkungan

II Critical Menyebabkan cedera serius, sakit, kerusakan

fasilitas, dampak mayor pada lingkungan

III Marginal Dampak minor luka, minor sakit, dampak

minor pada lingkungan

IV Negligible Tidak ada dampak berarti pada faktor-faktor

diatas

Kategori Symbol Frekuensi per tahun

Likely A P ( annual occurance ) ≥ 10 - 2

Unlikely B 10 - 4 ≤ P ( annual occurance ) < 10

- 2

Extremely

Unlikely C 10

- 6 ≤ P ( annual occurance ) < 10 - 4

Rare D P ( annual occurance ) < 10 - 6

Format dasar dalam FMECA :

1. Identifikasi

2. Purpose

3. Interface

4. Failure Mode

5. Failure Mechanism

6. Failure Detection

7. Failure Compensation

8. Failure Effect

9. Risk Level

10. Preventive Measures