Model Simulasi Perawatan Mesin dan Fasilitas Industri
1 9 9 3
FAKVLTAS f EKNOLOGI PERTAUIAII
MISTITUT PERTANIAN BOOOR
B O G O R
M.
I k h s a n Sulaiman.
F 25.0171.
Mesin Dan F a s i l i t a s I n d u s t r i .
Model S i m u l a s i P e r a w a t a n
Dibawah bimbingan I r a w a d i dan
Yandra .
R I N G K A S A N
P e r a w a t a n mesin merupakan k e g i a t a n m e m e l i h a r a f a s i l i t a s
a t a u p e r a l a t a n p a b r i k , mengadakan p e r b a i k a n ,
penyesuaian
a t a u p e r g a n t i a n yang d i p e r l u k a n s u p a y a t e r d a p a t k e a d a a n
o p e r a s i y a n g memuaskan.
Permasalahan utama p e r a w a t a n mesin
y a i t u b i a y a perawatan y a n g t i n g g i .
dilakukan
Oleh k a r e n a i t u p e r l u
e f i s i e n s i pada b a g i a n perawatan m e s i n m e l a l u i
penggunaan mesin yang ekonomis dan e f i s i e n s i t e r h a d a p
a n t r i a n p e r b a i k a n mesin d i b e n g k e l .
yang d i g u n a k a n a d a l a h t e k n i k
Dalam h a 1 i n i t e k n i k
a n a l i t i s m e l a l u i metode
simulasi.
S i m u l a s i k e j a d i a n pada a n t r i a n d i b e n g k e l d e n g a n t i n g k a t
waktu a n t a r kedatangan k e r u s a k a n r a t a - r a t a
3 9 . 5 8 jam p e r
k e r u s a k a n , waktu p e r b a i k a n p e r k e r u s a k a n l i s t r i k r a t a - r a t a
.-
67.35
jam dengan keragaman 1 5 . 8 8 jam,
k e r u s a k a n mekanik r a t a - r a t a
jam,
waktu p e r b a i k a n p e r
4 1 . 1 9 jam dengan keragaman 30.88
d a n kemungkinan t e r j a d i k e r u s a k a n l i s t r i k 0 . 3 0 s e r t a
kemungkinan t e r j a d i k e r u s a k a n mekanik 0 . 7 0 ,
bahwa r a t a - r a t a
diperoleh hasil
lama m e s i n b e r a d a d i b e n g k e l l i s t r i k 7 1 . 0 6
jam d a n d i bengkel mekanik 46.58 jam, waktu t u n g g u r a t a - r a t a
mesin u n t u k d i p e r b a i k i 5 jam d a n panjang a n t r i a n d i bengkel
l i s t r i k 0.03 dan d i b e n g k e l mekanik 0 . 1 0 .
J u m l a h u n i t p e r b a i k a n yang d a p a t meminimasi b i a y a k a r e n a
m e s i n menunggu u n t u k d i p e r b a i k i dan b i a y a k a r e n a u n i t
perbaikan menganggur, pada bengkel mekanik mengikuti model
sebagai berikut :
-
X = 2.61
Cit/Cwt;
60.06
dan pada bengkel listrik mengikuti model sebagai berikut :
-
X = 2.67
466.94
Cit/Cwt; dimana X adalah jumlah unit
perbaikan optimal.
Perhitungan umur ekonomis mesin menggunakan metode
present worth.
turbin
655
Umur ekonomis mesin turbin
9
tahun,
KVA 1 0 tahun, thresher 5 tahun, digester 11
tahun, screw press
separator
9 0 0 KVA 9
6
tahun.
tahun, oil purifier
9
tahun, dan sludqe
Umur ekonomis yang direkomendasikan oleh
pabrik pembuat mesin thresher
10
tahun; mesin turbin
dan digester 11 tahun; dan mesin turbin
6 5 5 XVA,
9 0 0 KVA
screw
press, oil purifier, dan sludge separator adalah 1 3 tahun.
Mesin-mesin
yang
sedang
dioperasikan
dapat
tetap
dipertahankan pengoperasiannya selama biaya per tahun mesin
tersebut lebih kecil daripada biaya rata-rata per tahun
mesin baru.
Mesin-mesin yang pengoperasiannya telah melewati umur
ekonomis pabrik harus direma jakan.
dioperasikan tahun
1982
diremajakan saat umur ekonomis yang
direkomendasikan oleh pabrik.
sejak tahun
akhir tahun
1986,
1995
Mesin-mesin yang
Mesin-mesin yang dioperasikan
untuk mesin thresher direma jakan pada
dan mesin digester dan s c r e w press
diremajakan pada akhir tahun
1997,
serta oil purifier dan
sludqe separator diremajakan pada akhir tahun
1998.
MODEL SIMULASI PERAWATAN MESIN DAN FASILITAS INDUSTRI
Oleh
M. IKHSAN SULAIMAN
F 25.0171
SICRIPS1
Sebagai salah satu syarat nntuk rnentperolelt gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN,
Fakultas Tek~~ologi
Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
1993
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
MODEL
Dosen Pembimbing I
Dosen Pernbimbing I1
DAFTAR IS1
halaman
..............................
..................................
iii
................................
DAFTAR GAMBAR ...............................
DAFTAR LAMPIRAN .............................
I . PENDAHULUAN .................................
A . L A T A R BELAKANG ...........................
B . RUANG LINGKUP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vi
KATA PENGANTAR
DAFTAR I S 1
DAFTAR T A B E L
C
I1
.
. TINJAUAN
.
B.
A
...................................
TUJUAN
............................
MESIN (MAINTENANCE) . . . . . . . . . . . .
PUSTAKA
PERAWATAN
............................
DIGUNAKAN ....................
C . T E K N I K YANG
I11
.
.
B.
C.
.....................
..................................
P E N E L I T I A N TERDAHULU
. METODOLOGI
A
vii
viii
1
1
3
4
5
5
UMUR EKONOMIS DAN PEREMAJAAN M E S I N
(REPLACEMENT)
D
iv
.......................
BERENCANA (PLANNED APPROACH) . .
10
13
29
30
KERANGKA PEMIKIRAN
30
PENDEKATAN
32
.............................
I V . S I S T E M PEMELIHARAAN M E S I N ....................
V . PENGEMBANGAN MODEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A . MODEL ANTRIAN P E R B A I K A N M E S I N .............
B . UMUR EKONOMIS M E S I N .......................
T A T A LAKSANA
36
41
43
43
48
VI
. HASIL .......................................
A . SIMULASI ANTRIAN MESIN DI BENGKEL ........
B . SIMULASI PERHITUNGAN UMUR EKONOMIS MESIN
.
..................................
ANTRIAN PERBAIKAN MESIN ............
VII . PEMBAHASAN
A . MODEL
B . MODEL PERHITUNGAN UMUR EKONOMIS MESIN
VI
.
KESIMPULAN DAN SARAN
A . KESIMPULAN
54
54
48
59
59
....
67
........................
82
...............................
B . SARAN ....................................
DAFTAR PUSTAKA ..............................
LAMPIRAN ....................................
82
84
85
87
DAFTAR TABEL
halaman
1. Ekivalensi dana menggunakan bunga modal
...................................
20
2. Persentase kerusakan listrik dan mekanik
di PKS Tg. Seumantoh dari tahun 1986 - 1991
47
majemuk
3. Model matematika biaya perbaikan masing-
masing mesin (Rp/jam/tahun)
...............
50
4. Model matematika pemakaian bahan pelumas
(lt/jam/tahun)
............................
51
5. Sebaran peluang jam operasi per tahun
setiap mesin
..............................
6. Hasil verifikasi simulasi antrian pada
bengkeldengan ulangan sebanyak 100 kali
51
...
53
waktu unit perbaikan menganggur selama
setengah tahun ............................
55
7. Model matematika waktu tunggu mesin dan
8. Hasil simulasi perhitungan umur ekonomis
mesin dan biaya tahunan mesin
.............
58
9. Selang nilai Cit/Cwt untuk setiap jumlah
unit perbaikan
............................
lo. Hasil analisa sensitivitas perhitunqan
umur ekonomis mesin screw press . . . . . . . . . . .
65
75
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar
I . P e r s e n t a s e b i a y a p e r a w a t a n mesin t e r h a d a p
b i a y a p r o d u k s i k e l a p a s a w i t menjadi CPO
d i PKS Tg. Seumantoh PTP I t a h u n 1984 1991
2
P e r s e n t a s e biaya p r o d u k s i r a t a - r a t a
pengolahan k e l a p a s a w i t menjadi CPO d i
PKS Tg. Seumantoh PTP I
3
.....................................
Gambar
2.
..................
Gambar
3 . Menurunnya k o n d i s i m e s i n k a r e n a pertambah-
......
6
Kecendrungan p e n i n g k a t a n b i a y a o p e r a s i o n a l
dihubungkan dengan waktu pemakaian m e s i n
( J a r d i n e , 1973)
6
a n umur p a k a i mesin ( J a r d i n e , 1973)
Gambar
4.
..........................
Gambar
Gambar
5. Diagram pembangkit peubah acak d a r i b i l a ngari acak
................................
6 . G r a f i k f u n g s i d e n s i t a s s e b a r a n eksponen-
.....................................
G r a f i k f u n g s i d e n s i t a s s e b a r a n normal ....
sial
Gambar
7.
Gambar
8 . Skema t a h a p a n p e n d e k a t a n berencana ( p l a n -
Gambar
14
9.
23
24
n e d approach) ( T h i e r a u f dan Klekamp, 1 9 7 5 )
34
Tahapan pengolahan d a t a pada model o p t i m a s i perawatan mesin d a n f a s i l i t a s
industri
38
.................................
Gambar 1 0 . S i s t e m a n t r i a n masuknya mesin yang r u s a k
untuk d i p e r b a i k i untuk d i p e r b a i k i pada
b e n g k e l dengan dua u n i t p e r b a i k a n pada
s e t i a p jenis kerusakan
43
Gambar 11. Hubungan a n t a r a jumlah u n i t p e r b a i k a n
dengan b i a y a tunggu m e s i n dan b i a y a
menganggur u n i t p e r b a i k a n
64
Gambar 1 2 . B e s a r penghematan yang d i p e r o l e h k a r e n a
penggunaan mesin s e s u a i dengan umur
ekonomis
77
...................
................
.................................
vii
,
.
DAFTAR LAMPIRAN
halaman
Lampiran
Lampiran
1. Struktur orqanisasi Pabrik Kelapa Sawit
Tq. Seumantoh, PT Perkebunan I, Langsa,
Aceh Timur .............................
2. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
turbin 900 KVA .........................
Lampiran
Lampiran
Lampiran
90
4. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
threser ................................
91
5. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
digester ...............................
92
6. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
screw press ............................
Lampiran
89
3. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
turbin 655 KVA .........................
Lampiran
88
93
7. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
oil purifier ...........................
94
Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
sludge separator .......................
95
Lampiran 9. Diagram alir mesin pada industri pengolahan kelapa sawit menjadi minyak sawit
kasar (CPO) di PKS Tq. Seumantoh PTP I
Lanqsa .................................
96
Lampiran 10. Hasil penqujian Kecocokan (chi-square)
jam operasi mesin terhadap sebaran
normal .................................
97
Lampiran
8.
Lampiran 11. Hasil penqujian kecocokan (chi-square)
waktu antar kedatanqan kerusakan terhadap
sebaran eksponensial ................... 100
FAKVLTAS f EKNOLOGI PERTAUIAII
MISTITUT PERTANIAN BOOOR
B O G O R
M.
I k h s a n Sulaiman.
F 25.0171.
Mesin Dan F a s i l i t a s I n d u s t r i .
Model S i m u l a s i P e r a w a t a n
Dibawah bimbingan I r a w a d i dan
Yandra .
R I N G K A S A N
P e r a w a t a n mesin merupakan k e g i a t a n m e m e l i h a r a f a s i l i t a s
a t a u p e r a l a t a n p a b r i k , mengadakan p e r b a i k a n ,
penyesuaian
a t a u p e r g a n t i a n yang d i p e r l u k a n s u p a y a t e r d a p a t k e a d a a n
o p e r a s i y a n g memuaskan.
Permasalahan utama p e r a w a t a n mesin
y a i t u b i a y a perawatan y a n g t i n g g i .
dilakukan
Oleh k a r e n a i t u p e r l u
e f i s i e n s i pada b a g i a n perawatan m e s i n m e l a l u i
penggunaan mesin yang ekonomis dan e f i s i e n s i t e r h a d a p
a n t r i a n p e r b a i k a n mesin d i b e n g k e l .
yang d i g u n a k a n a d a l a h t e k n i k
Dalam h a 1 i n i t e k n i k
a n a l i t i s m e l a l u i metode
simulasi.
S i m u l a s i k e j a d i a n pada a n t r i a n d i b e n g k e l d e n g a n t i n g k a t
waktu a n t a r kedatangan k e r u s a k a n r a t a - r a t a
3 9 . 5 8 jam p e r
k e r u s a k a n , waktu p e r b a i k a n p e r k e r u s a k a n l i s t r i k r a t a - r a t a
.-
67.35
jam dengan keragaman 1 5 . 8 8 jam,
k e r u s a k a n mekanik r a t a - r a t a
jam,
waktu p e r b a i k a n p e r
4 1 . 1 9 jam dengan keragaman 30.88
d a n kemungkinan t e r j a d i k e r u s a k a n l i s t r i k 0 . 3 0 s e r t a
kemungkinan t e r j a d i k e r u s a k a n mekanik 0 . 7 0 ,
bahwa r a t a - r a t a
diperoleh hasil
lama m e s i n b e r a d a d i b e n g k e l l i s t r i k 7 1 . 0 6
jam d a n d i bengkel mekanik 46.58 jam, waktu t u n g g u r a t a - r a t a
mesin u n t u k d i p e r b a i k i 5 jam d a n panjang a n t r i a n d i bengkel
l i s t r i k 0.03 dan d i b e n g k e l mekanik 0 . 1 0 .
J u m l a h u n i t p e r b a i k a n yang d a p a t meminimasi b i a y a k a r e n a
m e s i n menunggu u n t u k d i p e r b a i k i dan b i a y a k a r e n a u n i t
perbaikan menganggur, pada bengkel mekanik mengikuti model
sebagai berikut :
-
X = 2.61
Cit/Cwt;
60.06
dan pada bengkel listrik mengikuti model sebagai berikut :
-
X = 2.67
466.94
Cit/Cwt; dimana X adalah jumlah unit
perbaikan optimal.
Perhitungan umur ekonomis mesin menggunakan metode
present worth.
turbin
655
Umur ekonomis mesin turbin
9
tahun,
KVA 1 0 tahun, thresher 5 tahun, digester 11
tahun, screw press
separator
9 0 0 KVA 9
6
tahun.
tahun, oil purifier
9
tahun, dan sludqe
Umur ekonomis yang direkomendasikan oleh
pabrik pembuat mesin thresher
10
tahun; mesin turbin
dan digester 11 tahun; dan mesin turbin
6 5 5 XVA,
9 0 0 KVA
screw
press, oil purifier, dan sludge separator adalah 1 3 tahun.
Mesin-mesin
yang
sedang
dioperasikan
dapat
tetap
dipertahankan pengoperasiannya selama biaya per tahun mesin
tersebut lebih kecil daripada biaya rata-rata per tahun
mesin baru.
Mesin-mesin yang pengoperasiannya telah melewati umur
ekonomis pabrik harus direma jakan.
dioperasikan tahun
1982
diremajakan saat umur ekonomis yang
direkomendasikan oleh pabrik.
sejak tahun
akhir tahun
1986,
1995
Mesin-mesin yang
Mesin-mesin yang dioperasikan
untuk mesin thresher direma jakan pada
dan mesin digester dan s c r e w press
diremajakan pada akhir tahun
1997,
serta oil purifier dan
sludqe separator diremajakan pada akhir tahun
1998.
MODEL SIMULASI PERAWATAN MESIN DAN FASILITAS INDUSTRI
Oleh
M. IKHSAN SULAIMAN
F 25.0171
SICRIPS1
Sebagai salah satu syarat nntuk rnentperolelt gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN,
Fakultas Tek~~ologi
Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
1993
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
MODEL
Dosen Pembimbing I
Dosen Pernbimbing I1
DAFTAR IS1
halaman
..............................
..................................
iii
................................
DAFTAR GAMBAR ...............................
DAFTAR LAMPIRAN .............................
I . PENDAHULUAN .................................
A . L A T A R BELAKANG ...........................
B . RUANG LINGKUP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vi
KATA PENGANTAR
DAFTAR I S 1
DAFTAR T A B E L
C
I1
.
. TINJAUAN
.
B.
A
...................................
TUJUAN
............................
MESIN (MAINTENANCE) . . . . . . . . . . . .
PUSTAKA
PERAWATAN
............................
DIGUNAKAN ....................
C . T E K N I K YANG
I11
.
.
B.
C.
.....................
..................................
P E N E L I T I A N TERDAHULU
. METODOLOGI
A
vii
viii
1
1
3
4
5
5
UMUR EKONOMIS DAN PEREMAJAAN M E S I N
(REPLACEMENT)
D
iv
.......................
BERENCANA (PLANNED APPROACH) . .
10
13
29
30
KERANGKA PEMIKIRAN
30
PENDEKATAN
32
.............................
I V . S I S T E M PEMELIHARAAN M E S I N ....................
V . PENGEMBANGAN MODEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A . MODEL ANTRIAN P E R B A I K A N M E S I N .............
B . UMUR EKONOMIS M E S I N .......................
T A T A LAKSANA
36
41
43
43
48
VI
. HASIL .......................................
A . SIMULASI ANTRIAN MESIN DI BENGKEL ........
B . SIMULASI PERHITUNGAN UMUR EKONOMIS MESIN
.
..................................
ANTRIAN PERBAIKAN MESIN ............
VII . PEMBAHASAN
A . MODEL
B . MODEL PERHITUNGAN UMUR EKONOMIS MESIN
VI
.
KESIMPULAN DAN SARAN
A . KESIMPULAN
54
54
48
59
59
....
67
........................
82
...............................
B . SARAN ....................................
DAFTAR PUSTAKA ..............................
LAMPIRAN ....................................
82
84
85
87
DAFTAR TABEL
halaman
1. Ekivalensi dana menggunakan bunga modal
...................................
20
2. Persentase kerusakan listrik dan mekanik
di PKS Tg. Seumantoh dari tahun 1986 - 1991
47
majemuk
3. Model matematika biaya perbaikan masing-
masing mesin (Rp/jam/tahun)
...............
50
4. Model matematika pemakaian bahan pelumas
(lt/jam/tahun)
............................
51
5. Sebaran peluang jam operasi per tahun
setiap mesin
..............................
6. Hasil verifikasi simulasi antrian pada
bengkeldengan ulangan sebanyak 100 kali
51
...
53
waktu unit perbaikan menganggur selama
setengah tahun ............................
55
7. Model matematika waktu tunggu mesin dan
8. Hasil simulasi perhitungan umur ekonomis
mesin dan biaya tahunan mesin
.............
58
9. Selang nilai Cit/Cwt untuk setiap jumlah
unit perbaikan
............................
lo. Hasil analisa sensitivitas perhitunqan
umur ekonomis mesin screw press . . . . . . . . . . .
65
75
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar
I . P e r s e n t a s e b i a y a p e r a w a t a n mesin t e r h a d a p
b i a y a p r o d u k s i k e l a p a s a w i t menjadi CPO
d i PKS Tg. Seumantoh PTP I t a h u n 1984 1991
2
P e r s e n t a s e biaya p r o d u k s i r a t a - r a t a
pengolahan k e l a p a s a w i t menjadi CPO d i
PKS Tg. Seumantoh PTP I
3
.....................................
Gambar
2.
..................
Gambar
3 . Menurunnya k o n d i s i m e s i n k a r e n a pertambah-
......
6
Kecendrungan p e n i n g k a t a n b i a y a o p e r a s i o n a l
dihubungkan dengan waktu pemakaian m e s i n
( J a r d i n e , 1973)
6
a n umur p a k a i mesin ( J a r d i n e , 1973)
Gambar
4.
..........................
Gambar
Gambar
5. Diagram pembangkit peubah acak d a r i b i l a ngari acak
................................
6 . G r a f i k f u n g s i d e n s i t a s s e b a r a n eksponen-
.....................................
G r a f i k f u n g s i d e n s i t a s s e b a r a n normal ....
sial
Gambar
7.
Gambar
8 . Skema t a h a p a n p e n d e k a t a n berencana ( p l a n -
Gambar
14
9.
23
24
n e d approach) ( T h i e r a u f dan Klekamp, 1 9 7 5 )
34
Tahapan pengolahan d a t a pada model o p t i m a s i perawatan mesin d a n f a s i l i t a s
industri
38
.................................
Gambar 1 0 . S i s t e m a n t r i a n masuknya mesin yang r u s a k
untuk d i p e r b a i k i untuk d i p e r b a i k i pada
b e n g k e l dengan dua u n i t p e r b a i k a n pada
s e t i a p jenis kerusakan
43
Gambar 11. Hubungan a n t a r a jumlah u n i t p e r b a i k a n
dengan b i a y a tunggu m e s i n dan b i a y a
menganggur u n i t p e r b a i k a n
64
Gambar 1 2 . B e s a r penghematan yang d i p e r o l e h k a r e n a
penggunaan mesin s e s u a i dengan umur
ekonomis
77
...................
................
.................................
vii
,
.
DAFTAR LAMPIRAN
halaman
Lampiran
Lampiran
1. Struktur orqanisasi Pabrik Kelapa Sawit
Tq. Seumantoh, PT Perkebunan I, Langsa,
Aceh Timur .............................
2. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
turbin 900 KVA .........................
Lampiran
Lampiran
Lampiran
90
4. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
threser ................................
91
5. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
digester ...............................
92
6. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
screw press ............................
Lampiran
89
3. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
turbin 655 KVA .........................
Lampiran
88
93
7. Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
oil purifier ...........................
94
Biaya operasional dan biaya perawatan
serta jam operasi dan spesifikasi mesin
sludge separator .......................
95
Lampiran 9. Diagram alir mesin pada industri pengolahan kelapa sawit menjadi minyak sawit
kasar (CPO) di PKS Tq. Seumantoh PTP I
Lanqsa .................................
96
Lampiran 10. Hasil penqujian Kecocokan (chi-square)
jam operasi mesin terhadap sebaran
normal .................................
97
Lampiran
8.
Lampiran 11. Hasil penqujian kecocokan (chi-square)
waktu antar kedatanqan kerusakan terhadap
sebaran eksponensial ................... 100