Analisis Mesin Dan Komponen Kritis Sebagai Dasar Pengembangan Strategi Pemeliharaan Di Pabrik Kelapa Sawit Kebun Rambutan PT. Perkebunan Nusantara 3

(1)

PT. PERKEBUNAN NUSANTARA 3

TESIS

Oleh:

YUHELSON 077015001/TM

PROGRAM MAGISTER TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PT. PERKEBUNAN NUSANTARA 3

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelas Magister Teknik dalam Program Studi Magister Teknik Mesin, pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh:

YUHELSON 077015001/TM

PROGRAM MAGISTER TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

Nama Mahasiswa : Yuhelson Nomor Pokok : 077015001

Program Studi : Magister Teknik Mesin

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME) Ketua

(Prof. Dr. Ir. Sukaria Sinulingga, M.Eng) (Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri)

Anggota Anggota

Ketua Program Studi, Dekan,

(Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME) (Prof. Dr. Ir. Armansyah Ginting, M.Eng) Tanggal lulus: 18 Mei 2010

(4)

NAMA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME Anggota : 1. Prof. Dr. Ir. Sukaria Sinulingga, M.Eng

2. Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri 3. Ir. Tugiman, MT

(5)

Nusantara 3. Metode yang digunakan adalah melakukan analisis data kerusakan mesin kritis dan komponennya dengan menggunakan aplikasi distribusi Weibull, sehingga dapat menentukan nilai-nilai karakteristik sistem pemeliharaan, yaitu; keandalan, laju kegagalan, MTBF, ketersediaan, kriteria kerusakan, biaya kegagalan, biaya preventif, dan waktu antar penggantian koponen. Dari hasil analisis menggunakan diagram Pareto ditemukan bahwa mesin-mesin yang kritis adalah Screw Press, beserta komponen kritisnya, yaitu: Left & Right Handed Worm, Bushing, Press Cylinder, Rebuild Worm, Bearing SKF 29326, Left Handed Shaft, and Right Handed Shaft.

Berdasarkan analisis kerusakan tersebut selanjutnya dibuat rancangan Strategi Pemeliharaan, sehingga dapat menurunkan frekuensi kegagalan Screw Press, menurunkan kerugian produksi, dan meningkatkan keandalan, ketersediaan, dan MTBF. Strategi pemeliharaan didisain berdasarkan interval waktu penggantian komponen, kemudian dibuat modifikasi penjadwalan pemeliharaan optimum. Analisis dari strategi pemeliharaan yang baru memperlihatkan bahwa keandalan Screw Press (1) meningkat dari 0.4207 menjadi 0,8259, Screw Press(2) dari 0,4024 ke 0,8259, Screw Press(3) dari 0,4504 ke 0,8259, dan Screw Press(4) dari 0,4204 ke 0,8259. ketersediaan dari Screw Press(1) meningkat dari 0,8564 menjadi 0,9524, Screw Press(2) dari 0,9201, ke 0,9524, Screw Press(3) dari 0,8585 ke 0,9524, dan Screw Press(4) dari 0,875 ke 0,9524. Kemungkinan frekuensi kegagalan dari Screw Press(1) is menurun dari 37 menjadi 19, Screw Press(2) dari 23 ke 19, Screw Press(3) dari 25 ke 19, dan Screw Press(4) dari 23 ke 19.

Penelitian ini memperlihatkan bahwa analisis kerusakan mesin sangat berguna untuk mengambil kebijakan dalam perencanaan strategi pemeliharaan pada suatu pabrik..

.Kata kunci: mesin kritis, keandalan, ketersediaan, screw press, strategi pemeliharaan.

(6)

was by analyzes the failures data of critical machines and it’s components, by

Weibull distribution applications, so it can founded the values of maintenance system characteristics, i.e: reliability, failure rate, mean time between failure, availability, failure types, failure cost, preventive cost, and replacement interval time. Based on

analysis of Pareto’s diagram founded that critical machines is Screw Press due

components critical, i.e: Left & Right Handed Worm, Bushing, Press Cylinder, Rebuild Worm, Bearing SKF 29326, Left Handed Shaft, and Right Handed Shaft

Based on analysis of the failures, the researcher tries to establish the Maintenance Strategy, so it can be reduce the Screw Press frequency failure, reduce the loss production, and improve the reliability, availability, and MTBF. Maintenance strategies are created based on replacement interval time of subsystems, and then create the optimal maintenance scheduling that has been modified. Analysis of the new maintenance strategy of different subsystems shows that the reliability of Screw Press(1) can be improve from 0.4207 to 0,8259, Screw Press(2) from 0,4024 to 0,8259, Screw Press(3) from 0,4504 to 0,8259, and Screw Press(4) from 0,4204 to 0,8259 respectively. The availability of Screw Press(1) improved from 0,8564 to 0,9524, Screw Press(2) from 0,9201, to 0,9524, Screw Press(3) from 0,8585 to 0,9524, and Screw Press(4) from 0,875 to 0,9524. The probability of failure frequency of Screw Press(1) is reduced from 37 to 19, Screw Press(2) from 23 to 19, Screw Press(3) from 25 to 19, and Screw Press(4) from 23 to 19.

This study shows that analyzes of machine failure is very useful for deciding the policy in the planning of maintenance strategy at a factory..

Keywords: critical machines, reliability, availability, screw press, maintenance

(7)

Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tesis ini dengan judul “Analisis Mesin dan Komponen Kritis Sebagai Dasar Pengembangan Strategi Pemeliharaan di Pabrik Kelapa Sawit Kebun Rambutan PT. Perkebunan Nusantara 3”, yang merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi setiap mahasiswa dalam menyelesaikan studinya di Program Studi Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik Unversitas Sumatera Utara (USU). Penelitian ini merupakan salah satu model untuk meningkatkan sistem pemeliharaan mesin pabrik kelapa sawit, seiring dengan kemajuan teknologi yang diterapkan di dunia industri saat ini.

Dalam kesempatan ini, penulis menghaturkan rasa terima kasih kepada Prof. Dr. Bustami Syam, MSME selaku Ketua Komisi Pembimbing, Ketua Program Doktor dan Magister Teknik Mesin USU, yang telah memberikan arahan dan bimbingan dalam penelitian dan penulisan tesis ini.

Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Prof. Dr. Sukaria Sinulingga, M.Eng dan Dr. Ing. Ikhwansyah Isranuri, selaku anggota komisi pembimbing, yang telah banyak memberikan arahan dalam penulisan tesis ini.

Ucapan terima kasih selanjutnya penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Ir. Armansyah Ginting, M.Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik USU yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan penulisan tesis ini.

(8)

fasilitas selama dalam pendidikan, serta seluruh rekan-rekan mahasiswa yang telah memberikan bantuan dan dorongan dalam penulisan tesis ini.

Demikianlah kata pengantar ini dibuat, dengan harapan hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi kemajuan ilmu pengetahuan, dan penulis mengharapkan saran dan kritikan dari pembaca agar penulisan tesis ini menjadi lebih baik.

Medan, Mei 2010 Penulis,

Yuhelson 077015001

(9)

Tempat/Tgl. Lahir : Padang Panjang/ 11 Maret 1958

Pekerjaan : Dosen Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Riau (UMRI)

Alamat Kantor : Kampus Universitas Muhammadiyah Riau (UMRI) Jl. KH. Ahmad Dahlan No. 88 Sukajadi Pekanbaru Riau

Email :yuhelson@yahoo.com

Pendidikan

Nama Sekolah Tahun Tamat

Sekolah Dasar Negeri No. 3 Padang Panjang 1971

Sekolah Teknik Negeri No.1 Padang Panjang 1974

Sekolah Teknik Menengah (STM) Karya Padang Panjang 1977 Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, Jurusan Teknik

Mesin Universitas Negeri Padang 1983

Riwayat Pekerjaan

No. Pekerjaan Tahun

1. Dosen Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Padang 1985– 2004 2. Sekretaris Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas

Negeri Padang 1994 - 1996

3. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri

Padang 1997– 1999

4. Asisten Direktur II Sub Projek Management Unit TPSDP

Universitas Negeri Padang 2000-2001

5. Sekretaris Program SemiQue Jurusan Pendidikan Teknik

Mesin Universitas Negeri Padang 2003 - 2004

6. Dosen Akademi Teknologi Muhammadiyah Pekanbaru 2004– 2008 7. Ketua Program Studi Teknik Otomotif Akademi Teknologi

Muhammadiyah Pekanbaru 2004 - 2007

8. Dosen Universitas Muhammadiyah Riau (UMRI) 2008 -sekarang

(10)

ABSTRAK ……… ii

KATA PENGANTAR ……… iii

RIWAYAT HIDUP ………... v

DAFTAR ISI ……… vi

DAFTARTABEL ……… ix

DAFTARGAMBAR……… xii

DAFTARLAMPIRAN ……….. xv

BAB 1 PENDAHULUAN ……… 1

1.1 Latar Belakang ………... 1

1.2 Perumusan Masalah ………... 4

1.3 Tujuan Penelitian ………. 1.3.1 Tujuan umum ……….. 1.3.2 Tujuan khusus ………... 5 5 6 1.4 Manfaat Penelitian ………... 6

1.5 Batasan Penelitian ………. 7

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ……….. 8 2.1

2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Manajemen Pemeliharaan dan Kontrol ... Strategi Pemeliharaan (Maintenance Strategies) ... Penerapan Strategi Pemeliharaan ………... Keandalan (Reliability) ………... 2.4.1 Indeks keandalan ………..………… Tingkat Kekritisan Mesin ………. Distribusi Keandalan Weibull ………... 2.6.1 Fungsi kepadatan ……..……… 2.6.2 Fungsi keandalan ………. 2.6.3 Fungsi laju kegagalan ……….. 2.6.4 Fungsi kumulatif ……….. 2.6.5 Mean Time Between Failure (MTBF)………...

8 9 17 19 23 23 24 25 27 28 28 29

(11)

2.11

2.12

Pengelolaan dan Pengontrolan Suku Cadang ... 2.11.1 Dasar-dasar kontrol suku cadang ... 2.11.2 Jumlah pesanan ekonomis ... Kerangka Konsep Pemikiran ………...

35 35 37 39

BAB 3 METODE PENELITIAN ………. 40

3.1 3.2 3.3 3.4

Tempat dan Waktu ………... Bahan dan Alat ………... Sumber dan Jenis Data ………... Pelaksanaan Penelitian ... 3.4.1 Melakukan studi lapangan ... 3.4.2 Pengumpulan data ... 3.4.3 Pengolahan data ... 3.4.4 Analisa data ...

40 40 40 41 41 42 42 43

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN …….……….. 46

4.1

4.2

4.3

4.4

Gambaran Umum Perusahaan ……….. 4.1.1 Proses produksi ………... 4.1.2 Hasil produksi ……….. 4.1.3 Jam kerja Screw Press ………. 4.1.4 Proses maintenance di PKS Rambutan ……… Pengolahan Data ……….. 4.2.1 Identifikasi mesin dan komponen kritis ……….. 4.2.2 Harga komponen dan biaya pemeliharaan preventif … 4.2.3 Biaya tenaga kerja pemeliharaan ………. 4.2.4 Biaya kehilangan produksi ………. 4.2.5 Biaya penggantian komponen ………. Kriteria Kegagalan Screw Press ... 4.3.1 Kegagalan Left & Right Handed Worm ………. 4.3.2 Kegagalan Left Handed Shaft, Rigght Handed Shaft .. 4.3.3 Kegagalan Bearing ... 4.3.4 Kegagalan Bushing ……… 4.3.5 Kegagalan Press Cylinder ... Analisis Data ... 4.4.1 Pengujian distribusi data ………... 4.4.2 Estimasi parameter ……….. 4.4.3 Analisis keandalan Screw Press ……….. 4.4.4 Analisis keandalan sub-sistem (komponen Screw

Press) ………... 46 46 49 50 50 51 51 56 57 58 59 62 63 67 70 74 75 76 77 77 80 83

(12)

4.5

4.4.9 Analisis biaya pemeliharaan optimum ... 4.4.10 Analisis jadwal pemeliharaan optimum Screw Press... 4.4.11 Perbandingan sistem pemeliharaan yang lama dengan

sistem pemeliharaan yang dimodifikasi ……….. 4.4.12 Analisis penyediaan suku cadang ………. Pengembangan Strategi Pemeliharaan ……….………… 4.5.1 Prioritas utama mesin dan komponen yang akan

dimaintain ……… 4.5.2 Prosedur pelaksanaan pemeliharaan ………. 4.5.3 Jenis pemeliharaan ………... 4.5.4 Jadwal pemeliharaan preventive ……….. 4.5.5 Sistem penyediaan suku cadang ………... 4.5.6 Target strategi pemeliharaan ………

96 99 101 104 107 109 109 115 115 116 116

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ……… 117

5.1 5.2

Kesimpulan ………..

Saran ………. 117121

(13)

Nomor Judul Halaman 2.1 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Keberhasilan

Pemeliharaan ... 11

2.2 Annualized Costs Data for Single System ... 22

2.3 Annualized Costs Data for Parallel System ... 22

2.4 Jumlah dan Tingkat Kekritisan Peralatan Mesin di PKS Tor Ganda Tahun 2005 ... 24

4.1 Indikator Mutu Produksi PKS Rambutan ... 48

4.2 Produksi dan Bahan Baku PKS Rambutan ... 49

4.3 Jumlah Hari Kerja Tiap Bulan ... 49

4.4 Jumlah Jam Kerja Screw Press pertahun ... 50

4.5 Frekuensi Kegagalan Screw Press Tahun 2007 sd Tahun 2009 .. 52

4.6 Komponen Screw Press yang Mengalami Kegagalan ... 53

4.7 Frekuensi Kegagalan Komponen Screw Press Tahun 2007 sd Tahun 2009 ... 56

4.8 Harga Komponen Screw Press dan Biaya Pemeliharaan/hari ... 56

4.9 Biaya Tenaga Kerja Nganggur Akibat Kegagalan/hari ... 57

4.10 Biaya Tenaga Kerja Penggantian Komponen Preventif/hari ... 58

4.11 Jumlah Bahan Baku, Produksi dan Harga ... 58

4.12 Biaya Penggantian Komponen Akibat Kegagalan Tiap Komponen ………. 60

(14)

4.15 Nilai Siginifikansi Level Masing-masing Distribusi …………. 76

4.16 Parameterβ danη Untuk Screw Press dan Komponennya …… 78

4.17 Nilai Keandalan Screw Press ………. 82

4.18 Interval Waktu Pemeliharaan Berdasarkan Tingkatan Keandalan ………. 83

4.19 Nama Komponen Screw Press dan Kode. ... 84

4.20 Nilai Keandalan Komponen Screw Press... 85

4.21 Interval Waktu Pemeliharaan Berdasarkan Tingkatan Keandalan Sub-sistem ……….. 86

4.22 Nilai Laju kegagalan Screw Press ………. 87

4.23 Nilai Laju Kegagalan Komponen Screw Press ……… 90

4.24 Nilai MTBF Komponen Screw Press ……… 93

4.25 Interval Waktu Penggantian Optimum Untuk Tiap-Tiap Komponen ... 97

4.26 Matrik Jadwal Penggantian Komponen Screw Press... 100 4.27 Perbandingan Kondisi Screw Press Sistem Lama dengan Sistem Baru ... 102

4.28 Perbandingan Total Biaya Sebelum, Sesudah Penjadwalan dan Sesudah Penjadwalan Modifikasi ... 103

4.29 Perbandingan Keandalan R(t) Sebelum, Sesudah Penjadwalan dan Sesudah Penjadwalan Modifikasi ... 103 4.30 Jumlah Kebutuhan Komponen Per Tahun dan Harga

Komponen ... 106

(15)

4.33 Prosedur Penerapan Pemeliharaan Berbasis Kondisi ……... 112

4.34 Prosedur Penerapan PemeliharaanKorektif …………..…... 113

4.35 Jadwal Penggantian Komponen Screw Press ………... 115

(16)

2.1 Kerangka Pikir Pengembangan Strategi Pemeliharaan …... 12

2.2 Strategi Pemeliharaan ………... 13

2.3 Model Konseptual Diagram Keputusan Berdasarkan Karakteristik Reliability dan Availability ………... 14

2.4 Alogaritma Keputusan QRCM ... 16

2.5 Bagan Prosedur Pemeliharaan Terencana ... 18

2.6 Pengaruh Suatu Program Reliability Terhadap Biaya Masa Pakai ... 19

2.7 Biaya Masa Pakai Optimum ... 20

2.8 Single System Optimal Design-With RAM ... 21

2.9 Parallel System Optimal Design-With RAM ... 22

2.10 Pengaruhβ pada Laju Kegagalan Weibull………... 26

2.11 Pengaruhβ pada Reliability ………. 26

2.12 Gambar kurva Bath-tub ... 28

2.13 Ilustrasi Ketersediaan ……… 30

2.14 Diagram Gaya Screw ………... 33

2.15 Grafik Penyediaan Suku Cadang ... 36

2.16 Kerangka Konsep Pemikiran ... 39

(17)

4.3 Frekuensi Kegagalan Mesin Tahun 2007 sd 2009 ... 52

4.4 Frekuensi Kegagalan Komponen Screw Press 1 ... 54

4.5 Frekuensi Kegagalan Komponen Screw Press 2 ... 54

4.6 Frekuensi Kegagalan Komponen Screw Press 3 ... 55

4.7 Frekuensi Kegagalan Komponen Screw Press 4 ... 55

4.8 Screw Press ………. 62

4.9 Left & Right Handed Worm ……….. 63

4.10 Diagram Benda Bebas Worm Screw ... 64

4.11 Penampang Normal Worm Screw ………. 65

4.12 Right Handed Shaft dan Left Handed Shaft ……… 68

4.13 Dimensi Rght Handed Shaft ... 68

4.14 BearingPecah ……….. 70

4.15 Bearing Aus ………. 70

4.16 Penggantian Bushing ………..…………. 74

4.17 Press Cylinder ……….. 75

4.18 Grafik Confidence Bounds Dua Sisi Screw Press 1 …………. 78

4.19 Grafik Confidence Bounds Dua Sisi Screw Press 2 ………. 79

4.20 Grafik Confidence Bounds Dua Sisi Screw Press3 ………… 79

(18)

4.24 Laju Kegagalan Screw Press 1, 2, 3, dan 4……… 88

4.25 Laju Kegagalan Komponen Screw Press ………. 89

4.26 MTBF Komponen Screw Press ……… 92

4.27 Availability Screw Press 1, 2, 3, dan 4 ……… 95

4.28 Biaya Pemeliharaan Komponen Screw Press ……….. 96

4.29 Sumber-sumber Ketidakandalan (Unreliability) ……….. 108

4.30 Diagram Keputusan Strategi Pemeliharaan ……….. 110

(19)

1. Data Kerusakan Mesin ... 124

2. Daftar Mesin dengan Frekuensi Kegagalan Terbesar ……….. 127

3. Data Kerusakan Screw Press... 128

4. Frekuensi Kegagalan Komponen Screw Press... 136

5. Data Interval Waktu Kerusakan Screw Press... 137

6. Data Interval Waktu Kerusakan Komponen Screw Press... 140

7. Perhitungan Parameter Weibull ………... 143

8. Perhitungan Reliability dan Availability Screw Press ………. 149

9. Perhitungan Biaya Pemeliharaan ………. 153

10. Analisis Penjadwalan Screw Press Hasil Pengembangan Strategi Pemeliharaan ……….. 160

11. Gambar Screw Press ……… 162

(20)

Penelitian ini memperlihatkan bahwa analisis kerusakan mesin sangat berguna untuk mengambil kebijakan dalam perencanaan strategi pemeliharaan pada suatu pabrik..

.Kata kunci: mesin kritis, keandalan, ketersediaan, screw press, strategi pemeliharaan.

(21)

was by analyzes the failures data of critical machines and it’s components, by

analysis of Pareto’s diagram founded that critical machines is Screw Press due

components critical, i.e: Left & Right Handed Worm, Bushing, Press Cylinder, Rebuild Worm, Bearing SKF 29326, Left Handed Shaft, and Right Handed Shaft

This study shows that analyzes of machine failure is very useful for deciding the policy in the planning of maintenance strategy at a factory..

Keywords: critical machines, reliability, availability, screw press, maintenance

(22)

1.1 Latar Belakang

Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Rambutan PT.Perkebunan Nusantara 3 (PTPN 3) berperan sebagai pengolah bahan mentah kelapa sawit untuk menghasilkan minyak sawit (CPO) dan inti sawit. Dalam pengoperasiannya PKS Rambutan mempunyai beberapa unit mesin pengolah dan material handling, seperti; Boiler, Tresser, digester polishing drum, ripple mill, blower, lori, crane, conveyor, electric motor dan sebagainya. Kinerja (performance) dari mesin/peralatan menurut Barabady (2005) tergantung pada; keandalan (reliability) dan ketersediaan (availability) peralatan yang digunakan, lingkungan operasi, efisiensi pemeliharaan, proses operasi dan keahlian operator, dan lain-lain. Jika reliability dan availability suatu sistem rendah, maka usaha untuk meningkatkannya kembali adalah dengan menurunkan laju kegagalan atau meningkatkan efisiensi perbaikan terhadap tiap-tiap komponen atau sistem. Untuk mengoptimumkan reliability dan availability menurut Barabady (2005) diperlukan suatu strategi pemeliharaan yang meliputi; Design-out Maintenance, Preventive Maintenance dan Corrective Maintenance. Rancangan Strategi Pemeliharaan hendaklah dikembangkan berdasarkan analisis karakteristik/kinerja dari mesin-mesin yang digunakan yang meliputi; keandalan, ketersediaan, mean time between failure (MTBF), laju kegagalan, biaya pemeliharaan, biaya akibat

(23)

pemeliharaan (maintenance history) sangat diperlukan dan menjadi acuan utama dalam merancang sistem pemeliharaan terencana. Dengan melakukan analisis terhadap karakteristik mesin dan komponen-komponen yang kritis, diharapkan rancangan strategi pemeliharaan akan dapat menurunkan tingkat kerusakan sistem dan menurunkan biaya operasional.

Pelaksanakan pemeliharaan Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Rambutan mengacu pada prosedur/instruksi kerja (IK) PTPN 3. Untuk pekerjaan corrective maintenance mengacu pada IK 3.02-02 tentang Pelaksanaan Kegiatan Teknik, dimana setiap pelaksanaan breakdown maintenance harus mengacu pada Work Order yang diminta oleh pengguna alat. Untuk pekerjaan preventive mengacu ke IK 3.02– 02/08 tentang Pemeliharaan Mesin dan Instalasi PKS dan IK 3.02– 02/09 mengenai Pemeliharaan Mesin dan Instalasi Listrik. Sedangkan untuk pekerjaan Predictive Maintenance mengacu pada IK 3.02– 00/06.

Namun demikian, dalam pelaksanaan pemeliharaan di PKS Rambutan lebih sering dengan cara Breakdown Maintenance yaitu pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi kerusakan. Sistem ini belum dapat memberikan data yang akurat tentang kapan suatu mesin atau komponen akan mengalami kerusakan. Kerusakan pada mesin-mesin dan peralatan tersebut dapat mengganggu jalannya proses produksi dan dapat berakibat berhentinya keseluruhan proses produksi. Efek dari gangguan tersebut antara lain adalah bahan baku (tandan buah segar) menjadi rusak, target produksi tidak tercapai, ongkos produksi menjadi naik dan kesinambungan supply produk tidak terjamin. Gangguan pada kelancaran proses produksi akan menurunkan

(24)

angka Indeks Produktivitas Pabrik yang menggambarkan kinerja pabrik, dan hal ini jelas sangat merugikan PTPN 3.

Hasil penelitian Sitorus (2006) pada pabrik kelapa sawit PT. Tor Ganda menunjukkan bahwa selama tahun 2003–2005 terjadi stagnasi CPO sebesar 2749,33 ton dan PK (Palm Kernel) sebesar 555,70 ton akibat kegagalan peralatan mesin. Pada penelitian tersebut juga ditemukan bahwa mesin/peralatan yang mempunyai kontribusi tingkat kegagalan dan penurunan produksi adalah Screw Press yakni 34,24%.

Beberapa penelitian mengenai analisis keandalan (reliability) dan penjadwalan pemeliharaan telah dilakukan oleh beberapa peneliti terhadap industri/pabrik yang berbeda. Hayyi (2005) melakukan analisis kerusakan container crane berdasarkan perhitungan fungsi keandalan, laju kegagalan dan Mean Time Between Failure (MTBF), lalu didapatkan interval pemeliharaan terhadap sub sistem Mainthoist, Trolley, Spreader, Engine & Generator Set dan PLC & Electric Drive Control. Wahyudi (2000) dalam penelitiannya membuat suatu model pemeliharaan mesin Hydraulic Press dengan memperhitungkan komponen-komponen biaya tenaga kerja, biaya kehilangan produksi dan harga komponen. Pemodelan tersebut dapat digunakan untuk menentukan interval waktu pemeliharaan yang optimal. Berdasarkan hasil perhitungannya model tersebut dapat menekan biaya total berkisar antara 35,07% sampai 90,73% dari biaya total semula. Javad Barabady (2005) mengembangkan suatu model strategi pemeliharaan dengan menggunakan analisis reliability,

(25)

Dari observasi yang dilakukan pada studi awal oleh tim maintenance MTM USU Medan, diperoleh informasi bahwa kerusakan mesin dan perlatan pada PKS Rambutan disebabkan oleh beberapa faktor antara lain:

- belum adanya penjadwalan pemeliharaan terencana,

- kurangnya kemampuan karyawan untuk memahami dan mengimplementasikan catatan pemeliharaan (maintenance record),

- kurang efektifnya sistim pengontrolan dan pembelian komponen (material control &

purchasing),

- terbatasnya kewenangan manajemen untuk menerapkan strategi pemeliharaan,

- belum adanya sistem database secara komputer, - kurangnya peralatan condition monitoring,

- belum adanya analisa secara statistik terhadap data historis.

Berdasarkan hal-hal tersebut diatas, maka penulis ingin melakukan Analisis terhadap karakteristik/kinerja mesin dan komponennya, sebagai dasar untuk mengembangkan strategi pemeliharaan di pabrik kelapa sawit (PKS) Rambutan. Dari hasil analisis karakteristik ini akan diketahui mesin-mesin dan komponen kritis, keandalan mesin, ketersediaan mesin, interval waktu penggantian yang optimal, estimasi umur komponen, biaya preventive maintenance dan perhitungan sistem persediaan komponen. Dengan demikian model strategi pemeliharaan yang akan diterapkan nanti betul-betul sudah melalui pengukuran dan evaluasi yang realistis dari kondisi mesin/peralatan yang ada saat ini.

(26)

1.2 Perumusan Masalah

Permasalahan besar yang sering ditemui di PKS Rambutan yaitu seringnya terjadi penghentian operasi (downtime ) akibat kerusakan mesin/peralatan yang tiba-tiba, dan mengakibatkan proses produksi harus terhenti untuk melakukan perbaikan, sehingga biaya operasi dan produksi menjadi tinggi. Seringnya terjadi penghentian operasional di pabrik ini disebabkan karena kapan waktu terjadinya kegagalan tidak bisa diramalkan. Hal ini berkaitan erat dengan:

1. Tidak jelasnya sistem pemeliharaan yang dijalankan oleh perusahaan. 2. Tidak terencananya persediaan suku cadang penunjang sistem pemeliharaan. 3. Kurang jelasnya prosedur pengambilan keputusan untuk mengantisipasi

terjadinya kegagalan.

Untuk mengatasi beberapa permasalahan tersebut, perlu dirancang suatu strategi pemeliharaan berdasarkan analisis karakteristik sistem, sehingga dapat meningkatkan keandalan dan ketersediaan mesin/sistem di PKS Rambutan.

1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan Umum

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis terhadap karakteristik kinerja mesin dan komponen kritis, sebagai dasar pengembangan strategi pemeliharaan yang efektif pada Pabrik Kelapa Sawit PT. Nusantara 3. Analisis dilakukan dengan pengolahan data-data kegagalan mesin pada pabrik.

(27)

1.3.2 Tujuan Khusus

Tujuan khusus dari kegiatan penelitian ini adalah:

1. Mengidentifikasi dan menganalisis komponen-komponen kritis pada mesin-mesin obyek penelitian.

2. Mengevaluasi kriteria kegagalan komponen mesin.

3. Mengevaluasi keandalan dan ketersediaan mesin dan komponennya. 4. Mengevaluasi laju kegagalan mesin dan komponennya.

5. Mengevaluasi interval waktu penggantian komponen yang optimal. 6. Membuat rancangan persediaan komponen yang menunjang sistem

pemeliharaan.

7. Membuat suatu model strategi pemeliharaan yang dapat meningkatkan Reliability dan Availablity.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dapat diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagi perusahaan hasil penelitian ini dapat menjadi masukan/rekumendasi sebagai acuan untuk mengambil kebijakan terhadap penerapan manajemen pemeliharaan, dalam upaya untuk peningkatan keandalan dan ketersediaan mesin/peralatan yang kritis, khususnya di PKS Rambutan PTP Nusantara 3. 2. Bagi mahasiswa akan berguna untuk menambah pengetahuan dan pengalaman

(28)

mesin dan peralatan di Pabrik Kelapa Sawit.

3. Bagi Perguruan Tinggi hasil penelitian ini dapat sebagai tambahan literatur yang dapat dimanfaatkan oleh para peneliti di bidang pemeliharaan peralatan industri.

1.5 Batasan Penelitian

Batasan-batasan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Penelitian dan pembahasan hanya dilakukan pada mesin-mesin dan komponen

yang dianggap kritis, yaitu mesin-mesin dan komponen yang sering rusak dan sangat berpengaruh terhadap kerugian produksi dan pembiayaan.

2. Perancangan strategi pemeliharaan hanya mencakup; penjadwalan pemeliharaan optimum, perancangan penyediaan komponen dan prosedur pelaksanaan pemeliharaan.

3. Dokumentasi data kerusakan dan pembiayaan didasarkan pada data perawatan mesin di pabrik dan wawancara langsung dengan pihak manajemen pabrik. 4. Aspek teknis dalam pelaksanaan pemeliharaan, seperti peralatan yang

digunakan, tata cara pembongkaran mesin dan lain-lainnya tidak termasuk dalam pembahasan.

(29)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Manajemen Pemeliharaan dan Kontrol

Mesin-mesin dan peralatan yang dioperasikan di industri saat ini cenderung semakin kompleks dan membutuhkan modal besar baik untuk investasi awal maupun untuk biaya operasional. Untuk itu, strategi dan kebijakan pemeliharaan diperlukan agar semua peralatan yang beroperasi di dalam sistem tidak mengalami kegagalan dalam pengoperasiannya. Upaya mengoptimalkan pemeliharaan telah banyak dilakukan, kesemuanya bertujuan untuk menjaga keandalan (reliability) dan ketersediaan (availability) sistem. Oleh sebab itu saat ini teknik pemeliharaan lebih banyak dikonsentrasikan pada pemeliharaan pencegahan (preventive) untuk menghindari kerusakan yang lebih serius. Priyanta (2000) menyebutkan bahwa:

Jika tindakan pemeliharaan terhadap suatu plant menggunakan prinsip minimal maintenance approach, dan dikombinasikan dengan manajemen pemeliharaan yang terabaikan, maka hal ini akan memperpendek masa berguna (useful life) dari plant, dan mungkin juga akan menambah biaya lainnya seperti biaya kerusakan (downtime cost) dan berbagai denda yang timbul akibat dampak yang ditimbulkan oleh kerusakan sistem.

Manajemen pemeliharaan (maintenance management) dapat dijelaskan sebagai fungsi dari panduan kebijakan aktifitas-aktifitas pemeliharaan, teknik pelatihan dan manajemen kontrol dari program-program pemeliharaan. Faktor utama yang menyebabkan pentingnya manajemen pemeliharaan di industri saat ini adalah meningkatnya mekanisasi dan otomasi dalam kebanyakan proses. Konsekuensinya adalah berkurangnya kebutuhan operator tetapi meningkatnya kebutuhan tenaga

(30)

pemeliharaan. Menurut Dhilon (2002), fungsi-fungsi dari departemen pemeliharaan dan organisasi adalah dalam hal:

1. Perencanaan dan perbaikan peralatan/fasilitas pada standar-standar yang ditetapkan

2. Pelaksanakan pemeliharaan preventif; khususnya, pengembangan dan penerapan program kerja yang terjadwal untuk tujuan menjaga peralatan/fasilitas beroperasi secara memuaskan

3. Persiapkan anggaran biaya yang realistis terhadap personil pemeliharaan dan kebtuhan material

4. Pengaturan logistik untuk menjamin ketersediaan komponen/material yang diperlukan untuk tugas-tugas pemeliharaan

5. Pemeliharaan pencatatan peralatan, servis dan lain-lain

6. Pengembangan pendekatan-pendekatan yang efektif untuk memonitor kegiatan-kegiatan staf pemeliharaan

7. Pengembangan teknik-teknik yang efektif untuk mengontrol tenaga operasi, tingkat manajer, dan kelompok-kelompok lainnya yang sadar akan aktifitas pemeliharaan

8. Pelatihan terhadap staf pemeliharaan dan karyawan lainnya untuk meningkatkan keterampilan mereka dan kinerja yang efektif

9. Peninjauan ulang rencana-rencana terhadap fasilitas, instalasi dan peralatan baru. 10. Penerapan metoda-metoda untuk meningkatkan keamanan/keselamatan ditempat

kerja dan pengembangan pendidikan keamanan/keselamatan yang berhubungan dengan program-program staf pemeliharaan

2.2. Strategi Pemeliharaan (Maintenance Strategies)

Strategi pemeliharaan adalah teknik/metoda yang digunakan untuk mencapai tingkat keandalan dan ketersediaan sistem yang tinggi dengan biaya operasional yang

(31)

minimal. Maka strategi pemeliharaan sangatlah penting bagi suatu perusahaan untuk menekan biaya yang harus dikeluarkan, karena kegiatan pemeliharaan secara proposional mempunyai konsekuensi terhadap biaya keseluruhan operasi. Menurut Smith (2001), elemen-elemen strategi pemeliharaan meliputi:

1. Organisasi sumber daya pemeliharaan (Organization of maintenance resources) 2. Prosedur pemeliharaan (Maintenance procedures )

3. Peralatan dan alat-alat uji (Tools and test equipent)

4. Seleksi karyawan, pelatihan dan motivasi (Personnel selecting, training and motivation)

5. Manual dan petunjuk pemeliharaan (Maintenance instructions and manuals) 6. Penyediaan suku cadang (Spares provisioning)

7. Logistik (Logistics)

Elemen-elemen pemeliharaan tersebut biasanya dibagi kedalam tiga grup tugas pemeliharaan, yaitu; pemeliharaan korektif (corrective), pemeliharaan rutin (preventive) dan perbaikan tahunan (overhaul). Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan pemeliharaan suatu pabrik menurut Paul.D, (1989) dapat dilihat pada tabel 2.1.

(32)

Tabel 2.1 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Keberhasilan Pemeliharaan (Paul. D, 1989).

Priority Control Element Influence Rating

1. Labour Productivity 10

2. Material Control & Purchasing 10

3. Leadership 9

4. Workload 9

5. Organisation 8

6. Interdepartmental Relation 8

7. Cost Data 7

8. Performance data 7

9. Preventive Maintenance Procedure 7

10. Planning 6

11. Schedulling 5

12. Training 4

13. Engineering 4

14. Technology 3

15. Labour Practices 2

Dimana: Skala 1 s/d 3 ... sedikit pengaruh Skala 4 s/d 6 ... cukup berpengaruh Skala 7 s/d 10 ... besar pengaruhnya

Faktor-faktor pada tabel 2.1. tersebut dapat digunakan sebagai pedoman untuk memprioritaskan perhatian dalam perencanaan strategi pemeliharaan. Sistim pemeliharaan yang baik adalah berbeda untuk masing pabrik karena masing-masing pabrik berbeda pemakaian bahan dan energinya.

Keterkaitan antar elemen-elemen yang berhubungan dengan strategi pemeliharaan dalam menunjang proses produksi (manufacturing operation) dapat diilustrasikan seperti pada gambar 2.1. Kebijakan yang diambil dalam strategi pemeliharaan untuk pelaksanaan pemeliharaan dan perbaikan (maintenance & repair) adalah berdasarkan analisis keandalan, ketersediaan dan laju kegagalan mesin.

(33)

Gambar 2.1 Kerangka Pikir Pengembangan Strategi Pemeliharaan

Pelaksanaan pemeliharaan dan perbaikan ditunjang oleh beberapa elemen lain seperti peralatan kerja, peralatan uji, penyediaan komponen, tenaga kerja dan kondisi lingkungan seperti keselamatan dan keamanan kerja. Proses produksi dan hasil produksi hendaknya diukur dan dievaluasi secara periodik untuk mengetahui kinerja mesin sehingga dapat dianalisa untuk pengambilan keputusan berikutnya.

Salah satu strategi pemeliharaan telah dikembangkan oleh Barabady (2005), yang membagi kegiatan pemeliharaan menjadi tiga, yaitu; pemeliharaan dengan modifikasi disain (Design-out Maintenance), perawatan pencegahan (Preventive Maintenance), dan perawatan korektif (Coorective Maintenance), seperti terlihat pada gambar 2.2.

Purchasing Inventory SDM Environment

Internal Factors

Manufacturing Operation Maintenance

& Repair Tool room

Maintenance Strategies Development

Equipment Performance Measurement and

Evaluation

Output

External Factors

Reliability Availability Quality

(34)

Gambar 2.2 Strategi Pemeliharaan (Barabady, 2005)

Design-out maintenance berupa modifikasi disain dari sistem, membuang atau mengurangi sesuai dengan kebutuhan pemeliharaan selama beroperasi. Preventive maintenance dapat dianggap sebagai pemeliharaan dengan interval yang sudah ditentukan untuk mengurangi kemungkinan kegagalan komponen. Ini berarti bahwa pemeliharaan dilakukan sebelum suatu kerusakan meningkat. Pemeliharaan preventif dapat dibagi; time-based preventive maintenance(T.B.M) dan condition-based maintenance(C.B.M) . Time-based preventive maintenance terutama dilakukan untuk

Maintenance Strategy

Design-out Maintenance Preventive

Maintenance Corrective

Maintenance

Inspection

Condition-based Maintenance (Predictive Maintenance Run-To-Failure

(Break down Maintenance

Scadual Replacement Scadual

Overhaul

Time-based Maintenance (Systematic Maintenance)

Condition Monitoring

Rutine Asset Care

(35)

komponen-komponen yang tidak bisa diperbaiki. Condition-based preventive maintenance, juga disebut pemeliharaan prediktif diterapkan pada komponen-komponen dimana kegagalan terjadi secara insidentil. Hal ini memerlukan periode inspeksi yang optimal untuk meningkatkan keandalan mesin/peralatan berdasarkan informasi statistik keandalan. Pemeliharaan korektif (corrective maintenance) adalah pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi kegagalan untuk mengembalikan ke kondisi siap pakai.

Gambar 2.3 Model Konseptual Diagram Keputusan Berdasarkan Karakteristik Reliability dan Availability ( Barabady, 2005)

(36)

Untuk menerapkan strategi pemeliharaan ini Barabady (2005) membuat suatu detail pengambilan keputusan berdasarkan analisis keandalan seperti gambar 2.3. Pemeliharaan dengan waktu yang tetap (Fixed Time Maintenance/F.T.M) digunakan jika laju kegagalan konstan (β = 1). Jika laju kegagalan meningkat (β >1) dan biaya pemeliharaan preventif yang diharapkan (Expected Cost of Preventive Maintenance/ECP) lebih kecil dari biaya pemeliharaan korektif (Expected Cost of Corrective Maintenance/ECC), maka digunakan pemeliharan preventive, tetapi jika tidak maka digunakan pemeliharaan korektif (Corrective Maintenance/C.M). Pemeliharaan preventif bisa dilaksanakan dengan Condition Based Maintenance (C.B.M) jika biaya pelaksanaannya efektif, tetapi jika tidak efektif maka dilakukan Time Based Maintenance (T.B.M).

Strategi pemeliharaan menurut Smith (2001) yaitu Quantitative Reliability Centered Maintenance (QRCM) yang meliputi perhitungan terhadap keseimbangan biaya pemeliharaan yang berlebihan karena ketidaktersediaan yang timbul akibat pemeliharaan yang tidak efisien. Langkah pertama dalam perencanaan strategi QRCM adalah mengidentifikasi komponen-komponen kritis yang berpengaruh besar terhadap kegagalam mesin/peralatan. Langkah kedua adalah mendapatkan data-data spesifik kegagalan seperti laju kegagalan, waktu antar kerusakan, dan lama perbaikan. Dari karakteristik kegagalan ini dilakukan analisis keandalan dan ketersediaan untuk menentukan jenis pemeliharaan yang tepat digunakan. Dengan cara ini biaya-biaya yang berhubungan dengan perubahan interval pemeliharaan, penyediaan suku cadang

(37)

yang dicapai.

Gambar 2.4 Algoritma Keputusan QRCM (Smith, 2001)

Perhitungan yang digunakan untuk mengambil keputusan menurut Smith adalah: 1. Penggantian komponen optimum (Optimum Replacement)

2. Penyediaan suku cadang optimum (Optimum spares holding) 3. Uji ketahanan interval optimum (Optimum proof-test intervals) 4. Monitoring kondisi (Condition monitoring)

Is the failure revealed or unrevealed Consider optimm spares Revealed Are the consequences trivial? Unrevealed

In combination with other failures, are the

consequences Is there a

measureable degradation parameter?

Is there a measureable degradation parameter? Calculate optimum proof test Calculate preventive replacement Is there failure rate increasing? Carry out condition monitoring Carry out condition monitoring and calculate optimum proof test Calculate preventive replacement and optimum proof-test Is there failure rate increasing? DO NOTHING

Trivial implies that financial safety or onvironmental penalty does not justify the cost of the proposed maintenance All Yes Yes Yes Yes Yes Yes No No No No No No

(38)

2.3. Penerapan Strategi Pemeliharaan

Untuk melaksanakan strategi pemeliharaan yang efektif, saat ini banyak diterapkan sistem pemeliharaan secara periodik (preventive maintenance). Keuntungan melakukan pemeriksaan dan perbaikan secara periodik dan pada saat yang tepat pada semua mesin-mesin/peralatan adalah, dapat diramalkannya total perbaikan pada seluruh sistim pabrik oleh para insinyur pemeliharaan. Dalam hal ini perbaikan dilakukan segera sebelum terjadi kerusakan yang lebih fatal. Biaya perbaikan dan lamanya mesin/equipmen tidak beroperasi dapat diminimalkan, dibandingkan dengan perbaikan mesin yang sama tetapi dilakukan setelah mesin itu rusak total. Hal-hal penting dalam penerapan strategi pemeliharaan menurut Alfian (2004) adalah:

1. Frekuensi kerusakan dan pengeluaran biaya untuk perbaikan termasuk upah. 2. Item-item yang dipilih harus benar-benar penting dan dapat berakibat fatal untuk

keseluruhan pabrik tersebut.

3. Penaksiran biaya-biaya pemeliharaan.

4. Melakukan pekerjaan sebanyak mungkin pada saat pembongkaran pabrik tahunan (overhaul) dan efektifitas kerja dari para mekanik harus tinggi selama dilakukannya pembongkaran pabrik tahunan tersebut.

5. Meramalkan kerusakan-kerusakan yang akan terjadi.

6. Data yang dikumpul dari pabrik secara harian, periodik, tahunan merupakan dasar informasi untuk sistim pemeliharaan yang baik.

(39)

terintegrasi

Untuk itu perlu dibuat suatu jadwal pemeliharaan untuk setiap mesin dan komponen. Penentuan interval pemeliharaan yang optimum adalah berdasarkan perhitungan dan analisis keandalan, ketersediaan, dan biaya-biaya yang menyertai keseluruhan kegiatan pemeliharaan. Interval pemeliharaan optimum inilah yang dimasukkan kedalam prosedur pemeliharaan terencana menurut Corder (1992) seperti terlihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Bagan Prosedur Pemeliharaan Terencana (Corder,1992) Dari diagram pada gambar 2.5 terlihat bahwa yang diperlukan adalah:

Permintaan pemeliharaan

Laporan pemeriksaan Catatan riwayat

(hasil-hasil pemeliharaan)

Staf pemeliharaan

Pengendalian

Permintaan pemeliharaan Daftar sarana

(apa yang dipelihara)

Jadwal pemeliharaan (bagaimana memeliharanya)

Program pemeliharaan (kapan harus dipelihara)

Spesifkasi pekerjaan

Program perencanaan

mingguan

Program perencanaan

bulanan

Staf produksi

Mesin

ini

(40)

1. Jenis mesin dan komponen yang kritis untuk dirawat 2. Jadwal penggantian optimum tiap komponen

3. Jumlah komponen yang disediakan 4. Prosedur opersional standar (SOP) 5. Jumlah tenaga kerja yang diperlukan.

2.4 Keandalan (Reliability)

Keandalan dapat didefinisikan sebagai probabilitas suatu sistem dapat berfungsi dengan baik untuk melakukan tugas pada kondisi tertentu dan dalam selang waktu tertentu pula. Sistem reliability, availability dan maintainability (RAM) akhir-akhir ini sudah dianggap sangat signifikan terhadap lingkungan yang berkompetisi dan keseluruhan biaya operasi/biaya produksi.

Gambar 2.6 Pengaruh Suatu Program Reliability Terhadap Biaya Masa Pakai (Barabady, 2005)

(41)

formal, maka walaupun biaya tambahan (acquisition) meningkat, tetapi biaya operasional turun drastis sehingga secara keseluruhan total biaya masa pakai (total life cycle costs) dapat diturunkan.

Pemeliharaan tidak dapat dipisahkan dari keandalan. Jika keandalan rendah, berarti membutuhkan pemeliharaan yang lebih besar dengan biaya yang lebih besar pula (Barabady, 2005). Salah satu tujuan dari analisis sistem keandalan dan ketersediaan adalah untuk mengidentifikasi kelemahan dalam suatu sistem, dan menghitung secara kuantitas dampak dari kegagalan komponen. Pertanyaan yang sering timbul adalah ”seberapa handal atau seberapa aman suatu sistem akan beroperasi selama masa pengoperasiannya dimasa yang akan datang?”.Pertanyaan ini sebagian dapat dijawab dengan menggunakan evaluasi keandalan secara kuantitatif. Suatu peralatan yang sering terhenti kaena rusak (breakdown) tetapi dengan suatu periode perbaikan yang pendek, bisa menghasilkan tingkat ketersediaan yang pantas.

Gambar 2.7 Biaya Masa Pakai Optimum (Barabady, 2005)

Sebaliknya suatu peralatan dengan keandalan yang tinggi, bisa saja tingkat Acquisition

Costs Life Cycle

Cost Optimized Cost

Point Operational

Costs

Life Cycle

Cost

(42)

ketersediaannya rendah, karena memerlukan waktu yang lama untuk setiap kali perbaikan. Dengan mempertimbangkan kedua hal tersebut dapat ditentukan biaya pemeliharaan yang optimum, seperti terlihat pada gambar 2.7.

Yin dkk (2009) membuat suatu konsep disain proses pada proses LNG dengan pendekatan analisis Reliability, Availability dan Maintainability (RAM). Mereka melakukan optimasi disain sistem terhadap turbin gas berdasarkan analisis RAM seperti terlihat pada gambar 2.8 dan 2.9.

Gambar 2.8 Single System Optimal Design-With RAM (Yin dkk, 2009)

Tanpa analisis RAM, disain memerlukan biaya kapital yang lebih rendah, tetapi downtime lebih tinggi dibandingkan sistem dengan analisis RAM, sehingga biaya produksi tinggi. Dengan menggunakan analisis RAM, sistem dapat menrunkan biaya 10,99% dibandingkan dengan sistem tanpa analisis RAM, seperti terlihat pada tabel 2.2.

(43)

Without RAM Study With RAM Study

Total Cost in Life Cycle Capital Cost (MM$)

Lost Production Cost (MM$) CM Down Time (Hours) PM Down Time (Hours) Optimal PM Interval (Hrs) Cost Reduction %

72.55 26.14 46.42 1007.67

551.99 3000.00

Base

64.58 26.77 37.81 738.51 532.01 3333.00

10.99

Gambar 2.9 Parallel System Optimal Design-With RAM (Yin dkk, 2009)

Begitu juga dengan disain sistem paralel, dapat menurunkan sebesar 7,22% dibandingkan sistem tanpa analisis RAM, seperti terlihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3 Annualized Costs Data for Parallel System (Yin dkk, 2009)

Without RAM With RAM Study

Total Cost in Life Cycle Capital Cost (MM$)

Lost Production Cost (MM$) Whole Capacity CM DT (Hours) Half Capacity CM DT (Hours) PM Down Time (Hours) Optimal PM Interval (Hrs) Cost Reduction %

57.94 27.49 30.44 6.00 836.82 598.50 3000.000

Base

53.75 27.59 26.16 5.70 815.84 465.50 3750.00

7.22

(44)

Menurut Priyanta (2000), indeks keandalan yang paling sering digunakan adalah sebagai berikut:

1. Jumlah kegagalan yang diharapkan akan terjadi dalam periode waktu tertentu 2. Waktu rata-rata diantara dua kegagalan

3. Laju kegagalan dari suatu proses

4. Durasi rata-rata downtime dari suatu sistem atau peralatan 5. Nilai harapan keuntungan yang hilang karena kegagalan

6. Nilai harapan yang hilang dari output suatu proses karena kegagalan

Indeks-indeks ini dapat dievaluasi dengan menggunakan teori keandalan yang relevan setelah beberapa kriteria tertentu yang berhubungan dengan kondisi operasional dari suatu item dipenuhi.

2. 5 Tingkat Kekritisan Mesin

Tingkat kekritisan mesin (sistem) atau komponen (subsistem) disebut juga Equipment Critically Rating (ECR) adalah merupakan besaran yang menunjukkan tingkat urgensi suatu mesin atau komponen terhadap jalannya proses produksi. Mesin dan komponen kritis maksudnya adalah mesin dan komponen yang paling sering mengalami kerusakan sehingga dapat mengakibatkan berhentinya produksi (downtime), dan menimbulkan kerugian yang besar. ECR ini digunakan sebagai dasar penentuan prioritas pada pemeliharaan dan kebijakan pengadaan suku cadang.

Penelitian Sitorus (2006) di PKS Tor Ganda menampilkan jumlah dan tingkat kekritisan perlatan mesin, seperti pada tabel 2.4.

(45)

Tabel 2.4 Jumlah dan Tingkat Kekritisan Peralatan Mesin di PKS Tor Ganda Tahun 2005 (Sitorus, 2005)

No. Nama Mesin Jumlah

(Unit) ECR-1 ECR-2 ECR-3 ECR-4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Screw Press Digester Ripple Mill Claybath Boiler Gear Box Electromotor Geared Motor Pump Vibration Screen Thresser Steam Turbine Genset (genertor set) Hoisting Crane Decanter Blower 6 6 4 2 3 26 164 80 64 3 3 3 2 3 4 25 -√ -37 26 10 -√ √ √ -√ √ 109 52 43 √ √ √ √ √ √ √ -17 -11 -1 2

-Jumlah 398 84 283 28 3

2. 6 Distribusi Keandalan Weibull

Untuk menghitung keandalan peralatan atau komponen, langkah pertama harus mengetahui model probabilitas atau komponen yang dinyatakan dengan distribusi statistik. Distribusi statistik tergantung pada jenis kerusakan dari suatu sistem independen terhadap umurnya dan karakteristik-karakteristik lain dari sejarah pengoperasiannya. Distribusi eksponensial digunakan untuk laju kegagalan yang konstan, sedangkan jika laju kegagalan tergantung pada bertambahnya umur sistem, maka digunakan distribusi Weibull (Smith, 2001).

(46)

pengujian distribusi (Probability Distributions), sehingga diketahui apakah data berdistribusi secara Normal, Lognormal, Exponential atau Weibull. Pengujian distribusi ini bisa dilakukan dengan bantuan Software Minitab, lalu diambil koefisien korelasi (correlation coefficient) yang terbesar.

2.6.1 Fungsi kepadatan

Fungsi f(t) mewakili fungsi probabilitas untuk variabel random T yang kontinu disebut fungsi probabilitas kepadatan. Menurut Smitch (2001) fungsi kepadatan adalah;

0 , 0 ,

0 ,

. ) (

) / ( 1

 









_

_ 







t e

t t f

(2.1)

Dimana; β = parameter bentuk (slope) η = parameter skala

- untuk 0 <β < 1, laju kegagalan akan berkurang seiring bertambahnya waktu. - untukβ = 1, maka laju kegagalannya adalah konstan

(47)

Gambar 2.10 Pengaruhβ pada Laju Kegagalan Weibull (Weibull, 2009)

Gambar 2.11 Pengaruhβ pada Reliability (Weibull, 2009)

(48)

Y = a + bt, (Weibull, 2009). N Yi b Xi a N i N i



_  _

 1 1

. (2.2) N Yi Yi N Yi Xi Yi Xi b N i N i N i N i N i 2 1 1 2 1 1 1 . .         



     _(2.3)





ln(1 ( )

ln F Ti

Yi   (2.4)

) ln(Ti

Xi  (2.5)

b 1   (2.6)   1 . b a e  (2.7)

Nilaiβ dan η dapat juga dicari menggunakan Grafik Probablity Weibull, atau menggunakan Software Mintab.

2.6.2 Fungsi keandalan

Keandalan suatu alat adalah probabiltas untuk tidak rusak (survival) selama periode t tertentu atau lebih. Fungsi keandalan terhadap waktu R(t) dapat

diformulasikan sebagai berikut

     





e

dt

t

f

t

R

(

)

(

)

_(2.8)

Dimana:

(49)

R(t) = keandalan (Reliability), peralatan beroperasi pada waktu t R = 1 sistem dapat melaksanakan fungsi dengan baik

R = 0 sistem tidak dapat melaksanakan fungsi dengan baik R = 0,8 sistem dapat melaksanakan fungsi dengan baik = 80% 2.6.3 Fungsi laju kegagalan

Laju kegagalan adalah banyaknya kerusakan per satuan waktu. Secara sederhana laju kegagalan dapat dinyatakan sebagai perbandingan banyaknya kegagalan selama selang waktu tertentu dengan total waktu operasi sistem atau sub sistem

     











  ₁ ) / ( ) / ( 1 . . . . ) ( ) ( ) (        t e e t t R t f t t t (2.9)

Gambar 2.12 Gambar kurva Bath-tub

2.6.4 Fungsi kumulatif ) ( 1 )

(t R t

F   =

 

   e t

(50)

2.6.5 Mean Time Between Failure (MTBF)

MTBF atau rata-rata waktu kerusakan adalah ekspektasi bisa pakai dari suatu sistem atau peralatan, seperti yang dinyatakan oleh Dhillon (2002). MTBF bermanfaat untuk mengetahui kinerja dan kemampuan dari peralatan yang digunakan dan dapat didefinisikan sebagai berikut :



 





t t

dt

e

dt

t

R

MTBF

( /)

)

(



 







    

 e t

t .

. 1 (2.11)

MTBF dinyatakan dalam total jam operasi per jumlah kegagalan.

2.7 Ketersediaan (Availability)

Didefinisikan sebagai probabilitas untuk dapat menemukan suatu sistem untuk melakukan fungsi yang diperlukan pada suatu periode waktu tertentu. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi ketersediaan suatu sistem. Gambar 2.13. menunjukkan beberapa faktor yang mempengaruhi ketersediaan suatu sistem, beberapa diantaranya dapat diperbaiki pada periode desain dan beberapa yang lainnya dapat diperbaiki pada periode operasional.

(51)

Gambar 2.13 Ilustrasi Ketersediaan (Priyanta, 2000)

Dari gambar 2.13 terlihat bahwa pada dasarnya perawatan akan berfungsi untuk menjaga ketersediaan sistem melalui pengontrolan yang optimal pada perawatan korektif dan perawatan preventif serta didukung oleh administrasi dan penggunaan semua sumber daya secara efisien. Formulasi ketersediaan adalah:

MTTR MTBF MTBF A   (2.12)

Dimana; MTBF (Mean Time Between Failure) = waktu rata-rata antar kerusakan. MTTR (Mean Time To Failure) = waktu rata-rata untuk mengerjakan reparasi.

Availability = ketersediaan peralatan untuk beroperasi pada total jam operasi. T id ak b er op er as i B er op er as i W ak tu A dm in d an Lo gi st ik W ak tu p er aw at an W ak tu A dm in B er op er as i T id ak b er op er as i B er op er as i

Periode waktu tertentu

K et id ak te rs ed ia an K e te rs ed ia an

(52)

2.8 Biaya Pemeliharaan dan Perbaikan

Ada dua macam pembiayaan pemeliharaan suatu mesin, yaitu: biaya pencegahan (preventive cost) dan biaya kerusakan (failure cost). Preventive Cost merupakan biaya yang timbul karena adanya perawatan mesin yang sudah dijadwalkan. Sedangkan Failure Cost merupakan biaya yang timbul karena terjadi kerusakan diluar perkiraan yang menyebabkan mesin produksi terhenti waktu produksi sedang berjalan.

Cp = biaya satu siklus preventive

= (biaya kehilangan produksi/hari + biaya tenaga kerja/hari + biaya pemeliharaan rutin )x waktu standar pemeliharaan preventif + harga

komponen. (2.13)

Cf = biaya satu siklus kerusakan

= (biaya tenaga kerja/hari + biaya kehilangan produksi/hari) x waktu rata-rata

perbaikan kerusakan + harga komponen. (2.14)

Model penggantian komponen yang akan digunakan adalah melakukan penggantian komponen pada selang waktu (t) dengan mempertimbangkan probabilitas terjadinya penggantian komponen akibat kerusakan (failure replacement) di dalam selang waktu (t) tersebut.

Total biaya perawatan dan penggantian (Total expected replacement):

= (biaya satu siklus preventif x peluang siklus preventif) + (biaya satu siklus kerusakan x peluang siklus kerusakan)

(53)

2.9 Penentuan Interval Waktu Pemeliharaan

Untuk menerapkan Preventive Maintenance, maka terlebih dahulu membuat jadwal pemeliharaan yang optimal untuk tiap mesin tersebut. Optimal disini berarti efektif dalam meminimalkan adanya kerusakan pada komponen tersebut dan efisien dalam mengeluarkan biaya pemeliharaan.

Untuk menentukan interval waktu pemeliharaan yang optimal pada tiap mesin, maka diperlukan parameter distribusi selang waktu kerusakan, dan biaya perbaikan dari tiap komponen tersebut dengan kriteria minimasi biaya.

Total panjang siklus perawatan dan perbaikan adalah:

= (ekspektasi satu siklus preventif x peluang siklus preventif) + (ekspektasi satu siklus kerusakan x peluang siklus kerusakan)

= 



T dt t f t t TxR 0 ) ( . ) ( (2.16)

Total biaya optimum pemeliharaan per satuan waktu suatu mesin menurut Smith (2001) digunakan rumus sebagai berikut :



    T dt t f t t R T t R x Cf t R x Cp tp C 0 ) ( . ) ( . )) ( 1 ( ) ( ) ( (2.17) = siklus panjang T waktu selang dalam harapan biaya

total ( )

Dimana: T = waktu selang pemeliharaan preventif

(54)

1-R(t) = F(t) = probabilitas komponen gagal selama waktu T

f(t) = fungsi kepadatan probabilitas dari waktu kegagalan komponen. Dari perhitungan total biaya diatas, dipilih interval waktu pemeliharaan berdasarkan total biaya minimum.

2.10 Analisa Gaya Screw Press

Screw Press adalah unit yang berfungsi untuk memisahkan minyak dari buah sawit yang telah direbus dengan sistem penekanan/pengepresan. Buah sawit ditekan dengan screw yang berputar 11-12 rpm dan ditahan oleh slidding/adjusting cone.

(55)

Komponen utama Screw Press adalah Left & Right Handed Worm, yang menerima beban tekan dari slidding/adjusting cone, sehingga analisa gayanya dapat dilakukan sama dengan prinsip gaya pada screw, seperti terlihat pada gambar 2.14. Dimana: dm = diameter rata-rata ...m

p = pitch ... m λ = sudut angkat ... o F = gaya aksial ... N f = koefisien gesek

N = gaya normal ... N

Untuk mengangkat, gaya PR beraksi arah radial kekanan (gbr 2.14a), gaya gesek fN bekerja kearah kiri. Persamaan kesetimbangan yang terjadi adalah:

∑ Fv = Pr – N sinλ – fN cosλ = 0 (2.18)

∑ Fh = F + fN sin λ – N cosλ = 0 (2.19)

Dari pers (2.19)→



sin cos f F N  

Subsitusi dengan pers (2.18), maka pers menjadi (Shigley, 2006):



sin



cos ) cos (sin f f F PR   (2.20)

Torsi yang ditimbulkan oleh gaya PR dan radius rata-rata dm/2 adalah:

       fl dm fdm l dm P T R R



2 (2.21)

Tegangan geser akibat torsi pada screw adalah:

3 16 r R d T



(56)

Tegangan prinsipal yang terjadi adalah gabungan dari tegangan geser dan tegangan tekan dengan persamaan:

2 2

2 xy

y x y





   _  _  (2.23)

2.11 Pengelolaan Dan Pengontrolan Suku Cadang

Suku cadang atau material merupakan bagian pokok yang perlu diperhitungkan dalam pengaruhnya terhadap biaya perawatan. Jadi setiap bagian perawatan perlu mengorgasisasian sistem penyimpanan suku cadang dan mengembangkan suatu program pengontrolan yang dibutuhkan secara khusus. Usaha-usaha yang perlu ditangani dalam mengelola dan mengontrol suku cadang mencakup sistem order, rencana teknik untuk mengganti atau memperbaiki, penanggulangan masalah produk yang berubah karena pengaruh material atau suku cadang, persediaan suku cadang sesuai dengan kebutuhan fasilitas yang akan menggunakannya.

2.11.1 Dasar-dasar kontrol suku cadang

Hal yang perlu diperhatikan dalam pengelolaan suku cadang adalah bahwa penyimpanan stok tidak terlalu lebih atau tidak terlalu kurang dari kebutuhan. Jumlah maksimum dan minimum penyimpanan suku cadang harus ditentukan secermat mungkin. Batas-batas tersebut dapat ditentukan berdasarkan pengalaman dan kebutuhan nyata (lihat gambar 2.15).

(57)

Gambar 2.15 Grafik Penyediaan Suku Cadang (Daryus, 2007). Faktor-faktor penting yang mendasari pengontrolan suku cadang menurut Daryus (2007), yaitu:

a. Persediaan/stok maksimum.

Menunjukkan batas tertinggi penyimpanan suku cadang dengan jumlah yang menguntungkan secara ekonomi.

b. Persediaan/stok minimum.

Menunjukkan batas terendah penyimpanan suku cadang dengan batas yang aman. Untuk mengatasi kebutuhan suku cadang di atas batas normal, maka harus selalu ada persediaan dalam jumlah tertentu.

c. Standar pemesanan.

Menunjukkan jumlah barang atau suku cadang yang dibeli pada setiap pemesanan. Pemesanan kembali dapat diadakan lagi untuk mencapai jumlah stok yang ibutuhkan.

jumlah

pemakaian

batas pemesanan kembali

stok maksimum

standar pemesanan

waktu pengadaan waktu

stok minimum

(58)

d. Batas pemesanan kembali.

Menunjukkan jumlah barang yang dapat dipakai selama waktu pengadaannya kembali (sampai batas stok minimum). Pada saat jumlah persediaan barang telah mencapai batas pemesanan, maka pemesanan yang baru segera diadakan.

e. Waktu pengadaan.

Menunjukkan lamanya waktu pengadaan barang yang dipesan (sejak mulai pemesanan sampai datangnya barang pesanan baru).

2.11.2 Jumlah Pesanan Ekonomis

Penilaian untuk pemesanan barang dalam jumlah ekonomis mencakup perhitungan biaya-biaya berikut:

a. Biaya pengadaan barang, termasuk biaya administrasi, pengangkutan, inspeksi, dan biaya-biaya lain yang tak terduga.

b. Biaya inventarisasi barang. Termasuk biaya pengelolaan penyimpanan di gudang, asuransi, keusangan, penyusutan dan lain-lain. Besarnya biaya ini sekitar 10 sampai 20% dari harga rata-rata barang yang disimpan.

Jumlah pesanan ekonomis dapat diperoleh apabila besarnya biaya pengadaan barang sama dengan besarnya biaya inventarisasi. Menurut Dhilon (2002):

Apabila: A = Jumlah barang yang dibutuhkan per tahun. P = Biaya pengadaan barang per pesanan.

(59)

C = Biaya inventarisasi per barang setahun. tahun per dibutuhkan yang barang jumlah tahun per asi inventaris total biaya  (2.24)

Q = Jumlah pesanan ekonomis. Maka:

Biaya pengadaan barang per tahun =

ekonomis pesanan jumlah pesanan pengadaan biaya X thn dibutuhkan yang barang

jumlah / /

 Q P x A  (2.25)

Biaya inventarisasi per tahun

= harga rata-rata barang yang disimpan dalam setahun X biaya inventarisasi setiap barang per tahun. = ½ Q.C

Harga total 2 C x Q Q P x A   (2.26)

Harga total akan minimum bila:

2 C x Q Q P x A  (2.27) C P A Q2  2 .

Jumlah pesanan ekonomis =

C P A

(60)

2.12 Kerangka Konsep Pemikiran

Berdasarkan tinjauan pustaka sebelumnya dapat dibuat kerangka konsep

pemikiran untuk penelitian ini seperti pada gambar 2.16

Gambar 2.16 Kerangka Konsep Pemikiran Evaluasi:

- Mesin dan komponen kritis - Kriteria kerusakan komponen - Realibility

- Availablity - laju kegagalan - MTBF

- MTTR

- Biaya pemeliharaan optimum

Prioritas pemeliharaan

Rancangan strategi pemeliharaan Prosedur pemeliharaan

Jenis pemeliharaan Jadwal pemeliharaan

Penyediaan komponen Target pemeliharaan

(61)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian dilakukan di pabrik kelapa sawit (PKS) Rambutan PTP Nusantara 3 Medan, yaitu bekerjasama dengan pihak PKS Rambutan terutama dengan departemen pemeliharaan. Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai Desember 2009.

3.2 Bahan dan Alat

Bahan yang menjadi obyek dalam penelitian ini adalah mesin dan peralatan proses produksi dengan prioritas mesin-mesin dan komponen yang kritis untuk dianalisa. Alat penelitian yang diperlukan adalah;

1. Format tabel pengumpulan data untuk mendapatkan; jenis mesin yang digunakan, frekuensi kegagalan mesin, komponen mesin yang kritis, waktu perbaikan mesin, biaya perbaikan dan jumlah tenaga kerja.

2. Alat pengolah data (komputer, Sotfware Minitab,)

3.3 Sumber dan Jenis Data

Jenis penelitian ini adalah studi kasus (Case Study) dan jenis data yang digunakan adalah :

(62)

1. Data Primer, dilaksanakan dengan teknik observasi dan wawancara yaitu mengunjungi dan melakukan pengamatan langsung terhadap operasional dan pralatan pabrik, serta melakukan wawancara langsung dengan para operator dan teknisi untuk mendapatkan informasi yang diperlukan, seperti:

a. Jenis mesin, jumlah mesin, kapasitas, masa pakai dan sebagainya. b. Proses perawatan dan perbaikan mesin.

c. Kendala yang dihadapi dalam pelaksanaan pemeliharaan. d. Bentuk dan penyebab kegagalan.

2. Data Sekunder Internal Perusahaan, yaitu data-data kinerja PKS Rambutan berupa laporan mingguan, bulanan dan tahunan serta referansi yang berhubungan dengan penelitian. Data yang diperlukan:

a. Data detail tentang komponen mesin

b. Maintenance record (waktu antar kerusakan, biaya akibat downtime, lama penggantian komponen, waktu kegiatan perbaikan)

c. Data penunjang (upah karyawan, biaya komponen).

3.4 Pelaksanaan Penelitian

3.4.1 Melakukan studi lapangan di dalam perusahaan.

Tujuannya untuk mengetahui sistem produksi yang sebenarnya dan menentukan obyek yang akan diteliti, sehingga dapat diketahui mesin-mesin dan faktor-faktor yang paling berpengaruh dalam proses produksi.

(63)

3.4.2 Pengumpulan data.

a. Mengumpulkan data detail tentang sistem produksi, untuk mendapatkan jenis mesin, frekuensi kegagalan mesin, menggunakan tabel 1a sampai 1c pada lampiran 1.

b. Me-review maintenance record ( jenis kerusakan, jenis komponen, waktu antar kerusakan, biaya akibat downtime, lama penggantian komponen, waktu kegiatan perbaikan, harga komponen), menggunakan tabel 3a sampai 3c, pada lampiran 3.

c. Mengkonsultasikan dengan pihak perusahaan. Dari pengumpulan data perlu dikonsultasikan dengan pihak perusahaan, untuk mengkoreksi tentang data-data komponen kritis dan kriteria-kriteria yang telah ditentukan apakah sesuai dengan perusahaan atau tidak.

3.4.3 Pengolahan Data

a. Data frekuensi kegagalan dari mesin dan komponen diolah secara statistik dan dianalisa dengan diagram Pareto, untuk mendapatkan mesin dan komponen yang kritris terhadap keamanan produksi.

b. Setelah mendapatkan mesin atau peralatan yang kritis, selanjutnya dilakukan uji distribusi terhadap data untuk mengetahui jenis distribusinya.

c. Tiap-tiap sub komponen mesin dihitung indeks reliabilitynya yaitu; Fungsi kepadatan peluang f(t), fungsi reliability R(t), fungsi kumulatif F(t), fungsi

(64)

laju kegagalan λ (t), Mean Time Between Failure (MTBF), dan ketersediaan tiap komponen menggunakan tabel pada lampiran 8 dan lampiran 9.

d. Hitung biaya akibat perbaikan (preventive replacement Cp) dan biaya akibat kegagalan (failure replaceent Cf). Dalam perhitungan ini dimasukkan data-data harga komponen, upah perjam, biaya kehilangan produksi.

3.4.4 Analisa Data

a. Lakukan analisis kritis terhadap keandalan, laju kegagalan, MTBF dan ketersediaan terhadap Screw Press dan komponen-komponennya, untuk mendapatkan mesin dan komponen yang paling kritis diantara mereka. Analisis teknis terhadap kegagalan komponen kritis dilakukan secara visual dan analisis gaya, untuk menentukan jenis dan penyebab kerusakan komponen.

b. Dari pengolahan data sebelumnya dilakukan analisis biaya pemeliharaan optimum C(tp) dengan kriteria minimasi biaya. Dari analisa ini didapatkan interval waktu penggantian optimum untuk masing-masing komponen, menggunakan tabel pada lampiran9.

c. Setelah diperoleh C(tp) optimal, dilakukan analisa jadwal pemeliharaan optimum untuk melihat perbandingan karakteristik sistem dan biaya pemeliharaan, antara sistem lama dengan penjadwalan pemeliharaan yang

(65)

d. Dari penjadwalan pemeliharaan yang baru dapat dianalisa sistem penyediaan suku cadang yang meliputi jumlah komponen yang dibutuhkan, jumlah pemesanan dan jumlah stok minimum untuk setiap komponen.

e. Pemodelan strategi pemeliharaan dilakukan dengan menyusun program pemeliharaan yang berisi: prioritas pemeliharaan, prosedur pelaksanaan pemeliharaan, jenis pemeliharaan, jadwal pemeliharaan, sistem penyediaan suku cadang, dan target yang akan dicapai.

(66)

Gambar 3.1. Diagram Alir Metode Penelitian

STUDI LAPANGAN: - Proses produksi - Sistem dokumentasi

Mencukupi?

Konsultasi dengan supervisor

RANCANGAN STRATEGI PEMELIHARAAN: - Jadwal pemeliharaan - Sistem penyediaan suku

cadang

- Prosedur pemeliharaan PENGUMPULAN DATA:

- Jenis mesin dan fungsi - Frekuensi kegagalan - Waktu running - Waktu downtime

- Jenis komponen dan kerusakan - Harga komponen

- Biaya perbaikan

PENGOLAHAN DATA: - Identifikasi mesin dan komponen kritis - Uji distribusi data

- Perhitungan Reliability - Perhitungan laju kegagalan - Perhitungan MTBF dan MTTR - Perhitungan biaya preventif - Perhitungan biaya perbaikan - Perhitungan biaya optimum - Perhitungan Availability

ANALISA DATA:

- Analisa kriteria kerusakan komponen.

- Analisa R(t),λ (t), MTBF, A

- Analisa biaya pemeliharaan optimum - Analisa jadwal perawatan optimum - Analisa penyediaan suku cadang

Software Minitab & Weibull

Maintenance record

Tidak

MULAI

SELESAI

Mencukupi?

(67)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Gambaran Umum Perusahaan

Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Rambutan merupakan salah satu Pabrik dari 11 PKS yang dimiliki PT. Perkebunan Nusantara 3, yang terletak di Desa Paya Bagas Kecamatan Rambutan, Kotamadya Tebing Tinggi, Propinsi Sumatera Utara, sekitar 85 km kearah Tenggara Kota Medan. PKS Rambutan dibangun pada tahun 1983 dengan kapasitas olah 30 ton/jam. dimana sumber bahan baku (TBS) berasal dari kebun seinduk, kebun pihak ketiga terutama Perkebunan Inti Rakyat (PIR) yang berada di daerah Serdang Bedagai/Deli Serdang dan sekitarnya. Pabrik ini mengolah Tandan Buah Segar (TBS) menjadi Crude Palm Oil (CPO) dan Kernel. TBS diolah di pabrik kelapa sawit untuk diambil minyak dan intinya. Minyak dan inti yang dihasilkan dari PKS merupakan produk setengah jadi. Minyak mentah atau crude palm oil (CPO, MKS), dan Inti (Kernel,IKS) harus diolah lebih lanjut untuk dijadikan produk jadi lainnya.

4.1.1 Proses produksi

Untuk mengolah TBS menjadi Crude Palm Oil (CPO) dan Kernel, PKS Rambutan memiliki 11 stasiun kerja yang saling terkait, seperti pada ganbar 4.1, yang terdiri dari:

(68)

1. Stasiun penerimaan TBS. 7. Stasiun Kernel

2. Stasiun Rebusan 8. Stasiun Water Treatment 3. Stasiun Threshing 9. Stasiun Power Plant 4. Stasiun Pressing 10. Stasiun Boiler

5. Stasiun Depericarper Fan 11. Stasiun Fat-fit dan Effluent 6. Stasiun Klarifikasi

Gambar 4.1 Skematik Diagram Pengolahan Pabrik Kelapa Sawit (PKS Rambutan, 2009)

Boiler

Kernel Station

Dust

Feul (Fibre & Shell)

Gas

Nut Nut Silo Ripple Mill Clay Bath Kernel Silo Press Digester Threser Sterillizer BPV Turbin Fibre Sparator CPO Vibro Sparator

Crude Oil Tank Low Speed Sparator Oil Tank Oil Purifier Oil Station Water Recourses Eksternal Anion-Kation Dearator Steam Hot Water Water Hot Water Tank Storage Tank

Fat Pit Effluent Treatment Plant

Condensate to Fat Pit

Waste Water Cooler

Condensat Heater Waste to Effluent

Land Application Kernel Oil Recovery Clarifier Tank FFB From Plantation Crude Oil

Sumber: Hasil Pengamatan Lapangan

CPO Kernel High Pullutan Low Pollutan Raw Water Water

Steam & Hot Water

Oil

Nut & Kernel FFB

Steam to proces

Power Station

Water Treatment Plant

Fibre & shell

(1)

Shaft dan Bearing gagal berupa patah dan pecah, dan Press Cylinder gagal karena pecah akibat fatigue.

3. Keandalan (Reliability) dapat ditingkatkan sebagai berikut: Screw Press 1 dari 0,4207 menjadi 0,8259, Screw Press 2 dari 0,4024 menjadi 0,8259, Screw Press 3 dari 0,4504 menjadi 0,8259, dan Screw Press 4 dari 0,4204 menjadi 0,8259. 4. Ketersediaan (Availability) dapat ditingkatkan sebesar: Screw Press 1 dari 0,8564

menjadi 0,9524, Screw Press 2 dari 0,9201, menjadi 0,9524, Screw Press 3 dari 0,8585, menjadi 0,9524, dan Screw Press 4 dari 0,875 menjadi 0,9524.

5. Laju kegagalan (λ t), dapat diturunkan sebesar: Screw Press 1 dari 0,0591/hari menjadi 0,0232/hari, Screw Press 2 dari 0,0302/hari menjadi 0,232/hari, Screw Press 3 dari 0,0448/hari menjadi 0,0232/hari, dan Screw Press 4 dari 0,373/hari menjadi 0,232/hari.

6. Mean Time Between Failure (MTBF) dapat ditingkatkan sebesar: Screw Press 1 dari 16,928 hari menjadi 43,172 hari, Screw Press 2 dari 33,107 hari, menjadi 43,172 hari, Screw Press 3 dari 22,323 hari, menjadi 43,172 hari, dan Screw Press 4 dari 26,779 hari menjadi 43,172 hari.

7. Interval waktu penggantian komponen-komponen Screw Press yang optimal adalah: Left & Right Handed Worm = 76 hari, Bushing = 76 hari , Press Cylinder = 95 hari, Rebuild Worm = 95 hari, Bearing SKF 29326 = 228 hari, Left Handed Shaft =114 hari, dan Right Handed Shaft = 76 hari.

8. Jumlah komponen keempat Screw Press ( Screw Press 1, 2, 3, dan 4) yang dibutuhkan tiap tahun adalah: Left & Right Handed Worm = 20 unit, Bushing =

(2)

20 unit , Press Cylinder = 16 unit, Rebuil Worm = 16 unit, Bearing SKF 29326 = 2 unit, Left Handed Shaf =16 unit, dan Right Handed Shaft = 20 unit.

9. Jumlah stok minimum komponen Screw Press di gudang adalah: Left & Right Handed Worm = 4 unit, Bushing = 4 unit , Press Cylinder = 4 unit, Rebuil Worm = 4 unit, Bearing SKF 29326 = 5 unit, Left Handed Shaf =5 unit, dan Right Handed Shaft = 4 unit.

5.1.2 Strategi pemeliharaan

Dari hasil analisis mesin dan komponennya, dihasilkan suatu model Strategi Pemeliharaan pada Pabrik Kelapa Sawit Rambutan PTP Nusantara 3 yang meliputi; prioritas utama mesin dan komponen yang di-maintain, prosedur pelaksanaan pemeliharaan, jenis pemeliharaan, jadwal pemeliharaan, persediaan suku cadang, dan target pemeliharaan yang akan dicapai, dengan rincian sebagai berikut:

1. Mesin yang menjadi prioritas utama dalam Strategi Pemeliharaan ini adalah mesin yang paling kritis yaitu; Screw Press 1, Screw Press 2, Screw Press 3, dan Screw Press 4, sedangkan komponen (sub-sistem) yang menjadi prioritas utama adalah komponen yang paling kritis yaitu; Left & Right Handed Worm, Bushing, Rebuild Worm, Press Cylinder, Riht Handed Shaft, Left Handed Shaft, dan Bearing SKF. Dengan model Strategi Pemeliharaan ini, frekuensi kegagalan dapat dinurunkan sebesar: Screw Press 1 dari 37 kali menjadi 19 kali, Screw Press 2 dari 23 kali menjadi 19 kali, Screw Press 3 dari 25 kali menjadi 19 kali, dan Screw Press 4 dari 23 menjadi 19 kali.

(3)

2. Prosedur pelaksanaan pemeliharaan dibuat dalam bentuk diagram keputusan untuk menentukan bentuk tindakan yang akan dilakukan dan jenis pemeliharaan yang akan diterapkan seperti pada gambar 4.30 dan gambar 4.31.

3. Jenis pemeliharaan yang cocok dilakukan dalam Strategi Pemeliharaan adalah; pemeliharaan preventif ( terjadwal, berbasis kondisi dan rutin), dan pemeliharaan korektif.

4. Jadwal pemeliharaan komponen dapat dilakukan sesuai dengan interval waktu penggantian komponen optimal seperti pada tabel 4.35.

5. Persediaan komponen Screw Press adalah berupa jumlah tiap komponen yang dibutuhkan tiap tahun, dan jumlah stok minimum tiap komponen yang tersedia di gudang, seperti yang telah diuraikan pada poin 5.1.1.

6. Target yang harus dicapai dalam penerapan Strategi Pemeliharaan ini adalah: Keandalan (Reliability) = 0,8259 (82,59%), Laju kegagalanλ (t)= 0,0232, Keterse-diaan (Availability) = 0,9524 (95,24%), dan Frekuensi kegagalan = ± 8 kali/ tahun

7. Beberapa potensi yang bisa dikembangkan untuk meningkatkan kinerja sistem produksi di PKS Rambutan PTP Nusantara 3 adalah: pemeliharaan preventif, data-data teknik, manajemen persediaan suku cadang, perencanaan, penjadwalan dan pengontrolan operasi pemeliharaan dan menganalisis akar penyebab kegagalan.

(4)

5.2 Saran

Saran-saran yang dapat disampaikan dari penelitian ini adalah:

1. Perlu dibangun suatu sistem integrasi Maintenance Management System (MMS), yang dikembangkan dari sistem manual yang sudah berjalan lancar di PKS Rambutan menjadi sistem komputerisasi. Keuntungan dari sistem komputerisasi ini antara lain:

a. Pekerjaan akan lebih cepat b. Lebih mudah dikoreksi kembali

c. Lebih besar kemampuan volume kerjanya

d. Mudah berkomunikasi secara terintegrasi antar unit terkait e. Informasi kesemua arah mudah/cepat dilaksanakan

f. Memudahkan sistem pelaporan g. Akurasi data lebih terjamin.

2. Pihak perusahaan diharapkan mendata atau mengakses secara lengkap seluruh kerusakan yang terjadi di setiap mesin sehingga dapat dibuatkan program tentang keandalan, jadwal perawatan, penggantian komponen, dan persediaan dengan tepat.

3. Pencatatan mengenai data waktu antar kerusakan dan data waktu lama perbaikan perlu dilakukan lebih teliti dan intensif lagi, sebagai antipasi terhadap kerusakan komponen pada suatu sistem sehingga dapat ditangani dengan segera.

4. Perlu adanya monitoring dan evaluasi yang terus menerus terhadap pelaksanaan pemeliharaan yang telah direncanakan, agar keandalan dan ketersediaan sistem dapat dipertahankan atau ditingkatkan.

(5)

DAFTAR PUSTAKA .

Barabady, Javad. 2005. Improvement of System Availability Using Reliability and Maintainability Analysis, Thesis: Division of Operation and Maintenance Engineering, Lulea University of Technology. Sweden

Corder A. S. 1994. Teknik Manajemen Pemeliharaan. Trans. Kusnul Hadi. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Daryus Asyari. 2007. Manajemen Pemeliharaan Mesin. Jakarta: Universitas Darma Persada.

Dhillon, B.S. 2002. Engineering Maintenance, A Modern Approach. London: CRC PRESS

Hayyi, S.B, dan Bobby Oedy P.S. 2005. Analisis Keandalan Sebagai Dasar Optimasi Interval Pemeliharaan Pada Quay Container Crane Merk Kone Crane, Studi Kasus di PT. Portek Indonesia. Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi II Program Studi MMT-ITS, Surabaya 30 Juli 2005

Idhamar. Reliability and Maintenance Implementation Model. IDCON, Inc, Article.

http://www.idcon.com/article-reliabilitymaintenance.htm. (accessed 16 Jan,

2009)

Jeffrey Dick, (2003), ”Principle of Machine Operation and Maintenance”. Butterworth Heinemann, Amsterdam

Locks, Michell O. 1995. Reliability, Maintainability, Avaibility Assessment. Second edition. Singapore: Toppan Company (S) Pte Ltd.

Moubry, J. 1997. Reliability Centered Maintenance. New York: Industrial Press. Paul. D. 1989. Maintenance Management for the Mining Industry. Tomlingson

Associates Inc. 1905 Glencoe Street, Denver, Colorado 80220.

Priyanta, Dwi. 2000. Keandalan dan Perawatan. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh November.

(6)

Shigley. 2006. Mechanical Engineering. Eighth Edition. McGraw-Hill: Budynas-Nisbett

Sitorus, Holden. 2006. Pengebangan Sistem Pemeliharaan Peralatan Industri (Studi Kasus Pemeliharaan Peralatan Mesin Pabrik Kelapa Sawit PT.Tor Ganda), Tesis: Universitas Sumatera Utara

Smith D. J. 2001. Reliability, Maintainability and Risk. Practical Methods for Engineers. Sixth Edition. Oxford: Butterworth-Heinemann.

Wahyudi, D. 2000. Analisa Penjadwalan dan Biaya Perawatan Mesin Press Untuk Pembentukan Kampas Rem. Jurnal Teknik Mesin Vol. 2, N0.1, April 2000: 50-61. Universitas Kristen Petra.

Weibull. Characteristics of The Weibull Distribution.

http://www.weibull.com/LifeDataWeb/the_weibull_distribution.htm (accessed

March 20, 2009).

Yin Qiying Scarlett, Pablo Valls, & Robin Smith. 2009. Minimizing Life Cycle Cost by Incorporating Reliability, Availability and Maintainability (RAM) into Process Design. Proceeding of the 1st Annual Gas Processing Symposium. University of Manchester @ 2009 Elsevier B.V.

Analisis Mesin Dan Komponen Kritis Sebagai Dasar Pengembangan Strategi Pemeliharaan Di Pabrik Kelapa Sawit Kebun Rambutan PT. Perkebunan Nusantara 3

PT. PERKEBUNAN NUSANTARA 3

TESIS

PROGRAM MAGISTER TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PT. PERKEBUNAN NUSANTARA 3

TESIS

PROGRAM MAGISTER TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

































e

dt

t

f

t

R

(

)

(

)



















dt

e

dt

t

R

MTBF

)

(







































Parts

Dokumen yang terkait

Analisa Tingkat Keandalan Dan Penentuan Interval Waktu Penggantian Komponen Kritis Mesin Perebusan (Sterilizer) Di PT. Perkebunan Nusantara III Pabrik Kelapa Sawit Aek Nabara Selatan

Pengaruh Jumlah Air Terhadap Kinerja Sludge Separator Di Pabrik Kelapa Sawit PT.Perkebunan Nusantara III Kebun Rambutan Tebing Tinggi

Analisis Konsistensi Mutu Dan Rendemen Crude Palm Oil (CPO) Di Pabrik Kelapa Sawit Rambutan PT. Perkebunan Nusantara III (PERSERO)

_