Penerapan Metode Reliability Engineering dan Maintenance Value Stream Mapping (MVSM) Dalam Perencanaan dan Perhitungan Biaya Perawatan Mesin di Pabrik Gula Kwala Madu PTPN II

PENERAPAN METODE RELIABILITY ENGINEERING DAN
MAINTENANCE VALUE STREAM MAPPING (MVSM) DALAM
PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN BIAYA PERAWATAN
MESIN DI PABRIK GULA KWALA MADU PTPN II

TUGAS SARJANA
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari
Syarat-Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Oleh
AGUS FERNANDO KS
110403143

DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI
F A K U L T A S

T E K N I K

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang
telah memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas sarjana ini.
Tugas sarjana ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
sarjana teknik di Departemen Teknik Industri, khususnya program studi reguler
strata satu, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul untuk tugas
sarjana ini adalah “Penerapan Metode Reliability Engineering dan Maintenance
value Stream Mapping (MVSM) dalam Perencanaan dan Perhitungan Biaya
Perawatan Mesin Di Pabrik Gula Kwala Madu PTPN II.
Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis menyadari
masih banyak kekurangan dalam penulisan tugas sarjana ini. Oleh karena itu,
penulis sangat mengharapkan saran dan masukan yang sifatnya membangun demi

kesempurnaan laporan tugas sarjana ini. Semoga tugas sarjana ini dapat
bermanfaat bagi penulis sendiri, perpustakaan Universitas Sumatera Utara, dan
pembaca lainnya.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA, MEDAN

PENULIS

JUNI, 2016

Universitas Sumatera Utara

UCAPAN TERIMAKASIH

Syukur dan terimakasih penulis ucapkan yang sebesar-besarnya kepada
Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk
merasakan dan mengikuti pendidikan di Departemen Teknik Industri USU serta
telah membimbing penulis selama masa kuliah dan penulisan laporan tugas
sarjana ini.
Dalam penulisan tugas sarjana ini penulis telah mendapatkan bimbingan

dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual, informasi maupun
administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1.

Ir. Khawarita Siregar, M.T. selaku Ketua Departemen Teknik Industri
Universitas Sumatera Utara, yang telah memberi izin pelaksanaan Tugas
Sarjana ini.

2.

Ir. Ukurta Tarigan, M.T. selaku Sekretaris Departemen Teknik Industri
Universitas Sumatera Utara, yang telah memberi izin pelaksanaan Tugas
Sarjana ini

3.

Dr. Ir. Nazaruddin Matondang, MT. selaku Dosen Pembimbing I atas waktu,
bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan kepada penulis dalam
penyelesaian Tugas Sarjana ini.

4.

Rahmi M Sari, S.T., M.M(T). selaku Dosen Pembimbing II atas waktu,
bimbingan, pengarahan, dan masukan yang diberikan kepada penulis dalam
penyelesaian Tugas Sarjana ini.

Universitas Sumatera Utara

5.

Ayahanda Ir. Jendakem Karosekali dan Ibunda AKBP. Kasmina Ginting, S,SI
yang tiada hentinya mendukung penulis baik secara moril maupun materil
sehingga laporan ini dapat diselesaikan. Penulis menyadari tidak dapat
membalas segala kebaikan dan kasih sayang dari keduanya, oleh karena itu
izinkanlah penulis memberikan karya ini sebagai ungkapan rasa terima kasih
sebesar-besarnya kepada Ayahanda dan Ibunda tercinta.

6.

Seluruh dosen Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan pengajaran selama perkuliahan yang
menjadi bekal penulis dalam meyelesaikan penulisan tugas sarjana ini.

7.

Staf pegawai Teknik Industri, Bang Nurmansyah, Bang Ridho, Bang Mijo,
Kak Dina, Kak Rahma dan Kak Ani, terimakasih atas bantuannya dalam hal
penyelesaian administrasi untuk melaksanakan tugas sarjana ini.

8.

Pak Amri yang telah memberikan izin dan berbagai fasilitas di Pabrik Gula
Kwala Madu PTPN II sehingga memudahkan penulis dalam mengumpulkan
data.

9.

Abang dan adek saya Frans jansen, SE dan Ria febriani yang selalu
membantu dan mendukung penulis untuk secepatnya menyelesaikan laporan

ini.

10. Rekan-rekan seperjuangan TA di Pabrik Gula Kwala Madu PTPN II yaitu
Arfan Hidayat, ST dan Nadia Pasha Matondang, ST yang telah banyak
memberi kenangan, motivasi, dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan
laporan ini.

Universitas Sumatera Utara

11. Sahabat sejati selama di Teknik Industri,Arfan Hidayat, Rizky Multazam,
Zulfahmi, Gabe, Allan, Ismi, Rozak, Henry, Febriro, Yusuf, Raden Fadly,
Rahmad, dan Isak yang telah menemani penulis melewati masa-masa
perkuliahan di USU.
12. Rekan-rekan Koridor Squad dan stambuk 2012 dan 2013.
13. Teman-teman GIELAS yang telahmemberi dukungan kepada penulis.
Dan seluruh pihak yang telah membantu penulis yang tidak mungkin disebutkan
satu per satu, hanya Tuhan Yang Maha Esa yang dapat membalas kalian semua,
Amin.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

BAB

HALAMAN
LEMBAR JUDUL .........................................................................................

i

LEMBAR PENGESAHAN ..........................................................................

ii

SERTIFIKAT EVALUASI DRAFT TUGAS SARJANA .........................

iii

KATA PENGANTAR ..................................................................................

iv

DAFTAR ISI .................................................................................................

viii

DAFTAR TABEL..........................................................................................

xiv

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................xviii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................

xix

ABSTRAK .....................................................................................................xx

I

PENDAHULUAN.......................................................................................... ..... I-1

1.1

Latar Belakang Permasalahan .....................................................

I-1

1.2

Rumusan Masalah .......................................................................

I-5

1.3

Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................

I-5

1.4

Batasan Masalah dan Asumsi Penelitian.....................................

I-7

1.5

Sistematika Penulisan Tugas Akhir ............................................

I-7

Universitas Sumatera Utara

II

GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ...........................................

II-1

2.1 Sejarah Perusahaan .......................................................................

II-1

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB

HALAMAN
2.2

Ruang Lingkup Bidang Usaha..............................................................

II-2

2.3

Lokasi Perusahaan

II-3

2.4

Daerah Pemasaran ................................................................................

II-3

2.5.

Organisasi dan Manajemen ..................................................................

II-8

2.5.1

Struktur Organisasi Perusahaan ...............................................

II-4

2.5.2

Pembagian Tugas & Tanggung Jawab ....................................

II-6

2.5.3

Jumlah Tenaga Kerja & Jam Kerja..........................................

II-13

2.6.

2.5.3.1

Jumlah Tenaga Kerja………………………….. ......II-13

2.5.3.2

Jam Kerja………………………………………......II-14

Proses Produksi… ................................................................................

II-15

2.6.1

Bahan yang Digunakan ............................................................

II-15

2.6.1.1

Bahan Baku ..............................................................

II-15

2.6.1.2

Bahan Tambahan......................................................

II-15

2.6.1.3

Bahan Penolong .......................................................

II-17

Uraian Proses Produksi............................................................

II-18

2.6.2

Universitas Sumatera Utara

2.7.

2.8.

Mesin dan Peralatan… .........................................................................

II-19

2.7.1

Mesin Produksi ........................................................................

II-19

2.7.2

Peralatan ..................................................................................II-19

Utilitas………………… ......................................................................

II-21

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB
III

HALAMAN
LANDASAN TEORI ..................................................................................III-1

3.1

Pemeliharaan ...............................................................................

III-1

3.2

Tujuan Perawatan ........................................................................

III-2

3.3

Jenis-jenis Tindakan Perawatan ..................................................

III-3

3.4

Identifikasi Pengelompokan Suku Cadang dengan Diagram
Pareto ...........................................................................................

III-5

3.5. Teori Keandalan (Reliability) ......................................................

III-6

3.5.1 Pengertian Keandalan ......................................................

III-6

3.5.2 Tujuan Reliability ............................................................

III-7

3.5.3 Konsep Keandalan ...........................................................

III-7

3.5.4 Distribusi Kerusakan ....................................................... III-11
3.5.5 Identifikasi Pola Distribusi dan Parameter Distribusi ..... III-16
3.5.5.1 Identifikasi Distribusi Awal .............................. III-16
3.5.4.2 Estimasi Parameter ............................................ III-17
3.6. Model Age Replacement.............................................................. III-18
3.7. Gantt Chart .................................................................................. III-20
3.8. Value Stream Mapping (VSM) ................................................... III-21
3.9. Maintenance Value Stream Mapping (MVSM) .......................... III-22
3.9.1 Pendahuluan .................................................................... III-22

Universitas Sumatera Utara

3.9.2 Variabel yang Digunakan dalam MVSM ........................ III-23

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB

HALAMAN

3.9.3 Framework yang Digunakan Dalam MVSM .............................. III-24

IV

V

METODE PENELITIAN.............................................................................

IV-1

4.1 Tempat dan Waktu Penelitian .........................................................

IV-1

4.2 Jenis Penelitian ................................................................................

IV-1

4.3

Objek Penelitian ..........................................................................

IV-1

4.4

Kerangka Konseptual ..................................................................

IV-2

4.5

Variabel Penelitian ......................................................................

IV-5

4.6

Rancangan Penelitian ..................................................................

IV-5

4.7

Pengolahan Data ..........................................................................

IV-8

4.8

Kesimpulan dan Saran .................................................................

IV-8

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ...................................... V-1

5.1

Pengumpulan Data ......................................................................

V-1

5.1.1Pengumpulan Data Kerusakan Mesin .................................

V-1

5.1.2Pengumpulan Data Kerusakan Komponen Mesin Kritis ....

V-3

5.2. Pengolahan Data ..........................................................................

V-5

5.2.1. Pengujian Pola Distribusi Komponen Kritis ....................

V-5

Universitas Sumatera Utara

5.2.2. Perhitungan Parameter dan MTTF Komponen Mesin ..... V-59
5.2.3. Perhitungan Cost of Failure dan Cost of Preventive........ V-65

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB

HALAMAN

5.2.3.1 Perhitungan Cost Of Failure ............................. V-65
5.2.3.2 Perhitungan Cost Of Preventive ........................ V-67
5.2.4 Perhitungan

Keandalan

pada

Jawdal

Interval

Penggantian Komponen .................................................. V-69
5.2.5 Pembentukan Current State Map .................................... V-72
5.2.6 Pembentukan Future State Map ...................................... V-81

VI

ANALISIS PEMECAHAN MASALAH .....................................................VI-1

6.1. Analisis ........................................................................................

VI-1

6.1.1. Analisis Jenis dan Komponen Mesin Kritis .....................

VI-1

6.1.2. Analisis Jadwal Pergantian Komponen............................

VI-3

6.1.3. Analisis NilaiKeandalan Mesin Kritispada Jadwal
Penggantian Komponen ...................................................

VI-4

6.1.4. Analisis Biaya Perawatan Mesin Saat Ini dan Usulan .....

VI-5

6.1.5. Analisis Pengembangan Standard Operation Procedure
(SOP) ................................................................................

VI-6

6.1.5.1 Analisis Current State Map...............................

VI-6

6.1.5.2 Analisis FutureState Map .................................

VI-9

Universitas Sumatera Utara

6.2. Evaluasi ....................................................................................... VI-14
6.2.1. Evaluasi Jenis dan Komponen Mesin Kritis .................... VI-14

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB

HALAMAN

6.2.2. Evaluasi Jadwal Jadwal Pergantian Komponen ............... VI-14
6.2.3. EvaluasiNilaiKeandalan

Mesin

Kritispada

Jadwal

Penggantian Komponen ................................................... VI-15
6.2.4. Evaluasi Biaya Perawatan Mesin Saat Ini dan Usulan..... VI-15
6.2.5. Evaluasi Pengembangan Standard Operation Procedure
(SOP) ................................................................................ VI-16
6.2.5.1 Evaluasi Current State Map .............................. VI-16
6.2.5.2 Evaluasi FutureState Map ................................. VI-16

VII KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................................VII-1
7.1.

Kesimpulan........................................................................................... VII-1

7.2.

Saran ..................................................................................................... VII-2

DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

TABEL

1.1

HALAMAN

Kerugian

Kehilangan

Produksi

Gula

akibat

Penggantian

Komponen secara Corrective Maintenance .....................................

I-2

1.2

Biaya Perawatan secara Corrective Maintenance............................

I-3

2.1

Susunan Tenaga Kerja pada Pabrik Gula Kwala Madu PTPN II ....

II-13

2.2

Peralatan Pabrik Gula Kwala Madu PTPN II ..................................

II-20

5.1

Data Historis Kerusakan Mesin ......................................................

V-1

5.2

Data Frekuensi Kerusakan Komponen Mesin Feeding Roll ...........

V-3

5.3. Data Frekuensi Kerusakan Komponen Kritis Mesin Feeding Roll .

V-5

5.4

Data Interval Kerusakan Komponen Kritis Mesin Feeding Roll
(Hari) ................................................................................................

5.5

Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Normal Komponen
Feeding Chain Roll ..........................................................................

5.6

V-6

V-8

Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Lognormal Komponen
Feeding Chain Roll .......................................................................... V-10

5.7

Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Eksponensial
Komponen Feeding Chain Roll ....................................................... V-13

5.8

Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Weibull Komponen
Feeding Chain Roll .......................................................................... V-15

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

TABEL

5.9

HALAMAN

Rekapitulasi Perhitungan Index of Fit Komponen Feeding Chain
Roll ................................................................................................... V-17

5.10 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Normal Komponen
Roll On ............................................................................................. V-19
5.11 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Lognormal Komponen
Roll On ............................................................................................. V-21
5.12 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Eksponensial
Komponen Roll On .......................................................................... V-24
5.13 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Weibull Komponen
Roll On ............................................................................................. V-26
5.14 Rekapitulasi Perhitungan Index of Fit Komponen Roll On ............. V-28
5.15 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Normal Komponen
Roll Back .......................................................................................... V-29
5.16 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Lognormal Komponen
Roll Back .......................................................................................... V-32
5.17 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Eksponensial
Komponen Roll Back ....................................................................... V-34
5.18 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Weibull Komponen
Roll Back .......................................................................................... V-37

Universitas Sumatera Utara

5.19 Rekapitulasi Perhitungan Index of Fit Komponen Roll Back .......... V-39

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

TABEL

HALAMAN

5.20 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Normal Komponen
Roll Forward.................................................................................... V-40
5.21 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Lognormal Komponen
Roll Forward.................................................................................... V-43
5.22 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Eksponensial
Komponen Roll Forward ................................................................. V-45
5.23 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Weibull Komponen
Roll Forward.................................................................................... V-48
5.24 Rekapitulasi Perhitungan Index of Fit Komponen Roll Forward .... V-49
5.25 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Normal Komponen
Roll Mill ........................................................................................... V-51
5.26 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Lognormal Komponen
Roll Forward.................................................................................... V-53
5.27 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Eksponensial
Komponen Roll Mill ........................................................................ V-55
5.28 Perhitungan Index of Fit dengan Distribusi Weibull Komponen
Roll Mill ........................................................................................... V-58
5.29 Rekapitulasi Perhitungan Index of Fit Komponen Roll Mill ........... V-59

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

TABEL

HALAMAN

5.30 Rekapitulasi Pola Distribusi Kerusakan Komponen Kritis Mesin
Feeding Roll ..................................................................................... V-60
5.31 Rekapitulasi Nilai MTTF ................................................................. V-64
5.32 Jadwal Interval Penggantian Komponen Kritis ............................... V-64
5.33 Jumlah dan Harga Komponen Mesin Feeding Roll ......................... V-65
5.34 Rekapitulasi Nilai Cf Komponen Mesin Feeding Roll .................... V-67
5.35 Rekapitulasi Nilai Cp Komponen Mesin Feeding Roll ................... V-68
5.36 Rekapitulasi Nilai Keandalan pada Jadwal Interval Penggantian
Komponen ........................................................................................ V-72
5.37 Aktivitas Non Value Addeed Komponen Feeding Chain Roll......... V-81
5.38 Aktivitas Value Addeed Komponen Feeding Chain Roll ................ V-82
5.39 Perbandingan Current State Map dengan Future State Map
Komponen Kritis .............................................................................. V-88
6.1

Data Frekuensi Kerusakan Mesin Feeding Roll Periode 20142015..................................................................................................

6.2

6.3

Komponen

Kritis

Mesin

Feeding

Roll

dan

VI-2

Frekuensi

Kerusakannya pada periode 2014-2015 ...........................................

VI-3

Total Perbandingan Biaya Perawatan Komponen Mesin ................

VI-6

Universitas Sumatera Utara

6.4

Perencanaan Prosedur Perawatan Pabrik Gula Kwala Madu PTPN
II .......................................................................................................

VI-9

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR

HALAMAN

2.1

Vicinity MapPabrik Gula Kwala Madu PTPN II .........................

2.2

Diagram Pendistribusian gula diPabrik Gula Kwala Madu

II-1

PTPN II ........................................................................................

II-4

2.3

Struktur Organisasi Perusahaan ...................................................

II-5

2.4

Diagram Proses Produksi Gula Kristal ........................................

II-18

3.1

Kurva Distribusi Normal .............................................................. III-12

3.2

Kurva Distribusi Lognormal ........................................................ III-13

3.3

Kurva Distribusi Eksponensial ..................................................... III-14

3.4

Kurva Distribusi Weibull ............................................................. III-16

3.5

Contoh Gantt Chart ..................................................................... III-21

4.1

Kerangka Konseptual Penelitian ..................................................

IV-2

4.2

Block Diagram Proses Penelitian ................................................

IV-7

5.1

Grafik Analisis Pareto Kerusakan Mesin Tahun 2014 – 2015.....

V-2

5.2

GrafikAnalisis Pareto Kerusakan Komponen

Mesin

Feeding Chain Roll ......................................................................

V-4

5.3

Current State MVSM Komponen Feeding Chain Roll ............... V-75

5.4.

Current State MVSM Komponen Roll On .................................. V-76

5.5

Current State MVSM Komponen Roll Back ............................... V-77

5.6

Current State MVSM Komponen Roll Forward ......................... V-78

Universitas Sumatera Utara

5.7

Current State MVSM Komponen Roll Mill ................................. V-79

DAFTAR GAMBAR (Lanjutan)

GAMBAR

HALAMAN

5.8

Future State MVSM Komponen Feeding Chain Roll ................ V-83

5.9

Future State MVSM Komponen Roll On .................................... V-84

5.10

Future State MVSM Komponen Roll Back ................................. V-85

5.11

Future State MVSM Komponen Roll Forward ........................... V-86

5.12

Future State MVSM Komponen Roll Mill .................................. V-87

6.1

Flowchart Maintenance Planning Procedure..............................

6.2

Flowchart Perencanaan Perawatan Usulan .................................. VI-13

VI-8

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN

HALAMAN

1.

Tabel Distribusi Normal ...............................................................

L-1

2.

Form Asistensi .............................................................................

L-2

Universitas Sumatera Utara