Analisis Perawatan Mesin Produksi dan Penyebab Kegagalan Mesin Dengan Metode Reliability Centered Maintenance (RCM) dan Fault Trees Analysis (FTA)

ANALISIS PERAWATAN MESIN PRODUKSI DAN
PENYEBAB KEGAGALAN MESIN DENGAN METODE
RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE (RCM) DAN
FAULT TREES ANALYSIS (FTA)
TUGAS SARJANA
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari
Syarat-Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Oleh
SAIL

HUDA

110403033

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

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas
berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir
ini dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dilalui untuk
mendapatkan gelar sarjana. Penyusunan laporan tigas akhir merupakan tahap
lanjutan setelah melakukan tinjauan ke PT. Indah Kiat Pulp and Paper Perawang.
Laporan tugas akhir ini membahas permasalahan yang ada pada PT Indah

Kiat Pulp and Paper Perawang mengenai “ANALISIS PERAWATAN MESIN
PRODUKSI DAN PENYEBAB KEGAGALAN MESIN DENGAN METODE
RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE (RCM) DAN FAULT TREES
ANALYSIS (FTA) “ .
Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan ini belum sempurna sehingga
diperlukan perbaikan dan penyesuaian lebih lanjut. Untuk itu penulis
mengharapkan kritik atau saran yang membangun dalam penyempurnaan laporan
ini.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PENULIS

MEDAN, FEBRUARI 2016

Universitas Sumatera Utara

UCAPAN TERIMA KASIH

Dalam melaksanakan Tugas akhir sampai dengan selesainya laporan ini,

banyak pihak yang telah membantu penulis, maka pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT selaku Ketua Departemen Teknik Industri,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
2. Bapak Ir. Mangara M Tambunan, Msc, dan Ibu Ir. Rosnani Ginting, MT
selaku Koordinator Tugas akhir yang telah meluangkan waktunya untuk
memberikan arahan-arahan yang mendukung penyelesaian laporan Tugas
akhir ini.
3. Bapak Dr. Ir. Nazaruddim Matondang, MT selaku Dosen Pembimbing I
Tugas akhir yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulis
dalam penulisan laporan.
4. Bapak Erwin Sitorus, ST MT selaku Dosen Pembimbing II Tugas akhir yang
telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam penulisan
laporan
5. Pembimbing Lapangan Tugas akhir PT. Indah Kiat Pulp and Paper Perawang.
6. Kedua orang tua penulis tercinta, yaitu Bapak Faizidar, SH. MH dan Ibu
Nismawati yang tiada hentinya mendukung penulis baik secara moril maupun
materil dan mendoakan penulis selama pelaksanan Tugas akhir dari awal
hingga akhir.

Universitas Sumatera Utara

7. Saudara kandung penulis, kakanda Fifin Hafidhah , dan abangda Agiel
Hidayatullah yang telah memberi dukungan dan semangat kepada penulis
selama pelaksanaan Tugas akhir dan pengerjaan laporan.
8. Rekan seperjuangan Tugas akhir di PT. Indah Kiat Pulp and Paper Perawang,
Ismi Rajab Parinduri dan Raden Muhammad Fadly yang telah memberikan
bantuan yang cukup besar dalam merekomendasikan tempat Tugas akhir,
serta membantu dalam pengumpulan data untuk laporan akademis.
9. Sahabat-sahabat penulis di Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik USU
khususnya stambuk 2011 (GIELAS) yang tidak dapat disebutkan satu per satu
yang telah memberikan dukungan kepada penulis dalam penyelesaian Laporan
Tugas akhir ini.
10. Seluruh staf dan karyawan Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara yang banyak membantu dan memberikan
dukungan kepada penulis.
11. Semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan
laporan ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
PT. Indah Kiat Pulp & Paper Perawang adalah sebuah perusahaan yang bergerak
di bidang industri pulp dan kertas terpadu. Untuk mendapatkan hasil produksi
yang optimal, perusahaan menjaga faktor yang mengakibatkan terganggunya
kelancaran proses produksi, salah satunya yaitu kinerja mesin produksi dengan
menerapkan maintenance atau sistem perawatan mesin yang baik.. Sistem yang
diterapkan PT Indah Kiat Pulp and Paper dalam melakukan kegiatan maintenance
adalah sistem perawatan terencana yaitu dengan melakukan preventive
maintenance dan corrective maintenance untuk mendukung jalannya kegiatan
proses produksi, namun sistem perawatan yang diterapkan belum memberikan
hasil yang maksimal, dilihat dari tingginya downtime mesin dengan rata-rata
persentase downtime perbulan pada tahun 2015 sebesar 6,54%, sehingga dapat
mengganggu proses produksi. Persentase downtime mesin yang ideal adalah
dibawah 3% (< 3%) (Frampton. 2001). Untuk menyelesaikan permasalahan
tersebut digunakan metode Reliability Centered Maintenance (RCM) dan Fault
Trees Analysis (FTA). Mesin yang menjadi objek penelitian adalah mesin kertas
(paper machine), dan berdasarkan frekuensi kerusakan tertinggi terpilih mesin
size press section, dengan komponen electromotor, paper roll, moving roll, fixed
roll, dan applicator roll. Hasil penerapan metode FTA didapat dari hasil

wawancara dan kuesioner penyebab kegagalan mesin size press section yaitu
kegagalan motor penggerak dan kegagalan roll dengan probabilitas kegagalan
0,3284 dan 0,7291. Untuk probabilitas penyebab kegagalan tertinggi adalah
operator tidak melakukan pengecekan mesin sebesar 0,30, sehingga disarankan
dilakukannya pelatihan untuk operator. Sedangkan hasil penerapan metode RCM
diperoleh pilihan tindakan perawatan pada komponen mesin yang terdiridari; 2
kategoriCondition Directed (CD) yaitu electormotor dan paper roll, dan 3
kategoriTime Directed (TD) yaitu moving roll, fixed roll, dan applicator roll.
Berdasarkan kategori Time Directed (TD) diperoleh usulan interval penggantian
komponen untuk komponen moving roll 24 hari, fixed roll 24 hari, dan applicator
roll 37 hari, sehingga berdampak penurunan downtime sebesar 26,6 %
Kata Kunci

:Maintenance, Downtime, RCM, FTA

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

BAB

HALAMAN

LEMBAR SAMPUL ....................................................................

i

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

ii

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

iii

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

iv

ABSTAK .......................................................................................

vi

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

vii

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

xiv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................

xvi

PENDAHULUAN........................................................................

I-1

1.1. Latar Belakang Perusahaan ....................................................

I-1

1.2. Rumusan Permasalahan .........................................................

I-5

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

I-5

1.4. Pembatasan Masalah..............................................................

I-6

1.5. Asumsi-Asumsi yang Digunakan ..........................................

I-6

1.6. Sistematika Penulisan Laporan ..............................................

I-7

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

II-1

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

II-1

I

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN

2.2. Visi PT. Indah Kiat Pulp and Paper Perawang .....................

II-6

2.3. Misi PT. Indah Kiat Pulp and Papper Perawang ...................

II-6

2.4. Tujuan PT. Indah Kiat Pulp and Papper Perawang...............

II-7

2.5. Letak Geografis Perusahaan ..................................................

II-7

2.6. Usaha/Kegiatan .....................................................................

II-7

2.7. Struktur Organisasi ................................................................

II-8

III LANDASAN TEORI.....................................................................

III-1

3.1. Pengertian Pemeliharaan ........................................................

III-1

3.2. Tujuan Pemeliharaan..............................................................

III-1

3.3. Jenis-jenis Pemeliharaan ........................................................

III-2

3.4. Laju Kegagalan ......................................................................

III-4

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

III-5

3.6. Downtime ...............................................................................

III-6

3.7. RCM (Reliability Centered Maintenance) .............................

III-7

3.7.1. Langkah-Langkah Penerapan RCM ...........................

III-9

3.7.1.1. Pemilihan Sistem dan Pengumpulan
Informasi .........................................................

III-9

3.7.1.2. Pendefinisian Batasan Sistem ........................ III-11
3.7.1.3. Deskripsi Sistem dan Diagram Blok Fungsi .. III-11

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN
3.7.1.4. Fungsi Sistem dan Kegagalan Fungsi ............ III-12
3.7.1.5. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)... III-12
3.7.1.6. Logic Tree Analysis (LTA) ............................ III-13
3.7.1.6. Pemilihan Tindakan ....................................... III-14

3.8. Pola Distribusi ........................................................................ III-14
3.8.1. Distribusi Weibull ....................................................... III-14
3.8.2. Distribusi Lognormal .................................................. III-15
3.8.3. Distribusi Eksponensial .............................................. III-16
3.8.4. Distribusi Normal ....................................................... III-16
3.9. Interval Penggantian Komponen dengan Total Minimum
Downtime ................................................................................ III-18
3.10.`Fault Tree Analysis (FTA).................................................... III-19
3.10.1. Cut Set Method ........................................................... III-20
3.10.2. Cut Set Quantitative .................................................... III-21
3.11. Penelitian Terdahulu ............................................................. III-22
3.11.1. Perancangan Kebijakan Perawatan dan Penentuan
Persedian Spare Part di Sub Sistem Evaporasi Pabrik
Urea Kaltim-3 PT Pupuk Kalimatan Timur................ III-22
3.11.2. Perancangan RCM Untuk Mengurangi Downtime
Mesin pada Perusahaan Manufaktur Aluminium ....... III-24

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN
3.11.3. Analisis Perawatan Unit Pembangkitan Gresik Unit
III dengan Metode Reliability Centered
Maintenance (RCM) ................................................... III-25

IV METODOLOGI PEMECAHAN MASALAH ..............................

IV-1

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

IV-1

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

IV-1

4.3. Objek Penelitian .....................................................................

IV-1

4.4. Variabel Penelitian .................................................................

IV-2

4.5. Kerangka Konseptual ..............................................................

IV-2

4.6. Metode Pengumpulan Data ....................................................

IV-3

4.6.1. Sumber Data ...............................................................

IV-3

4.6.2. Metode Pengumpulan .................................................

IV-4

4.6.3. Instrumen Penelitian ...................................................

IV-4

4.6.4. Metode Sampling ........................................................

IV-5

4.6.4.1. Populasi & Sampel ........................................

IV-5

4.7. Rancangan Penelitian .............................................................

IV-5

4.8. Pengolahan Data .....................................................................

IV-6

4.8.1. Pengolahan Data dengan Metode Faut Trees Analysis
(FTA) ............................................................................

IV-7

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN
4.8.2. Pengolahan Data dengan Metode Reliability
Centered Maintenance (RCM)......................................

IV-7

4.9. Analisa Pemecahan Masalah ..................................................

IV-7

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

IV-8

V PENGUMPULAN DATA DAN PENGOLAHAN DATA .............

V-1

5.1. Pengumpulan Data..................................................................

V-1

5.1.1. Data Kerusakan Paper Machine .................................

V-1

5.1.2. Data Kerusakan Komponen Sizing Press Paper
Machine ......................................................................

V-2

5.2. Data Hasil Kuesioner ..............................................................

V-3

5.3. Pengolahaan Data Fault Tree Analysis (FTA) .......................

V-5

5.3.1. Hasil Pengolahan Data Kuesioner Setelah
Pemberian Bobot ........................................................

V-5

5.4. Reliability Centered Maintenance (RCM) .............................

V-9

5.4.1. Pemilihan Sistem dan Pengumpulan Informasi ..........

V-9

5.4.2. Pendefinisian Batasan Sistem .................................... V-10
5.4.3. Deskripsi Sistem dan Diagram Blok Fungsi ............... V-11
5.4.4. Fungsi Sistem dan Kegagalan Fungsi ......................... V-15
5.4.5. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)................ V-16

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB

HALAMAN
5.4.6. Logic Tree Analysis (LTA) ......................................... V-19
5.4.7. Pemilihan Tindakan .................................................... V-21

5.5. Pengujian Distribusi dan Parameter ....................................... V-24
5.6. Perhitungan Total Minimum Downtime.................................. V-27

VI ANALISIS DAN PEMBAHASAN .................................................

VI-1

6.1. Analisis Fault Trees Analysis (FTA) ......................................

VI-1

6.2 Analisis Reliability Centered Maintenance (RCM) ...............

VI-3

6.2.1. Analisis Failure Mode Analysis (FMEA) ...................

VI-3

6.2.2. Analisis Logic Tree Analysis ......................................

VI-4

6.2.3. Analisis Pemilihan Tindakan ......................................

VI-5

6.3. Analisis Pengujian Distribusi dan Perhitungan Total
Minimum Downtime (TMD) ...................................................

VI-5

VII KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... VII-1
7.1. Kesimpulan ............................................................................. VII-1
7.2. Saran .................................................................................... VII-1

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

TABEL

HALAMAN

1.1. Data Kerusakan Mesin Periode 2015 .................................

I-3

5.1. Data Kerusakan Paper Machine ........................................

V-1

5.2. Data Kerusakan Komponen Size Press Paper Machine ....

V-2

5.3. Daftar Ahli/Responden Fault Tree Analysis ......................

V-3

5.4. Rekapitulasi Kuesioner ......................................................

V-4

5.5. Hasil Kuesioner yang Berhubungan Langsung dengan
Responden/Ahli..................................................................

V-5

5.6. Rekapitulasi Pembobotan Kuesioner .................................

V-6

5.7. Urutan Probabilitas Kegagalan ..........................................

V-9

5.8. System Work Breakdown Structure Size Press Section......

V-13

5.9. Data Historis Size Press .....................................................

V-14

5.10. Fungsi sitem dan Kegagalan Fungsi ..................................

V-17

5.11. FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) .......................

V-18

5.12. Rekapitulasi Identifikasi Hasil LTA ..................................

V-21

5.13 Pemilihan Tindakan Perawatan Mesin Size Press .............

V-24

5.14. Data Interval waktu Kerusakan Komponen .......................

V-24

5.15. Rekapitulasi Pengujian Pola Distribusi Interval Kerusakan

V-27

5.16. Parameter Distribusi dan Rata-Rata Lama Penggantian
Kerusakan ..........................................................................

V-27

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

TABEL

HALAMAN

5.17. Interval Pergantian Optimum Komponen Size Press
Section ................................................................................

V-30

6.1. RPN Kegagalan Komponen Mesin Size Press Section ......

VI-3

6.2. Hasil LTA Komponen Size Press ......................................

VI-4

6.3. Pemilihan Tindakan Perawatan Mesin Size Press Section

VI-5

6.4. Rekapitulasi Pengujian Pola Distribusi Interval Kerusakan

VI-5

6.5. Interval Pergantian Optimum Komponen Size Press
Section ................................................................................

VI-6

6.6. Penurunan Downtime Mesin ..............................................

VI-8

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR

HALAMAN

2.1. Struktur Organisasi PT Indah Kiat Pulp and Paper
Perrawang ..........................................................................

II-9

3.1. Diagram Alir dari Pembagian Pemeliharaan .....................

III-3

3.2. Bathtube Curve ..................................................................

III-5

3.3. Pola Distribusi Weibull ......................................................

III-15

3.4. Pola Distribusi Lognormal .................................................

III-16

3.5. Pola Distribusi Eksponensial .............................................

III-16

3.6. Pola Distribusi Normal ......................................................

III-17

3.7. Penggantian Komponen Berdasarkan Interval Waktu .......

III-18

3.8

Contoh Struktur CutSet ......................................................

III-20

4.1. Kerangka Konseptual .........................................................

IV-3

4.2. Block Diagram Rancangan Penelitian ...............................

IV-6

4.3. Block Diagram Pengolahan Data FTA ..............................

IV-7

4.4. Block Diagram Pengolahan Data RCM .............................

IV-8

5.1. Pareto Diagram Komponen Size Press Paper Machine ....

V-2

5.2. FTA Kegagalan Size Press.................................................

V-7

5.3. Blok Diagram Fungsi Size Press Section ...........................

V-12

5.4. System Work Breakdown Structure (SWBS) .....................

V-13

5.5. Flowchart Penyususnan LTA ............................................

V-20

5.6. Road Map Pemilihan Tindakan .........................................

V-23

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR

HALAMAN

5.7. Pola Data Moviing Roll ......................................................

V-25

5.8. Pola Data Fixed Roll ..........................................................

V-26

5.9. Pola Data Applicator Rroll.................................................

V-26

6.1. Diagram Pohon Fault Trees Analysis (FTA) .....................

VI-2

6.2. Jadwal Perawatan Komponen ............................................

VI-7

Universitas Sumatera Utara