Analisa Akar Masalah (Root Cause Analysis) untuk Mengidentifikasi Kerusakan Dini pada Depericarper Fan
BAB II
TINJAUN PUSTAKA
2.1 Klasifikasi Fan
Fan dapat diklasifikasikan dalam dua klasifikasi yaitu:
1. Axial Fan, beroperasi seperti propeler, yang menghasilkan aliran udara
disepanjang porosnya [1] yang dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Tiga jenis blade axial fan
Axial fan berdasarkan bentuk blade-nya dapat dibagi menjadi 3 jenis
yaitu :
a. Tube-axial fan lebih efisien dari pada propeller fan dengan ciri
housing fan yang berbentuk silinder dipasang tepat pada radius ujung
blade, dan diaplikasikan untuk sistem pemanas, ventilasi, air
conditioning dan industri, dengan tekanan rendah dan jumlah volume
udara yang dialirkan besar.
b. Vane axial fan merupakan fan axial dengan efisiensi tinggi dengan ciri
housing fan yang berbentuk silinder dipasang tepat pada radius blade,
dan diaplikasikan untuk sistem sistem pemanas, ventilasi, dan air
conditioning yang memerlukan aliran lurus dan efisiensi tinggi.
c. Propeller fan merupakan desain dasar fan aksial yang diaplikasikan
untuk tekanan rendah dan volume udara yang dialirkan sangat besar
4
Universitas Sumatera Utara
volume. Fan jenis ini biasa diaplikasikan untuk sistem ventilasi yang
menembus tembok.
2. Centrifugal fan menghasilkan aliran udara dengan mempercepat arus
udara secara radial dan mengubah energi kinetik menjadi tekanan.
Centrifugal fan dapat menghasilkan tekanan tinggi dengan efisiensi tinggi,
dan dapat dibuat dalam berbagai tingkat kondisi operasional. Berbagai
jenis centrifugal fan dapat dilihat pada gambar 2.2.
(a)
(c)
(b)
(d)
(e)
Gambar 2.2. Lima jenis blade centrifugal fan
Keterangan gambar :
a. Forward curve fan, memiliki kecepatan putar yang sangat rendah
untuk mengalirkan sejumlah udara serta bentuk lengkungan blade
menghadap arah putaran, sehingga kurang efisien dibandingkan tipe
air foil dan backward inclined. Fan jenis ini biasanya diaplikasikan
untuk sistem pemanas bertekanan rendah, ventilasi, dan air
conditioning
b. Radial blade fan, secara umum yang paling efisien diantara centrifugal
fan yang memiliki bentuk blade mengarah titik poros. Fan jenis ini
5
Universitas Sumatera Utara
digunakan untuk pemindahan bahan dan industri yang membutuhkan
fan dengan tekanan di atas menengah.
c. Radial tip fan, lebih efisien dibandingkan fan tipe radial blade yang di
desain tahan terhadap keausan dan aliran udara yang erosif.
d. Backward-inclined fan memiliki blade yang lurus dengan ketebalan
tunggal. Fan ini diaplikasikan pada sistem pemanas, ventilasi, air
conditioning dan industri dimana blade akan mengalami lingkungan
yang korosif dan lingkungan yang erosif.
e. Air foil fan adalah tipe centrifugal fan yang dikembangkan untuk
memperoleh efisiensi tinggi. Fan ini diaplikasikan pada sistem
pemanas, ventilasi, air conditioning dan udara bersih industri dimana
penghematan energi sangatlah penting.
2.2 Root Cause Analysis (RCA)
RCA adalah salah satu tool continuous improvement dan metode problem
solving yang bertujuan untuk mengidentifikasi akar dari masalah tertentu yang
muncul pada sistem atau proses. RCA dapat diarahkan kepada banyak tujuan
yang spesifik, para praktisi continuous improvement merumuskan lima
pendekatan dasar yang dapat dilakukan dengan RCA, mereka adalah [11].
1. RCA satefy-based: merupakan usaha identifikasi permasalahan yang
berkaitan dengan keselamatan, RCA dilakukan dengan analisa kecelakaan
yang pernah terjadi dan penyebab-penyebabnya, untuk meningkatkan
kesehatan dan keselamatan pekerja.
2. RCA production-based: berasal dari konsep quality control untuk
manufaktur, RCA produksi fokus kepada analisa penyebab cacat dan
masalah yang terjadi pada proses produksi mencakup mesin, operator, dan
peralatan.
3. RCA process-based: pada dasarnya merupakan perluasan dari konsep
RCA production-based, namun dengan ruang lingkup yang lebih luas,
termasuk analisa penyebab masalah yang terjadi pada business process.
6
Universitas Sumatera Utara
4. RCA failure-based: berasal dari praktek failure analysis yang dilakukan
pada proses engineering dan maintenance, bertujuan untuk mengetahui
akar masalah yang menjadi penyebab masalah pada kedua proses tersebut.
5. RCA systems-based: ini adalah pendekatan gabungan yang merangkul
pendekatan-pendekatan RCA yang lain, dengan konsep-konsep yang
diadaptasi dari berbagai sudut pandang, seperti change management, risk
management dan systems analysis.
Mendefinisikan masalah
Mencari akar masalah
Membuat perencanaan
dan jadwal perbaikan
Melaksanakan hasil perencanaan
Mengevaluasi dan
pemantauan efektivitas
Gambar 2.3 Diagram Root Cause Analysis
2.3 Fishbone Diagram
2.3.1 Konsep dan Pengertian Diagram Tulang Ikan (Fishbone Diagram)
Fishbone Diagram (Diagram Tulang Ikan) merupakan konsepanalisis sebab
akibat yang dikembangkan oleh Dr. Kaoru Ishikawa untukmendeskripsikan
suatu permasalahan dan penyebabnya dalam sebuahkerangka tulang ikan.
Fishbone Diagrams juga dikenal dengan istilahdiagram Ishikawa, yang
diadopsi dari nama seorang ahli pengendali statistik dari Jepang, yang
menemukan dan mengembangkan diagram inipada tahun 1960-an. Diagram
ini pertama kali digunakan oleh Dr. KaoruIshikawa untuk manajemen
kualitas di perusahaan Kawasaki, yangselanjutnya diakui sebagai salah satu
pioner pembangunan dari prosesmanajemen modern.
7
Universitas Sumatera Utara
Watson (2004) dalam Illie G. Dan Ciocoiu C.N. (2010)mendefinisikan
diagram Fishbone sebagai alat (tool) yangmenggambarkan sebuah cara
yang sistematis dalam memandang berbagaidampak atau akibat dan
penyebab yang membuat atau berkontribusi dalamberbagai dampak
tersebut. Oleh karena fungsinya tersebut, diagram inibiasa disebut dengan
diagram sebab-akibat.Illie G. Dan Ciocoiu C.N (2010) mengutip dari Basic
Tools forProcess Improvement (2009) bahwa diagram Fishbone (Ishikawa)
padadasarnya menggambarkan sebuah model sugestif dari hubungan
antarasebuah kejadian (dampak) dan berbagai penyebab kejadiannya.
Strukturdari diagram tersebut membantu para pengguna untuk berpikir
secarasistematis. Beberapa keuntungan dari konstruksi diagram tulang
ikanantara lain membantu untuk mempertimbangkan akar berbagai
penyebabdari permasalahan dengan pendekatan struktur, mendorong
adanyapartisipasi kelompok dan meningkatkan pengetahuan anggota
kelompokterhadap proses analisis penyebab masalah, dan mengidentifikasi
wilayah dimana data seharusnya dikumpulkan untuk penelitian lebih lanjut.
Fishbone Diagram
Gambar 2.4 Fishbone Diagram (Diagram Tulang Ikan)
Desain diagram Ishikawa terlihat seperti tulang ikan. Representasidari
diagram tersebut sederhana, yakni sebuah garis horizontal yangmelalui
8
Universitas Sumatera Utara
berbagai garis sub penyebab permasalahan. Diagram ini dapatdigunakan
juga untuk mempertimbangan risiko dari berbagai penyebabdan sub
penyebab dari dampak tersebut, termasuk risikonya secara global.
2.3.2 Tujuan Diagram Tulang Ikan (Fishbone Diagrams)
Fishbone Diagrams (Diagram Tulang Ikan) adalah diagram sebab-akibat
yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi potensi masalahkinerja.
Diagram tulang ikan menyediakan struktur untuk diskusikelompok sekitar
potensi penyebab masalah tersebut. Tujuan utama daridiagram tulang ikan
adalah
untuk
menggambarkan
secara
grafik
carahubungan
antara
penyampaian akibat dan semua faktor yang berpengaruhpada akibat ini.
Fishbone Diagrams adalah alat analisis yang menyediakan carasistematis
melihat efek dan penyebab yang membuat atau berkontribusiterhadap efek
tersebut. Karena fungsi diagram Fishbone, dapat disebutsebagai diagram
sebab-akibat (Watson, 2004). Fungsi dasar diagram5tulang ikan adalah
untuk mengidentifikasi dan mengorganisasi penyebab-penyebab yang
mungkin timbul dari suatu efek spesifik dan kemudianmemisahkan akar
penyebabnya.
2.3.3 Manfaat Diagram Tulang Ikan (Fishbone Diagrams)
Dengan adanya diagram tulang ikan ini sebenarnya memberibanyak sekali
keuntungan bagi dunia bisnis. Selain memecahkan masalahkualitas yang
menjadi perhatian penting perusahaan, masalah-masalahklasik yang dapat
diselesaikan di industri antara lain:
a. Keterlambatan proses produksi.
b. Tingkat defect (cacat) produk yang tinggi.
c. Mesin produksi yang sering mengalami masalah.
d. Output lini produksi yang tidak stabil yang berakibat kacaunya
rencanaproduksi.
e. Produktivitas yang tidak mencapai target.
f. Komplain pelanggan yang terus berulang.
9
Universitas Sumatera Utara
Namun, pada dasarnya diagram tulang ikan dapat dipergunakan untuk
kebutuhan-kebutuhan berikut:
1. Membantu
mengidentifikasi
akar
penyebab
masalah
dari
suatumasalah.
2. Membantu membangkitkan ide-ide untuk solusi suatu masalah.
3. Membantu dalam penyelidikan atau pencarian fakta lebih lanjut.
4. Mengidentifikasi tindakan untuk menciptakan hasil yang diinginkan.
5. Membuat issue secara lengkap dan rapi.
6. Menghasilkan pemikiran baru.
Beberapa manfaat lainnya dari membangun diagram tulang ikan adalah
membantu menentukan akar penyebab masalah atau karakteristikkualitas
menggunakan pendekatan terstruktur, mendorong partisipasikelompok dan
memanfaatkan pengetahuan kelompok proses, sertamengidentifikasi area
dimana data harus dikumpulkan untuk studi lebihlanjut (Balanced Scorecard
Institute, 2009).
2.3.4 Langkah-Langkah Pembuatan Diagram Tulang Ikan (FishboneDiagrams)
Diagram tulang ikan atau sebab akibat merupakan pendekatan terstruktur
yang memungkinkan dilakukan suatu analisis lebih terperincidalam
menemukan
penyebab-penyebab
suatu
masalah,
ketidaksesuaian,dan
kesenjangan yang ada (Gasversz (1997: 112)). Terdapat 6 langkahyang
harus dilakukan dalam melakukan analisis dengan diagram tulangikan yaitu:
1) Menyepakati permasalahan utama yang terjadi dan diungkapkanbahwa
masalah tersebut merupakan suatu pernyataan masalah(problem
statement).
Masalah
merupakan
perbedaan
antara
kondisi
yang
ada
dengankondisi yang diinginkan (W. Pounds, 1969 dalam Robbins
danCoulter, 2012). Pada langkah pertama ini, harus dilakukan
kesepakatanterhadap sebuah pernyataan masalah (problem statement).
Pernyataanmasalah tersebut kemudian diinterpretasilan sebagai “effect”
atausecara
visual
dalam
fishbone
seperti
“kepala
ikan”.
Selanjutnyamenuliskan problem statement disebelah kanan diagram
10
Universitas Sumatera Utara
danmenggambar
sebuah
kotak
yang
mengelilingi
tulisan
pernyataanmasalah tersebut dan membuat panah horizontal panjang
menuju kearah kotak.
Gambar 2.5 Kesepakatan permasalahan utama
2) Mengidentifikasi penyebab masalah yang mungkin.
Identifikasi ini dilakukan dengan metode brainstorming.Menurut
Scarvada
(2004),
penyebab
permasalahan
dapatdikelompokkan
dalam enam kelompok yaitu materials (bahan baku),machines and
equipment (mesin dan peralatan), manpower (sumberdaya manusia),
methods
(metode),
measurement
mother
(pengukuran).
nature/environment(lingkungan),
Gaspersz
dan
dan
Fontana(2011)
mengelompokkan penyebab masalah menjadi tujuh yaitumanpower
(SDM), machines (mesin dan peralatan), methods (metode),materials
(bahan baku), media, motivation (motivasi), dan money(keuangan).
Kelompok penyebab masalah ini ditempatkan di DiagramFishbone pada
sirip ikan. Pada tahap kedua ini, dilanjutkan denganpengisian penyebab
masalah yang disepakati seperti pada gambarberikut:
Gambar 2.6 Identifikasi penyebab masalah
11
Universitas Sumatera Utara
3) Identifikasi kategori penyebab.
Dimulai dari garis horizontal utama, membuat garis diagonalyang
menjadi cabang. Setiap cabang mewakili sebab utama darimasalah yang
ditulis. Sebab ini diinterpretasikan sebagai cause, secaravisual dalam
fishbone seperti tulang ikan. Kategori sebab utamamengorganisasikan
sebab sedemikian rupa sehingga masuk akaldengan situasi. Kategorikategori ini antara lain:
a. Kategori 6M yang biasa digunakan dalam industri manufaktur:
1. Machine (mesin atau teknologi)
2. Method (metode atau proses)
3. Material (termasuk raw material, consumption, dan informasi)
4. Man Power (tenaga kerja atau pekerjaan fisik) / Mind
Power(pekerjaan pikiran: kaizen, saran, dan sebagainya)
5. Measurement (pengukuran atau inspeksi)
6. Milieu / Mother Nature (lingkungan)
b. Kategori 8P yang biasa digunakan dalam industri jasa:
1. Product (produk/jasa)
2. Price (harga)
3. Place (tempat)
4. Promotion (promosi atau hiburan)
5. People (orang)
6. Process (proses)
7. Physical Evidence (bukti fisik)
8. Productivity & Quality (produktivitas dan kualitas)
c. Kategori 5S yang biasa digunakan dalam industri jasa:
1. Surroundings (lingkungan)
2. Suppliers (pemasok)
3. Systems (sistem)
4. Skills (keterampilan)
5. Safety (keselamatan)
12
Universitas Sumatera Utara
Kategori di atas hanya sebagai saran, bisa digunakan kategorilain
yang
dapat
membantu
mengatur
gagasan-gagasan.
Jumlah
kategoribiasanya sekitar 4 sampai dengan 6 kategori.
4) Menemukan sebab potensial
Setiap kategori mempunyai sebab-sebab yang perlu diuraikan melalui
sesi brainstorming. Saat sebab-sebab dikemukakan, tentukan bersamasama dimana sebab tersebut harus ditempatkan dalam fishbone
diagram, yaitu tentukan dibawah kategori yang mana gagasan tersebut
harus ditempatkan. Sebab-sebab ditulis dengan garis horizontal
sehingga banyak “tulang” kecil keluar dari garis diagonal.
Pertanyakan kembali “Mengapa sebab itu muncul?” sehingga
“tulang”lebih kecil (sub-sebab) keluar dari garis horizontal tadi. Satu
sebabbisa ditulis di beberapa tempat jika sebab tersebut berhubungan
denganbeberapa kategori.
5) Mengkaji kembali
Setelah menemukan penyebab potensial dari setiap penyebabyang
mungkin, kemudian dikaji kembali urutan penyebab hinggaditemukan
akar penyebabnya. Setelah itu tempatkan akar penyebabmasalah
tersebut pada cabang yang sesuai dengan kategori utamasehingga
membentuk seperti tulang-tulang kecil dari ikan. Selanjutnya adalah
menginterpretasikan dan mengkaji kembali diagram sebabakibat
tersebut mulai dari masalah awal hingga ditemukannya akarpenyebab
tersebut.
6) Mencapai kesepakatan
Setelah proses interpretasi dengan melihat penyebab yangmuncul secara
berulang, didapatkan kesepakatan melalui konsensustentang penyebab
itu, sehingga sudah dapat dilakukan pemilihanpenyebab yang paling
penting dan dapat diatasi. Selanjutnya adalahmemfokus perhatian pada
penyebab yang terpilih melalui konsensustersebut untuk hasil yang
lebih optimal. Penerapan hasil analisisdengan menggunakan diagram
tersebut
adalah
dengan
caramengembangkan
dan
13
Universitas Sumatera Utara
mengimplementasikan tindakan korektif, sertamemonitor hasil-hasil
untuk menjamin bahwa tindakan korektif yangdilakukan itu efektif
dengan hilangnya penyebab masalah yangdihadapi.
Gasversz
(1997,
112:114)
juga
mengungkapkan
tentang
7
langkahpenggunaan diagram Fishbone yaitu:
1.
Dapatkan
kesepakatan
tentang
masalah
yang
terjadi
dan
diungkapkanmasalah itu sebagai suatu pertanyaan masalah
(problem question).
2.
Bangkitkan
sekumpulan
denganmenggunakan
teknik
penyebab
brainstorming
yang
mungkin,
atau
membentuk
anggota tim yangmemiliki ide-ide berkaitan dengan masalah yang
sedang dihadapi.
3.
Gambarkan diagram dengan pertanyaan masalah ditempatkan pada
sisikanan (membentuk kepala ikan) dan kategori utama seperti
material,metode, manusia, mesin, pengukuran, dan lingkungan
ditempatkanpada cabang-cabang utama (membentuk tulang-tulang
besar dari ikan).Kategori utama ini bisa diubah sesuai dengan
kebutuhan.
4.
Tetapkan setiap penyebab dalam kategori utama yang sesuai
denganmenempatkan pada cabang yang sesuai.
5.
Untuk setiap penyebab yang mungkin, tanyakan ”mengapa?”
untukmenemukan akar penyebab, kemudian daftarkan akar-akar
penyebabmasalah itu pada cabang-cabang yang sesuai dengan
kategori utama(membentuk tulang-tulang kecil dari ikan). Untuk
menemukan akarpenyebab, kita dapat menggunakan teknik
bertanya 5W.
6.
Interpretasikan diagram sebab akibat itu dengan melihat penyebabpenyebab
yang
muncul
secara
berulang,
kemudian
dapatkankesepakatan melalui konsensus tentang penyebab itu.
Selanjutnyafokuskan perhatian pada penyebab yang dipilih melalui
konsensus itu.
14
Universitas Sumatera Utara
7.
Terapkan hasil analisis dengan menggunakan diagram sebab-akibat
itudengan
cara
mengembangkan
dan
mengimplementasikan
tindakankorektif, serta memonitor hasil-hasil untuk menjamin
bahwa tindakankorektif yang dilakukan itu efektif karena telah
menghilangkan akarpenyebab dari masalah yang dihadapi.
2.3.5 Kelebihan dan Kekurangan Diagram Tulang Ikan (FishboneDiagrams)
Kelebihan Fishbone diagrams adalah dapat menjabarkan setiapmasalah yang
terjadi dan setiap orang yang terlibat di dalamnya dapatmenyumbangkan
saran yang mungkin menjadi penyebab masalah tersebut.Sedangkan
kekurangan Fishbone diagrams adalah opinion based on tooldan didesain
membatasi kemampuan tim/pengguna secara visual dalam menjabarkan
masalah yang mengunakan metode “level why” yang dalam,
kecuali
bila
kertas
yang
digunakan
benar-benar
besar
untuk
menyesuaikandengan kebutuhan tersebut. Serta biasanya voting digunakan
untukmemilih penyebab yang paling mungkin yang terdaftar pada
diagramtersebut.
2.4 Analisa Getaran
Analisa getaran merupakan salah satu alat yang sangat bermanfaat sebagai
prediksi awal terhadap adanya masalah pada mekanikal, elektrikal dan proses
pada peralatan, mesin-mesin dan sistem proses yang kontinu di pabrik. Sehingga
analisa getaran saat ini menjadi pilihan teknologi predictive maintenance yang
paling sering digunakan [2].
Disamping manfaatnya dalam hal predictive maintenance, teknik
analisagetaran juga digunakan sebagai teknik untuk mendiagnosa, yang dapat
diaplikasikan antara lain untuk: pengendalian mutu, mendeteksi bagian yang
mengalami kelonggaran, pengendalian kebisingan, mendeteksi adanya kebocoran,
desain dan rekayasa mesin, dan optimasi produksi.
15
Universitas Sumatera Utara
2.4.1
Karakteristik Getaran
Getaran secara teknis didefenisikan sebagai gerak osilasi dari suatu
objek terhadap posisi objek awal/diam. Gerakan massa dari posisi awal
menuju atas dan bawah lalu kembali ke posisi semula, dan akan melanjutkan
geraknya disebut sebagai satu siklus getar. Waktu yang dibutuhkan untuk satu
siklus disebut sebagai periode getaran. Jumlah siklus pada suatu selang waktu
tertentu disebut sebagai frekuensi getaran [3].
Perpindahan (displacement) mengindikasikan berapa jauh suatu objek
bergetar, kecepatan (velocity) mengindikasikan berapa cepat objek bergetar
dan percepatan (acceleration) suatu objek bergetar terkait dengan gaya
penyebab getaran.
Tabel 2.1 Karakteristik dan satuan getaran
Satuan
Karateristik Getaran
Metrik
British
Perpindahan
microns peak to peak
( 1 µm = 0.001 mm )
mils peak to peak
(0.001 in )
Kecepatan
mm/s
in/s
Percepatan
G
( lg = 980 cm/s2 )
G
( lg = 5386 in/s2 )
cpm, cps, Hz
cpm, cps, Hz
Frekuensi
derajat
derajat
Pase
(Sumber: Maintenance Engineering Handbook, Mobley, 2008)
2.4.2
Parameter Pengukuran
Proses
pemilihan
tranduser
yang
akan
digunakan
harus
mempertimbangkan parameter apa yang kita inginkan untuk diukur. Biasanya
parameter-parameter tersebut adalah displacement (perpindahan), velocity
(kecepatan), dan acceleration (percepatan) [4]. Panduan pemilihan parametr
pengukuran dapat di lihat pada Tabel 2.2
16
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2Parameter pengukuran
Parameter
Faktor Pemilihan Parameter Pengukuran
a) Frekuensi rendah, dibawah 600 cpm.
b) Pengukuran getaran shaft pada mesin berat dengan rotor
yang relatif ringan.
c) Menggunakan transduser velocity dan tranduser
Perpindahan
acceleration.
(Displacement) d) Transduser velocity, untuk mengukur displacement
dengan rangkaian single integrator.
e) Transduser accelerometer, dapat digunakan untuk
mengukur diplacement getaran dengan rangkaian double
integrator.
Kecepatan
(Velocity)
a) Range frekuensi antara 600 – 100.000 cpm.
b) Pengukuran over all level getaran mesin.
c) Untuk melakukan prosedur analisa secara umum.
a) Pengukuran pada frekuensi tinggi/ultrasonic sampai
Perpindahan
(Acceleration)
600000 cpm atau lebih.
b) Untuk pengukuran spike energy pada roll bearing, ball
bearing, gear, dan sumber getaran aerodinamis dengan
frekuensi tinggi.
(Sumber : http://vibrasi.wordpress.com/category/teori-vibrasi)
2.4.3
Gerak Harmonik
Gerak osilasi dapat berulang secara teratur. Jika gerak itu berulang
dalam selang waktu yang sama, maka geraknya disebut gerak periodik. Waktu
pengulangan τ disebut dengan periode osilasi dan kebalikannya, f = 1/τ
disebut frekuensi. Jika gerak dinyatakan dalam fungsi waktu x(t), maka setiap
gerak periodik harus memenuhi hubungan (t) = x(1 + τ)[5]. Secara umum,
gerak harmonik dinyatakan dengan persamaan:
x = A sin 2π
�
(2.1)
17
Universitas Sumatera Utara
Dimana A adalah amplitudo osilasi yang diukur dari posisi setimbang massa,
dan τ adalah periode dimana gerak diulang pada t = τ. Gerak harmonik sering
dinyatakan sebagai proyeksi suatu titik yang bergerak melingkar dengan
kecepatan tetap pada suatu garis lurus. Dengan kecepatan sudut garis OP
sebesar ω, perpindahan simpangan x dapat dituliskan sebagai:
x = A sin ɷt
(2.2)
Besaran ω biasanya diukur dalam radian per detik dan disebut frekuensi
lingkaran. Oleh karena gerak berulang dalam 2π radian, maka didapat
hubungan:
ɷ=
f=
2�
= 2πf
ɷ
(2.3)
2π
dengan τ dan f adalah periode dan frekuensi gerak harmonik bertuturt-turut
dan biasanya diukur dalam detik dan siklus perdetik.Kecepatan dan percepatan
gerak harmonik dapat diperoleh secara mudah dengan diferensiasi simpangan
gerak harmonik. Dengan menggunakan notasi titik untuk turunannya, maka
didapat:
�
ẋ = ɷA cos ɷt = ɷA sin (ɷt + )
(2.4)
ẍ = �2 A sin ɷt = �2 A sin (ɷt + π)
(2.5)
2
Gambar 2.7 Gerak Harmonik Sebagai Proyeksi Suatu Titik Yang Bergerak
Pada Lingkaran
18
Universitas Sumatera Utara
2.4.4
Gerak Periodik
Getaran mesin pada umumnya memiliki beberapa frekuensi yang
muncul bersama-sama. Gerak periodik dapat dihasilkan oleh getaran bebas
sistem dengan banyak derajat kebebasan, dimana getaran pada tiap frekuensi
natural memberi sumbangannya. Getaran semacam ini menghasilkan bentuk
gelombang kompleks yang diulang secara periodik seperti ditunjukkan pada
Gambar 2.7.
Gerak harmonik pada Gambar 2.8 dapat dinyatakan dalam deretan
sinus dan cosinus yang dihubungkan secara harmonik. Jika x (t) adalah fungsi
periodik dengan periode , maka fungsi ini dapat dinyatakan oleh deret Fourier
[6] sebagai:
1
x(t) =
2
Dengan
0
+
+
1
�1 =
�1 +
1
�1 +
2
1
�2 … +
�2 … +
�
�
(2.6)
2�
�
� = 2�1
Gambar 2.8 Gerak periodik gelombang sinyal segiempat dan Gelombang
pembentuknya dalam domain waktu
Pada gelombang segiempat berlaku x(t) = ± X pada t =0, dan t =τ, dan
seterusnya. Deret ini menunjukkan nilai rata-rata dari fungsi yang diskontinu.
Untuk menentukan nilai koefisien n a dan n b , kedua ruas persamaan (2.6)
dengan cosωt dan sin ωt , kemudian setiap suku diintegrasi untuk lama perioda
τ . Dengan mengingat hubungan berikut,
19
Universitas Sumatera Utara
�
0
�
0
�
0
cos �
sin �
sin �
cos �
=
sin �
=
cos �
=
0
�/2
,
0
�/2
,
0
0
,
,
≠
, =
≠
, =
(2.7)
≠
=
Dari persamaan (2.7), maka untuk m = n, diperoleh hasil
�
1
�
�/2 0
=
=
�
�
1
�
�/2 0
(2.8)
�
(2.9)
Persamaan deret Fourier berdasarkan nilai gelombang empat persegi:
x(t) = X untuk 0 < t 75 kW
(rigid)
(soft)
Class III
Class IV
0.28
0.45
A
0.71
1.12
1.8
2.8
4.5
A
B
C
B
C
45
B
C
11.2
28
A
B
7.1
18
A
D
C
D
D
D
23
Universitas Sumatera Utara
Dengan membaca Tabel 2.3 dapat mengkaitkan kondisi kerusakan
permesinan dengan getaran sebagai monitoring perawatan berbasis kondisi.
Standar yang digunakan adalah parameter kecepatan (rms) untuk mengindikasikan
kerusakan. Huruf A,B,C,D seperti terlihat pada Tabel 2.3. mengklasifikasikan
tingkat keparahan sesuai dengan kelas permesinan, sebagai berikut:
1. Zona A
Zona hijau, getaran dari mesin sangat baik dan dibawah getaran yang
diizinkan.
2. Zona B
Zona kuning, getaran dari mesin baik dan dapat dioperasikan karena masih
dalam batas yang diizinkan.
3. Zona C
Zona orange, getaran dari mesin dalam batas toleransi dan hanya dioperasikan
dalam waktu terbatas.
4. Zona D
Zona merah, getaran dari mesin dalam batas berbahaya dan kerusakan dapat
terjadi padamesin.
5. Kelas I
Bagian mesin secara integral dikaitkan sebagai permesinan lengkap dalam
kondisi pengoperasian normal (motor listrik sampai 15 kW).
6. Kelas II
Peralatan permesinan berukuran sedang (motor listrik dengan output 15-75
kW) tanpa fondasi khusus, mesin terpasang mati (hingga 300 kW) dengan
fondasi khusus.
7. Kelas III
Mesin dengan penggerak utama yang lebih besar dan mesin-mesin besar
lainnya dengan rotating masses terpasang mati pada fondasi padat dan fondasi
berat yang indikatornya sulit bagi penjalaran getaran.
8. Kelas IV
Mesin dengan penggerak utama yang lebih besar dan mesin-mesin besar
lainnya dengan rotating masses-terpasang pada fondasi yang indikatornya
24
Universitas Sumatera Utara
mudah bagi pengukuran getaran (sebagai contoh: turbo generator terutama
dengan substruktur yang ringan).
2.5 Maintenance
Untuk memperpanjang umur pakai suatu peralatan dapat dilakukan dengan
perbaikan berkala atau perawatan yang sering disebut maintenance. Maintenance
dapat diartikan sebagai kegiatan memelihara atau menjaga fasilitas maupun
peralatan dan mengadakan perbaikan yang diperlukan agar fasilitas atau peralatan
tersebut memiliki lifetime atau waktu operasi yang maksimal. Maintenance juga
merupakan suatu fungsi dalam suatu perusahaan yang tidak kalah penting
dibanding fungsi-fungsi lain seperti produksi karena fungsi-fungsi tersebut yang
saling berkaitan untuk memenuhi tujuan perusahaan itu. [9]
2.5.1
Breakdown Maintenance
Breakdown maintenance atau “run to failure maintenance” adalah
kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan setelah terjadinya kerusakan
pada perlatan sehingga tidak dapat berfungsi dengan baik atau gagal beroperasi.
Breakdown maintenance sering disebut dengan service (perbaikan) atau reparasi.
2.5.2 Preventive Maintenance
Preventive maintenance adalah kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang
dilakukan untuk mencegah timbulnya kerusakan yang tidak terduga dan
menemukan kondisi yang dapat menyebabkan peralatan produksi mengalami
kerusakan saat digunakan. Selain itu, preventive maintenance merupakan
manajemen pemeliharaan yang dilakukan secara periodik pada peralatan seperti
inspeksi, lubrikasi, dan penyetelan.
2.5.3 Predictive Maintenance
Predictive maintenance adalah suatu pendekatan yang digunakan untuk
memonitor akan terjadinya kerusakan pada peralatan dengan menggunakan
peralatan khusus (non destructive test instrument) untuk menentukan kapan
peralatan tersebut akan terjadi kerusakan dan dilakukan pencegahan sejak dini.
25
Universitas Sumatera Utara
Peralatan khusus yang biasanya digunakan misalnya analisis getaran, infra merah,
thermographs (alat pengukur panas) atau deteksi ultrasonic.
Predictive maintenance merupakan suatu proses pemeliharaan berdasarkan
pendekatan pada pengukuran kondisi peralatan, dengan menilai apakah suatu
peralatan akan gagal selama beberapa periode masa yang akan datang dan
kemudian mengambil tindakan untuk menghindari konsekuensi dari kegagalan
itu.
2.5.4 Condition Monitoring
Condition Monitoring adalah proses memonitor kondisi dari sebuah mesin
sehingga bisa diketahui kondisi dari mesin apakah dalam kondisi baik atau mulai
ada gejala rusak. Dengan kata lain : Medical Check Up nya Mesin.
26
Universitas Sumatera Utara
TINJAUN PUSTAKA
2.1 Klasifikasi Fan
Fan dapat diklasifikasikan dalam dua klasifikasi yaitu:
1. Axial Fan, beroperasi seperti propeler, yang menghasilkan aliran udara
disepanjang porosnya [1] yang dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Tiga jenis blade axial fan
Axial fan berdasarkan bentuk blade-nya dapat dibagi menjadi 3 jenis
yaitu :
a. Tube-axial fan lebih efisien dari pada propeller fan dengan ciri
housing fan yang berbentuk silinder dipasang tepat pada radius ujung
blade, dan diaplikasikan untuk sistem pemanas, ventilasi, air
conditioning dan industri, dengan tekanan rendah dan jumlah volume
udara yang dialirkan besar.
b. Vane axial fan merupakan fan axial dengan efisiensi tinggi dengan ciri
housing fan yang berbentuk silinder dipasang tepat pada radius blade,
dan diaplikasikan untuk sistem sistem pemanas, ventilasi, dan air
conditioning yang memerlukan aliran lurus dan efisiensi tinggi.
c. Propeller fan merupakan desain dasar fan aksial yang diaplikasikan
untuk tekanan rendah dan volume udara yang dialirkan sangat besar
4
Universitas Sumatera Utara
volume. Fan jenis ini biasa diaplikasikan untuk sistem ventilasi yang
menembus tembok.
2. Centrifugal fan menghasilkan aliran udara dengan mempercepat arus
udara secara radial dan mengubah energi kinetik menjadi tekanan.
Centrifugal fan dapat menghasilkan tekanan tinggi dengan efisiensi tinggi,
dan dapat dibuat dalam berbagai tingkat kondisi operasional. Berbagai
jenis centrifugal fan dapat dilihat pada gambar 2.2.
(a)
(c)
(b)
(d)
(e)
Gambar 2.2. Lima jenis blade centrifugal fan
Keterangan gambar :
a. Forward curve fan, memiliki kecepatan putar yang sangat rendah
untuk mengalirkan sejumlah udara serta bentuk lengkungan blade
menghadap arah putaran, sehingga kurang efisien dibandingkan tipe
air foil dan backward inclined. Fan jenis ini biasanya diaplikasikan
untuk sistem pemanas bertekanan rendah, ventilasi, dan air
conditioning
b. Radial blade fan, secara umum yang paling efisien diantara centrifugal
fan yang memiliki bentuk blade mengarah titik poros. Fan jenis ini
5
Universitas Sumatera Utara
digunakan untuk pemindahan bahan dan industri yang membutuhkan
fan dengan tekanan di atas menengah.
c. Radial tip fan, lebih efisien dibandingkan fan tipe radial blade yang di
desain tahan terhadap keausan dan aliran udara yang erosif.
d. Backward-inclined fan memiliki blade yang lurus dengan ketebalan
tunggal. Fan ini diaplikasikan pada sistem pemanas, ventilasi, air
conditioning dan industri dimana blade akan mengalami lingkungan
yang korosif dan lingkungan yang erosif.
e. Air foil fan adalah tipe centrifugal fan yang dikembangkan untuk
memperoleh efisiensi tinggi. Fan ini diaplikasikan pada sistem
pemanas, ventilasi, air conditioning dan udara bersih industri dimana
penghematan energi sangatlah penting.
2.2 Root Cause Analysis (RCA)
RCA adalah salah satu tool continuous improvement dan metode problem
solving yang bertujuan untuk mengidentifikasi akar dari masalah tertentu yang
muncul pada sistem atau proses. RCA dapat diarahkan kepada banyak tujuan
yang spesifik, para praktisi continuous improvement merumuskan lima
pendekatan dasar yang dapat dilakukan dengan RCA, mereka adalah [11].
1. RCA satefy-based: merupakan usaha identifikasi permasalahan yang
berkaitan dengan keselamatan, RCA dilakukan dengan analisa kecelakaan
yang pernah terjadi dan penyebab-penyebabnya, untuk meningkatkan
kesehatan dan keselamatan pekerja.
2. RCA production-based: berasal dari konsep quality control untuk
manufaktur, RCA produksi fokus kepada analisa penyebab cacat dan
masalah yang terjadi pada proses produksi mencakup mesin, operator, dan
peralatan.
3. RCA process-based: pada dasarnya merupakan perluasan dari konsep
RCA production-based, namun dengan ruang lingkup yang lebih luas,
termasuk analisa penyebab masalah yang terjadi pada business process.
6
Universitas Sumatera Utara
4. RCA failure-based: berasal dari praktek failure analysis yang dilakukan
pada proses engineering dan maintenance, bertujuan untuk mengetahui
akar masalah yang menjadi penyebab masalah pada kedua proses tersebut.
5. RCA systems-based: ini adalah pendekatan gabungan yang merangkul
pendekatan-pendekatan RCA yang lain, dengan konsep-konsep yang
diadaptasi dari berbagai sudut pandang, seperti change management, risk
management dan systems analysis.
Mendefinisikan masalah
Mencari akar masalah
Membuat perencanaan
dan jadwal perbaikan
Melaksanakan hasil perencanaan
Mengevaluasi dan
pemantauan efektivitas
Gambar 2.3 Diagram Root Cause Analysis
2.3 Fishbone Diagram
2.3.1 Konsep dan Pengertian Diagram Tulang Ikan (Fishbone Diagram)
Fishbone Diagram (Diagram Tulang Ikan) merupakan konsepanalisis sebab
akibat yang dikembangkan oleh Dr. Kaoru Ishikawa untukmendeskripsikan
suatu permasalahan dan penyebabnya dalam sebuahkerangka tulang ikan.
Fishbone Diagrams juga dikenal dengan istilahdiagram Ishikawa, yang
diadopsi dari nama seorang ahli pengendali statistik dari Jepang, yang
menemukan dan mengembangkan diagram inipada tahun 1960-an. Diagram
ini pertama kali digunakan oleh Dr. KaoruIshikawa untuk manajemen
kualitas di perusahaan Kawasaki, yangselanjutnya diakui sebagai salah satu
pioner pembangunan dari prosesmanajemen modern.
7
Universitas Sumatera Utara
Watson (2004) dalam Illie G. Dan Ciocoiu C.N. (2010)mendefinisikan
diagram Fishbone sebagai alat (tool) yangmenggambarkan sebuah cara
yang sistematis dalam memandang berbagaidampak atau akibat dan
penyebab yang membuat atau berkontribusi dalamberbagai dampak
tersebut. Oleh karena fungsinya tersebut, diagram inibiasa disebut dengan
diagram sebab-akibat.Illie G. Dan Ciocoiu C.N (2010) mengutip dari Basic
Tools forProcess Improvement (2009) bahwa diagram Fishbone (Ishikawa)
padadasarnya menggambarkan sebuah model sugestif dari hubungan
antarasebuah kejadian (dampak) dan berbagai penyebab kejadiannya.
Strukturdari diagram tersebut membantu para pengguna untuk berpikir
secarasistematis. Beberapa keuntungan dari konstruksi diagram tulang
ikanantara lain membantu untuk mempertimbangkan akar berbagai
penyebabdari permasalahan dengan pendekatan struktur, mendorong
adanyapartisipasi kelompok dan meningkatkan pengetahuan anggota
kelompokterhadap proses analisis penyebab masalah, dan mengidentifikasi
wilayah dimana data seharusnya dikumpulkan untuk penelitian lebih lanjut.
Fishbone Diagram
Gambar 2.4 Fishbone Diagram (Diagram Tulang Ikan)
Desain diagram Ishikawa terlihat seperti tulang ikan. Representasidari
diagram tersebut sederhana, yakni sebuah garis horizontal yangmelalui
8
Universitas Sumatera Utara
berbagai garis sub penyebab permasalahan. Diagram ini dapatdigunakan
juga untuk mempertimbangan risiko dari berbagai penyebabdan sub
penyebab dari dampak tersebut, termasuk risikonya secara global.
2.3.2 Tujuan Diagram Tulang Ikan (Fishbone Diagrams)
Fishbone Diagrams (Diagram Tulang Ikan) adalah diagram sebab-akibat
yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi potensi masalahkinerja.
Diagram tulang ikan menyediakan struktur untuk diskusikelompok sekitar
potensi penyebab masalah tersebut. Tujuan utama daridiagram tulang ikan
adalah
untuk
menggambarkan
secara
grafik
carahubungan
antara
penyampaian akibat dan semua faktor yang berpengaruhpada akibat ini.
Fishbone Diagrams adalah alat analisis yang menyediakan carasistematis
melihat efek dan penyebab yang membuat atau berkontribusiterhadap efek
tersebut. Karena fungsi diagram Fishbone, dapat disebutsebagai diagram
sebab-akibat (Watson, 2004). Fungsi dasar diagram5tulang ikan adalah
untuk mengidentifikasi dan mengorganisasi penyebab-penyebab yang
mungkin timbul dari suatu efek spesifik dan kemudianmemisahkan akar
penyebabnya.
2.3.3 Manfaat Diagram Tulang Ikan (Fishbone Diagrams)
Dengan adanya diagram tulang ikan ini sebenarnya memberibanyak sekali
keuntungan bagi dunia bisnis. Selain memecahkan masalahkualitas yang
menjadi perhatian penting perusahaan, masalah-masalahklasik yang dapat
diselesaikan di industri antara lain:
a. Keterlambatan proses produksi.
b. Tingkat defect (cacat) produk yang tinggi.
c. Mesin produksi yang sering mengalami masalah.
d. Output lini produksi yang tidak stabil yang berakibat kacaunya
rencanaproduksi.
e. Produktivitas yang tidak mencapai target.
f. Komplain pelanggan yang terus berulang.
9
Universitas Sumatera Utara
Namun, pada dasarnya diagram tulang ikan dapat dipergunakan untuk
kebutuhan-kebutuhan berikut:
1. Membantu
mengidentifikasi
akar
penyebab
masalah
dari
suatumasalah.
2. Membantu membangkitkan ide-ide untuk solusi suatu masalah.
3. Membantu dalam penyelidikan atau pencarian fakta lebih lanjut.
4. Mengidentifikasi tindakan untuk menciptakan hasil yang diinginkan.
5. Membuat issue secara lengkap dan rapi.
6. Menghasilkan pemikiran baru.
Beberapa manfaat lainnya dari membangun diagram tulang ikan adalah
membantu menentukan akar penyebab masalah atau karakteristikkualitas
menggunakan pendekatan terstruktur, mendorong partisipasikelompok dan
memanfaatkan pengetahuan kelompok proses, sertamengidentifikasi area
dimana data harus dikumpulkan untuk studi lebihlanjut (Balanced Scorecard
Institute, 2009).
2.3.4 Langkah-Langkah Pembuatan Diagram Tulang Ikan (FishboneDiagrams)
Diagram tulang ikan atau sebab akibat merupakan pendekatan terstruktur
yang memungkinkan dilakukan suatu analisis lebih terperincidalam
menemukan
penyebab-penyebab
suatu
masalah,
ketidaksesuaian,dan
kesenjangan yang ada (Gasversz (1997: 112)). Terdapat 6 langkahyang
harus dilakukan dalam melakukan analisis dengan diagram tulangikan yaitu:
1) Menyepakati permasalahan utama yang terjadi dan diungkapkanbahwa
masalah tersebut merupakan suatu pernyataan masalah(problem
statement).
Masalah
merupakan
perbedaan
antara
kondisi
yang
ada
dengankondisi yang diinginkan (W. Pounds, 1969 dalam Robbins
danCoulter, 2012). Pada langkah pertama ini, harus dilakukan
kesepakatanterhadap sebuah pernyataan masalah (problem statement).
Pernyataanmasalah tersebut kemudian diinterpretasilan sebagai “effect”
atausecara
visual
dalam
fishbone
seperti
“kepala
ikan”.
Selanjutnyamenuliskan problem statement disebelah kanan diagram
10
Universitas Sumatera Utara
danmenggambar
sebuah
kotak
yang
mengelilingi
tulisan
pernyataanmasalah tersebut dan membuat panah horizontal panjang
menuju kearah kotak.
Gambar 2.5 Kesepakatan permasalahan utama
2) Mengidentifikasi penyebab masalah yang mungkin.
Identifikasi ini dilakukan dengan metode brainstorming.Menurut
Scarvada
(2004),
penyebab
permasalahan
dapatdikelompokkan
dalam enam kelompok yaitu materials (bahan baku),machines and
equipment (mesin dan peralatan), manpower (sumberdaya manusia),
methods
(metode),
measurement
mother
(pengukuran).
nature/environment(lingkungan),
Gaspersz
dan
dan
Fontana(2011)
mengelompokkan penyebab masalah menjadi tujuh yaitumanpower
(SDM), machines (mesin dan peralatan), methods (metode),materials
(bahan baku), media, motivation (motivasi), dan money(keuangan).
Kelompok penyebab masalah ini ditempatkan di DiagramFishbone pada
sirip ikan. Pada tahap kedua ini, dilanjutkan denganpengisian penyebab
masalah yang disepakati seperti pada gambarberikut:
Gambar 2.6 Identifikasi penyebab masalah
11
Universitas Sumatera Utara
3) Identifikasi kategori penyebab.
Dimulai dari garis horizontal utama, membuat garis diagonalyang
menjadi cabang. Setiap cabang mewakili sebab utama darimasalah yang
ditulis. Sebab ini diinterpretasikan sebagai cause, secaravisual dalam
fishbone seperti tulang ikan. Kategori sebab utamamengorganisasikan
sebab sedemikian rupa sehingga masuk akaldengan situasi. Kategorikategori ini antara lain:
a. Kategori 6M yang biasa digunakan dalam industri manufaktur:
1. Machine (mesin atau teknologi)
2. Method (metode atau proses)
3. Material (termasuk raw material, consumption, dan informasi)
4. Man Power (tenaga kerja atau pekerjaan fisik) / Mind
Power(pekerjaan pikiran: kaizen, saran, dan sebagainya)
5. Measurement (pengukuran atau inspeksi)
6. Milieu / Mother Nature (lingkungan)
b. Kategori 8P yang biasa digunakan dalam industri jasa:
1. Product (produk/jasa)
2. Price (harga)
3. Place (tempat)
4. Promotion (promosi atau hiburan)
5. People (orang)
6. Process (proses)
7. Physical Evidence (bukti fisik)
8. Productivity & Quality (produktivitas dan kualitas)
c. Kategori 5S yang biasa digunakan dalam industri jasa:
1. Surroundings (lingkungan)
2. Suppliers (pemasok)
3. Systems (sistem)
4. Skills (keterampilan)
5. Safety (keselamatan)
12
Universitas Sumatera Utara
Kategori di atas hanya sebagai saran, bisa digunakan kategorilain
yang
dapat
membantu
mengatur
gagasan-gagasan.
Jumlah
kategoribiasanya sekitar 4 sampai dengan 6 kategori.
4) Menemukan sebab potensial
Setiap kategori mempunyai sebab-sebab yang perlu diuraikan melalui
sesi brainstorming. Saat sebab-sebab dikemukakan, tentukan bersamasama dimana sebab tersebut harus ditempatkan dalam fishbone
diagram, yaitu tentukan dibawah kategori yang mana gagasan tersebut
harus ditempatkan. Sebab-sebab ditulis dengan garis horizontal
sehingga banyak “tulang” kecil keluar dari garis diagonal.
Pertanyakan kembali “Mengapa sebab itu muncul?” sehingga
“tulang”lebih kecil (sub-sebab) keluar dari garis horizontal tadi. Satu
sebabbisa ditulis di beberapa tempat jika sebab tersebut berhubungan
denganbeberapa kategori.
5) Mengkaji kembali
Setelah menemukan penyebab potensial dari setiap penyebabyang
mungkin, kemudian dikaji kembali urutan penyebab hinggaditemukan
akar penyebabnya. Setelah itu tempatkan akar penyebabmasalah
tersebut pada cabang yang sesuai dengan kategori utamasehingga
membentuk seperti tulang-tulang kecil dari ikan. Selanjutnya adalah
menginterpretasikan dan mengkaji kembali diagram sebabakibat
tersebut mulai dari masalah awal hingga ditemukannya akarpenyebab
tersebut.
6) Mencapai kesepakatan
Setelah proses interpretasi dengan melihat penyebab yangmuncul secara
berulang, didapatkan kesepakatan melalui konsensustentang penyebab
itu, sehingga sudah dapat dilakukan pemilihanpenyebab yang paling
penting dan dapat diatasi. Selanjutnya adalahmemfokus perhatian pada
penyebab yang terpilih melalui konsensustersebut untuk hasil yang
lebih optimal. Penerapan hasil analisisdengan menggunakan diagram
tersebut
adalah
dengan
caramengembangkan
dan
13
Universitas Sumatera Utara
mengimplementasikan tindakan korektif, sertamemonitor hasil-hasil
untuk menjamin bahwa tindakan korektif yangdilakukan itu efektif
dengan hilangnya penyebab masalah yangdihadapi.
Gasversz
(1997,
112:114)
juga
mengungkapkan
tentang
7
langkahpenggunaan diagram Fishbone yaitu:
1.
Dapatkan
kesepakatan
tentang
masalah
yang
terjadi
dan
diungkapkanmasalah itu sebagai suatu pertanyaan masalah
(problem question).
2.
Bangkitkan
sekumpulan
denganmenggunakan
teknik
penyebab
brainstorming
yang
mungkin,
atau
membentuk
anggota tim yangmemiliki ide-ide berkaitan dengan masalah yang
sedang dihadapi.
3.
Gambarkan diagram dengan pertanyaan masalah ditempatkan pada
sisikanan (membentuk kepala ikan) dan kategori utama seperti
material,metode, manusia, mesin, pengukuran, dan lingkungan
ditempatkanpada cabang-cabang utama (membentuk tulang-tulang
besar dari ikan).Kategori utama ini bisa diubah sesuai dengan
kebutuhan.
4.
Tetapkan setiap penyebab dalam kategori utama yang sesuai
denganmenempatkan pada cabang yang sesuai.
5.
Untuk setiap penyebab yang mungkin, tanyakan ”mengapa?”
untukmenemukan akar penyebab, kemudian daftarkan akar-akar
penyebabmasalah itu pada cabang-cabang yang sesuai dengan
kategori utama(membentuk tulang-tulang kecil dari ikan). Untuk
menemukan akarpenyebab, kita dapat menggunakan teknik
bertanya 5W.
6.
Interpretasikan diagram sebab akibat itu dengan melihat penyebabpenyebab
yang
muncul
secara
berulang,
kemudian
dapatkankesepakatan melalui konsensus tentang penyebab itu.
Selanjutnyafokuskan perhatian pada penyebab yang dipilih melalui
konsensus itu.
14
Universitas Sumatera Utara
7.
Terapkan hasil analisis dengan menggunakan diagram sebab-akibat
itudengan
cara
mengembangkan
dan
mengimplementasikan
tindakankorektif, serta memonitor hasil-hasil untuk menjamin
bahwa tindakankorektif yang dilakukan itu efektif karena telah
menghilangkan akarpenyebab dari masalah yang dihadapi.
2.3.5 Kelebihan dan Kekurangan Diagram Tulang Ikan (FishboneDiagrams)
Kelebihan Fishbone diagrams adalah dapat menjabarkan setiapmasalah yang
terjadi dan setiap orang yang terlibat di dalamnya dapatmenyumbangkan
saran yang mungkin menjadi penyebab masalah tersebut.Sedangkan
kekurangan Fishbone diagrams adalah opinion based on tooldan didesain
membatasi kemampuan tim/pengguna secara visual dalam menjabarkan
masalah yang mengunakan metode “level why” yang dalam,
kecuali
bila
kertas
yang
digunakan
benar-benar
besar
untuk
menyesuaikandengan kebutuhan tersebut. Serta biasanya voting digunakan
untukmemilih penyebab yang paling mungkin yang terdaftar pada
diagramtersebut.
2.4 Analisa Getaran
Analisa getaran merupakan salah satu alat yang sangat bermanfaat sebagai
prediksi awal terhadap adanya masalah pada mekanikal, elektrikal dan proses
pada peralatan, mesin-mesin dan sistem proses yang kontinu di pabrik. Sehingga
analisa getaran saat ini menjadi pilihan teknologi predictive maintenance yang
paling sering digunakan [2].
Disamping manfaatnya dalam hal predictive maintenance, teknik
analisagetaran juga digunakan sebagai teknik untuk mendiagnosa, yang dapat
diaplikasikan antara lain untuk: pengendalian mutu, mendeteksi bagian yang
mengalami kelonggaran, pengendalian kebisingan, mendeteksi adanya kebocoran,
desain dan rekayasa mesin, dan optimasi produksi.
15
Universitas Sumatera Utara
2.4.1
Karakteristik Getaran
Getaran secara teknis didefenisikan sebagai gerak osilasi dari suatu
objek terhadap posisi objek awal/diam. Gerakan massa dari posisi awal
menuju atas dan bawah lalu kembali ke posisi semula, dan akan melanjutkan
geraknya disebut sebagai satu siklus getar. Waktu yang dibutuhkan untuk satu
siklus disebut sebagai periode getaran. Jumlah siklus pada suatu selang waktu
tertentu disebut sebagai frekuensi getaran [3].
Perpindahan (displacement) mengindikasikan berapa jauh suatu objek
bergetar, kecepatan (velocity) mengindikasikan berapa cepat objek bergetar
dan percepatan (acceleration) suatu objek bergetar terkait dengan gaya
penyebab getaran.
Tabel 2.1 Karakteristik dan satuan getaran
Satuan
Karateristik Getaran
Metrik
British
Perpindahan
microns peak to peak
( 1 µm = 0.001 mm )
mils peak to peak
(0.001 in )
Kecepatan
mm/s
in/s
Percepatan
G
( lg = 980 cm/s2 )
G
( lg = 5386 in/s2 )
cpm, cps, Hz
cpm, cps, Hz
Frekuensi
derajat
derajat
Pase
(Sumber: Maintenance Engineering Handbook, Mobley, 2008)
2.4.2
Parameter Pengukuran
Proses
pemilihan
tranduser
yang
akan
digunakan
harus
mempertimbangkan parameter apa yang kita inginkan untuk diukur. Biasanya
parameter-parameter tersebut adalah displacement (perpindahan), velocity
(kecepatan), dan acceleration (percepatan) [4]. Panduan pemilihan parametr
pengukuran dapat di lihat pada Tabel 2.2
16
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2Parameter pengukuran
Parameter
Faktor Pemilihan Parameter Pengukuran
a) Frekuensi rendah, dibawah 600 cpm.
b) Pengukuran getaran shaft pada mesin berat dengan rotor
yang relatif ringan.
c) Menggunakan transduser velocity dan tranduser
Perpindahan
acceleration.
(Displacement) d) Transduser velocity, untuk mengukur displacement
dengan rangkaian single integrator.
e) Transduser accelerometer, dapat digunakan untuk
mengukur diplacement getaran dengan rangkaian double
integrator.
Kecepatan
(Velocity)
a) Range frekuensi antara 600 – 100.000 cpm.
b) Pengukuran over all level getaran mesin.
c) Untuk melakukan prosedur analisa secara umum.
a) Pengukuran pada frekuensi tinggi/ultrasonic sampai
Perpindahan
(Acceleration)
600000 cpm atau lebih.
b) Untuk pengukuran spike energy pada roll bearing, ball
bearing, gear, dan sumber getaran aerodinamis dengan
frekuensi tinggi.
(Sumber : http://vibrasi.wordpress.com/category/teori-vibrasi)
2.4.3
Gerak Harmonik
Gerak osilasi dapat berulang secara teratur. Jika gerak itu berulang
dalam selang waktu yang sama, maka geraknya disebut gerak periodik. Waktu
pengulangan τ disebut dengan periode osilasi dan kebalikannya, f = 1/τ
disebut frekuensi. Jika gerak dinyatakan dalam fungsi waktu x(t), maka setiap
gerak periodik harus memenuhi hubungan (t) = x(1 + τ)[5]. Secara umum,
gerak harmonik dinyatakan dengan persamaan:
x = A sin 2π
�
(2.1)
17
Universitas Sumatera Utara
Dimana A adalah amplitudo osilasi yang diukur dari posisi setimbang massa,
dan τ adalah periode dimana gerak diulang pada t = τ. Gerak harmonik sering
dinyatakan sebagai proyeksi suatu titik yang bergerak melingkar dengan
kecepatan tetap pada suatu garis lurus. Dengan kecepatan sudut garis OP
sebesar ω, perpindahan simpangan x dapat dituliskan sebagai:
x = A sin ɷt
(2.2)
Besaran ω biasanya diukur dalam radian per detik dan disebut frekuensi
lingkaran. Oleh karena gerak berulang dalam 2π radian, maka didapat
hubungan:
ɷ=
f=
2�
= 2πf
ɷ
(2.3)
2π
dengan τ dan f adalah periode dan frekuensi gerak harmonik bertuturt-turut
dan biasanya diukur dalam detik dan siklus perdetik.Kecepatan dan percepatan
gerak harmonik dapat diperoleh secara mudah dengan diferensiasi simpangan
gerak harmonik. Dengan menggunakan notasi titik untuk turunannya, maka
didapat:
�
ẋ = ɷA cos ɷt = ɷA sin (ɷt + )
(2.4)
ẍ = �2 A sin ɷt = �2 A sin (ɷt + π)
(2.5)
2
Gambar 2.7 Gerak Harmonik Sebagai Proyeksi Suatu Titik Yang Bergerak
Pada Lingkaran
18
Universitas Sumatera Utara
2.4.4
Gerak Periodik
Getaran mesin pada umumnya memiliki beberapa frekuensi yang
muncul bersama-sama. Gerak periodik dapat dihasilkan oleh getaran bebas
sistem dengan banyak derajat kebebasan, dimana getaran pada tiap frekuensi
natural memberi sumbangannya. Getaran semacam ini menghasilkan bentuk
gelombang kompleks yang diulang secara periodik seperti ditunjukkan pada
Gambar 2.7.
Gerak harmonik pada Gambar 2.8 dapat dinyatakan dalam deretan
sinus dan cosinus yang dihubungkan secara harmonik. Jika x (t) adalah fungsi
periodik dengan periode , maka fungsi ini dapat dinyatakan oleh deret Fourier
[6] sebagai:
1
x(t) =
2
Dengan
0
+
+
1
�1 =
�1 +
1
�1 +
2
1
�2 … +
�2 … +
�
�
(2.6)
2�
�
� = 2�1
Gambar 2.8 Gerak periodik gelombang sinyal segiempat dan Gelombang
pembentuknya dalam domain waktu
Pada gelombang segiempat berlaku x(t) = ± X pada t =0, dan t =τ, dan
seterusnya. Deret ini menunjukkan nilai rata-rata dari fungsi yang diskontinu.
Untuk menentukan nilai koefisien n a dan n b , kedua ruas persamaan (2.6)
dengan cosωt dan sin ωt , kemudian setiap suku diintegrasi untuk lama perioda
τ . Dengan mengingat hubungan berikut,
19
Universitas Sumatera Utara
�
0
�
0
�
0
cos �
sin �
sin �
cos �
=
sin �
=
cos �
=
0
�/2
,
0
�/2
,
0
0
,
,
≠
, =
≠
, =
(2.7)
≠
=
Dari persamaan (2.7), maka untuk m = n, diperoleh hasil
�
1
�
�/2 0
=
=
�
�
1
�
�/2 0
(2.8)
�
(2.9)
Persamaan deret Fourier berdasarkan nilai gelombang empat persegi:
x(t) = X untuk 0 < t 75 kW
(rigid)
(soft)
Class III
Class IV
0.28
0.45
A
0.71
1.12
1.8
2.8
4.5
A
B
C
B
C
45
B
C
11.2
28
A
B
7.1
18
A
D
C
D
D
D
23
Universitas Sumatera Utara
Dengan membaca Tabel 2.3 dapat mengkaitkan kondisi kerusakan
permesinan dengan getaran sebagai monitoring perawatan berbasis kondisi.
Standar yang digunakan adalah parameter kecepatan (rms) untuk mengindikasikan
kerusakan. Huruf A,B,C,D seperti terlihat pada Tabel 2.3. mengklasifikasikan
tingkat keparahan sesuai dengan kelas permesinan, sebagai berikut:
1. Zona A
Zona hijau, getaran dari mesin sangat baik dan dibawah getaran yang
diizinkan.
2. Zona B
Zona kuning, getaran dari mesin baik dan dapat dioperasikan karena masih
dalam batas yang diizinkan.
3. Zona C
Zona orange, getaran dari mesin dalam batas toleransi dan hanya dioperasikan
dalam waktu terbatas.
4. Zona D
Zona merah, getaran dari mesin dalam batas berbahaya dan kerusakan dapat
terjadi padamesin.
5. Kelas I
Bagian mesin secara integral dikaitkan sebagai permesinan lengkap dalam
kondisi pengoperasian normal (motor listrik sampai 15 kW).
6. Kelas II
Peralatan permesinan berukuran sedang (motor listrik dengan output 15-75
kW) tanpa fondasi khusus, mesin terpasang mati (hingga 300 kW) dengan
fondasi khusus.
7. Kelas III
Mesin dengan penggerak utama yang lebih besar dan mesin-mesin besar
lainnya dengan rotating masses terpasang mati pada fondasi padat dan fondasi
berat yang indikatornya sulit bagi penjalaran getaran.
8. Kelas IV
Mesin dengan penggerak utama yang lebih besar dan mesin-mesin besar
lainnya dengan rotating masses-terpasang pada fondasi yang indikatornya
24
Universitas Sumatera Utara
mudah bagi pengukuran getaran (sebagai contoh: turbo generator terutama
dengan substruktur yang ringan).
2.5 Maintenance
Untuk memperpanjang umur pakai suatu peralatan dapat dilakukan dengan
perbaikan berkala atau perawatan yang sering disebut maintenance. Maintenance
dapat diartikan sebagai kegiatan memelihara atau menjaga fasilitas maupun
peralatan dan mengadakan perbaikan yang diperlukan agar fasilitas atau peralatan
tersebut memiliki lifetime atau waktu operasi yang maksimal. Maintenance juga
merupakan suatu fungsi dalam suatu perusahaan yang tidak kalah penting
dibanding fungsi-fungsi lain seperti produksi karena fungsi-fungsi tersebut yang
saling berkaitan untuk memenuhi tujuan perusahaan itu. [9]
2.5.1
Breakdown Maintenance
Breakdown maintenance atau “run to failure maintenance” adalah
kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan setelah terjadinya kerusakan
pada perlatan sehingga tidak dapat berfungsi dengan baik atau gagal beroperasi.
Breakdown maintenance sering disebut dengan service (perbaikan) atau reparasi.
2.5.2 Preventive Maintenance
Preventive maintenance adalah kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang
dilakukan untuk mencegah timbulnya kerusakan yang tidak terduga dan
menemukan kondisi yang dapat menyebabkan peralatan produksi mengalami
kerusakan saat digunakan. Selain itu, preventive maintenance merupakan
manajemen pemeliharaan yang dilakukan secara periodik pada peralatan seperti
inspeksi, lubrikasi, dan penyetelan.
2.5.3 Predictive Maintenance
Predictive maintenance adalah suatu pendekatan yang digunakan untuk
memonitor akan terjadinya kerusakan pada peralatan dengan menggunakan
peralatan khusus (non destructive test instrument) untuk menentukan kapan
peralatan tersebut akan terjadi kerusakan dan dilakukan pencegahan sejak dini.
25
Universitas Sumatera Utara
Peralatan khusus yang biasanya digunakan misalnya analisis getaran, infra merah,
thermographs (alat pengukur panas) atau deteksi ultrasonic.
Predictive maintenance merupakan suatu proses pemeliharaan berdasarkan
pendekatan pada pengukuran kondisi peralatan, dengan menilai apakah suatu
peralatan akan gagal selama beberapa periode masa yang akan datang dan
kemudian mengambil tindakan untuk menghindari konsekuensi dari kegagalan
itu.
2.5.4 Condition Monitoring
Condition Monitoring adalah proses memonitor kondisi dari sebuah mesin
sehingga bisa diketahui kondisi dari mesin apakah dalam kondisi baik atau mulai
ada gejala rusak. Dengan kata lain : Medical Check Up nya Mesin.
26
Universitas Sumatera Utara