## INFOMATEK
Volume 19 Nomor 1 Juni 2017

## PENERAPAN METODE FAILURE MODE, EFFECT AND CRITICALITY ANALYSIS (FMECA) PADA DRIVE STATION ALAT ANGKUT KONVEYOR REL
Dewi Mulyasari Sumarta *) , I Wayan Suweca **) , Rachman Setiawan **)
*Sekolah Tinggi Teknologi Bandung **Institut Teknologi Bandung
Abstrak : FMECA ( Failure Mode Effect and Criticality Analysis ) yang mempunyai pengertian suatu metode untuk mengevaluasi  ataupun  mendesain  dari  komponen  pada  suatu  sistem  dengan  cara  meneliti  potensi  modus kegagalannya  untuk  menentukan  dampak  yang  akan  terjadi  pada  komponen  atau  sistem  kerja.  Setiap  potensi dari  suatu  modus  kegagalan  diklasifikasikan  berdasarkan  dampak  yang  dapat  ditimbulkan  pada  keberhasilan sistem  tersebut  ataupun  pada  keselamatan  pengguna  dan  peralatan,  sehingga  dapat  diketahui  kemungkinan kondisi paling kritis pada komponen yang akan terjadi. Konveyor rel merupakan alat transportasi batubara baru dengan  rangkaian  gerbong  yang  digerakkan  oleh  sistem  penggerak  luar.  Dalam  aplikasinya  yang  akan digunakan  untuk  mengangkut  batubara  di  area  tambang  dari  sebuah  perusahaan  tambang  nasional  dengan jarak antara loading station dan unloading station sekitar 2,3 km. Sebagai target diharapkan dapat mengangkut hingga  2,5  juta  ton/tahun.  Konveyor  rel  terdiri  dari  8  sub  sistem,  salah  satunya  adalah  drive  station  yang merupakan komponen penggerak dari Konveyor rel  yang dipasang pada lokasi-lokasi tertentu. Untuk mencapai target angkut di atas, drive station sebagai komponen utama diharapkan memiliki komponen – komponen yang memadai.  Untuk  itu,  jurnal  ini  akan  membahas  nilai  kekritisan  pada  setiap  komponen  dari  drive  station menggunakan  pendekatan  FMECA.  Analisis  diawali  dengan  pengumpulan  data  berupa  rancangan  dasar  dan cara  kerja  komponen-komponen  drive  station.  Tahap  selanjutnya  adalah  penerapan  metode  FMECA,  yang menggabungkan    prosedur  FMEA  ( Failure  Mode  and  Effect  Analysis )    dan    CA  ( Criticality  Analysis ).  Prosedur FMEA terdiri dari penentuan sistem yang akan dianalisis, membuat diagram blok fungsi system , mengidentifikasi modus-modus  kegagalan  dan  mengidentifikasi  effect  yang  ditimbulkan  oleh  modus  kegagatan  tersebut. Sedangkan  prosedur  CA  terdiri  dari  dua  prosedur,  yaitu  perhitungan  nilai  kekritisan  dan  melakukan pemeringkatan  berdasarkan  modus  kegagalan.  Hasil  analisis  dari  21  sub  komponen  dan  18  part  pada  drive station,didapatkan  3  sub  komponen  yang  memiliki  nilai  kekritisan  tertinggi,  yaitu  baterai  isi  ulang  untuk  modus kegagalan  tegangan  berkurang  dan  no  output  yang  memiliki  nilai  kekritisan  masing-masing    0,063  dan  0,025, PLC dan VFD untuk modus kegagalan yang sama yaitu program error dengan nilai kekritisan 0,027.
Kata kunci: Konveyor rel, Drive Station, FMECA, FMEA, CA, PLC, VFD.

## I. PENDAHULUAN 1
Konveyor rel adalah alat transportasi batubara terbaru  dan  masih  jarang  digunakan.  Untuk tujuan  komersial,  pertama  dibangun  pada
*) ai_sumarta@yahoo.com
tahun  2005    yang  berlokasi  di  Afrika  Selatan. Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan oleh Florida  Institute  of  Phosphate  Research dan Coaltech  Transport  Investigation ,  saat  ini Konveyor  rel  merupakan  moda  transportasi batubara  paling  ekonomis  (Crickmay  [1])
(Barnard [2]), dengan biaya angkut per ton per kmnya  paling  rendah,  yaitu  350  rupiah, sedangkan  bila  dibandingkan  dengan  yang lain seperti misalnya Road Train , biaya angkut per ton per km mencapai 1400 rupiah.
Konveyor rel memiliki 8 sub sistem, diantaranya  adalah loading  station,  coal wagon (gerbong), unloading  station,  drive station,  main rel, covering  system, sistem kontrol  dan  elektrik  serta  sistem  keamanan. Dari  delapan  sub  sistem  tersebut  yang memiliki kontruksi  dan  cara  kerja  paling kompleks adalah drive station . Karena kompleks,  sehingga  cenderung  dianggap paling  rentan  diantara  sub  sistem  yang  lain, maka  diperlukan  analisis  yang  mendalam pada sub sistem ini.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  menghitung nilai  kekritisan  dan  melakukan  perengkingan berdasarkan  modus  kegagalan  terhadap  sub komponen  dan  part  dari  sub  sistem drive station .

## II. DATA DAN INFORMASI
Lokasi  yang  akan  dibangun  untuk  sistem Konveyor  rel  yaitu  daerah  Bangko  Barat Sumatera  Selatan,  dengan  material  curah yang  akan  diangkut  adalah  batubara.  Jarak lintasan dari loading station menuju unloading station kurang lebih 2,3 km. Sedangkan waktu
kerja  dari  Konveyor  rel  adalah  18  jam  /hari dengan umur sistem dirancang 20 tahun.

## III. METODOLOGI
Metodologi yang digunakan pada penelitian ini adalah Failure  Mode,  Effect  and  Criticality Analysis (FMECA),  yaitu  suatu  teknik  untuk mengevaluasi  ataupun  mendesain  keandalan dari  komponen  pada  suatu  sistem  dengan cara  meneliti  potensi  modus  kegagalannya untuk  menentukan  dampak  yang  ditimbulkan, baik dari keberhasilan sistem tersebut ataupun keselamatan pengguna dan peralatan, sehingga dapat diketahui kemungkinan kondisi paling kritis pada komponen- komponen tersebut (ARMY [3]).
FMECA  terdiri  dari  dua  metode  analisa  yang terpisah, yaitu :
a. Failure Mode and Effect Analysis
(FMEA),  yang  terdiri  dari  empat  tahap dan
b. Criticality  Analysis (CA),  yang  terdiri  dari dua tahap

## IV. FAILURE MODE AND
EFFECT ANALYSIS (FMEA) 4.1  Menentukan  Sistem  Yang  Akan  di Analisis Pendekatan pada sistem ini adalah pendekatan fungsional, yaitu pendekatan yang dilakukan  tidak  sampai  dengan  part  terkecil. Sedangkan  sistem  yang  dianalisis  adalah  sub
sistem drive  station pada  Konveyor  Rel  yang menggunakan  motor  listrik  AC  dengan  daya
74 kW.

## Gambar 1
Drive Station Berdasarkan Komponen Utama
4.2  Diagram Blok Fungsi
Diagram blok fungsi di buat untuk memperlihatkan  keterkaitan  fungsi  dari  suatu komponen  ke  komponen  yang  lainnya. Drive station memiliki dua diagram blok fungsi yaitu pada  saat  proses  traksi  dan  pada  saat regenerative brake system difungsikan.
Sebelum  membuat  diagram  blok  fungsi, sebaiknya terlebih dahulu melakukan pengkodean  untuk  setiap  modus  kegagalan pada  sub  komponen  dan part dari drive station.
4.3  Identifikasi Modus Kegagalan
Modus kegagalan adalah kemungkinan kegagalan  pada  setiap  sub  komponen  dan part  drive  station ,  misalnya  untuk part rectifier yang  memiliki  fungsi  mengubah  arus  AC menjadi DC, maka kemungkinan
kegagalannya  adalah short  circuit, terlepas dari  papan  circuit  dan  output  tidak  sesuai dengan yang diinginkan (tetap AC).

## Tabel 1
Tabel Pengkodean, Fungsi dan Modus Kegagalan
4.4  Identifikasi Efek Kegagalan Identifikasi
efek kegagalan adalah kemungkinan-kemungkinan  yang  akan  terjadi pada  setiap  modus  kegagalan  dari  masing masing  sub  komponen  dan part  drive  station,
misalnya  rectifier  yang  mempunyai  modus kegagalan
short
circuit efek yang ditimbulkannya  adalah drive  station masuh berfungsi  tetapi  tidak  mendapat suplly listrik dari baterai.
Tabel 2 Tabel Efek Kegagalan DS411.1a Short Circuit
DS411.1b Terlepas dari papan
sirkuit
DS411.1c
Output tidak sesuai yang diinginkan (tetap AC)
NAMA PART FUNGSI
MODUS KEGAGALAN (MK) DS411.1 KODE PART
RECTIFIER
Mengubah arus AC menjadi arus DC KODE MK
EFEK LOKAL EFEK SELANJUTNYA EFEK AKHIR (PART) (SUB  KOMPONEN) (KOMPONEN) Shut down Mengakibatkan kerusakan pada sub komponen lain Drive station masih berfungsi tetapi tidak mendapatkan suplly listrik dari baterai Shut down Proses pengisian baterai tidak berfungsi Drive station masih berfungsi tetapi tidak mendapatkan suplly listrik dari baterai Shut down Proses pengisian baterai tidak berfungsi Drive station masih berfungsi tetapi tidak mendapatkan suplly listrik dari baterai EFEK MODUS KEGAGALAN NAMA PART DS411.1 KODE
PART
RECTIFIER

## V. CRITICALITY ANALYSIS (CA)
5.1 Penentuan Rasio Modus Kegagalan α Rasio modus kegagalan adalah nilai
kemungkinan kegagalan yang sudah dinormalisasikan  dan  nilainya  didapatkan  dari litelatur. Jika data tidak tersedia pada litelatur, maka  penentuan  nilai  α  berdasarkan  modus kegagalan yang sering muncul.

## 5.2 Penentuan Rasio Efek Kegagalan β
Rasio efek kegagalan adalah nilai kemungkinan  efek  kegagalan  berdasarkan modus kegagalan dan nilainya didapatkan dari tabel yang terdapat pada literatur (Tabel 3).

## Tabel 3

## Tabel Penentuan Efek Kegagalan

## 5.3 Penentuan Laju Kegagalan λp
Laju  kegagalan  adalah  jumlah  kegagalan dalam  rentan  waktu  tertentu  dan  nilainya didapatkan  dari  litelatur  yang  ada.  Jika  data
tidak  tersedia  pada  litelatur,  maka  ada  dua proses  yang  harus  dilakukan,  yang  pertama pengasumsian  nilai  keandalan  (R) dan perhitungan laju kegagalan (λp) menggunakan persamaan  R  =  exp –λp.t . Sedangkan  jika  ingin mendapatkan nilai laju kegagalan untuk setiap modus  kegagalan,  maka  persamaan  yang digunakan λm = λp.α.

## 5.4  Penentuan Waktu Observasi t
Waktu  observasi  dihitung  berdasarkan  waktu operasi drive station selama 1 tahun, yaitu 903 jam.

## 5.5  Perhitungan Nilai Kekritisan
Nilai kekritisan  untuk setiap modus kegagalan dihitung menggunakan persamaan Cm=
α.β.λp.t,  sedangkan  untuk  nilai  kekritisan setiap  sub  komponen  atau part persamaan
menjadi Cr =ΣCm.
5.6  Pemeringkatan Setiap Modus Kegagalan
Pemeringkatan  dilakukan  pada  setiap  modus kegagalan  dari  sub  komponen  dan part  drive station ,  yaitu  mengurutkan  nilai  kekritisan  dari yang  terbesar  sampai  dengan  yang  terkecil atau sebaliknya.

## Gambar 2
Nilai kekritisan untuk masing-masing sub komponen dan part
VI. HASIL ANALISIS
Dari penentuan,
perhitungan
dan pemeringkatan  berdasarkan  nilai  kekritisan untuk setiap modus kegagalan, maka didapatlah  sub  komponen  dan part yang memiliki nilai kekritisan tinggi, yaitu : Baterai isi ulang tegangan berkurang dan no output, PLC program error ,  VFD  program error ,  Sensor kadang mendeteksi kadang tidak, Pompa rem mekanik  bocor  dan  Roda  gigi  reducer  aus, dengan  nilai  kekritisan  masing-masing  adalah 0,065,  0,025,  0,027,  0,027,  0,016,  0,014, 0,009.

## VI. KESIMPULAN
Dari  hasil  perhitungan  dan  pemeringkatan diperoleh  beberapa  sub  komponen  dan part dari drive station memiliki nilai kekritisan  yang tinggi. Dengan nilai kekritisan yang tinggi pada sub  komponen  atau  part drive  station ,  maka sub komponen atau part tersebut memerlukan
perhatian  yang  lebih,  seperti  pemeriksaan rutin  dan  perawatan  berkala,  sehingga  umur dari  sub  komponen  atau part tersebut  dapat dapat  diketahui  sebelum  sebuah  sistem dinyatakan shutdown .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Crickmay  &  Associates  (Pty)  Ltd.,  Coal
Transport  Investigation,  COALTECH, 2009. [2] R. Barnard, Coal Transport Investigation, dipresentasikan pada Coaltech Annual Colloquium, 28 Agustus 2009.
[3] ARMY,  (2006).  Failure  Modes,  Effect and  Criticality  Analysis  (FMECA)  For
Command,  Control,  Communication, Computer,  Intelligence,  Surveillance,
and Reconnaissance
(C4ISR). Washington