Enam Pola Kegagalan Mesin

Pada topik pembahasan sebelumnya sudah dibahas mengenai jenis-jenis kerusakan mesin. Pada chapter ini akan dibahas mengenai pola-pola kerusakan mesin. Setiap kerusakan mesin ternyata memiliki pattern tersendiri. Banyak yang masih berfikir bahwa pasti setiap parts atau mesin yang baru diganti butuh waktu lama akan kembalinya rusak. Padahal bisa iya dan bisa tidak, karena setiap mesin memiliki karakteristiknya masing-masing. Anggap saja biarpun sama-sama mesin kompresor tapi jika dari parts yang digunakan, lingkungan, dan proses pemakaian sudah berbeda, maka akan berpengaruh terhadap pola kerusakannya. Serta semakin kompleks dan rumit suatu peralatan ataupun komponen mesin juga akan berpengaruh terhadap pola kerusakannya.

Sebelum kita membahas enam pola kegagalan mesin, perlu diketahui diawal bahwa jenis perawatan ada yang bentuknya minor maintenance dan major maintenance. Didasari oleh dampak kerusakan atau besarnya aktivitas maintenance yang dilakukan. Contohnya untuk major maintenance adalah aktivitas overhaul mesin. Serta jika mesin diibaratkan manusia yang bisa sakit, penyakit atau kerusakan pada mesin ternyata ada gejalanya. Gejala atau sifat kerusakan pada mesin ada yang kronis dan sporadis, maksudnya apa?. Maksudnya yaitu, untuk kerusakan mesin secara kronis adalah jenis kerusakan yang terjadinya selalu berulang-ulang pada periode tertentu. Kalau kerusakan mesin secara sporadis adalah jenis kerusakan yang sifatnya tiba-tiba dan tidak dalam periode yang berulang. Sehingga jika sudah mengetahui dan bisa membedakan dari bentuk/sifatnya kerusakan mesin, maka untuk proses penanganannya juga berbeda. Saya lampirkan alur proses penanganan perbaikan mesin  secara umum dari pengamatan saya selama bekerja sebagai maintenance engineer. 

Gambar 1. Alur proses penanganan perbaikan (klik gambar agar lebih jelas)

Historical Perawatan

Pendekatan tradisional pada program perawatan terjadwal (schedule maintenance program) didasarkan pada konsep bahwa setiap bagian dari peralatan yang kompleks memiliki "umur tertentu (right age)" dimana overhaul menyeluruh perlu dilakukan untuk menjamin keselamatan dan kehandalan operasi. Setelah dilakukan penelitian bertahun-tahun, ditemukan bahwa banyak jenis kegagalan yang tidak dapat dicegah atau tidak dapat dikurangi secara efektif oleh perawatan jenis bagaimanapun, maupun seringnya penanganan perawatannya.

Perkembangan perawatan hingga mencapai taraf saat ini membutuhkan waktu yang sangan lama. Sejak 1930 evolusi perawatan dapat dibagi dalam 3 generasi.

a) Generasi Pertama

Generasi pertama mencakup periode hingga perang dunia ke-II. Pada waktu itu mekanisme industri tidaklah tinggi, sehingga downtime bukan merupakan masalah besar. Ini berarti bahwa pencegahan kerusakan bukan menjadi prioritas utama. Pada generasi ini setiap peralatan yang sederhana dapat dirancang secara berlebihan (over raw material, over capacity, over stock, over cost, bahkan over manpower).

b) Generasi kedua

Perubahan besar terjadi selama perang dunia ke-II. Tekanan saat perang meningkatkan kebutuhan terhadap bermacam-macam barang disaat suplai tenaga kerja sangat berkurang. Hal ini menjurus  ke peningkatan mekanisasi. Pada sekitar 1950-an jenis-jenis mesin makin variatif dan kompleks. Sehingga downtime sudah mulai menjadi perhatian utama. Ini menjurus kepada ide bahwa kerusakan harus sudah bisa dicegah, maka terciptalah konsep preventive maintenance.

c) Generasi ketiga

Sejak pertengan tahun 1970-an, proses perubahan dalam industri makin meningkat. Perubahan-perubahan ini dapat diklasifikasi dalam kelompok harapan baru (new expectation), penelitian baru (new research), dan teknik-teknik baru (new techniques). Downtime selalu mempengaruhi kemampuan produksi karena adanya penurunan output, peningkatan biaya, serta gangguan pada customer.

New Expectation

Dengan sudah memikirkan akibat masalah downtime sehingga mulai menjadi prioritas penyelesaian di berbagai sektor, serta masalah global yang dihadapi. Pada akhirnya pertumbuhan mekanisasi dan otomasi berarti bahwa kehandalan (reliability) dan ketersediaan (availability) sangat penting. Akan tetapi, otomasi yang makin tinggi kemungkinan akan terjadinya kegagalan semakin bertambah. Karena semakin kompleks suatu mesin maka akan semakin banyak peluang akan terjadinya kegagalan. Semakin sensitif jika mesin menerima sesuatu inputan diluar standardnya karena sensor-sensor yang bekerja semakin banyak. Sensor-sensor tersebut jika diibaratkan pada manusia adalah sebagai indera yang sebagai receivernya.

Gambar 2. Perkembangan Harapan Pada Perawatan (klik gambar agar lebih jelas)

New Research

Diluar harapan baru, penelitian baru banyak sekali mengubah pengertian dasar kita terhadap umur dan kegagalan. Ada perubahan-perubahan pola kerusakan dan korelasi antara umur operasi dengan kegagalan. Pada awalnya di generasi pertama berpandangan dimana sesuatu yang lebih tua akan lebih mudah mengalami kegagalan. Pada generasi kedua kepedulian akan burn in menjurus ke kepercayaan akan kurva bak-mandi (bathup curve). Akan tetapi, penelitian generasi ketiga membuktikan bahwa hanya satu atau dua pola, tetapi ada enam pola kegagalan yang terjadi dalam praktiknya.

Gambar 3. Perkembangan Pola-Pola Kegagalan Mesin (klik gambar agar lebih jelas)

Dari gambar diatas terlihat jelas perbedaan pandangan terhadap pola kegagalan mesin. Hubungan antara kegagalan dengan kehandalan adalah semakin sedikit kegagalan yang terjadi, maka kehandalan mesin semakin bagus.

Periode 1940 - 1950an

Awalnya percaya setiap kegagalan mesin selalu berkorelasi dengan umur operasi mesin. (Pola A) dari kehandalan mesin yang stabil sampai seiring jalannya waktu kegagalan akan semakin meningkat dan menyebabkan kehandalan mesin menurun /phase wear out. 

Periode 1950an - 1970an

(Pola B) jenis bathup curve ini sudah mengenal pola kegagalan mesin yang awalnya kegagalan mesin meningkat sampai kembali stabil dan akan kembali meningkat kegagalan mesinnya. Kenapa pada awal beroperasinya mesin kegagalan bisa tinggi?, padahal dari segi umur masih baru. Hal ini bisa disebabkan oleh kesalahan design manufactur, kesalahan instalasi diawal (commisioning), dan kesalahan penetapan metode maintenance diawal, serta operator dan teknisi yang belum terlatih. 

Periode 1970an - 2000

Sudah banyak penelitian yang dilakukan sehingga ternyata pola-pola kegagalan mesin tidak selalu terjadi seperti pada pola-pola sebelumnya. Ada 6 pola kegagalan mesin yang sudah diketahui. Artinya telah ditemukan 4 pola kegagalan mesin yang baru. Karena 2 polanya sudah ditemukan di generasi pertama dan kedua. 

Diurutkan dari atas di generasi ketiga (Pola A) dan (Pola B) sudah dijelaskan di paragraf sebelumnya. (Pola C) terjadi kegagalan meningkat secara perlahan tanpa diketahui batas wear out dari mesinnya. Hal ini justru sulit untuk bisa memprediksikan kapan terjadinya wear out. (Pola D) terjadi kegagalan yang rendah diawal sampai seiring berjalannya waktu operasi akan kembali meningkat lalu konstan kehandalan mesinnya. (Pola E) dari awal kehandalan mesin konstan untuk seluruh tentang usia (kegagalan acak). (Pola F) memulai dengan laju kegagalan yang tinggi (infant mortality), yang akhirnya turun menuju kegagalan yang konstan atau meningkat secara perlahan. Dari riset yang dilakukan ternyata pola E dan F tidak kurang dari 68%. Artinya semakin kompleks suatu peralatan atau mesin potensi untuk membentuk pola E dan F semakin besar. 

New Techniques

Telah banyak terjadi perubahan terkait dengan konsep-konsep perawatan baru. Perkembangan baru tersebut mencakup :

• Alat penunjang pengambilan keputusan seperti studi kerawanan (hazard studies), analisis metode, dan efek kegagalan serta sistem pakar
• Teknik-teknik perawatan baru seperti teknik pemantauan kondisi (condition monitoring)
• Perancangan peralatan dengan penekanan yang lebih besar pada kehandalan (reliability) dan keterawatan (maintainability)
• Perubahan drastis pada pemikiran tentang organisasi yang menjurus ke partisipasi, kerja tim, dan fleksibilitas

Gambar 4. Perubahan Teknik Perawatan (klik gambar agar lebih jelas)