teknik perawatan ( availability, reability, MTBF, dan MTTF)

Availability

Availability merupakan aspek yang menjamin bahwa data tersedia ketika dibutuhkan. Dapat dibayangkan efek yang terjadi ketika proses penawaran sedang dilangsungkan ternyata sistem tidak dapat diakses sehingga penawaran tidak dapat diterima. Ada kemungkinan pihak-pihak yang dirugikan karena tidak dapat mengirimkan penawaran, misalnya.

Hilangnya layanan dapat disebabkan oleh berbagai hal, mulai dari benca alam (kebakaran, banjir, gempa bumi), ke kesalahan sistem (server rusak, disk rusak, jaringan putus), sampai ke upaya pengrusakan yang dilakukan secara sadar (attack). Pengamanan terhadap ancaman ini dapat dilakukan dengan menggunakan sistem backup dan menyediakan disaster recovery center (DRC) yang dilengkapi dengan panduan untuk melakukan pemulihan (disaster recovery plan).

Kata “reliability” terjemahan Indonesianya adalah kehandalan, reliable berarti handal. Kadang arti dan makna katanya tertukar dengan kelayakan / layak (yang berarti feasibility / feasible).

Namun definisi formalnya dari reliability adalah : peluang sebuah komponen, sub-sistem atau sistem melakukan fungsinya dengan baik, seperti yang dipersyaratkan, dalam kurun waktu tertentu dan dalam kondisi operasi tertentu pula.

Karena mengandung komponen peluang, maka secara inheren didalamnya ada masalah statistik termasuk : 1. Uncertainty, 2. Probability, 3. Probability Distributions (Weibull, Normal, Exponensial, Log-normal, dsb).

Karena mengandung komponen “melakukan fungsi dengan baik”, maka didalamnya secara inheren pula terdapat faktor kegagalan sistem. Sebab peluang kegagalan dari sebuah mesin (misalnya) adalah kebalikan dari peluang kehandalannya seperti digambarkan dalam ekspresi matematik (cumulative damage/failure distribution function) sbb :

                               Pf (t) = 1 – R(t) atau R(t) = 1 – Pf(t)

Jadi jika kehandalan sebuah mesin adalah R =90%, maka peluang kegagalan cumulativenya adalah Pf = 10%, atau sebaliknya.

Reliability mengandung komponen waktu, artinya sebuah komponen yang reliable sekarang belum tentu reliable satu tahun kemudian jika ada : 1) mekanisme kerusakan yang beroperasi (”operative damage mechanism”) dan 2) dengan laju kerusakan tertentu (misalnya laju korosi atau aus 0.01 mm/year).

Reliability mengandung faktor komponen atau sub-sistem, artinya untuk mengevaluasi sebuah sistim yang lebih besar (terdiri dari subsistem atau kompenen), maka relabilty masing-masing komponen penunjang haruslah dihitung terlebih dahulu baru kemudian dijumlahkan (atau dikalikan) sesuai dengan hubungan seri, paralel (atau keduanya) dengan mengacu pada teori penjumlahan / kombinasi peluang (De Morgan’s Rule, Bayes Theorem, dsb). Dari sini terlihat bahwa teori reliability kadang-kadang melibatkan perhitungan matematika / statistika yang rumit.

Berbicara reliabilty juga sama artinya dengan berbicara risk (resiko), sebab risk didefiniskan sebagai :

                           Risk = Probability of Failure X Consequency of Failure

Jadi salah satu komponen risk adalah kebalikan dari reliability (Probability of Failure), oleh sebab itu jika bicara reliability selalu dikaitkan dengan risk.

Di perguruan tinggi teori reliability diajarkan di Teknik Mesin, Teknik Sipil, Tekik Elektro/Fisika dan Teknik Industri. Jika berbicara dari sisi teknik sipil, reliability diajarkan untuk melihat kehandalan sebuah struktur menerima beban tanpa mengalami kegagalan, yakni dengan menggunakan limit state concept (Load Vs Resistance). Analisis reliability dilakukan dengan menggunakan FOSM (first order second moment, atau lainnya) dan Monte Carlo Simulation untuk yang lebih advanced. Dengan reliability dapat ditentukan, secara statistik, remaining life dari struktur,

Jika berbicara dari sisi teknik mesin, reliability dapat berarti melihat kehandalan sebuah mesin (rotating machine) melakukan fungsinya tanpa mengalami kegagalan. Dalam bahasa tekni mesin reliability biasanya dikaitkan dengan konsep maintenance seperti MTBF (mean time between failure), atau RCM (Reliability-centered Maintenance), suatu konsep maintenance yang relatif baru di Indonesia. Dengan reliability dapat ditentukan, secara statistik, remaining life dari komponen mesin sehingga dapat dijadwalkan program repair, replacement, dll.

Jika berbicara dari sisi teknik industri / manufaktur, reliability berarti menjalankan program QC dan QA, yakni sampai tingkat kehandalan berapa % produk harus dihasilkan agar memenuhi standar costumer sekaligus masih dalam batas cost effective. Software reliability adalah kehandalan sebuah program komputer untuk menjalankan fungsinya dengan baik, akurat, bug-free, dalam kurun waktu tertentu.

Jika berbicara reliability dari sisi kimia dan metalurgi, berarti berbicara kegagalan logam (komponen mesin atau struktur), failure rate, failure mode, dan failure analysis dari aspek yang lebih mikro (fatigue, brittle fracture, corrosion, dsb).  RBI (Risk Based Inspection) adalah salah satu metoda yang sedang trend di Industri untuk mengevaluasi risk (risk leveling, ranking & mapping) untuk pressurized stationary vessel / equipment. Inspeksi kemudian diarahkan pada komponen / section yang memiliki risk dengan score tertinggi.

Jika berbicara dari sisi teknik fisika / elektro / komputasi, reliability berarti menjalankan program QC dan QA, yakni sampai tingkat kehandalan berapa % produk harus dihasilkan agar memenuhi standar costumer sekaligus masih cost effective atau bagaimana memilih jenis instrumen plus lokasi pemasangannya (control valve in piping system misalnya) agar reliability sistem dapat dijamin 99%. Bidang teknik industri juga mengolah data maintenance lebih kuantitatif (MTBF, MTTR, dsb).

Bagaimana Aplikasi Reliability di Indonesia ?

Aplikasi reliability di industri Indonesia masih cukup sulit karena reliability dalam pengertian yang lebih luas merupakan masalah budaya dari para pelakunya. Kebiasaan : critical and creative thinking, independent opinion, honesty and integrity, professionalism, competency, serta masalah administrasi seperti detailed and structured documentation, detailed record, dll, belum tumbuh baik disini, karena kita adalah jenis masyarakat yang ingin serba cepat, ingin serba mudah, asal jadi, tidak suka jelimet / detail, masih menyukai filsafat “breakdown maintenance”, dsb. Sehingga masih perlu waktu untuk membangun sistim reliability dalam pengertian yang lebih luas dari pada hanya sekedar perhitungan statistik semata. So, Reliability (similar to Quality) is not just a science or technology BUT, in a broader sense, IT IS A CULTURE.

MisKonsepsi mengenai MTBF
Pada umumnya orang mengira bahwa MTBF sama dengan usia operasional suatu produk sebelum produk tersebut mengalami kegagalan atau kerusakan. Faktanya MTBF hanya merupakan hasil angka pengolahan perhitungan statistik yang menunjukkan perkiraan berapa produk tersebut masih berfungsi atau gagal selama periode penggunaan produk. MTBF disini menunjukkan reliabilitas suatu produk bukan usia operasional suatu produk


The Bathub Curves
kurva dibawah ini menunjukkan perkiraan tingkat kegagalan suatu produk sepanjang hidupnya.

http://gigapod.free.fr/Images/Re-cap/bathtub_curve.jpg

The Bathub curve menunjukkan reliabilitas suatu produk dari 3 periode.
Infants mortality, Useful lifetime, dan wear out.

Pada pabrikan OEM yang bonafid pada umumnya kegagalan pada tahap awal sangat rendah, kegagalan pada tahap awal ini sering kita sebut dengan DOA (death on arrival) atau produk tersebut gagal sebelum sempat beroperasi
Kegagalan pada tahap ini dapat diatasi dengan burnin test. pada PSU Selama burnin test produk tersebut dioperasikan pada suhu ambience yang telah di tentukan (25c, 40c, atau 50c), untuk mempercepat waktu test digunakan 100% ATE testing.

Setelah masuk periode useful lifetime, tingkat defective akan menjadi lebih rendah dan konstan dari periode sebelumnya. Pada tahap tidak satupun metode burnint test atau ATE test yang dapat memprediksi kerusakan pada periode ini. Kerusakan pada tahap sangat-sangat random dan biasanya disebabkan oleh temperature dan voltage yang naik turun. ( oleh karena itu jika PSU pengen awet pakai stabilizer dan bersihin PSU agar tidak tertutup debu :D )

Wear Out
pada periode PSU telah melewati masa operasionalnya dan tingkat defective akan meningkat, karena usia2 komponen di dalamnya.

MTBF ( Mean Time Between Failures)
Dari Kurva Bathup diatas, MTBF berperan dalam menunjukkan reliabilitas selama periode penggunaan.
Pengertian mengenai MTBF yang benar sangat perlu untuk diketahui agar user tidak terkecoh dan merasa di bohongin oleh produsen mengani MTBF.
misal sebuah PSU mempunyai MTBF 100.000Hr, bukan berarti PSU tersebut mempunyai masa operasional selama 100.000 jam atau 11.4 tahun.
untuk lebih jelasnya lihat rumus untuk menghitung MTBF dan contoh dibawah ini :


MTBF = T/R

dimana :
T = Waktu total
R = jumlah PSU yang gagal

contoh : ada 500.000 orang yang berusia 25 tahun , setelah satu tahun dilakukan pendataan dan ditemukan bahwa 625 orang meninggal dunia. Dari darta ini dapat dihitung MTBFnya

MTBF = (500.000 x 1tahun)/625
MTBF = 800 Tahun

Dari hasil perhitungan diatas meskipun manusia berusia 25 tahun memiliki MTBF sebsesar 800 tahun. Tetapi saya sangat yakin bahwa umur manusia 25 tahun jauh lebih pendek daripada MTBF. Oleh karena itu MTBF tidak korelasi dengan usia produk.

Sekarang saya ingin menjelaskan hubungan antara tingkat kerusakan, prediksi mengenai reliabilitas dan MTBF. Hubungan antara kedua variabel dapat dijelaskan pada rumus dibawah ini


R (t) = e^ - (t/MTBF)
dimana :
e = 2.718

Contoh : Jika sebuah PSU memiliki MTBF 100.000Hr, dan PSU memiliki usia operasional 5 tahun, maka berapa tingkat kerusakan pada tahun ke 5 ?

R (t) = 2.718^ - ((8760*5/)100,000)
R (t) = 0.645 atau 64.5%
Jadi setelah 5 tahun masa operasional, 64.5% PSU ini masih beroperasi dengan baik dan 35.5% PSU ini akan rusak.