Modul 7 Design for Reliability
-
Upload
lutfi-ramdhani -
Category
Documents
-
view
227 -
download
0
Transcript of Modul 7 Design for Reliability
8/10/2019 Modul 7 Design for Reliability
http://slidepdf.com/reader/full/modul-7-design-for-reliability 1/8
Laboratorium Quality and Reliability Engineering
Design for Reliability
MODUL 11
DESIGN FOR RELIABILITY
A. Tujuan:
1. Praktikan memahami konsep kehandalan dari suatu produk
2. Praktikan memahami aplikasi desain untuk kehandalan
B. Daftar Rujukan
1. Crowe, D., and Fenberg, A., 2001, Design for Reliability, CRC Press LLC, Florida, USA
2. Enrick, N. L., 1972. Quality Control and Reliability. 6th ed. New York: Industrial Press
Inc..
C. Dasar Teori
Kehandalan (reliability) adalah probabilitas dari sebuah produk atau peralatan akan
bekerja tanpa kegagalan (kerusakan) sesuai fungsi yang diharapkan pada durasi waktu
tertentu (Enrick, 1972). Sebagai contoh, sebuah komputer memiliki kehandalan sebesar 0.99
(atau 99%) untuk 1000 jam. Artinya komputer tersebut memiliki kemungkinan sebesar 99%
untuk bekerja secara normal selama 1000 jam, dan sebaliknya mempunyai kemungkinan
terjadinya kegagalan sebanyak 1%.
Sebuah produk yang handal tidak membutuhkan waktu perawatan yang banyak atau
lama, jadi seringkali terdapat trade-off antara reliability dan maintainability. Kehandalan
sangat sensitif terhadap desain. Perubahan yang kecil pada desain sebuah komponen dapat
menyebabkan perubahan besar pada kehandalan komponen tersebut, itulah mengapa sangat
penting untuk membuat target spesifikasi reliability dan maintainability sebelum pekerjaan
desain dilakukan.
8/10/2019 Modul 7 Design for Reliability
http://slidepdf.com/reader/full/modul-7-design-for-reliability 2/8
Laboratorium Quality and Reliability Engineering
Design for Reliability
Ada tiga jenis kegagalan yang dapat terjadi pada produk atau mesin (Enrick, 1972), yaitu:
1. Early Failures
Kegagalan tipe ini berasal dari kecacatan produksi. Biasanya, jenis ini akan muncul
diawal dari life-cycle sebuah produk. Ada beberapa teknik yang dapat dilakukan untuk
memperbaikinya yaitu dengan cara debugging (proses mengidentifikasi dan
mengurangi cacat), shaking-out (proses membersihkan komponen dari kotoran yang
merusak), dan burning-in (proses pemeriksaan sebuah komponen sebelum dikirimkan
untuk proses lainnya).
2. Chance Failures
Kegagalan tipe ini dapat terjadi beberapa kali dalam life-cycle sebuah produk. Cacat
“tersembunyi” yang tidak dapat dideteksi pada pemerik saan early failure dapat
menyebabkan masalah di kemudian hari. Kata “chance” menunjukkan bahwa
kegagalan-kegagalan tertentu itu tidak dapat diprediksi.
3. Wear-out Failures
Kegagalan tipe ini adalah kegagalan yang tidak dapat terelakkan jika dibandingkan
jenis kegagalan lainnya. Faktor-faktor eksternal dan sifat dari material sendiri yang
dapat menyebabkan terjadinya kegagalan atau mengurangi performa sebuah
komponen.
Fungsi-fungsi yang berkaitan dengan Kehandalan
1. Fungsi Kegagalan
Failure function adalah dasar dari pengukuran reliabilitas dan didefinisikan sebagai
probabilitas bahwa sebuah komponen akan gagal/rusak sebelum atau pada saat waktu
operasi T.
() ( )
Dimana T adalah waktu dimana komponen akan mengalami kegagalan dan t adalah
waktu operasi dari komponen tersebut.
8/10/2019 Modul 7 Design for Reliability
http://slidepdf.com/reader/full/modul-7-design-for-reliability 3/8
Laboratorium Quality and Reliability Engineering
Design for Reliability
2. Cumulative Distribution Function
Fungsi yang menunjukkan bahwa waktu hidup sebuah komponen akan berakhir
sebelum t waktu.
() { } ( )
3. Probability Density Function (fungsi frekuensi)
() () ()
() ∫()
4. Mean Time to Failure (MTTF)
MTTF adalah rata-rata waktu yang diharapkan hingga produk mengalami kegagalan
untuk pertama kali.
() ∫ ()
∫ ()
5. Failure Rate Function (hazard function)
Failure Rate Function atau h(t) adalah kecenderungan sebuah komponen akan
mengalami kegagalan selama interval waktu setelah melewati waktu t. Diketahui
bahwa kondisi komponen pada saat t dalam keadaan baik.
() () (( | ) ()
()
Proses Design for Reli abil ity
Salah satu prinsip dalam reliabilitas adalah prinsip Stress-Strength Interference. Prinsip ini
menyatakan bahwa sebuah produk akan gagal apabila tekanan ( stress) yang dialami oleh
produk tersebut melebihi kekuatannya seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 1. Untuk
mengurangi kemungkinan terjadinya kegagalan (dengan demikian akan meningkatkan
kehandalan), maka percampuran antara stress dan strength harus diminimalkan.
8/10/2019 Modul 7 Design for Reliability
http://slidepdf.com/reader/full/modul-7-design-for-reliability 4/8
Laboratorium Quality and Reliability Engineering
Design for Reliability
Gambar 1. Ilustrasi dari Stress-Strength Interference (Sumber: www.reliasoft.com)
Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)
Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) adalah metode yang sistematis dan
proaktif untuk mengevaluasi sebuah proses untuk mengidentifikasi dimana dan bagaimana
proses tersebut dapat gagal dan untuk menilai dampak relatif dari kegagalan yang berbeda,
dengan tujuan untuk mengidentifikasi komponen mana dari suatu proses yang paling penting
untuk diubah.
FMEA termasuk juga review dari hal-hal berikut:
- Langkah-langkah proses
- Failure modes (bagian apa yang dapat gagal?)
- Failure causes (mengapa kegagalan dapat terjadi?)
- Failure effects (apa yangmenjadi konsekuensi dari setiap kegagalan?)
8/10/2019 Modul 7 Design for Reliability
http://slidepdf.com/reader/full/modul-7-design-for-reliability 5/8
Laboratorium Quality and Reliability Engineering
Design for Reliability
Sebuah tim menggunakan FMEA untuk mengevaluasi proses-proses yang mempunyai
kemungkinan terjadinya kegagalan dan untuk menghindarinya dengan cara memperbaiki
proses tersebut secara proaktif dibandingkan dengan secara reaktif terhadap kejadian-
kejadian setelah kegagalan terjadi. FMEA secara khusus berguna untuk mengevaluasi proses
baru sebelum proses tersebut diimplementasikan dan menilai dampak dari perubahan suatu
proses.
Langah-langkah Umum
Langkah-langkah untuk melakukan Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) dapat dilihat
pada Gambar 2.
Start
Determine the
Process
Team Recruiting
List all steps of the
process
List the Failure
Modes and identify
the Causes
Calculate Risk
Priority Number
Evaluate and Verify
the Result
Verified?
No
Use RPN for
improvementYes
Finish
Gambar 2. Flowchart Langkah-langkah melakukan FMEA
8/10/2019 Modul 7 Design for Reliability
http://slidepdf.com/reader/full/modul-7-design-for-reliability 6/8
Laboratorium Quality and Reliability Engineering
Design for Reliability
1. Pilih sebuah proses yang ingin dievaluasi dengan FMEA
Evaluasi menggunakan FMEA akan bekerja dengan lebih baik pada proses-proses
yang tidak memiliki subproses yang terlalu banyak. Dibandingkan harus melakukan
FMEA pada proses yang besar dan kompleks, pilih subproses yang akan di analisis.
2. Rekrut tim yang multidisipliner
Pastikan untuk mengikutsertakan semua orang yang terlibat dalam setiap bagian dari
proses tersebut. Setiap orang mungkin tidak menjadi bagian tim dalam keseluruhan
analisis, tetapi mereka harus disertakan dalam diskusi dari bagian proses dimana
mereka terlibat.
3. Buat dafttar dari setiap langkah-langkah proses
Pada tahap ini, catat setiap langkah proses, dan buat spesifik mungkin. Flowchart
dapat berguna untuk membuat outline dari proses ini beserta dengan kompleksitasnya.
Setelah selesai, pastikan untuk melakukan konsensus dari grup tersebut terhadap
daftar yang telah dibuat.
4. Buat daftar moda-moda kegagalan dan penyebabnya
Untuk setiap langkah dalam proses, daftar semua “moda kegagalan”, yang adalah
setiap bagian yang punya kemungkinan gagal, termasuk masalah yang minor dan
langka. kemudian, untuk setiap kegagalan yang terdaftar, identifikasi semua penyebab
yang mungkin menyebabkannya.
5. Untuk setiap moda kegagalan, buat nilai numeric ( Risk Priority Number ) untuk
kecenderungan terjadinya, kecenderungan deteksi, dan severity (seberapa besar
dampaknya)Dengan memberikan Risk Priority Number (RPN), dapat membantu tim untuk
memprioritaskan area-area yang perlu difokuskan dan juga untuk membantu untuk
menilai peluang untuk perbikan. Untuk setiap moda kegagalan yang diidentifikasi, tim
harus menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut dan berikan nilai yang sesuai:
- Likelihood of occurrence: Seberapa sering kegagalan jenis ini dapat terjadi?
Berikan nilai antara 1 sampai 10, 1 adalah “sangat jarang terjadi” dan 10 berarti
“sangat sering terjadi”.
8/10/2019 Modul 7 Design for Reliability
http://slidepdf.com/reader/full/modul-7-design-for-reliability 7/8
8/10/2019 Modul 7 Design for Reliability
http://slidepdf.com/reader/full/modul-7-design-for-reliability 8/8
Laboratorium Quality and Reliability Engineering
Design for Reliability
D.
Alat dan Bahan
1. Data worksheet