Strategi pemeliharaan: korektif, preventif, berbasis kondisi, prediktif, perawatan mandiri, dan memilih strategi per mode kegagalan

Sebuah laundry hotel mempunyai jadwal perawatan yang disusun bertahun-tahun lalu: setiap enam bulan, semua bantalan, segel, dan sabuk mesin cuci diganti, apa pun keadaannya. Biayanya besar, dan mesin berhenti dua hari setiap kali. Tetapi jumlah kerusakan tidak turun. Data laporan servis menunjukkan kebocoran segel justru sering terjadi dalam beberapa minggu setelah penggantian terjadwal, dan sabuk yang dilepas sering masih dalam keadaan baik.

Sementara itu, termostat pengaman suhu berlebih pada pengering tidak pernah masuk jadwal karena tidak pernah rusak. Ketika diuji setelah sebuah pengering terlalu panas, termostat itu ternyata sudah lama tidak memutus. Kegagalannya tersembunyi: tidak ada gejala sampai pengaman itu diperlukan. Jadwal yang sama untuk semua bagian tidak cocok dengan cara bagian-bagian itu gagal. Bab ini menjelaskan cara memilih strategi pemeliharaan untuk setiap cara gagal.

Batas pembahasan

Bab ini membahas strategi pemeliharaan untuk peralatan servis: strategi dasar, pemilihan per mode kegagalan, interval, perawatan mandiri, efektivitas peralatan, rencana dan kepatuhan, biaya, dan peninjauan. Interval yang diwajibkan peraturan untuk bejana tekan, ketel uap, dan alat angkat tidak dibahas dan tidak boleh diubah.

Topik di sekitarnya dibahas di bab lain:

• kurva P-F, metode pemantauan kondisi, batas, dan tren di Bab 14 · Mekanikal & Mekatronika tentang pemantauan kondisi dan keputusan perawatan mekanis;
• pemeliharaan listrik terencana di Bab 81 · Kelistrikan & Kendali tentang pemeliharaan listrik terencana dan pemeriksaan berkala;
• interval pelumasan di Bab 8 · Mekanikal & Mekatronika tentang pelumasan dan tribologi;
• mode kegagalan dan nilainya di Bab 9 tentang FMEA;
• keandalan, laju kegagalan, dan Weibull di Bab 10 tentang keandalan, MTBF, dan ketersediaan;
• lean dan 5R di Bab 8 tentang lean, 5S, dan pemborosan.

Lima strategi dasar

Strategi pemeliharaan (maintenance strategy) adalah cara yang dipilih untuk mencegah atau menangani kegagalan suatu bagian. Lima strategi dasarnya:

1. Korektif atau dibiarkan sampai gagal (corrective maintenance, run to failure): tidak ada tindakan sampai bagian gagal, lalu diperbaiki. Cocok bila kegagalan tidak berbahaya, murah, dan tidak menghentikan layanan, misalnya lampu indikator.
2. Preventif berbasis waktu atau pemakaian (preventive maintenance): bagian diganti atau diperbaiki pada interval waktu, jam kerja, atau jumlah siklus. Cocok bila bagian mengalami keausan yang dapat diramalkan dan kegagalannya cukup mahal.
3. Berbasis kondisi (condition-based maintenance): bagian diperiksa berkala dan diganti hanya bila tanda kerusakan mulai terlihat, seperti dijelaskan di Bab 14 · Mekanikal & Mekatronika tentang pemantauan kondisi dan keputusan perawatan mekanis. Cocok bila kerusakan berkembang dengan tanda yang dapat diukur sebelum gagal.
4. Prediktif (predictive maintenance): pemantauan kondisi ditambah tren dan perkiraan sisa umur untuk menjadwalkan penggantian tepat sebelum gagal. Cocok untuk peralatan mahal dan penting yang datanya cukup.
5. Perbaikan rancangan (design-out maintenance): mengubah bagian, cara pasang, atau cara pakai supaya mode kegagalan itu tidak terjadi lagi. Memperoleh dan memelihara peralatan yang sesuai dengan prinsip itu memenuhi tujuan pencegahan pemeliharaan.

Ada satu tugas khusus yang sering terlupakan: uji fungsi untuk kegagalan tersembunyi. Kegagalan tersembunyi (hidden failure) adalah kegagalan yang tidak menunjukkan gejala sampai fungsi itu diperlukan. Pengaman seperti termostat suhu berlebih, katup pengaman, sakelar level pengaman, dan tombol berhenti darurat tidak menunjukkan kegagalannya selama tidak diperlukan. Satu-satunya cara mengetahui keadaannya adalah mengujinya berkala.

Memilih strategi per mode kegagalan

Strategi dipilih untuk setiap mode kegagalan, bukan untuk seluruh mesin. Mode kegagalan dan akibatnya diambil dari FMEA di Bab 9 tentang mode kegagalan, akibat, penyebab, dan prioritas tindakan. Pemeliharaan berbasis keandalan (reliability-centred maintenance) memilih tugas untuk setiap mode kegagalan menurut cara gagal dan akibatnya, dengan urutan pertanyaan yang umum dipakai berikut:

1. Apakah kegagalannya tersembunyi? Bila ya, tetapkan uji fungsi berkala.
2. Apakah akibatnya menyangkut keselamatan atau lingkungan? Bila ya, tugas yang dipilih harus menurunkan risiko sampai dapat diterima; bila tidak ada tugas yang cukup, rancangan diubah.
3. Apakah kerusakan memberi tanda yang dapat diukur cukup lama sebelum gagal? Bila ya, pilih perawatan berbasis kondisi dengan interval pemeriksaan yang lebih pendek dari interval P-F.
4. Apakah bagian itu aus menurut umur, dengan laju kegagalan yang naik? Bila ya dan umur ausnya dapat diramalkan, pilih penggantian terjadwal.
5. Bila tidak ada yang cocok, pilih dibiarkan sampai gagal untuk akibat yang ringan, atau perbaikan rancangan untuk akibat yang berat.

Pada kasus pembuka, segel dan bantalan yang gagal setelah penggantian menunjukkan kegagalan masa awal karena pemasangan, seperti dibahas di Bab 10 tentang keandalan, MTBF, dan ketersediaan; sabuk dalam keadaan baik menunjukkan interval yang terlalu pendek untuk bagian itu; dan termostat pengering adalah kegagalan tersembunyi yang tidak pernah diuji.

Menetapkan interval

Interval diambil dari beberapa sumber, dengan urutan kepercayaan yang jelas:

1. Peraturan dan standar untuk peralatan yang diatur: tidak boleh diperpanjang.
2. Anjuran pabrik dalam manual. Manual sebuah washer-extractor memuat perawatan berkala bulanan untuk sabuk dan puli, pelumasan segel dan bantalan dengan takaran per pompaan, dan penggantian oli rumah bantalan pada selang waktu tertentu.
3. Data sendiri dari laporan servis: umur saat gagal, bentuk sebarannya, dan apakah laju kegagalan naik dengan umur.
4. Keadaan pemakaian: jam kerja per hari, mutu air, bahan kimia, suhu ruang. Mesin yang bekerja dua sif memerlukan interval kalender lebih pendek daripada mesin yang bekerja satu sif, untuk interval yang sama dalam jam.

Interval P-F (P-F interval) adalah selang waktu antara saat kerusakan mulai dapat dideteksi dan saat bagian gagal. Untuk perawatan berbasis kondisi, interval pemeriksaan biasanya diambil kira-kira separuh interval P-F atau lebih pendek, supaya paling sedikit satu pemeriksaan jatuh di antara saat kerusakan mulai terdeteksi dan saat gagal. Kurva P-F dijelaskan di Bab 14 · Mekanikal & Mekatronika tentang pemantauan kondisi dan keputusan perawatan mekanis.

Untuk uji fungsi kegagalan tersembunyi, hubungan yang sering dipakai, untuk laju kegagalan tetap dan interval yang pendek dibanding MTBF, adalah:

dengan $A$ peluang pengaman bekerja saat diperlukan (tanpa satuan), $\lambda$ laju kegagalan tersembunyi pengaman (per tahun), dan $T$ interval uji (tahun, satuan waktu yang sama dengan $\lambda$).

Perawatan mandiri dan pemeliharaan produktif total

Pemeliharaan produktif total (total productive maintenance) adalah cara pemeliharaan yang melibatkan semua orang dalam merawat peralatan, terutama operator. Pemeliharaan produktif total memakai delapan pilar untuk mencapai sasaran secara efektif dan efisien; pengelolaan awal termasuk dalam kegiatannya, dan keadaan di proses hulu penting dikendalikan.

Perawatan mandiri (autonomous maintenance) adalah perawatan harian yang sederhana oleh operator: membersihkan, memeriksa, mengencangkan, dan melumasi menurut daftar periksa, serta melaporkan kelainan. Tujuan pembersihan tidak terbatas pada membersihkan bagian luar peralatan; pembersihan adalah pemeriksaan. Operator mesin pencuci piring yang setiap hari membersihkan saringan dan lengan semprot akan melihat nosel tersumbat, bagian yang retak, atau kebocoran lebih dulu daripada teknisi yang datang sebulan sekali.

Perawatan mandiri memerlukan pelatihan, daftar periksa yang jelas, batas apa yang boleh dilakukan operator, dan jalur melapor. Pekerjaan yang memerlukan isolasi energi atau membuka panel tetap pekerjaan teknisi.

Efektivitas peralatan keseluruhan

Efektivitas peralatan keseluruhan (overall equipment effectiveness, OEE) adalah hasil kali tiga angka:

1. Ketersediaan: waktu mesin benar-benar bekerja dibagi waktu yang direncanakan.
2. Kinerja: angka ini menunjukkan apakah mesin bekerja pada kecepatan yang ditetapkan, yaitu waktu siklus bakunya; dihitung dari jumlah keluaran dikali waktu siklus baku dibagi waktu kerja.
3. Mutu: angka ini adalah perbandingan keluaran yang baik terhadap seluruh keluaran termasuk yang cacat.

Ukuran ini cocok untuk mesin produksi seperti mesin pencuci piring konveyor, mesin setrika rol, atau mesin lipat, dan menunjukkan apakah kerugian terbesar berasal dari berhenti, lambat, atau cacat. Kerugian persiapan dan penyetelan juga waktu yang hilang, yang masuk ke angka ketersediaan.

Rencana dan kepatuhan perawatan

Rencana perawatan untuk setiap jenis mesin memuat: daftar tugas per mode kegagalan, interval, lama pekerjaan, keterampilan yang diperlukan, suku cadang, alat, dan prosedur keselamatan. Dari rencana itu dibuat jadwal per mesin dan per teknisi.

Tidak semua pekerjaan perawatan dikerjakan menurut rencana walaupun disebut perawatan terencana. Karena itu dipantau kepatuhan perawatan (schedule compliance): jumlah tugas terencana yang selesai pada waktunya dibagi jumlah tugas yang dijadwalkan. Tugas yang tertunda dicatat sebagai pekerjaan tertunda dengan alasannya. Kepatuhan yang rendah sering menunjukkan rencana yang tidak realistis, kekurangan orang, atau suku cadang yang tidak tersedia.

Riwayat setiap mesin, termasuk perawatan terencana, kerusakan, dan perbaikan, disimpan dalam catatan aset atau sistem perawatan terkomputerisasi, dengan laporan servis di Bab 6 · Kerja Lapangan & Serah Terima tentang laporan servis dan bukti kerja sebagai bahannya.

Biaya strategi

Setiap strategi mempunyai biaya:

1. Dibiarkan sampai gagal: biaya perbaikan, biaya berhenti, dan kerusakan ikutan, misalnya bantalan yang dibiarkan pecah merusak poros.
2. Preventif: biaya tugas, suku cadang yang diganti sebelum habis umurnya, waktu berhenti terencana, dan risiko kegagalan karena pemasangan.
3. Berbasis kondisi dan prediktif: biaya alat ukur, waktu pemeriksaan, pelatihan, dan analisis data.

Biaya produksi tetap adalah biaya yang tidak berubah menurut laju produksi. Gaji teknisi tetap dan kontrak servis tahunan termasuk biaya tetap; suku cadang, lembur, dan kerugian berhenti berubah menurut jumlah kerusakan. Perbandingan strategi yang jujur memisahkan kedua jenis biaya itu, karena mengurangi kerusakan belum tentu mengurangi biaya tetap.

Strategi yang dipilih adalah yang biaya totalnya paling kecil untuk risiko yang dapat diterima, dengan syarat keselamatan sebagai batas yang tidak ditawar. Program perawatan yang baik dapat memperpanjang umur pemanas air; "baik" berarti cocok dengan cara gagalnya, tidak selalu berarti lebih sering.

Kegagalan karena perawatan dan pemeriksaan setelah pekerjaan

Setiap kali mesin dibongkar, ada peluang kesalahan baru: segel terpasang terbalik, bibir segel tergores poros, baut dikencangkan tidak merata, sabuk terlalu tegang, kabel sensor tertukar, atau kotoran masuk ke rumah bantalan. Inilah sebab kegagalan pada kasus pembuka sering muncul beberapa minggu setelah penggantian terjadwal. Pemeriksaan rutin mesin penting untuk umur panjang mesin; pemeriksaan itu juga berlaku untuk hasil kerja perawat sendiri.

Kebiasaan yang menurunkan kegagalan karena perawatan:

1. Ikuti prosedur dan torsi dari manual, termasuk urutan pengencangan dan jenis gemuk. Manual sebuah washer-extractor melarang mencampur jenis gemuk.
2. Pakai suku cadang yang nomornya cocok dan simpan dengan benar sampai dipasang.
3. Bersihkan dudukan dan periksa poros, alur, dan permukaan sebelum memasang bagian baru.
4. Setelah pekerjaan, lakukan uji jalan: periksa kebocoran, bunyi, getaran, suhu bantalan, arus motor, dan fungsi pengaman, lalu catat nilai ukurnya di laporan servis seperti di Bab 6 · Kerja Lapangan & Serah Terima tentang laporan servis dan bukti kerja.
5. Periksa ulang bagian yang baru dipasang pada kunjungan berikutnya, karena sebagian kegagalan pemasangan baru muncul setelah beberapa hari bekerja.

Bila satu jenis kegagalan sering muncul setelah perawatan, tindakan yang tepat adalah memperbaiki cara kerja dan pemeriksaan setelah pekerjaan, bukan menambah frekuensi perawatan.

Meninjau strategi

Strategi pemeliharaan ditinjau berkala, misalnya setahun sekali, dengan data:

1. Mode kegagalan yang masih terjadi walaupun ada tugas pencegahannya.
2. Kegagalan yang terjadi segera setelah perawatan.
3. Bagian yang diganti terjadwal tetapi masih dalam keadaan baik.
4. Hasil uji fungsi pengaman: berapa kali pengaman ditemukan tidak bekerja.
5. Kepatuhan perawatan dan pekerjaan tertunda.

Interval diperpanjang bila data menunjukkan bagian masih baik dan tidak ada kenaikan kegagalan, dan diperpendek atau diganti strateginya bila kegagalan masih terjadi. Perubahan interval yang ditetapkan pabrik atau peraturan tetap memerlukan persetujuan yang berwenang.

Contoh kerja

Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya.

Contoh 1: bantalan motor dengan pemantauan getaran. Pengalaman menunjukkan getaran bantalan motor pompa mulai naik sekitar 8 minggu sebelum bantalan rusak. Dengan interval pemeriksaan kira-kira separuh interval P-F, getaran diukur setiap 4 minggu. Bantalan diganti saat tren getaran melewati batas peringatan, seperti di Bab 14 · Mekanikal & Mekatronika tentang pemantauan kondisi dan keputusan perawatan mekanis.

Contoh 2: interval uji termostat pengaman. Termostat suhu berlebih pengering mempunyai laju kegagalan tersembunyi sekitar 0,05 per tahun, dan pengaman itu diharapkan bekerja dengan peluang paling sedikit 0,99 saat diperlukan. $T \approx 2 \times (1 - 0{,}99)/0{,}05 = 0{,}4$ tahun, sekitar 5 bulan. Uji fungsi dijadwalkan setiap 4 bulan dengan cara yang dianjurkan pabrik dan hasilnya dicatat.

Contoh 3: perbaikan rancangan. Pompa buang mesin pencuci piring tersumbat sisa makanan rata-rata sekali sebulan, dan setiap kali mesin berhenti setengah hari. Perawatan lebih sering tidak menyelesaikan masalah. Pemasangan saringan tambahan yang mudah dibersihkan operator sebelum pompa, dengan persetujuan pabrik, menghilangkan sebagian besar sumbatan dan memindahkan tugasnya ke perawatan mandiri harian.

Contoh 4: membandingkan biaya. Perawatan preventif pompa sirkulasi berbiaya Rp200.000 setiap tiga bulan. Tanpa perawatan, peluang pompa rusak dalam tiga bulan sekitar 0,3 dengan biaya kerusakan dan berhenti Rp2.500.000, jadi biaya harapan $0{,}3 \times 2.500.000 = 750.000$ rupiah per tiga bulan. Dengan perawatan, peluang itu turun menjadi sekitar 0,05, biaya harapan $125.000 + 200.000 = 325.000$ rupiah. Perawatan preventif lebih murah.

Contoh 5: kepatuhan perawatan. Dalam satu kuartal ada 52 tugas terencana, dan 46 selesai pada waktunya. Kepatuhan $46/52 \times 100\% = 88\%$. Dari 6 tugas tertunda, 4 karena suku cadang tidak tersedia; penyiapan suku cadang untuk tugas terencana dimasukkan ke perencanaan stok di Bab 5 · Kerja Lapangan & Serah Terima tentang suku cadang, nomor komponen, dan stok.

Contoh 6: daftar periksa perawatan mandiri. Untuk mesin pencuci piring berpintu, operator diberi daftar periksa harian: kuras dan bersihkan saringan tangki, lepas dan bilas lengan semprot, periksa nosel tersumbat, catat suhu cuci dan bilas dari layar, periksa jeriken bahan kimia, dan laporkan kebocoran. Teknisi meninjau catatan itu saat kunjungan bulanan dan mencari tren suhu yang turun.

Kondisi berhenti

Hentikan perubahan rencana perawatan dan minta keputusan penyelia, pabrik, atau pihak berwenang bila:

1. Interval yang diwajibkan peraturan untuk bejana tekan, ketel uap, atau alat angkat akan diubah.
2. Pengaman dengan kegagalan tersembunyi tidak mempunyai uji fungsi berkala.
3. Usulan memperpanjang interval tidak didukung data atau bertentangan dengan anjuran pabrik.
4. Perawatan mandiri operator akan mencakup pekerjaan yang memerlukan isolasi energi atau membuka panel listrik.
5. Perbaikan rancangan mengubah fungsi pengaman atau rancangan pabrik tanpa persetujuan.

Salah tafsir yang sering terjadi

Hubungan dengan bab lain

• Bab 14 · Mekanikal & Mekatronika tentang pemantauan kondisi dan keputusan perawatan mekanis memberi metode pemantauan kondisi dan kurva P-F.
• Bab 81 · Kelistrikan & Kendali tentang pemeliharaan listrik terencana dan pemeriksaan berkala memberi rencana perawatan listrik, dan Bab 8 · Mekanikal & Mekatronika tentang pelumasan dan tribologi memberi rencana pelumasan.
• Bab 9 tentang FMEA memberi mode kegagalan.
• Bab 10 tentang keandalan, MTBF, dan ketersediaan memberi keandalan dan Weibull.
• Bab 8 tentang lean, 5S, dan pemborosan memberi cara berpikir lean dan 5R yang menjadi dasar perawatan mandiri.
• Bab 6 · Kerja Lapangan & Serah Terima tentang laporan servis dan bukti kerja memberi catatan riwayat.
• Bab 5 · Kerja Lapangan & Serah Terima tentang suku cadang, nomor komponen, dan stok memberi suku cadang untuk tugas terencana.
• Bab 12 tentang diagnosis gangguan berselang membahas gangguan yang muncul dan hilang sendiri.

Latihan dan pembahasan