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.





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.





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.





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?)





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





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”.





D.

Alat dan Bahan

1. Data worksheet

modul 7 design for reliability

Documents