2. IFAC ICPS'13
22-24 Mei 2013. Cluj-Napoca, Rumania
1.2 visi CBM Manfaat utama adalah bahwa pemeliharaan dicapai hanya ketika
terjadi tingkat kerusakan peralatan tertentu, dan bukan setelah
jangka waktu penggunaan tertentu. Dengan demikian, ada
perubahan dari praktik MTBF (meantime between failure) saat ini,
ke teknologi MTBD (mean-time-between degradasi).
Sesuai dengan visi CBM, PdM + CBM = Perawatan Holistik. Dengan
demikian, CBM menambahkan dua dimensi penting ke solusi PdM
klasik. Pertama, CBM melihat sistem dan semua asetnya.
Pendekatan holistik untuk pemeliharaan ini merupakan
perubahan besar dari teknologi yang terfragmentasi di masa lalu.
Meskipun CBM dapat diimplementasikan dalam satu langkah,
potensi terbesarnya terwujud ketika diterapkan secara konsisten
dan merata di seluruh kelas aset, dengan menerapkan berbagai
konsep pemeliharaan.
Untuk mempertahankan posisi ini, gagasan pemeliharaan telah
melewati berbagai perbaikan utama, yang melibatkan pendekatan
proaktif, yang memerlukan perubahan dalam mengubah prosedur
pemeliharaan konvensional “gagal dan perbaiki” menjadi rencana
pemeliharaan “memprediksi dan mencegah”.
Dimensi tambahan kedua bergantung pada konsep perpanjangan
interval perawatan. CBM menggantikan pemeliharaan dengan waktu
yang sewenang-wenang dengan pemeliharaan terjadwal, yang dijamin
oleh kondisi peralatan. Ini menganjurkan analisis data kondisi
peralatan untuk memungkinkan perencanaan dan penjadwalan
kegiatan pemeliharaan atau perbaikan sebelum kegagalan fungsional.
1.4 Standar dan Spesifikasi Terkait
Standar dan spesifikasi teknis memastikan pembuatan fondasi
bersama, memberikan interoperabilitas dan mengurangi desain
ulang sistem yang setara.
Terkait dengan prognostik, standar berikutnya,
spesifikasi relevan: ISO 13374, ISO 13381, ISO 18435,
SAE AIR5871, MIMOSA (Aliansi Standar Terbuka
Manajemen Informasi Mesin), OSA-CBM (Arsitektur
Sistem Terbuka untuk Pemeliharaan Berbasis Kondisi),
OSA-EAI (MIMOSA Open Systems Architecture for
Enterprise Application Integration), dan DiagML
(Diagnostic Markup Language) (www.mimosa.org).
Dengan teknik CBM, organisasi melakukan pemeliharaan hanya bila
diperlukan, untuk mencegah kekurangan atau kegagalan operasional,
untuk menghilangkan pemeliharaan berkala yang mahal, dan untuk secara
signifikan mengurangi kemungkinan kegagalan mekanis.
1.3 strategi CBM
Pada dasarnya, CBM berbeda dari perawatan preventif dengan
mendasarkan kebutuhan perawatan pada kondisi aktual mesin
daripada beberapa jadwal yang telah ditentukan (Tinga 2010).
2. PENDEKATAN BERBASIS MODEL
2.1 Pemodelan degradasi
CBM adalah teknologi yang berusaha untuk mengidentifikasi
kesalahan yang baru jadi sebelum menjadi kritis, memungkinkan
perencanaan pemeliharaan preventif yang lebih akurat. Ini juga
dapat didefinisikan sebagai tindakan pemeliharaan berdasarkan
kondisi aktual yang diperoleh dari pengujian in-situ, non-invasif,
operasi dan pengukuran kondisi. CBM melibatkan sarana untuk
meningkatkan produktivitas, kualitas produk dan efektivitas
keseluruhan dari pabrik dan pabrik produksi.
CBM dapat dimulai sesuai dengan keadaan sistem yang menurun,
yang dipantau secara langsung / tidak langsung melalui getaran,
suhu, partikulat fluida, atau ukuran karakteristik lainnya, yang
menggambarkan keadaan sistem. Setelah karakteristik degradasi
sistem melewati ambang kegagalan yang ditentukan, aktivitas
pemeliharaan dimulai. CBM memperbarui pengetahuan tentang
waktu kegagalan sistem, dan menyediakan sarana untuk
menentukan kegiatan inspeksi dan pemeliharaan sesuai
kebutuhan (Barabady 2005).
Seiring kemajuan teknologi telah dimasukkan ke dalam CBM,
metode penerapan sistem CBM dan mengintegrasikannya
dengan sistem bisnis lain telah berubah. Dua penerapan yang
dikenali adalah: CBM lokal, dan CBM jarak jauh. Metode Rantai Markov. Rantai Markov mewakili waktu diskrit dan
proses stokastik keadaan diskrit, dan digunakan untuk
menggambarkan transisi keadaan secara matematis. Metode
rantai Markov diterapkan pada kebijakan CBM untuk menetapkan
hubungan antara transisi status untuk proses degradasi.
Fenomena degradasi didefinisikan menurut keadaan diskrit,
dimodelkan dengan rantai Markov. Untuk menggunakan metode
Markov, beberapa status harus diidentifikasi, yang dapat menjadi
tantangan untuk didefinisikan dalam praktik dan arbitrer dalam
banyak kasus. Seiring dengan definisi keadaan, metode Markov
memerlukan probabilitas transisi antar keadaan, sulit ditentukan
dalam praktiknya. Pendefinisian status dan probabilitas transisi
yang salah atau sewenang-wenang dapat meniadakan nilai
kebijakan pemeliharaan.
CBM terlokalisasi. CBM yang dilokalkan adalah praktik
perawatan prediktif independen, yang kemungkinan akan
dilakukan dalam jarak dekat dengan komponen yang
dipantau, oleh teknisi atau operator perawatan. Prosedur
tipikal melibatkan pengambilan dan perekaman data CBM
secara berkala untuk menentukan kondisi komponen yang
dipantau, dan kemudian memutuskan apakah kondisi
komponen dapat diterima atau tidak.
CBM jarak jauh. Sistem CBM jarak jauh dapat berdiri
sendiri atau terhubung ke sistem bisnis lain. CBM jarak
jauh melibatkan pemantauan kondisi komponen di suatu
lokasi, jauh dari sekitar komponen yang bersangkutan.
Pemantauan akan dilakukan secara otomatis atau manual
tergantung pada kemampuan sistem pada periode waktu
yang terputus-putus.
Pemodelan degradasi merupakan aspek kritis dan
menantang dari pelaksanaan program CBM. Biasanya,
pengukuran model degradasi melintasi ke atas atau ke
bawah menuju ambang kegagalan, dan sistem
dianggap gagal pada saat pengukuran melewati
ambang kegagalan yang telah ditentukan. Mekanisme
kegagalan sistem harus dipahami sehingga
Pendekatan CBM tepat, jika harga kegagalan tinggi dan
pemasangan sistem CBM hemat biaya. CBM umumnya
digunakan pada peralatan mahal, di mana kegagalan memiliki
akibat kritis pada keselamatan dan produksi.
65
3. IFAC ICPS'13
22-24 Mei 2013. Cluj-Napoca, Rumania
model degradasi dikembangkan dan digunakan dalam
praktik. Biasanya, fenomena degradasi dicirikan oleh jalur
degradasi linier, cembung atau cekung.
Batu bara
tanaman
penanganan Unit Pembongkaran; Unit Makan;
Penghancuran dan Penyaringan
Unit Penumpukan dan Reklamasi;
bunker
Unit;
2.2 Pembagian Status Sistem
Swalayan
peralatan
Pabrik batubara Ventilator (VCM); Kipas
angin (AF); kipas gas (GF); Pompa listrik
untuk penyediaan air (EPWS); Pompa
bagger (BP);
Pompa untuk mendinginkan kondensor
(PCC); Pompa untuk mengembun (PC)
Untuk proses pembangkit listrik, kuantifikasi keadaan probabilitas
yang mungkin, terkait dengan model keadaan Markov,
digambarkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Status probabilitas
Negara Makna Bahan bakar gas dan
sistem udara
Pemanas dan economizer;
presipitator elektrostatik; Draf
paksa; Draf yang diinduksi
0 Kondisi "dapat diandalkan seperti baru"
1 degradasi baru jadi/awal
2 degradasi yang signifikan Listrik
generator
Suhu kumparan stator;
Suhu inti stator; Udara
dingin Penukar panas;
Suhu udara panas;
Suhu eksitasi koil
3 degradasi kritis
4 kegagalan
Model keadaan Markov diterapkan pada lima keadaan sistem. Di
negara bagian ketiga diterapkan prosedur PdM, dan di negara bagian
keempat CM. 3.1 Fase rekayasa pengetahuan
Fase rekayasa pengetahuan melibatkan identifikasi komponen
utama yang berbeda dan mode kegagalan yang sesuai. Sistem ini
memiliki asosiasi peralatan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.
Melalui penelitian ekstensif, data yang relevan dikumpulkan dari
semua kemungkinan mode kegagalan yang dapat mencegah
bagian peralatan yang dipilih beroperasi dengan benar. Data
tersebut dicatat pada lembar analisis perawatan yang berpusat
pada keandalan, FMEA (Failure Mode and Effect Analysis).
Contoh informasi FMEA diilustrasikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Lembar kerja FMEA
Gambar 2. Diagram transisi status sistem deteriorasi. komposisi
tidak ada
Fungsi Kegagalan
mode
Efek Sebab Kontrol
1Pompa Terak dan
pompa abu
Tidak biasa
suara
Pompa
kegagalan
mempertaruhkan
Buruk
bantalan
pelumasan
Suara
memeriksa
ion
2.3 Anggapan tentang model
Sistem tenaga yang dipertimbangkan seharusnya memenuhi
kondisi berikut: a) sistem dipengaruhi oleh proses degradasi;
b)selanjutnya tindakan pemeliharaan (PdM atau CM), sistem
dipulihkan atau diperbaiki ke status "dapat diandalkan seperti
baru"; c) jika sistem mencapai keadaan gagal, CM diperlukan; d)
biaya untuk mencapai CM lebih mahal daripada PdM (PdM lebih
mahal dibandingkan dengan inspeksi); e) kegagalan
komponen mengikuti distribusi eksponensial; f) setiap mode kegagalan terkait pada sistem. Ancaman bisa berupa
3.2 Analisis kegagalan kritis
Analisis Kekritisan. Analisis Kekritisan melibatkan pendekatan
yang digunakan untuk menetapkan signifikansi dari setiap mode
kegagalan yang terdeteksi. Dengan cara ini dapat disimpulkan
item mana yang memerlukan koreksi, untuk mengurangi efek dari
kegagalan komponen akan menyebabkan kegagalan sistem secara
keseluruhan, yang dianggap sebagai sistem seri; g) tersedia fasilitas
perbaikan yang memadai.
dikurangi dengan menahan kekuatan konsekuensi kegagalan
atau tingkat kejadiannya.
Nomor Prioritas Risiko. Teknik yang biasa digunakan untuk mengevaluasi
kekritisan menggunakan Risk Priority Number ( ) . Risikonya adalah
dikuantifikasi sebagai: · · (1). Jadi, S menandakan ukuran
3. PRAKTEK CBM
keparahan kegagalan, O adalah probabilitas terjadinya (dapat
dikuantifikasi sebagai tingkat kegagalan), dan D mengacu pada
probabilitas deteksi kegagalan, sebelum pengaruh sistem.
Pembangkit listrik melibatkan sub-sistem yang berbeda. Untuk kasus
pembangkit listrik termal, sistem utama disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Sistem dan peralatan yang dipertimbangkan Tabel 5. Analisis kegagalan kritis
Sistem Peralatan Sistem dalam Analisis – sistem swalayan
Uap
kekuasaan
unit pembangkitan
dan Ketel; pemanas super; Alat pemanas TG-01
PENGENAL S HAI D
1.VCM 5 1 1 5
66
4. IFAC ICPS'13
22-24 Mei 2013. Cluj-Napoca, Rumania
2.AF 1 1 1 1 biaya variabel per jam waktu henti (melibatkan tingkat personel
dan ukuran tim).
3.GF 2 2 1 4
4.EPWS 2 3 1 6 4.2 Optimalisasi Pemeliharaan
5.BP 3 4 1 12
6.PCC 1 2 1 2 Optimalisasi perawatan bergantung pada estimasi pendekatan perawatan
yang paling hemat biaya. Ini, harus memastikan keseimbangan optimal
antara biaya pemeliharaan langsung dan efek menghindari pemeliharaan
yang diperlukan. Perawatan yang lebih jarang menyiratkan biaya yang lebih
rendah, tetapi risikonya lebih tinggi.
7.komputer 3 1 1 3
Analisis kekritisan untuk peralatan swalayan digambarkan
pada Tabel 5. Subsistem diprioritaskan sesuai dengan nomor.
Berurusan dengan interaksi antara faktor-faktor ini, optimasi
bertujuan untuk menentukan tingkat optimal, yang diperoleh di mana
kegiatan pemeliharaan menjamin biaya keseluruhan yang rendah.
4. USULAN KEBIJAKAN CBM
Jadwal pemeliharaan konvensional biasanya: a) sebenarnya
bersifat universal dan tidak terkait dengan kondisi layanan khusus
di lokasi; b) sangat moderat dan tidak ditargetkan pada zona
pembangkit listrik tertentu; c) sangat mahal, berdasarkan
pendekatan luas, tidak berorientasi pada tindakan kritis instalasi:
pengoperasian, keandalan dan keamanan; d) meminta waktu
yang lama, memperpanjang durasi pemadaman.
Dalam pendekatan ini, fungsi tujuan untuk sistem yang
terdiri dari N elemen, dapat dinyatakan:
∑ ∑
mewakili biaya perbaikan,
∆ ∑Naku (3)
mewakili biaya
di mana:
kerugian terkait dalam catu daya, D merugikan pelanggan.
∆
Dalam mengimplementasikan rencana CBM, fokusnya berorientasi
pada: a) pencegahan kegagalan bencana dan semua konsekuensi
terkait yang terkait dengan keselamatan, ketersediaan, dan biaya; b)
identifikasi dini kerusakan, dan permintaan perbaikan terlebih dahulu;
c) perbaikan terkait manajemen distribusi sumber daya di muka; d)
meningkatkan kesadaran dan dokumentasi yang terkait dengan
peralatan; e) mengembangkan database sebab-akibat untuk
otomatisasi proses diagnostik.
5. STUDI KASUS
5.1 Pemodelan Keandalan Sistem Pemompaan Terak dan Abu
Keselamatan dan kerja pompa Bagger yang tidak terputus
sangat penting untuk kuali operasi keluaran nominal dan
kontinu. Stasiun Bagger yang dianalisis terdiri dari tiga pompa
Bagger (model tipe SIGMA 250-NBA-580, dicirikan oleh aliran
keluar Q=800 · ) . Konfigurasi operasi didasarkan
pada aturan 1+2″ (satu dalam pekerjaan, dan dua sebagai cadangan).
Diagram transisi keadaan digambarkan pada gambar 3 (Addition-Wesley
2003).
Dari data perawatan diketahui bahwa dan
stasiun pembangkit listrik memiliki besar
variasi. Mesin dengan tingkat degradasi yang berbeda, memerlukan
kebijakan perawatan yang berbeda, membuat pengambilan
keputusan perawatan tingkat sistem menjadi sulit. Tindakan
pemeliharaan dimulai dengan menemukan kebijakan optimal untuk
sistem mesin tunggal, dan kemudian memperluas pengambilan
keputusan ke sistem beberapa mesin (ICEMENERG 2006).
Keandalan pembangkit listrik termal dapat dievaluasi dengan
estimasi berbagai indikator spesifik (Cepin 2011), seperti:
Forced Outage Rate (FOR), Equivalent Forced Outage Rate
(EFOR), dll.
Parameter unit pembangkit dasar yang digunakan dalam evaluasi kapasitas
statis adalah tingkat pemadaman paksa (FOR), yang mewakili probabilitas
menemukan unit pada pemadaman paksa, khususnya
periode jarak jauh yang akan datang. Dengan demikian, .
Tingkat pemadaman paksa yang setara (EFOR) menandakan
kemungkinan bahwa peralatan pembangkit tidak mencapai daya
yang diharapkan, diklaim oleh pengiriman. Gambar 3. Diagram transisi keadaan Markovian.
4.1 Analisis konsekuensi Untuk memperkirakan indikator keandalan digunakan
kriteria berikutnya: peralatan pompa terak dan abu
berfungsi. Sistem berkembang dengan melewati status
berikut: a)1- ketiga pompa beroperasi; b)2- dua pompa
beroperasi; c)3- satu pompa beroperasi; d)4- semua
pompa gagal. Dari data perawatan dievaluasi tingkat
kegagalan yang sesuai, dan tingkat perbaikan (Issa Bass
2007); indikator ini diketahui:
4 10 , dan 12 10 .
Analisis konsekuensi menyiratkan perkiraan biaya pemeliharaan dan
kerugian produksi. Biaya perawatan biasanya berisi biaya tenaga
kerja, suku cadang, dan waktu henti yang berhubungan dengan
perbaikan.
Biaya perawatan
(persamaan:
) diperkirakan sesuai dengan
(2), di mana kegagalannya?
biaya tetap (biaya suku cadang), DT adalah waktu henti, dan adalah
Analisis Ketersediaan Sistem (peramalan indikator keandalan),
dengan menggunakan metode state-space (Cepin 2011)
67
5. IFAC ICPS'13
22-24 Mei 2013. Cluj-Napoca, Rumania
(sistem dengan tiga komponen yang dapat diperbaiki),
disajikan di bawah ini. Sesuai dengan gambar 3, matriks
mewakili intensitas transisi
dimana tugas pemeliharaan mesin dapat disesuaikan secara
fleksibel, sesuai dengan status aktualnya. Oleh karena itu,
teknik CBM merupakan alat yang ampuh untuk investigasi
preventif, prognostik, dan tren.
memiliki peringkat ke-4:
1 0 0
0
1 Efektivitas biaya pendekatan CBM terkait dengan
kekritisan item yang dipantau, keandalan teknik CBM
dalam memberikan informasi yang berharga, dan
kemudahan interpretasi hasil dan trennya.
(4)
0
0 0
1
1
Menerapkan pendekatan Markov. Probabilitas keadaan pembatas
tidak berubah dalam proses transisi selanjutnya:
jadi: 0 (5).
, CBM adalah bentuk pemeliharaan peralatan proaktif, yang
meramalkan kegagalan yang baru terjadi. CBM melibatkan
serangkaian tindakan pemeliharaan, berdasarkan penilaian kondisi
peralatan secara real-time atau mendekati real-time, yang diperoleh
dari sensor yang disematkan dan/atau pengujian dan pengukuran
eksternal. Ini kontras dengan konsep pemeliharaan reaktif (run-to-fail)
dan preventif (terjadwal).
Dengan mengambil transpos persamaan (5):
0 0
0
0
0 (6)
0
0
0 0 0
1 (7). Kondisinya adalah
Paket CBM dapat mengurangi alarm palsu dan mencegah
pemeliharaan yang tidak perlu. CBM berpotensi meningkatkan
kesiapan operasional dan reliabilitas misi. Kata kunci keberhasilan
penerapan sistem CBM pada pembangkit listrik mungkin adalah
perencanaan jangka panjang.
Kondisi probabilitas penuh adalah:∑
diperlukan untuk menyelesaikan persamaan (6) (hanya berisi n-1
persamaan independen, dan ada n=4 variabel keadaan yang
terlibat). Dengan demikian, setiap baris dalam persamaan (6)
dapat diganti dengan kondisi (7), seperti baris ketiga:
0 0
0
1
0 REFERENSI
0 (8)
1
1 1
0 0
1 Marko Cepin. (2011). Penilaian Sistem Tenaga
Keandalan. Metode dan Aplikasi. Springer, London.
Paul Casteleijn, Peter Hoefkens, Marco Olthof, Wouter
Schotborgh. (2002). Manajemen aset untuk pangkalan yang dipasang
dari jarak jauh.
T. Tinga, D. Soute, H. Roeterink. (2010). Pedoman
Pemeliharaan Berbasis Kondisi. Versi 2.0, Konsorsium
Pemeliharaan Kelas Dunia.
, * * * . (2006). Peraturan Tentang Tata Cara dan
) . Probabilitas keberhasilan/kegagalan sistem adalah:
0,975,masing-masing 0,025.
0
Memecahkan persamaan matriks Markov (8) dengan aljabar linier,
diperoleh probabilitas absolut keadaan , 1. .4 : =0,675,
=0,225, =0,075, =0,025.
Indikator keandalan. Probabilitas berhasil/gagal sistem
adalah: ∑ (9),
(10), (di mana:
dan
dan
∑ 1 , ,
Elemen Perhitungan untuk Menjalankan Peralatan Listrik
dengan Aman, ICEMENERG, Bucureşti.
Tambahan-Wesley. (2003). Markov
Pendidikan, Inc.
Barabady, J. (2005), Peningkatan ketersediaan sistem
menggunakan analisis keandalan dan pemeliharaan, tesis
Licentiate, Universitas Teknologi Lulea.
Isa Bas. (2007). Statistik Six Sigma dengan Excel dan
Minitab, McGraw-Hill.
Makarand M.Joshi. Pengembangan Berbasis Kondisi
Pemeliharaan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Panas
Batubara, www.plant-maintenance.com/articles/cbm_coal
_handling.pdf.
www.mimosa.org. OSA-CBM. Arsitektur Sistem Terbuka
untuk Pemeliharaan Berbasis Kondisi.
OSIsoft, Inc. Pemeliharaan Berbasis Kondisi (CBM) Di Seluruh
perusahaan. Cara Memanfaatkan Sistem PI OSIsoft ke
Power CBM, 2007.
SKSethiya. Pemeliharaan Berbasis Kondisi (CBM), Secy. ke
CME/WCR/JBP.
Rantai, Pearson
Waktu rata-rata yang mungkin dari indikator keberhasilan/penolakan
sistem, dan dinyatakan dengan persamaan: · (11), dan
· (12), - periode analisis ( = 24*365= 8541 jam,
dan 219 jam).
8760j), jadi
Rata-rata jumlah kegagalan selama periode yang dianalisis adalah:
· · (13).
Probabilitas fungsi tak terputus selama interval waktu
tertentu , ∆ adalah: , · ·(14).
Jumlah rata-rata kemungkinan kegagalan, yang durasinya melebihi
nilai kritis adalah: · ·
(15).
6. KESIMPULAN
Sebuah studi kasus berorientasi pada prosedur pemeliharaan
pembangkit listrik digunakan untuk menunjukkan efisiensi
prosedur yang dirancang.
CBM adalah proses penggalian informasi prognostik dari
mesin untuk menunjukkan keausan aktual dan degradasi dan
tingkat perubahan yang relevan (yaitu tren), atas dasar
68
