Sebagai seorang insinyur, Anda tahu bahwa segala sesuatu memiliki waktu terbatas untuk bekerja.
Seiring waktu, itu akan menjadi kurang dapat diandalkan hingga akhirnya rusak.
Namun tahukah Anda bahwa ada kurva yang dapat memberi tahu Anda kapan kegagalan itu kemungkinan besar akan terjadi? Ini disebut "kurva bak mandi", dan ini adalah salah satu ide terpenting dalam rekayasa keandalan.
Dengan memahami kurva ini, Anda dapat menemukan berbagai tahapan kehidupan perangkat, mencari tahu kapan kemungkinan besar perangkat akan rusak, dan mengambil langkah yang tepat untuk menghentikannya agar tidak rusak.
Pada artikel ini, saya akan membahas detail tentang kurva bak mandi.
Saya akan melihat tiga fasenya, faktor umum yang berkontribusi pada setiap fase, dan cara untuk mengurangi kemungkinan kegagalan.
Apakah Anda seorang mahasiswa teknik atau insinyur profesional, Anda perlu memahami kurva bak mandi untuk memastikan bahwa peralatan yang Anda rancang, buat, atau pelihara berfungsi dengan andal seumur hidup.
Jadi mari kita selami dan pelajari lebih lanjut tentang ide penting ini.
Pengantar Kurva Bathtub
Definisi formal:
Kurva tingkat kegagalan peralatan dengan tingkat kegagalan awal yang menurun tajam, diikuti oleh tingkat kegagalan rata-rata konstan yang berkepanjangan, setelah itu tingkat kegagalan kembali meningkat tajam.
Memahami Kurva Bathtub
Kurva bak mandi adalah grafik yang menunjukkan seberapa sering suatu produk atau kelompok produk rusak dari waktu ke waktu.
Ini sering digunakan dalam rekayasa keandalan dan pemodelan penurunan aset untuk memprediksi dan merencanakan kegagalan aset.
Kurva tersebut memiliki tiga bagian terpisah: periode kematian bayi, periode kehidupan normal, dan periode kelelahan.
Periode Kematian Bayi
Bagian pertama dari kurva bak mandi adalah periode tingkat kegagalan yang tinggi, yaitu saat bayi meninggal.
Selama waktu ini, aset baru cenderung gagal karena masalah desain, bahan, cara pembuatan, atau cara memulainya.
Karena kekurangan ini, aset gagal di awal siklus hidupnya, yang membuat tingkat kegagalan meningkat selama tahap pertama operasi.
Masa Hidup Normal
Setelah periode kematian bayi, suatu aset memasuki periode kehidupan normal, di mana tingkat kegagalannya rendah dan cukup konstan.
Selama ini, sebagian besar masalah telah diperbaiki, dan aset berfungsi sebagaimana mestinya.
Aset dalam kondisi sangat baik, dan pemeliharaan preventif dapat membantunya tetap berjalan dengan baik.
Periode Keausan
Bagian terakhir dari kurva bak mandi adalah fase keausan, yang memiliki tingkat kegagalan yang lebih tinggi.
Selama waktu ini, aset kemungkinan besar akan rusak karena hal-hal seperti usia, keausan, korosi, atau kelelahan.
Aset telah mencapai akhir masa pakainya, dan mungkin perlu diganti atau dihentikan penggunaannya untuk menghindari bencana.
Strategi untuk Memperpanjang Masa Manfaat Aset
Tim yang bekerja untuk memperpanjang masa manfaat suatu aset dapat menggunakan apa yang mereka ketahui tentang kurva bak mandi untuk menetapkan ekspektasi tentang cara kerja aset biasanya selama siklus hidupnya.
Setiap titik pada kurva menunjukkan cara yang berbeda untuk menghindari kegagalan.
Selama Periode Kematian Bayi, tim harus fokus pada menemukan dan memperbaiki cacat desain, cacat material, cacat produksi, atau cara memulai yang salah.
Mungkin perlu dilakukan pemeliharaan atau inspeksi lebih sering untuk menemukan dan memperbaiki masalah sebelum menyebabkan kegagalan.
Selama masa pakai normal, tim harus berfokus pada pemeliharaan preventif untuk menjaga agar aset tetap berjalan dengan sebaik-baiknya.
Inspeksi dan pemeliharaan rutin dapat membantu menemukan potensi masalah dan memperbaikinya sebelum menjadi masalah besar.
Periode Keausan: Selama waktu ini, tim harus berfokus pada pemeliharaan prediktif untuk menemukan masalah sebelum terjadi dan memperbaikinya.
Untuk menghindari bencana kegagalan, mungkin perlu mengganti atau menjual beberapa aset.
Analisis Lanjutan Kurva Bathtub
Pakar keandalan sering menggunakan bagan Weibull untuk melihat fungsi distribusi kumulatif kurva bak mandi.
Para peneliti dari University of Glasgow, University of Cambridge, dan Rolls-Royce telah menunjukkan bahwa tahap keausan kurva bak mandi dapat dibawa ke tingkat yang lebih tinggi dan diubah menjadi gagasan "permukaan bak mandi".
Analisis lanjutan ini membantu memodelkan bagaimana suhu, tekanan, dan stres, antara lain, memengaruhi keausan suatu aset.
Ini memberikan informasi yang berguna tentang bagaimana hal-hal menjadi usang dan membantu meningkatkan kinerja dan keandalan aset.
Apakah Anda siap menggunakan Bathtub Curve untuk meningkatkan keandalan peralatan Anda?
Masih sulit dimengerti? Biarkan saya mengubah sudut pandang sedikit:
Apakah Anda muak dengan barang-barang Anda yang rusak saat Anda sangat membutuhkannya? Apakah Anda menyukai sensasi harus selalu membeli alat dan gadget baru yang rusak?
Jangan repot-repot dengan kurva bak mandi!
Siapa yang butuh kurva tingkat kegagalan yang andal ketika Anda bisa mengayunkannya dan berharap yang terbaik? Lagi pula, tidak ada yang memacu adrenalin seperti peralatan yang rusak pada menit terakhir.
Tetapi jika Anda seorang insinyur praktis yang peduli dengan keamanan dan keandalan, teruslah membaca.
Kita akan memasuki dunia kurva bak mandi yang menakjubkan.
Oke, itu hanya lelucon yang dibuat agar terlihat seperti iklan TV.
Sekarang mari kita kembali ke penjelasannya.
Faktor-faktor yang Berkontribusi pada Setiap Fase
Setiap fase kurva bak mandi disebabkan oleh beberapa hal.
Selama periode kematian bayi, kegagalan disebabkan oleh masalah bagaimana produk itu dibuat dan bagaimana produk itu digunakan.
Di sisi lain, selama masa hidup normal, faktor-faktor seperti pemeliharaan dan lingkungan dapat memengaruhi berapa lama aset bertahan sebelum rusak.
Terakhir, tingkat kegagalan bisa naik pada periode aus karena hal-hal seperti suku cadang lama dan kurangnya perawatan.
Memahami faktor-faktor ini dapat membantu tim bekerja untuk memperpanjang masa manfaat aset dengan menerapkan strategi khusus untuk setiap fase di sepanjang kurva bak mandi.
Distribusi Risiko dan Probabilitas
Fase Kematian Bayi
Di bagian awal kurva bak mandi, yang juga disebut "fase kematian bayi", produk kemungkinan besar akan gagal.
Kegagalan selama ini biasanya disebabkan oleh masalah desain, bahan, cara pembuatannya, atau cara memulainya.
Misalnya, rumah yang baru dibeli mungkin mengalami banyak masalah dalam beberapa tahun pertama, seperti retakan pada dinding dan pintu, karena bahan atau pengerjaannya tidak terlalu bagus.
Selama fase ini, orang yang paling berisiko bergantung pada produk yang dilihat.
Orang yang membeli barang elektronik seperti smartphone atau laptop saat pertama kali dirilis kemungkinan besar akan mengalami masalah dengannya selama fase "kematian bayi".
Di sisi lain, perusahaan yang membeli peralatan industri yang digunakan di pabrik atau pembangkit listrik saat pertama kali dirilis kemungkinan besar akan bermasalah dengannya selama fase "kematian bayi".
Distribusi kemungkinan
Kurva bak mandi sering diwakili oleh distribusi Weibull, yang merupakan jenis distribusi probabilitas.
Ini memiliki parameter bentuk (disebut beta) dan parameter skala (eta).
Kurva bak mandi adalah plot tingkat kegagalan dari waktu ke waktu, dan distribusi Weibull dapat digunakan untuk menggambarkan distribusi kegagalan di ketiga fase kurva.
Model Weibull
Chip semikonduktor modern biasanya mengikuti model Weibull dengan beta dalam kisaran 0,2 hingga 0,6 untuk seberapa sering bayi meninggal sebelum ulang tahun pertama mereka.
Kebalikan dari tingkat kegagalan adalah waktu rata-rata antara kegagalan (MTBF), yang dapat digunakan untuk mengetahui apa yang mungkin dilakukan oleh keluarga produk.
Strategi dan Aplikasi
Strategi Mengurangi Kegagalan Fase Awal
Kurva bak mandi menunjukkan seberapa besar kemungkinan suatu aset akan rusak seiring waktu.
Ini memiliki tiga fase berbeda: kegagalan pada fase awal, kegagalan acak, dan kegagalan yang disebabkan oleh keausan.
Kegagalan tahap awal dapat disebabkan oleh kesalahan dalam desain, bahan, cara pembuatan produk, atau cara memulainya.
Beberapa strategi dapat digunakan untuk memperkecil kemungkinan gagalnya fase pertama.
Highly Accelerated Life Testing (HALT) adalah cara untuk menemukan cacat desain pada produk sebelum menimbulkan masalah di lapangan.
Ini dilakukan dengan menempatkan produk melalui kondisi ekstrim.
Highly Accelerated Stress Screening (HASS) adalah metode penyaringan yang menempatkan produk melalui tekanan tingkat tinggi untuk menemukan bagian yang lemah sebelum gagal di lapangan.
Desain untuk Keandalan, atau DFR, adalah metode untuk memastikan bahwa produk dibangun dengan mempertimbangkan keandalan sejak awal.
Desain untuk Six Sigma, atau DFSS, adalah metode yang menggunakan alat statistik untuk meningkatkan keandalan dan kualitas desain produk.
Burn-in adalah strategi lain yang melibatkan menempatkan produk melalui banyak tekanan untuk waktu yang lama untuk menemukan bagian yang lemah sebelum mereka pecah di lapangan.
Menggunakan Kurva Bathtub untuk Perencanaan Pemeliharaan
Kurva bak mandi juga dapat digunakan untuk membuat keputusan tentang pemeliharaan dan penggantian peralatan.
Jika Anda mengetahui tiga tahap kurva bak mandi, Anda dapat mengubah rencana perawatan seiring bertambahnya usia bak mandi.
Selama periode kematian bayi, penting untuk melakukan pemeliharaan preventif untuk menemukan dan memperbaiki kekurangan produksi atau kesalahan pemasangan yang dapat menyebabkan kegagalan dini.
Selama masa pakai normal suatu peralatan, penting untuk melakukan perawatan rutin agar tetap dalam kondisi yang baik.
Selama peralatan tersebut aus, mungkin akan lebih murah untuk menggantinya daripada terus memperbaikinya.
Dengan melihat bagaimana peralatan rusak di masa lalu, Anda dapat mengetahui di mana letak masing-masing peralatan pada "kurva bak mandi" dan mengubah rencana perawatan agar sesuai.
Misalnya, jika Anda memperhatikan bahwa jenis peralatan tertentu cenderung rusak saat sudah tua, Anda mungkin ingin menggantinya sebelum rusak atau memeriksanya lebih sering selama ini.
Dengan menggunakan kurva bak mandi sebagai panduan untuk merencanakan perawatan, Anda dapat memperpanjang masa manfaat aset sambil mengurangi jumlah waktu yang tidak digunakan dan jumlah biaya untuk memperbaikinya.
Aplikasi Kurva Bathtub
Kurva bak mandi sering digunakan di pabrik untuk mempermudah perawatan atau agar produksi berjalan cepat dan andal.
Ini juga dapat digunakan untuk membantu memahami mengapa kegagalan terjadi pada aset tertentu dan bagaimana memprediksi dan mencegahnya.
Kurva bak mandi dapat digunakan di berbagai bidang, termasuk penerbangan, mobil, elektronik, peralatan medis, minyak dan gas, pembangkit listrik, transportasi, dan banyak lagi.
Misalnya, dalam penerbangan, dapat digunakan untuk memprediksi kapan bagian-bagian pesawat akan rusak sehingga dapat diganti sebelum menyebabkan kecelakaan.
Dalam peralatan medis, dapat digunakan untuk memprediksi kapan sesuatu akan rusak sehingga dapat diganti sebelum melukai pasien.
Ini dapat digunakan untuk memprediksi kapan turbin akan rusak di pembangkit listrik sehingga dapat diperbaiki sebelum menyebabkan pemadaman.
Singkatnya, kurva bak mandi adalah grafik yang menunjukkan seberapa sering suatu aset gagal dari waktu ke waktu.
Ini digunakan dalam rekayasa keandalan dan pemodelan tentang bagaimana segala sesuatunya rusak seiring waktu.
Ada tiga bagian kurva bak mandi: kematian bayi, masa manfaat, dan keausan.
Kegagalan fase awal cenderung tidak terjadi jika Anda menggunakan strategi seperti HALT, HASS, DFR, DFSS, dan burn-in.
Dengan menggunakan kurva bak mandi sebagai panduan untuk merencanakan perawatan, masa manfaat aset dapat diperpanjang sementara waktu henti dan biaya perbaikan diminimalkan.
Kurva bak mandi sering digunakan di banyak bidang untuk memudahkan perawatan atau memulai produksi dengan cepat dan andal.
Pemodelan dan Analisis
Tingkat di mana sistem perangkat lunak rusak dari waktu ke waktu mengikuti pola yang sama dengan aset fisik.
Hal ini memungkinkan pemilik sistem perangkat lunak memahami siklus hidup operasional mereka dan merencanakan kapan mereka perlu diganti.
Teks ini akan berbicara tentang bagaimana kurva bak mandi dapat digunakan dalam rekayasa perangkat lunak untuk memodelkan dan menganalisis berbagai hal.
Model Keandalan Perangkat Lunak
Model keandalan perangkat lunak dapat digunakan oleh insinyur keandalan untuk memodelkan dan mempelajari "kurva bak mandi.
Model ini dapat digunakan untuk memprediksi seberapa sering sistem perangkat lunak akan gagal dan untuk memperbaiki cara pembuatan perangkat lunak.
Beberapa model keandalan perangkat lunak yang dapat digunakan untuk memodelkan kurva bak mandi adalah model Jelinski-Moranda (JM), model Musa-Okumoto (MO), dan model Goel-Okumoto (GO).
Sebagian besar waktu, model ini melihat seberapa sering sistem gagal dari waktu ke waktu, serta faktor lain seperti kompleksitas perangkat lunak, kualitas kode, dan cakupan pengujian.
Dengan melihat data kegagalan dan menggunakan model keandalan perangkat lunak yang tepat, perekayasa perangkat lunak dapat mengetahui seberapa besar kemungkinan sesuatu akan rusak dan membuat rencana untuk pemeliharaan, pengujian, dan penggantian.
Kontrol Proses Statistik
Insinyur perangkat lunak juga dapat mengawasi seberapa baik sistem perangkat lunak bekerja dari waktu ke waktu dengan menggunakan teknik pengendalian proses statistik (SPC).
Teknik SPC dapat digunakan untuk menemukan perubahan dalam cara kerja perangkat lunak, mencari tahu penyebab kegagalan, dan memperbaiki masalah sebelum terjadi.
Singkatnya, perekayasa perangkat lunak dapat memodelkan dan menganalisis kurva bak mandi dengan menggunakan model keandalan perangkat lunak dan teknik pengendalian proses statistik.
Alat-alat ini dapat membantu memprediksi tingkat kegagalan, meningkatkan cara perangkat lunak dibuat, dan membuat sistem perangkat lunak bertahan lebih lama.
Dengan menggunakan metode ini, perekayasa perangkat lunak dapat mengurangi risiko kegagalan perangkat lunak dan menjaga keandalan sistem.
Penjelasan Bathtub Curve (Reliability Curve)
Tip: Nyalakan tombol keterangan jika Anda membutuhkannya. Pilih "terjemahan otomatis" di tombol pengaturan, jika Anda tidak terbiasa dengan bahasa lisan. Anda mungkin perlu mengeklik bahasa video terlebih dahulu sebelum bahasa favorit Anda tersedia untuk diterjemahkan.
Kesimpulan
Ketika kita sampai pada akhir diskusi kita tentang kurva bak mandi, jelaslah bahwa ide ini adalah alat penting bagi setiap insinyur atau mahasiswa teknik yang ingin merancang, membangun, dan memelihara peralatan yang berfungsi sebaik mungkin.
Dengan mengetahui tiga fase kurva bak mandi dan faktor umum yang memengaruhi setiap fase, Anda dapat mengambil keputusan cerdas tentang pemeliharaan, penggantian, dan manajemen risiko secara keseluruhan.
Namun sebelum Anda meninggalkan artikel ini, saya ingin menantang Anda untuk berpikir tentang kurva bak mandi dengan cara lain selain penggunaannya dalam kehidupan nyata.
Apa yang bisa dikatakan kurva ini tentang cara kerja sesuatu dan mengapa gagal? Apa yang dapat kita pelajari tentang fakta bahwa pembusukan dan kemerosotan akan selalu terjadi?
Ini adalah pertanyaan mendalam dan penting yang melampaui bagaimana kurva bak mandi dapat digunakan dalam rekayasa.
Namun dengan memikirkannya, kita bisa mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang betapa pentingnya rekayasa keandalan di dunia saat ini.
Jadi, saat Anda bergerak maju dalam karir teknik Anda, ingatlah kurva bak mandi, tidak hanya sebagai alat untuk keandalan tetapi juga sebagai simbol bagaimana orang berjuang melawan kekuatan pembusukan dan penurunan.
Dan saya berharap dengan mengetahui hal ini akan menginspirasi Anda untuk membuat peralatan yang akan bertahan lama, bahkan saat waktu mulai habis.
Tautan dan referensi
Buku Pegangan Desain Keandalan
Model Peramalan Laju Kegagalan Dinamis untuk Suku Cadang Servis Berdasarkan Bathtub Curve (BTC)
Bagikan pada…
