Pendahuluan
Sistem Dynamic Positioning (DP) pada kapal selam berfungsi untuk menjaga posisi dan arah kapal secara otomatis, mengandalkan kombinasi sensor lingkungan dan sistem pemosisian. Keandalan sistem ini sangat krusial, karena kegagalan dapat menyebabkan kesalahan navigasi yang fatal di lingkungan laut yang ekstrem.
Penelitian oleh Ali Eghbali Babadi, Mahdi Karbasian, dan Fatemeh Hasani ini membahas pengaruh Common Cause Failures (CCF) terhadap keandalan sistem DP. Studi ini menggunakan metode Reliability Block Diagram (RBD) dan standar IEC 61508 untuk menganalisis dampak kegagalan komponen yang memiliki ketergantungan satu sama lain.
Metodologi Penelitian
Penelitian ini menerapkan beberapa teknik utama dalam analisis keandalan:
- Identifikasi Sistem dan Sub-Komponen
- Sistem DP terdiri dari sensor lingkungan (flow sensor, pressure sensor) dan sistem pemosisian (GPS, sonar, gyroscope, compass).
- Menggunakan Product Breakdown Structure (PBS) dan Functional Flow Block Diagram (FFBD) untuk memetakan hubungan antar komponen.
- Reliability Block Diagram (RBD) untuk Analisis Keandalan
- Pemodelan sistem dalam bentuk blok keandalan, menentukan jalur kegagalan dan dampaknya pada sistem secara keseluruhan.
- Evaluasi Common Cause Failures (CCF) dengan IEC 61508
- IEC 61508 digunakan untuk menghitung dampak kegagalan bersamaan pada komponen yang saling terkait.
- Menggunakan model beta-factor untuk menilai pengaruh ketergantungan kegagalan antar komponen.
- Analisis Sensitivitas terhadap Keandalan Sistem
- Menilai bagaimana perubahan tingkat keandalan komponen memengaruhi keseluruhan sistem.
- Membandingkan hasil antara perhitungan tanpa mempertimbangkan CCF dan dengan mempertimbangkan CCF.
Hasil dan Temuan Utama
1. Evaluasi Keandalan Sistem Dynamic Positioning
- Reliabilitas sistem DP tanpa mempertimbangkan CCF adalah 96,96%, sedangkan setelah mempertimbangkan CCF, turun menjadi 96,34%.
- Penurunan keandalan terbesar terjadi pada subsistem flow sensor, yang memiliki reliabilitas hanya 89,96%.
- Subsistem dengan reliabilitas tertinggi adalah compass (99,49%) dan sonar (98,98%).
2. Pengaruh Common Cause Failures (CCF) terhadap Keandalan Sistem
- Efek CCF lebih signifikan pada komponen dengan reliabilitas di bawah 90%, seperti flow sensor.
- CCF meningkatkan probabilitas kegagalan sistem hingga 0,62%, angka yang kecil tetapi berisiko tinggi dalam sistem navigasi kapal selam.
- Komponen dengan redundansi lebih tinggi (GPS, compass) lebih tahan terhadap dampak CCF dibandingkan komponen tunggal seperti pressure sensor.
3. Analisis Sensitivitas: Dampak Perubahan Keandalan Komponen
- Jika keandalan komponen dengan ketergantungan CCF diturunkan menjadi 90%, dampak CCF meningkat menjadi 0,38%.
- Jika keandalan komponen dengan ketergantungan CCF diturunkan menjadi 80%, dampak CCF melonjak menjadi 4,4%, menunjukkan betapa kritisnya pengaruh CCF pada sistem yang lebih rentan.
- Redundansi dan desain sistem yang lebih robust dapat mengurangi dampak CCF secara signifikan.
Implikasi Industri & Rekomendasi
1. Optimasi Keandalan Sistem DP untuk Kapal Selam
- Menggunakan sensor dengan redundansi lebih tinggi untuk mengurangi dampak kegagalan bersamaan.
- Menerapkan pemeliharaan berbasis prediksi (predictive maintenance) untuk mendeteksi degradasi komponen sebelum terjadi kegagalan.
2. Penerapan Standar IEC 61508 untuk Sistem Navigasi
- Mengadopsi model beta-factor IEC 61508 dalam perhitungan keandalan sistem DP.
- Memastikan adanya mekanisme mitigasi terhadap CCF, terutama untuk komponen dengan reliabilitas di bawah 90%.
3. Penggunaan Model Simulasi untuk Evaluasi Keandalan
- Simulasi Monte Carlo dapat digunakan untuk memvalidasi hasil analisis keandalan sistem DP.
- Menggunakan pendekatan Fault Tree Analysis (FTA) untuk mengidentifikasi akar penyebab kegagalan sistem.
Kesimpulan
Penelitian ini membuktikan bahwa Common Cause Failures (CCF) dapat menurunkan keandalan sistem Dynamic Positioning kapal selam secara signifikan, terutama pada komponen dengan reliabilitas rendah. Dengan menerapkan Reliability Block Diagram (RBD), model beta-factor IEC 61508, dan analisis sensitivitas, industri maritim dapat mengoptimalkan keandalan sistem navigasi kapal selam, mengurangi risiko kegagalan, dan meningkatkan keselamatan operasional.
Sumber : Ali Eghbali Babadi, Mahdi Karbasian, Fatemeh Hasani (2017). Calculation and Analysis of Reliability with Consideration of Common Cause Failures (CCF) (Case Study: The Input of the Dynamic Positioning System of a Submarine). International Journal of Industrial Engineering & Production Research, Vol. 28, No. 2, pp. 175-187.