Fault Tree Analysis

oleh : Muhammad Wahid Muslim

A. Fault Tree Analysis

Untuk mengkuantifikasi analisis pohon kejadian, maka setiap sistem keselamatan/mitigasi harus dikuantifikasi kegagalannya (kegagalan merupakan komplemen dari kesuksesan,

( f = 1 – s). Salah satu cara untuk mengkuantifikasi adalah dengan menggunakan analisis pohon kegagalan.

Analisis pohon kegagalan merupakan analisis induktif yaitu suatu kejadian disebabkan oleh kejadian sebelumnya. Kejadian sebelumnya disebabkan oleh kejadian lain lebih lanjut, kegagalan komponen atau kegagalan operator (manusia). Masing-masing kegagalan tersebut dianalisis lebih lanjut penyebabnya sehingga sampai pada kondisi kejadian dasar (basic event)

Analisis pohon kegagalan dapat untuk mengkuantifikasi kegagalan sistem, komponen, fungsi atau operasi. Model pohon kegagalan dapat dipergunakan untuk menentukan :

1. Kombinasi beberapa kegagalan

2. Probabilitas gagal

3. Titik lemah (kritis) pada sistem, komponen, fungsi atau operasi

Kejadian puncak (Top Event) dari pohon kegagalan menunjukkan kejadian atau kondisi yang tidak diinginkan (undesired event/undesired state) dari suatu sistem sehingga hasilnya merupakan kegagalan atau ketidaktersediaan (unavailability) sistem. Penyusunan pohon kegagalan merupakan proses berulang dengan mendapatkan umpan balik dari proses PSA lainnya.

Analisis pohon kegagalan merupakan proses yang kompleks sehingga sudah disiapkan perangkat lunak yang digunakan untuk analisis tersebut, misalnya : PSA pack, SAPHIRE, SALP, dan lain-lainnya. Hasil atau keluaran dari perangkat lunak ini pada umumnya berupa cut set atau minimal cut set yang dapat menyebabkan terjadinya kejadian puncak. Cut set merupakan kombinasi kegagalan kejadian dasar, sedangkan minimal cut set adalah kombinasi terkecil dari kegagalan kejadian dasar.

Perhitungan analisis pohon kegagalan sesuai dengan hukum aljabar Boolean. Pengertian tentang minimal cut set ini sangat penting dalam konsep PSA, karena minimal cut set ini berhubungan dengan komponen atau kejadian dasar yang kritis yaitu bila komponen kritis atau kejadian dasar ini terjadi maka memungkinkan terjadinya kejadian puncak.

B. Penyusunan pohon kegagalan

Di dalam penyusunan pohon kegagalan dilakukan tahapan sebagai berikut :

1. Ditentukan kejadian atau kondisi yang tidak diinginkan sebagai kejadian puncak

2. Menganalisis penyebab terjadinya kejadian puncak secara mundur dengan menggunakan gerbang logika, untuk kondisi standar seperti terlihat berikut ini :

1. Analisis diuraikan lebih lanjut sampai kejadian dasar

A. Penyelesaian analisis pohon kegagalan

Didalam menyelesaikan analisis pohon kegagalan dilakukan tahapan sebagai berikut :

1. Mengubah logika pohon kegagalan menjadi persamaan boolean

2. Menyederhanakan (mereduksi) persamaan boolean menjadi bentuk sederhana, dengan aturan seperti dalam Tabel 1

Tabel 1. Operasi Hukum Aljabar Boolean [9].

Proses kuantifikasi dan penyederhanaan persamaan aljabar boolean dilakukan dengan perangkat lunak.

A. Contoh analisis pohon kegagalan

Sebagai contoh seperti terlihat dalam Gambar 9. Motor memperoleh sumber listrik AC 3 fase sebesar 480 V melalui pemutus (breaker), dengan pemutus yang digerakkan oleh kumparan trip dan saklar 1 dan saklar 2 dimana digerakkan oleh listrik 125 V DC.

Misal kondisi yang tidak di inginkan atau sebagai kejadian puncak adalah “Motor gagal untuk berhenti “ (motor fail to stop). Kondisi ini disebabkan oleh 2 hal yaitu : “tidak ada signal ke pemutus” (no signal to trip breaker) atau “pemutus gagal untuk membuka” (breakers fail to open), sehingga kondisi ini digambarkan dengan gerbang OR. Selanjutnya “tidak ada signal ke pemutus” dianalisis disebakan karena “ tidak ada signal ke kumparan trip” (no signal to trip coil) atau “kegagalan umum dari saklar untuk menutup” (common cause failure of switches to close) atau “kumparan trip gagal diberi tenaga” (trip coil fails to energize). 2 kejadian terakhir merupakan kejadian dasar, sedangkan kejadian pertama perlu dianalisis lebih lanjut. “Tidak ada signal ke kumparan trip” disebabkan karena “ tidak ada arus yang melalui saklar 1” dan “tidak ada arus yang melalui saklar 2”, sehingga dalam kondisi ini gerbang yang sesuai adalah gerbang “AND”. Selanjutnya “tidak ada arus yang melalui saklar 1” disebabkan “kehilangan daya suplai 125 V DC” atau “saklar 1 gagal untuk menutup”, dan gerbang yang sesuai adalah gerbang “OR”. Hal ini berlaku pula untuk kejadian “tidak ada arus yang melalui saklar 2”. Berikut gambar Fault Tree Analysis nya: