Reliability, Availability, Maintainability & Safety (RAMS) [Bagian 3] [Selesai]

GoodApproved

 

 

 

 

 

 

 

Availability Vs Safety

Dari penjelasan-penjelasan sebelumnya pada bagian 1 dapat terlihat bahwa Availability terkait dengan Reliability dan Maintainability. Bagaimana dengan Safety?

Safety sangat terkait dengan reliability. Sistem yang dianggap safety-nya baik adalah sistem yang memiliki failure rate sekecil-kecilnya. Hal ini sangat masuk akal karena tidak mungkin sebuah sistem yang tidak reliable akan mencapai kondisi safety yang disyaratkan.

Untuk repairable system, berdasarkan definisi bahwa nilai failure rate (λ) untuk sistem elektronika pada umumnya didapatkan dari :

λ = 1/MTBF                                                                           (6)

sehingga apabila digabungkan dengan persamaan (3) diperoleh :

A = 1 / (1 + λ MDT)                                                             (7)

Dari persamaan (7) di atas secara matematis terlihat bahwa Availability berbanding terbalik dengan Failure Rate. Namun perlu diingat bahwa Sehingga semakin kecil Failure Rate maka sistem akan mendekati Safety Integrity Level (SIL) yang disyaratkan.

Jadi, secara umum dapat dikatakan bahwa untuk sistem elektronika :

  • Jika Availability meningkat maka Safety akan meningkat
  • Jika Availability menurun maka Safety menurun

Teknik untuk Meningkatkan Safety

Apabila terjadi single random hardware fault, sebuah Safety Related System harus dapat menjamin sistem berada pada kondisi safety dengan melakukan sebuah safety procedure. Prinsip ini disebut dengan Fail-Safety. Berdasarkan standar EN50129 untuk mencapai Fail-Safe dapat dilakukan dengan cara-cara berikut ini.

  • Composite Fail-Safety

Dengan teknik ini, masing-masing safety-related function dilakukan oleh paling tidak oleh dua item. Masing-masing dari item ini harus independen satu sama lain untuk menghindari common-cause failures.

Aktivitas non-restriktif yang telah disepakati tetap diperbolehkan. Sebuah fault yang berpotensi bahaya (hazardous fault) pada satu item harus secepat mungkin terdeteksi pada limit waktu tertentu yang telah ditentukan dan segera dilakukan safety procedure (negation) untuk menghindari fault yang sama pada item kedua. Sistem dengan safety configuration 2 out of 2, 2 out of 3 menganut Composite Fail-Safety.

  • Reactive Fail-Safety

Teknik ini mengizinkan sebuah safety-related function dilakukan hanya oleh satu item, dengan syarat operasi safety-nya dijamin dengan melakukan deteksi dan melakukan safety procedure (negation) dengan cepat pada setiap fault yang berpotensi bahaya (hazardous fault) dengan melakukan encoding, komputasi dan perbandingan berkali-kali, atau dengan melakukan testing kontinu. Walaupun hanya satu item yang melakukan safety related function, namun fungsi pengecekan/testing/pendeteksian dapat dianggap sebagai sebuah item kedua, yang harus independen untuk menghindari common-cause failures.

  • Inherent Fail-Safety

Teknik ini mengizinkan sebuah safety-related function dilakukan oleh satu item, dengan syarat seluruh failure mode pada item tersebut diyakini tidak berpotensi bahaya (non-hazardous). Setiap failure mode yang diklaim luar biasa misalnya karena sifat fisis yang melekat (inherent) harus dapat dibuktikan dengan prosedur tertentu yang didefinisikan pada standar EN50129. Inherent fail-safety dapat pula digunakan untuk fungsi-fungsi tertentu pada Composite dan Reactive Fail-Safe System. Dewasa ini beberapa pabrikan komponen mengeluarkan produk-produk Inherent Fail-Safety dengan klaim telah memenuhi Safety Integrity Level 3 dan yang lainnya.

Sebagai konsekuensi dari teknik peningkatan safety di atas, secara intuitif akan kita pahami bahwa seiring meningkatnya safety khususnya untuk Composite Fail-Safety dan Reactive Fail-Safety akan berpengaruh pada tingkat Availability-nya. Sistem akan lebih mudah downing dibanding semula karena sistem memperketat dirinya sehingga probabilitas untuk jatuh menuju safety-state (yang pada hakikatnya memasuki Down Time) menjadi lebih besar. Padahal sebelumnya kita dapati bahwa kenaikan Safety akan seiring dengan kenaikan Availaibility. Bagamana hal ini dapat terjadi?

Hal ini dapat terjadi karena dengan melakukan teknik safety di atas secara intuitif kita menyatakan bahwa

Availability menjadi mengecil dibandingkan semula. Sebagai contoh untuk sistem interlocking yang mengadopsi safety configuration 2 out of 2 (Composite Fail-Safety) yang terdiri dari 2 item persamaan Availability (5) menjadi :

A = (R/2)/ ( (R/2) + M )                                                    (8)

Persamaan (8) di atas menunjukkan bahwa Availability akan berkurang dibandingkan sistem yang terdiri dari murni satu item tanpa teknik safety apapun. Anda jangan sampai tertukar dengan teknik redundancy yang malah akan meningkatkan Availability. Jadi, agar dapat menentukan parameter mana yang akan kita tingkatkan, kita harus mengetahui layanan apa yang kita penuhi persayaratannya bahkan secara intuisi.

Lalu agar dapat mendapatkan sistem yang sangat mumpuni yang memiliki Relibility, Availability, Maintainability dan Safety (RAMS) yang optimum harus dapat kita pahami prinsip-prinsip berikut :

  1. Sistem yang memiliki RAMS yang tinggi yang mampu mengontrol random failure harus dibangun dari komponen yang memiliki Mean Time To Failure (MTTF) tinggi.

MTTF adalah versi MTBF untuk komponen dengan asumsi komponen adalah item yang non-repairable. MTTF terkait dengan life-time dari komponen. Dengan MTTF komponen yang tinggi akan tersusun sebuah subsitem dan sistem yang memiliki MTBF tinggi yang pada gilirannya dapat membuat failure rate sebuah sistem menjadi rendah. Dampaknya, akan membuat RAMS menjadi tinggi.

  1. Komponen yang telah diseleksi memiliki MTTF tinggi harus diperoleh dari produsen komponen yang kredibel.

Produsen yang kredible biasanya mempunyai data-data komponen yang dapat ditelusuri. Produsen yang kredibel setidaknya dapat menjadi jaminan proses Quality Control, Quality Management dan Standar Teknis ketika komponen tersebut diproduksi, diuji, disimpan dan dikirimkan (shipped).

  1. Redundancy adalah kawan dari Availability

Untuk meningkatkan Availability pada sebuah sistem dapat dilakukan redundancy. Untuk meningkatkan safety dapat dilakukan teknik-teknik yang telah dijelaskan di atas. Apabila biaya bukan merupakan sebuah kendala yang berarti untuk kompensasi menurunnya Availability dapat dilakukan dengan cara menggabungkan safety configuration dan redundancy. Misal membangun sistem interlocking dengan konfigurasi 2 out of 2 dengan redundancy sehingga menjadi sistem 2 out of 4.

  1. Apabila biaya menjadi salah satu pertimbangan utama untuk meningkatkan RAMS dapat pula dengan melakukan langkah-langkah manajerial pada sistem dengan cara melakukan perawatan preventif melalui pemeriksaan berkala, memperkecil waktu perawatan (Mean Down Time), menyusun langkah-langkah kerja standar untuk memastikan sistem terlindungi dan berada pada performa yang prima seperti yang disyaratkan pada Requirement.
  2. Jangan hanya berfokus pada Random Failure

Ya, karena Systematic Falure-pun perlu penanganan dan manajerial yang memadai agar RAMS dapat sesuai dengan Requirement.

  1. Kompleksitas adalah musuh dari Reliabilitas

Bentuknya dapat beraneka ragam

Software yang kompleks akan fails lebih sering daripada software yang sederhana.

Hardware yang kompleks akan fails lebih sering daripada hardware yang sederhana.

Ketergantungan antar software biasanya berarti apabila komponen tertentu fails, seluruh sistem akan fails.

Kompleksitas konfigurasi akan memperkecil peluang konfigurasi tersebut akan berjalan dengan benar.

Kompleksitas secara drastis akan menambah kemungkinan kesalahan yang diakibatkan oleh manusia (human error).

  1. Failure Detection yang baik adalah vital.

Failure yang terlambat terdeteksi akan mengakibatkan Failure tidak dapat segera ditangani akibatnya dapat beresiko kesalahan proses yang akan mengakibatkan bahaya.

  1. Komponen yang non-esensial jangan dimasukkan ke dalam kalkulasi.

Failure dari komponen yang tidak aktif atau yang non-esensial tidak akan mempengaruh Availability namun hanya akan mengakibatkan kerumitan kalkulasi.


Referensi :

www.weibull.com

http://techthoughts.typepad.com

EN50126 Standard, Railway applications – The specification and demonstration of Reliability , Availability, Maintainability and Safety (RAMS)

EN50129 Standard, Railway applications – Communication, signalling and processing systems – Safety related electronic system for signalling

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *