Assalamualaikum Wr.Wb
Selamat siang teman teman dan Prof DAI, izin kan saya memperkenalkan diri, saya Farhan Ubaidillah dengan Nomor Pokok Mahasiswa (NPM) 2406431580 dari Metode Numerik – 03. Disini saya ingin memberitahukan tentang update progres karya ilmiah saya

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kuantitatif dengan pendekatan Condition-Based Monitoring (CBM) untuk menganalisis kondisi sistem propulsi pada kapal bulk carrier. Metode deskriptif digunakan untuk menggambarkan kondisi aktual mesin berdasarkan data hasil monitoring selama kapal beroperasi. Sementara itu, pendekatan kuantitatif digunakan karena penelitian melibatkan pengukuran parameter numerik seperti amplitudo getaran, temperatur bantalan, frekuensi harmonik, serta laju perubahan kondisi mesin terhadap waktu operasi.

Pendekatan CBM dipilih karena mampu mendeteksi potensi kerusakan mesin secara dini sebelum terjadi kegagalan total. Dalam sistem ini, pemeliharaan tidak lagi dilakukan berdasarkan jadwal waktu tertentu, melainkan berdasarkan kondisi aktual mesin. Dengan demikian, proses perawatan menjadi lebih efektif dan efisien karena tindakan perbaikan hanya dilakukan saat parameter operasi menunjukkan adanya indikasi kerusakan.

Selain itu, penelitian ini juga menggunakan analisis teknik prediktif melalui metode Fast Fourier Transform (FFT) untuk mengidentifikasi pola frekuensi abnormal pada sistem propulsi kapal. Hasil analisis tersebut digunakan untuk mengetahui hubungan antara perubahan parameter operasi dengan potensi kegagalan bantalan dan poros mesin.

3.2 Objek Penelitian

Objek penelitian pada studi ini adalah bantalan poros (shaft bearing) pada mesin diesel utama kapal bulk carrier. Bantalan dipilih sebagai objek utama karena merupakan salah satu komponen vital dalam sistem propulsi kapal yang berfungsi menopang putaran poros dan mengurangi gesekan selama operasi. Kerusakan pada bantalan dapat menyebabkan penurunan performa mesin hingga kegagalan total sistem propulsi.

Kapal bulk carrier memiliki karakteristik operasi dengan beban yang tinggi dan kontinu, terutama saat mengangkut muatan curah seperti batu bara, bijih besi, dan gandum. Kondisi operasi tersebut menyebabkan bantalan dan poros mengalami tekanan mekanis yang besar sehingga rentan terhadap keausan, ketidaksejajaran poros (misalignment), serta kegagalan pelumasan.

Dalam penelitian ini, parameter yang diamati meliputi amplitudo getaran, temperatur bantalan, frekuensi harmonik putaran poros, dan laju kenaikan getaran terhadap waktu operasi. Parameter tersebut dipilih karena memiliki hubungan langsung dengan kondisi kesehatan mesin dan dapat digunakan sebagai indikator awal terjadinya degradasi komponen.

3.3 Sistem Condition-Based Monitoring (CBM)

Sistem Condition-Based Monitoring (CBM) yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu sensor getaran (accelerometer), sensor temperatur (thermocouple), sistem akuisisi data real-time, perangkat lunak analisis FFT, dan sistem alarm berbasis threshold. Seluruh sistem bekerja secara terintegrasi untuk memonitor kondisi operasi mesin kapal secara kontinu selama pelayaran berlangsung.

Sensor getaran dipasang pada bagian bantalan dan poros propulsi untuk mendeteksi perubahan amplitudo getaran dan pola frekuensi yang tidak normal. Sementara itu, sensor temperatur digunakan untuk memonitor peningkatan suhu pada bantalan yang dapat mengindikasikan adanya gesekan berlebih atau kegagalan sistem pelumasan. Data dari sensor kemudian dikirim ke sistem akuisisi data untuk diproses dan dianalisis secara real-time.

Selain itu, sistem CBM juga dilengkapi dengan perangkat lunak analisis Fast Fourier Transform (FFT) yang berfungsi mengubah data getaran dari domain waktu ke domain frekuensi. Melalui analisis tersebut, sistem dapat mengidentifikasi harmonik tertentu seperti 1× RPM dan 2× RPM yang menjadi indikator adanya misalignment, ketidakseimbangan poros, maupun keausan bantalan. Sistem alarm kemudian memberikan peringatan apabila parameter operasi melebihi batas aman yang telah ditentukan.

3.4 Teknik Pengumpulan Data

Pengumpulan data dalam penelitian ini dilakukan melalui sistem Condition-Based Monitoring (CBM) berbasis perangkat lunak (software monitoring system) yang terhubung langsung dengan sensor getaran dan sensor temperatur pada mesin induk kapal bulk carrier. Sistem perangkat lunak digunakan untuk menerima, menyimpan, menampilkan, dan menganalisis data kondisi mesin secara real-time selama kapal beroperasi.

Sensor getaran (accelerometer) dan sensor temperatur (thermocouple) dipasang pada bantalan (bearing) dan poros propulsi untuk mendeteksi perubahan kondisi operasi mesin. Data yang diperoleh dari sensor kemudian dikirim ke perangkat lunak monitoring melalui sistem akuisisi data (data acquisition system). Melalui software tersebut, operator dapat memantau parameter operasi seperti amplitudo getaran, temperatur bantalan, spektrum frekuensi, dan tren perubahan kondisi mesin secara kontinu.

Perangkat lunak CBM juga digunakan untuk melakukan analisis Fast Fourier Transform (FFT) terhadap data getaran sehingga pola frekuensi harmonik seperti 1× RPM, 2× RPM, dan sideband frequency dapat diidentifikasi. Hasil analisis tersebut ditampilkan dalam bentuk grafik tren, spektrum frekuensi, dan alarm kondisi mesin untuk membantu operator dalam mendeteksi indikasi awal kerusakan seperti misalignment, ketidakseimbangan poros, dan keausan bantalan.

Selain data real-time, software monitoring juga menyimpan data histori operasi mesin yang meliputi rekaman getaran, temperatur, alarm sistem, dan waktu terjadinya anomali. Data histori tersebut digunakan untuk melakukan analisis tren (trend analysis) dan evaluasi pola degradasi komponen dalam jangka waktu tertentu. Dengan adanya penyimpanan data secara digital, proses analisis kondisi mesin menjadi lebih akurat dan mudah dilakukan.

Pengumpulan data juga didukung oleh fitur alarm otomatis pada software CBM. Sistem akan memberikan notifikasi ketika parameter operasi mendekati atau melebihi batas aman yang telah ditentukan berdasarkan standar ISO 10816. Dengan demikian, operator dapat segera melakukan tindakan inspeksi atau perbaikan sebelum terjadi kegagalan total pada sistem propulsi kapal.

BAB IV

PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS

4.1 Data Hasil Monitoring

Hasil monitoring sistem CBM pada kapal bulk carrier menunjukkan adanya kenaikan parameter getaran dan temperatur bantalan selama operasi.

Kenaikan tersebut menunjukkan adanya degradasi kondisi bantalan dan ketidaksejajaran poros.

4.2 Analisis FFT

Hasil analisis FFT menunjukkan munculnya:

• Harmonik 1× RPM
• Harmonik 2× RPM
• Sideband frequency

Pola ini merupakan indikasi:

• Misalignment poros
• Keausan bantalan
• Gesekan berlebih akibat kegagalan pelumasan

Secara teknis, harmonik 1× RPM menunjukkan ketidakseimbangan putaran poros, sedangkan 2× RPM mengindikasikan ketidaksejajaran mekanis.

4.3 Analisis Trending

Berdasarkan data monitoring, kenaikan getaran terjadi sebesar:

$0.15\ \text{mm/s per jam}$0.15 mm/s per jam

Dengan batas kritis ISO 10816 sebesar:

$11\ \text{mm/s}$11 mm/s

Maka estimasi waktu menuju kondisi kritis dapat dihitung:$$t = \frac{11 – 6,5}{0,15}$$t=0,1511−6,5​ $$t = 30 \text{ jam}$$t=30 jam

Artinya, sistem diperkirakan mengalami kegagalan total dalam waktu sekitar 30 jam apabila tidak dilakukan tindakan perbaikan.

4.5 Analisis Kerugian Ekonomi

Dampak kerugian akibat kegagalan sistem dihitung sebagai berikut:

Total kerugian:$$(7 \times 50.000) + 120.000 + 95.000 + 180.000$$(7×50.000)+120.000+95.000+180.000 $$= 745.000 \text{ USD}$$=745.000 USD

Kerugian terbesar berasal dari downtime operasional kapal dan keterlambatan distribusi muatan.