Tesis ini meneliti optimasi Overall Equipment Effectiveness (OEE) pada pompa Semilean 107JB di Pabrik Amonia 2 PT Pupuk Kalimantan Timur dengan menggunakan Kepner-Tregoe Decision Analysis (KTDA). Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi akar penyebab rendahnya keandalan pompa tersebut, merumuskan solusi alternatif, dan memilih solusi terbaik untuk meningkatkan OEE. Hasil analisis menunjukkan empat faktor utama penyebab masalah, yaitu prosedur pemeliharaan yang tidak memadai, pengoperasian pompa di luar kapasitas desain, kurangnya pelatihan dan kompetensi tenaga kerja, serta pemilihan material yang tidak tepat. Dari beberapa solusi alternatif yang diusulkan, implementasi IoT probe sensor untuk pemantauan real-time dinilai sebagai solusi yang paling efektif, dengan potensi peningkatan OEE dari 63,63% (2022) menjadi 96,74% (2024) dan penghematan sebesar 12,6 juta dollar. Tesis ini menyediakan wawasan dan metodologi terstruktur untuk meningkatkan keandalan peralatan, khususnya dalam industri petrokimia.