Internet of Things (IoT) — dan dalam arti yang lebih luas, Revolusi Industri Keempat (Industri 4.0) — adalah paradigma baru yang ada di mana-mana di bidang manufaktur saat ini, yang sangat memengaruhi cara pabrikan beroperasi atau berencana untuk beroperasi. Meningkatkan Efektivitas Peralatan Keseluruhan (OEE) adalah persyaratan utama IoT baru dan pengoptimalan OEE memerlukan data yang akurat dan terkini di seluruh organisasi termasuk data pengukuran dan pengujian yang dikumpulkan dari laboratorium berkualitas dan langsung dari lantai produksi.
Meningkatkan kecepatan, volume, dan akurasi pengumpulan data pengukuran dan inspeksi sangat penting, karena memberikan wawasan yang kuat yang penting untuk meningkatkan efisiensi dan secara konsisten membuat suku cadang berkualitas. Dalam hal memperoleh/mengumpulkan data pengukuran presisi untuk tujuan kontrol kualitas, jalur paling jelas menuju keunggulan ini berasal dari teknologi pengambilan nirkabel dan seluler.
Sistem pengumpulan data nirkabel harus mobile serta dienkripsi dan diamankan dengan kuat, dan sesuai untuk berbagai kebutuhan mulai dari jarak tak terbatas dan kompatibilitas pengukur hingga kemudahan penggunaan dan integrasi praktis ke dalam operasi manufaktur otomatis. Sistem pengumpulan data nirkabel terbaik dapat secara dramatis meningkatkan produktivitas, menghilangkan potensi kesalahan, menyediakan dokumentasi lengkap, dan mengotomatiskan proses akuisisi data. Sistem harus mencakup semua manfaat ini baik yang digunakan oleh satu karyawan atau di seluruh perusahaan dengan sistem kontrol kualitas terintegrasi.
Ada banyak alasan mengapa produsen perlu mengumpulkan data pengukuran dan inspeksi yang akurat, tepat waktu, dan lengkap. Inisiatif OEE, Lean, dan Six Sigma memerlukan data yang dapat dipercaya untuk mendukung praktik pengendalian kualitas terbaik. Pabrikan — terutama industri seperti medis, biomedis, kedirgantaraan, dan pertahanan — sering kali harus memenuhi persyaratan peraturan dan menyediakan dokumentasi yang dapat dilacak dan andal untuk pembuatan suku cadang penting.
Potensi kesalahan manusia dan keterlambatan: Sistem yang meminta pekerja untuk melacak pengukuran kunci secara manual memerlukan perhatian yang sangat tepat terhadap detail, dilakukan puluhan atau bahkan ratusan kali dalam satu shift — semua yang seringkali sulit dan tidak realistis untuk dilakukan secara konsisten, bahkan jika itu dilakukan di tempat pertama . Pendidikan adalah masalah lain — karyawan mungkin tidak memiliki latar belakang yang diperlukan untuk sepenuhnya memahami dan mengumpulkan dan menyalin data secara akurat. Digit yang dialihkan, titik desimal yang salah tempat, dan masalah serupa biasanya dapat terjadi. Selain itu, seorang karyawan mungkin perlu menghentikan pekerjaan produksi untuk merekam dan merekam pengukuran, sehingga mengurangi produktivitas secara keseluruhan.
Masalah keamanan digital: Jaringan tidak aman yang digunakan untuk mengirimkan data pengukuran dapat memberikan terobosan bagi peretas untuk mendapatkan akses yang lebih umum ke data perusahaan. Saat data pengukuran ditransmisikan tanpa langkah keamanan digital yang tepat, hal tersebut berpotensi menimbulkan risiko keamanan yang serius.
Kurangnya skalabilitas: Pertumbuhan dan diversifikasi bisnis dapat memerlukan lebih banyak proses kontrol kualitas yang mungkin tersebar di satu fasilitas atau beberapa lokasi. Paling-paling, jika sistem pengumpulan data tidak terukur, menyiapkan proses pengumpulan data yang terpisah memakan waktu, rumit, dan dapat menyebabkan kebingungan, ketidakakuratan, dan komunikasi tertunda. Lebih buruk lagi, penolakan produk, kegagalan, dan implikasi hukum terhadap pelanggan dapat terjadi.
Analisis tidak lengkap melalui strategi pengambilan sampel: Strategi pengambilan sampel tidak dapat memberikan gambaran lengkap yang ditawarkan oleh pengukuran 100% dari setiap komponen yang diproduksi. Struktur ini, umum dengan beberapa proses QC tradisional, dapat menyebabkan ketidakmampuan untuk memprediksi dan mengidentifikasi toleransi produksi drifting. Selain itu, strategi ini bahkan bukan merupakan pilihan untuk industri seperti medis atau militer yang memerlukan inspeksi suku cadang 100% dan dokumentasi yang dapat dilacak.
Peningkatan kemungkinan penolakan: Setiap bagian yang ditolak mewakili uang, waktu, dan sumber daya yang hilang. Tanpa wawasan penuh yang diberikan oleh pengukuran 100%, produsen berisiko menimbulkan biaya tambahan serta berpotensi merusak hubungan dengan pelanggan. Jika bagian yang akan ditolak sampai ke tangan pelanggan — terutama yang membutuhkan kepatuhan standar yang ketat — hasilnya dapat memiliki implikasi serius, jika bukan bencana.
Prinsip dasarnya adalah memungkinkan produsen memperoleh data pengukuran dalam jumlah besar secara akurat dan konsisten untuk memenuhi persyaratan Industri 4.0. Sistem pengumpulan data pengukuran nirkabel saat ini harus lengkap, dapat diskalakan, aman, dan tangguh untuk Industri 4.0. Itu berarti menawarkan manfaat dasar melalui otomatisasi, kemudahan pengoperasian, skalabilitas yang disederhanakan, enkripsi dan perlindungan data yang kuat, serta jarak yang tidak terbatas dan penggunaan transmisi yang tidak terbebani. Hasilnya adalah peningkatan produktivitas, pengurangan kesalahan, penyediaan dokumentasi lengkap, dan proses akuisisi data yang andal yang didorong oleh otomatisasi.
Beroperasi pada teknologi jaringan nirkabel terbaru yang menggunakan frekuensi radio gelombang pendek untuk menghubungkan ponsel, komputer, dan perangkat elektronik nirkabel, ini memungkinkan kecepatan yang jauh lebih cepat, bandwidth yang lebih besar, dan jangkauan yang lebih jauh untuk throughput data yang lebih tinggi. Sistem seperti ini menawarkan berbagai manfaat penting termasuk:
Otomasi: Ketika karyawan harus berulang kali berhenti bekerja untuk merekam pengukuran, produktivitas pasti terkena dampak negatif. Selain itu, proses pengumpulan data manual dapat menyebabkan kesalahan ke dalam basis data catatan, dengan potensi untuk sangat mengurangi akurasi dan melanggengkan kekurangan di masa mendatang. Dengan sistem pengumpulan data pengukuran terbaru, menekan tombol dapat mengirimkan data pengukuran, menghemat waktu secara signifikan; misalnya, menekan tombol setidaknya empat kali lebih cepat dibandingkan dengan menulis data lalu mengetiknya di komputer.
Otomatisasi dimaksimalkan di seluruh proses pengumpulan data pengukuran kontrol kualitas, meningkatkan efisiensi proses dan akurasi pengukuran yang diambil. Fitur seperti stempel waktu otomatis memberikan konteks penting tentang setiap titik data, yang diperlukan untuk ketertelusuran dan kepatuhan terhadap kontrol kualitas/spesifikasi produksi. Mengirim pesan kembali ke alat pengukur yang mengonfirmasi penerimaan juga berguna.
Kecepatan: Volume data yang tinggi dapat diproses tanpa penundaan, bahkan pada kapasitas penuh, dengan sistem yang menggunakan kecepatan bit lebih tinggi dan koneksi berkecepatan sangat tinggi dengan waktu tempuh data kurang dari 50 ms serta jaringan latensi sangat rendah.
Kemudahan pengoperasian: Menetapkan proses pengumpulan data pengukuran dapat menemui hambatan di berbagai tingkatan. Bagi manajemen perusahaan, mungkin ada ketidakpastian bahwa menerapkan metode baru akan memberikan manfaat yang nyata. Untuk operator, mungkin ada ketakutan akan hal yang tidak diketahui dan gentar saat mempelajari proses baru. Untuk meredakan kekhawatiran ini, kemudahan penggunaan adalah prioritas tinggi sehingga operator dapat dengan cepat merasa percaya diri dan proses pengumpulan data dioptimalkan dalam waktu singkat; misalnya, kemudahan pengoperasian meluas ke aplikasi seluler, yang menghilangkan kebutuhan untuk membawa perangkat keras yang lebih besar, seperti laptop, ke lapangan.
Fleksibilitas: Struktur topologi jaringan baru dapat dikonfigurasi untuk banyak situasi sederhana atau kompleks, dan gateway jarak jauh terdistribusi juga dapat digunakan. Struktur modular dari sistem saat ini memudahkan untuk memperluas atau mengontrak proses pengumpulan data pengukuran kontrol kualitas tanpa harus memperoleh sistem pengumpulan data baru. Data ditransmisikan dari pengukur yang memiliki pemancar radio internal atau node akhir yang dipasang secara eksternal ke gerbang dan dapat dioperasikan di Android™ atau iOS ® platform seluler dan Windows ® komputer berbasis termasuk laptop, PC desktop, PC klien tipis, dan server. Komponen repeater dan bridge juga dapat terhubung langsung ke PLC dan peralatan otomatisasi serial berkecepatan tinggi lainnya untuk pengumpulan data waktu nyata atau pengoperasian mesin jarak jauh.
Untuk pengukuran nirkabel, sangat produktif menggunakan alat ukur nirkabel yang mencakup radio tertanam, sehingga lebih mudah digunakan untuk pengumpulan data. Juga menguntungkan untuk sistem pengumpulan data pengukuran agar kompatibel dengan berbagai merek alat presisi elektronik dan pengukur. Radio ransel memperluas fungsionalitas, tidak mengganggu, dan mudah dipasang. Pengguna sistem pengumpulan data pengukuran terbaru dapat memanfaatkan beberapa gerbang yang berfungsi sebagai titik pusat atau terdistribusi untuk pengumpulan data, dibandingkan sistem konvensional yang hanya memiliki satu gerbang. Gateway dan repeater yang ringkas dapat dengan mudah masuk ke dalam genggaman.
Selain itu, aplikasi untuk pengumpulan data sangat beragam dan sistem harus cukup fleksibel untuk mencakup semua aplikasi tersebut. Sistem pengumpulan data pengukuran terbaru dapat disesuaikan dengan hampir setiap kasus penggunaan, dengan contoh mulai dari otomotif dan pertanian, hingga pengukuran 100% dari semua suku cadang dan komponen dalam industri yang sangat diatur seperti pertahanan, kedirgantaraan, medis, energi, dan banyak lagi.
Skalabilitas: Sistem pengumpulan data terbaru dirancang untuk memperoleh data pengukuran presisi secara andal dan akurat dalam berbagai aplikasi dan jarak yang luas. Dari hanya satu atau beberapa alat ukur jarak pendek, hingga konfigurasi yang memiliki banyak alat ukur yang terletak ratusan yard terpisah di pabrik besar atau tersebar lebih dari satu mil di beberapa fasilitas, jarak yang diperluas dan persyaratan aplikasi yang meningkat dengan mudah diakomodasi sebagai data pengukuran persyaratan koleksi berkembang dan berkembang.
Dalam aplikasinya yang paling sederhana, Skema Portabel menampilkan aplikasi nirkabel yang berjalan di perangkat seluler. Pengaturan sederhana ini dapat memiliki satu alat pengukur nirkabel dengan radio tertanam yang mentransmisikan data hingga 30 kaki (10 meter) ke perangkat seluler. Atau, tergantung pada perangkat seluler, Skema Portabel mungkin memiliki 5 hingga 8 alat pengukur yang terhubung ke aplikasi seluler untuk transmisi data hingga 30 kaki (10 meter). Selain itu, pengguna dapat dengan mudah mengirimkan data pengukuran hingga 30 kaki (10 meter) dari satu (atau lebih) alat pengukur nirkabel ke laptop atau PC yang memiliki gateway USB ( Gambar 1).
Dalam Skema Khas, pabrikan dapat memiliki komputer atau laptop yang menjalankan sistem pengumpulan data pengukuran untuk mendukung 20 alat ukur dalam proses pengumpulan data pada jarak hingga 200 kaki. Dalam pengaturan ini, satu gerbang USB disertakan dan simpul ujung ransel pada alat pengukur meningkatkan jangkauan transmisi dari 30 kaki menjadi 200 kaki (Gambar 2).
In a Large Factory Scheme example, 20 measuring tools can use a bridge and remote gateway to expand the total data transmission range to hundreds of feet or yards (Figure 3). And in an Enterprise Scheme, measurement data transmission can be increased from hundreds of yards to over a mile. By using remote gateways, bridges, and perhaps adding in repeaters, over 100 measuring tools can be incorporated. Each remote gateway can facilitate 20 measuring tools. For even greater distances, Yagi Long Range Antennas can be incorporated in the scheme (Figure 4).
Robust data encryption and protection: Data security is top-of-mind for all manufacturers including military. And while quality control measurement data by itself might not be particularly valuable to hackers, cybercriminals can still spoof the networks used to transmit quality control data to gain more general access to digital infrastructure. Measuring data collection systems address this issue through a variety of measures including security efforts that feature a highly secure wireless platform. Transported data is encrypted using a multilayered approach that absolutely prevents any outside access to the data, whether passive or active.
In addition, the mobile app doesn’t connect to the OS of a smartphone or tablet, restricting unintended access at a critical point. Maintaining good security also includes addressing emerging vulnerabilities in radio transmission on a frequent basis to keep systems secure going forward, with which your measuring data collection systems supplier should be dedicated to keeping pace.
Unrestricted distances and unencumbered use for transmission: Leveraging remote gateways, bridges, and repeaters offers an efficient and reliable data transmission framework. System structures can involve as few components as a backpack or embedded radio along with a mobile device running the mobile app, or utilize bridges, gateways, and repeaters to greatly extend transmission ranges in a large factory configuration.
The latest measuring data collection systems’ software application uses a wireless network to gather information from multiple measuring tools. The wireless network relies on the measuring tools’ embedded wireless technology or end nodes to gather and then relay data back to the PC. The data collection system can also send signals out to the network components to verify transmissions and request data. The hardware components of the system are the USB Gateway, Remote Gateway, Bridge Extenders, and End Node(s). The End Node is a radio transmitter/receiver that gets attached to a measuring tool. The USB Gateway is a radio transmitter/receiver attached to a PC. The Remote Gateway is the same as the USB Gateway but also extends the communication range from the PC by using a Bridge extender to boost the signals between the Remote Gateway and the PC. The Remote Gateway has the same range as the USB Gateway but can be set up very far away from the PC.
Regardless of the system architecture put into place, the result is a dependable, accurate, and fast solution for gathering quality control measurement data from every point of operation where data collection is needed.
Practicality: It is efficient to use end nodes and wireless measuring tools that are rechargeable, eliminating battery replacement and associated costs. Also, consider using end nodes and wireless measuring tools that offer an IP67 level of protection for use in harsh shop environments. The ability to adapt to most existing SPC, MRP, and ERP programs is another advantage to the measuring data collection system.
Operating distance from Gateways or mobile device is up to 30 feet (10 meters) for Wireless Measuring Tools.
Operating distance from Gateways is up to 200 feet (61 meters) for backpack end nodes.
One Gateway system handles up to 20 measuring tools, primarily calipers, micrometers, and indicators.
Additional Remote Gateways will expand the number of measuring tools supported in increments of 20 each, and a repeater can increase the transmission range to miles.
End Node Radios can store up to 10 readings if the main system is down or busy.
Broadcast range is up to 2,000 feet (610 meters) between Remote Gateways and Bridge.
Virtual multiplexers provided in the measuring data collection system take many inputs (tool data) and share them over a single output resource, which is a virtual COM port. The virtual multiplexer takes tool data and sends them on to a COM port for SPC software and other SW packages to process.
Remote access over a LAN to the data collection server via remote client software.
Optional antenna types for various deployments.
Suppler knowledge, service, and support are key when choosing a measuring wireless data collection system. A deep level of experience combined with expertise in quality control will go far in establishing a successful implementation.
This article was written by Jeff Wilkinson, Director, Research &Development and General Manager – Advanced Technology Division at the L.S. Starrett Company (Athol, MA). Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini .
Sensor
Digitalisasi dan data mendominasi diskusi saat EASTEC kembali ke West Springfield, Mass., setelah jeda pandemi 2020. Dari acara media pertama hingga tiga presentasi utama dan diskusi panel yang membahas optimalisasi lantai pabrik, EASTEC 2021 dengan tegas menetapkan bahwa upaya untuk mendorong janj
Sudah lama sejak Scott Lowen bersekolah, tetapi dia masih melakukan proyek sains. Itulah yang disebut Lowen sebagai proyek proof-of-concept untuk mengukur bagian dan membuat data yang dihasilkan menentukan koreksi yang diumpankan secara otomatis ke pusat pembubutan, penggilingan, atau peralatan mesi
Alam semesta digital bertambah dua kali lipat setiap dua tahun, diproyeksikan tumbuh dari 4,4 triliun gigabyte pada 2013 menjadi 44 triliun pada 2020. Perusahaan bertanggung jawab atas sekitar 85 persen data yang disimpan di alam semesta digital ini, menurut EMC Digital Universe. Pabrik manufaktur
Mengatakan bahwa dampak pandemi COVID-19 telah meluas adalah pernyataan yang meremehkan. Beberapa industri tidak tersentuh oleh pandemi COVID-19, termasuk sektor manufaktur. Sementara banyak sektor telah memanfaatkan keunggulan Industri 4.0 sebelum pandemi, tahun lalu telah menyaksikan peningkatan d
