Manajemen Alat Digital:Berbagai Konsep Mulai Berkumpul
Fokus pada digitalisasi dalam desain dan permesinan telah menyoroti pentingnya dan keuntungan dari sistem manajemen alat digital (DTM) yang lebih canggih. Meskipun hal ini telah menghasilkan tingkat diferensiasi yang besar, dan beberapa kebingungan mengenai definisi sistem yang diterima secara umum, hal ini telah menghasilkan evolusi tujuan dan kemampuan yang lebih komprehensif dan lebih berpusat pada pelanggan.
Sementara banyak perkembangan sebelumnya di bidang manufaktur yang melibatkan perangkat keras dan perangkat lunak ditandai oleh persaingan perusahaan antara pembangun dan pengembang yang menghambat proses, kemajuan dalam sistem manajemen alat telah jauh lebih kooperatif dan dengan demikian lebih cepat dan lebih efektif.
Di antara pendorong yang memengaruhi pengembangan DTM adalah:kebutuhan akan manajemen alat dalam sistem otomatis dan semakin meningkat dalam produksi suku cadang kompleks kecil hingga menengah di tingkat bengkel kerja; penetapan standar seperti ISO 13399; program kerjasama seperti MTConnect dan beberapa subprogram di bawah payung Industri 4.0; dan permintaan pelanggan untuk sistem yang menawarkan efisiensi yang lebih besar, lebih banyak fleksibilitas dan, bila perlu, hubungan banyak vendor.
Saat ini, penawaran sistem berkisar dari modul individual yang menjalankan fungsi terbatas hingga paket keseluruhan yang terbentang dari stasiun CAM hingga lantai toko. Corsin Buerer, start-up lead, manufacturing data management di Siemens PLM Software (Plano, TX), menyatakan, “Kami melihat DTM sebagai komponen kunci dari sistem informasi total, termasuk perangkat lunak untuk mengatur berbagai aspek persyaratan perkakas, kemampuan untuk menjawab kebutuhan otomatisasi dan kemampuan untuk mengintegrasikan perkakas ke dalam fungsi CAM. Tentu saja, karena banyaknya pelanggan yang kami layani, kami harus dapat menawarkan berbagai pilihan konfigurasi yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan masing-masing produsen.”
Alexander Zoller, presiden Zoller Inc. (Ann Arbor, MI), memvisualisasikan sistem DTM sebagai "kembar digital" untuk semua proses manufaktur yang relevan. “Sistem kami mencakup perpustakaan perkakas kembar digital, serta informasi fungsional permesinan/perkakas lengkap, yang mencakup mesin, pemegang pahat, spesifikasi pahat, geometri, dan data lain yang diperlukan selama proses. Informasi harus tersedia untuk semua orang, mulai dari pemrogram CAM hingga manajemen produksi.”
Dalam menilai fitur yang akan sangat penting untuk sistem DTM baru, Jeff Rizzie, direktur, penjualan mesin digital, Amerika, untuk Sandvik Coromant (Fair Lawn, NJ), mengambil perspektif yang luas. “Sementara banyak pabrikan biasanya memulai dengan sistem min/maks dasar untuk melengkapi alat, kami melihat pengembangan sistem fungsi penuh sebagai hal yang penting untuk masa depan. Dalam membangun sistem ini, tujuan utama kami adalah menawarkan cara yang lebih baik dalam menyediakan data berdasarkan bagaimana informasi tersebut akan dikonsumsi oleh pelanggan.”
Sensitivitas pelanggan sangat penting untuk proses. “Penawaran kami mencakup integrasi lengkap dari semua informasi dan proses yang terkait dengan proses manufaktur,” kata Gregg Bigleman, direktur, Amerika Utara, untuk TDM Systems (Schaumburg, IL). “Ini akan memungkinkan bisnis untuk lebih mudah bertransisi ke produksi terkait digital yang cerdas. Elemen penting adalah bahwa semuanya berasal dari database sumber tunggal.”
Ketersediaan data alat juga dianggap penting oleh Tyler Martin, teknisi STEP di Seco Tools LLC (Troy, MI). “Ketersediaan data yang mudah sangat penting. Kami menyediakan informasi alat kami melalui modul yang dapat diunduh dari cloud. Kepatuhan kami terhadap ISO 13399 meyakinkan pelanggan bahwa informasi yang benar akan tersedia saat mereka membutuhkannya dan mudah dipahami.”
Walter AG (Tübingen, Jerman) adalah pendukung awal untuk sistem manajemen alat dan saat ini menawarkan kemampuan layanan penuh kepada pelanggan yang lebih besar. Florian Böpple, manajer manufaktur digital, berkomentar, “Upaya awal kami dalam manajemen alat termasuk mesin penjual otomatis. Saat ini, sistem logistik kami memungkinkan kami untuk bermitra dengan perusahaan dengan mengintegrasikan paket total yang memungkinkan mereka untuk melepaskan fungsi manajemen alat. Dalam kondisi ekspansi tertinggi, kami menempatkan orang-orang secara penuh waktu di pelanggan dan membeli semua alat—bahkan beberapa dari pesaing. Kami menangani presetting, operasi teknis dan optimasi pada mesin. Hal ini memungkinkan produsen untuk berkonsentrasi pada bisnis inti mereka dan menyerahkan manajemen alat di tangan para profesional.”
Sebagai kendaraan respon, DTM akan berkembang dengan cara yang menggabungkan kemajuan di bidang manufaktur dan visi perusahaan perkakas yang terlibat. Seperti yang dikatakan Alexander Zoller secara ringkas, “Secara fungsional, akan ada sistem baru setiap tahun.”
Bigleman Sistem TDM menekankan perlunya "menghubungkan beberapa fasilitas di mana saja di dunia," yang akan memberikan efisiensi berkelanjutan. Di Siemens, Buerer, manajer pemasaran produk senior, menekankan perkembangan logis DTM dari awal:“Kami telah pindah dari pengembangan perpustakaan alat digital ke sistem yang ditujukan untuk manajemen alat fisik. Ini akan mencakup lokasi alat apa pun dalam proses manufaktur serta alat dalam inventaris, karena ini menimbulkan tantangan berkelanjutan dalam lingkungan produksi yang berkelanjutan.”
Rizzie dari Sandvik Coromant juga menyebutkan jalur pengembangan sistem. “Secara historis, sistem manajemen alat didasarkan pada perhitungan statis inventaris alat dan pembaruan terkait. Di lingkungan modern, ini sudah usang dan kita harus beralih ke tren dinamis dari data waktu nyata, termasuk status di mesin. Akibatnya, kami beralih dari sistem diskrit ke sistem interaktif.”
Walter bekerja menuju konsep multi-saluran melalui penggunaan "kokpit" manajemen alat. Böpple menjelaskan:“Kokpit akan mengembangkan laporan untuk manajemen ekonomi dari waktu ke waktu untuk menentukan penghematan definitif dalam keseluruhan proses dengan menetapkan dasar kinerja. Jelas, tidak tergantung pada pelanggan untuk mengetahui data alat logistik. Dengan menggabungkan keahlian kami, kami dapat memberikan informasi yang lebih bermakna dan efektif, terutama dalam hal proses pemesinan. Kokpit selanjutnya akan memberi kami data kinerja di Walter yang akan memungkinkan kami meningkatkan kinerja alat.”
Masukan dan Permintaan Pelanggan
Faktor signifikan dalam peningkatan sistem manajemen alat digital adalah masukan dan permintaan pelanggan. Sintesis yang dihasilkan dari kebutuhan pelanggan dan pengalaman produsen alat muncul sebagai kontributor paling signifikan untuk memperluas kemampuan sistem DTM yang lebih standar.
Martin dari Seco Tools mengutip permintaan untuk pustaka data alat yang lebih baik yang berlaku untuk sistem CAM. “Kemampuan CAM akan mutlak diperlukan untuk sistem manajemen alat untuk mencapai potensi penuhnya.”
Kata Zoller, “Pelanggan mulai dengan melihat gambaran besarnya, kemudian meminta kami untuk bekerja sama dengan mereka dalam mengembangkan solusi spesifik. Misalnya, umumnya ada pemborosan yang dirasakan dalam waktu yang dihabiskan untuk mencari alat tertentu. Dengan memperkenalkan kontrol yang memadai, kita dapat memecahkan masalah itu. Kami juga melihat permintaan lain untuk aplikasi 3D, serta kemampuan seluler yang dapat berkomunikasi melalui ponsel dan tablet.”
Pelanggan baru yang mempertimbangkan pemasangan DTM membawa beberapa tuntutan, yang dapat dijawab dengan berbagai cara. Kata Bigleman dari TDM Systems, “Pelanggan saat ini selalu ingin memperluas dan memasukkan lebih banyak proses manufaktur mereka ke dalam sistem DTM. Dengan demikian, pelanggan baru yang potensial dapat memasuki lingkungan manufaktur digital di mana saja dalam proses melalui penggunaan perangkat tambahan “bolt-on” sederhana. Setelah langkah-langkah awal diambil, dimungkinkan untuk memperluas hulu atau hilir tanpa kehilangan data atau efisiensi apa pun.”
Rizki setuju. “Di Sandvik Coromant, kami mencari platform pemula yang memungkinkan koneksi aplikasi tambahan. Namun, dalam konteks ini, vendor perlu membuktikan cara setiap aplikasi baru menambah aliran nilai.”
Sementara fase pengembangan awal DTM sebagian besar telah menjadi provinsi OEM utama dan produsen perkakas besar, industri ini juga dihuni oleh banyak perusahaan perkakas kecil, banyak di antaranya mempertahankan hubungan penjualan dan konsultasi dengan pengguna akhir, terutama bengkel kerja. dan produsen yang lebih kecil. Langkah menuju digitalisasi tentu menimbulkan pertanyaan tentang apa yang akan terjadi pada sumber daya tersebut.
Walter's Böpple melihat "pengguncangan" yang akan datang karena standarisasi seperti halnya DTM. “Ada perjuangan berkelanjutan antara pemasok tingkat rendah dan pemasok premium. Mereka yang berada di ujung bawah benar-benar tidak termotivasi untuk pindah ke sistem dalam kapasitas apa pun. Ancaman terbesar mereka berasal dari fakta bahwa alat, terutama di tingkat komoditas, menjadi semakin mirip.”
Zoller membayangkan tempat bagi perusahaan kecil, asalkan mereka memenuhi persyaratan utama. “Perusahaan yang lebih kecil harus menjadi lebih efisien. Kami melihat peluang bagi mereka untuk menjangkau basis pelanggan yang lebih kecil dalam kemitraan dengan perusahaan seperti kami. Bahkan, mereka mengisi katalog dan database kami.”
Sejumlah perusahaan jasa yang mengisi kesenjangan antara penyedia DTM yang lebih besar dan produsen perkakas kecil juga kemungkinan akan meningkat. Menurut Buerer, “Perusahaan yang serius mempertahankan posisinya bahkan berkembang akan dapat mengakses pemasok yang dapat menambah data mereka. Selain itu, produsen kecil yang berspesialisasi dalam disiplin perkakas tertentu, seperti penggilingan benang, juga akan menemukan ceruk dan akan memiliki keuntungan tambahan bermitra dengan perusahaan besar yang menyediakan DTM.”
Faktor penting dalam kelangsungan hidup dan pertumbuhan produsen kecil dikutip oleh Martin. “Perusahaan-perusahaan ini tidak hanya dapat mencangkok ke sistem yang ada dalam bentuk kemitraan, tetapi berkat cloud, kemampuan layanan mereka akan menjadi lebih luas dan efisien.”
Dukungan lebih lanjut untuk pemasok alat yang lebih kecil akan datang dalam bentuk strategi platform terbuka yang digabungkan oleh beberapa pemain utama. “Kami adalah ‘brand agnostic,'” kata Rizzie. “Alat apa pun dapat terhubung dalam sistem kami. Saya pikir semua jurusan pada akhirnya akan menemukan hal ini berkat program keseluruhan seperti ISO 13399 dan MTConnect.”
Kepemimpinan dalam DTM yang ditunjukkan oleh produsen alat utama dan pelanggan mereka, serta filosofi dan fitur operasional yang berbeda, menimbulkan pertanyaan tentang skalabilitas. Sejauh mana sistem yang lebih komprehensif dapat diedit ke konfigurasi yang lebih ringkas, atau termodulasi, sebagian besar bergantung pada tujuan yang melekat dan pengembangan aslinya.
Böpple mencatat tingkat diferensiasi yang tinggi. “Sistem DTM yang paling efektif secara definisi komprehensif dan, dengan demikian, kurang tersedia untuk perusahaan kecil. Hal ini akan terus terjadi karena perusahaan besar menginginkan sistem yang mampu diimplementasikan dengan segera dan yang tidak hanya membutuhkan cetak biru yang ekstensif tetapi mungkin juga modifikasi kunci. Perusahaan yang lebih kecil dapat mengimplementasikan modul sedikit demi sedikit, tetapi sejujurnya itu bukan sistem holistik.”
Martin meramalkan bahwa “karena semakin banyak protokol menjadi standar, lebih banyak aspek DTM akan tersedia untuk operasi yang lebih kecil.” Fakta bahwa sistem Seco Tools berasal dari kombinasi beberapa komponen yang berasal dari pustaka alat yang ekstensif dan terdiversifikasi membuat sistem, dalam istilah Buerer, “sangat skalabel.”
Perlu Rencana Jangka Panjang
Bigleman menyebutkan pentingnya rencana jangka panjang dalam pengembangan sistem apapun. “Setiap proposal kami secara khusus dikembangkan untuk pelanggan individu berdasarkan kebutuhan mereka. Ini dapat dimulai dengan sederhana dan memiliki rencana implementasi bertahap atau menggabungkan pendekatan keseluruhan dari awal.”
Rizzie mengambil pendekatan yang berbeda dan membayangkan jalur multi-tingkat yang fleksibel di mana paket DTM berukuran kecil hingga menengah yang menggabungkan komponen standar akan tersedia untuk memenuhi kebutuhan operasi yang lebih kecil.
Berbagai sistem, modul, dan pendekatan yang berkembang juga menimbulkan pertanyaan tentang implementasi, yang dapat menjadi faktor penentu dalam keputusan pembelian pelanggan. Böpple mengutip pentingnya perencanaan yang komprehensif untuk kesuksesan DTM. “Kami menyarankan pelanggan kami untuk membayangkan di mana mereka ingin berada—dan itu jauh melampaui manajemen alat. Dari keseluruhan rencana, kami memperoleh strategi, kemudian memilih dan menggabungkan mitra terbaik dan menerapkan solusi. Kami mengingatkan pelanggan kami untuk tidak takut melakukan perubahan atau kewalahan oleh kelebihan data. Hasil jauh lebih disukai daripada kebingungan.”
Martin merekomendasikan untuk menggabungkan seluruh sistem sekaligus:“Ini masuk akal tidak hanya dari sudut pandang operasional tetapi dari sudut pandang keuangan. Dengan memilih biaya satu kali, pelanggan menghindari tambahan dan tambahan yang tidak terduga.”
“Pendekatan hati-hati mengenai keterlibatan internal yang berat di pihak pelanggan adalah wajib,” kata Zoller. “Yang paling penting adalah menempatkan tim di tempatnya. Ini tidak hanya menghemat waktu tetapi memungkinkan orang yang paling akrab dengan proses untuk mengambil pandangan internal. Kemudian, prioritaskan area utama dan terapkan secara bertahap.”
Buerer menganjurkan perubahan paradigma untuk perusahaan besar dan strategi "mulai dan kemudian berkembang" untuk perusahaan yang lebih kecil. “Keberhasilan sistem besar sangat bergantung pada persiapan dan pelatihan, dan orang-orang merasa jauh lebih logis untuk memahami seluruh konsep sekaligus. Jika hal ini tidak memungkinkan secara finansial atau operasional, kami menyarankan untuk memulai dengan departemen atau set mesin tertentu, mempelajari sistem dan menentukan hasil akhir yang diinginkan, dan kemudian berkembang dari sana.”
Pengaruh Industri 4.0
Jelas bahwa inisiatif Industri 4.0 adalah kekuatan utama di balik adopsi DTM. Kecepatan dan tingkat penerapannya bervariasi tergantung pada urgensi pengguna untuk mematuhi protokol.
Dalam hal ekspansi, Buerer melihat perlunya sistem yang bergerak lebih dari sekadar perkakas. “Jika perusahaan ingin meningkatkan kemampuan otomatisasi, mereka harus mengikuti kebutuhan DTM. Selanjutnya, sistem digital tidak dapat berhenti pada alat tetapi juga harus mencakup manajemen perlengkapan dan pengukur.”
Zoller melihat DTM sebagai “sangat cocok dengan inisiatif 4.0. Satu-satunya cara efektif untuk memanfaatkan semua sumber daya adalah melalui sistem bersama. Hal ini mendorong efisiensi yang berdampak positif pada neraca—pengeluaran mendorong ruang perkakas saat ini dan kami bergerak menuju ruang perkakas robotik yang sepenuhnya otomatis.”
Menurut Martin, “Sistem manufaktur yang sepenuhnya digital harus bersifat holistik. DTM adalah bagian penting dari campuran. Pelanggan serius dengan Industri 4.0.”
Rizzie mencatat, “Inti dari Industri 4.0 adalah konsep konektivitas. Manajemen alat harus saling berhubungan untuk menyediakan data dinamis yang direkam dan pada akhirnya akan memengaruhi semuanya, mulai dari siklus yang dioptimalkan hingga masa pakai alat.”
Meskipun ada kesepakatan umum tentang perlunya DTM, interpretasi yang berbeda tentang bagaimana sistem tersebut harus dibangun dan diimplementasikan dan apa yang harus mereka sertakan secara alami mengarah pada visualisasi di mana protokol tersebut akan berada dalam waktu dekat hingga jangka menengah di masa depan. Faktor selanjutnya melibatkan cara sistem akan mencakup atau menyesuaikan dengan metode, bahan, dan teknologi baru dan non-tradisional.
Bigleman meramalkan revolusi dalam komunikasi:“Dalam waktu dekat, tidak akan ada lagi ‘silo’. Komunikasi harus jelas dan industri perlu merangkul gagasan komunikasi transparan di semua proses, sistem, dan departemen. Saat teknologi baru muncul, penyedia akan mengembangkan perangkat lunak dan perangkat keras yang menghubungkan semuanya.”
Zoller meramalkan “pengembangan berkelanjutan sistem DTM yang secara alami akan merangkul material dan teknologi baru, terutama yang terkait dengan kemampuan pelanggan untuk memproduksi alat mereka sendiri.”
Böpple percaya bahwa kepemimpinan jangka pendek di Industri 4.0 dalam industri pemotongan logam akan diberikan oleh OEM dan perusahaan perkakas yang lebih besar dan bertujuan untuk pengoptimalan alat sebagai tujuan utama. “Produsen alat harus membantu dalam alur proses, mulai dari CAM, perencanaan, pengadaan, dan aplikasi. Ini akan mempermudah untuk menemukan alat terbaik dengan lebih efisien—bahkan jika itu memerlukan pencarian produk global karena kami menyediakannya melalui penggunaan GPS.”
Berkenaan dengan teknologi baru, ia memperkirakan lebih banyak pencetakan benda kerja, terutama di industri otomotif dan dirgantara, dengan penekanan pada bobot yang lebih ringan dan struktur logam yang lebih baik. Namun, alat konvensional akan terus dibutuhkan.
“Karena beberapa pelanggan mengembangkan kemampuan untuk membuat benda kerja setengah jadi mereka sendiri, mereka pada saat yang sama harus menentukan metode dan alat apa yang akan digunakan dalam proses penyelesaian,” kata Böpple. “Bagi sebagian besar pelanggan, itu akan tetap berlaku juga untuk proses roughing, terutama karena kerumitan permesinan terus meningkat karena material dan paduan baru. Tugas seperti itu membutuhkan
pengalaman dan pengetahuan yang luas, dan dengan banyaknya ahli yang mencapai usia pensiun, akan sangat penting untuk melatih orang baru.”
Menurut Buerer, “Dalam waktu dekat, sistem DTM akan dipanggil untuk menyediakan lebih banyak data 3D, serta kemampuan simulasi. Sebagian besar data 3D harus berasal dari produsen alat yang akan bekerja dengan pelanggan untuk mengoptimalkan umpan dan kecepatan, meminimalkan inventaris, dan membuka pintu untuk umpan balik yang lebih besar dari alat dan proses pemesinan.”
Peningkatan penekanan pada pembuatan dan/atau pengambilan data yang cepat adalah kuncinya, menurut Martin. Mengenai teknologi baru, ia percaya bahwa “karena biaya masuk sangat tinggi, menggabungkan manufaktur aditif canggih tidak akan layak secara ekonomi bagi sebagian besar pelanggan. Mengingat masukan yang diperlukan dalam hal perangkat keras, perangkat lunak, dan manusia, pengembangan alat yang sangat khusus sebaiknya dilakukan dalam kemitraan dengan produsen alat.”
Rizzie mengamati bahwa konektivitas di semua tingkatan akan menjadi daya dorong utama DTM dalam jangka pendek hingga menengah. “Konektivitas yang dipercepat akan, dalam beberapa kasus, menentukan kebutuhan akan perkakas khusus, yang dalam beberapa kasus memerlukan pencetakan. Faktor penting di sini melibatkan pengembangan materi yang dapat memberikan hasil terbaik.”
Banyaknya arah yang berbeda dalam DTM menunjukkan bahwa protokol yang kaku tidak tepat. Dalam lingkungan manufaktur yang dinamis yang dicirikan oleh desain revolusioner, bahan baru dan dalam beberapa kasus disesuaikan, dan metode dan mesin yang belum pernah terdengar sebelumnya, definisi tradisional "alat" telah melebar. Demikian juga, penggunaan yang dioptimalkan dari semua input dan aset dalam manufaktur memerlukan sistem yang dapat mengakomodasi fungsi interaktif dan rahasia. Seperti yang diamati Rizzie, “Dengan digital, kami beralih dari pengetahuan suku ke pengetahuan sistem.”
Meskipun semakin banyak segmen komunitas manufaktur mengakui kebutuhan dan keniscayaan sistem DTM, pemahaman tentang bagaimana protokol tersebut akan didefinisikan, diimplementasikan, dan pada akhirnya digunakan sangat bervariasi. Sementara standar termasuk ISO 13399, Industri 4.0, dan MTConnect telah berkontribusi pada beberapa tingkat struktur, banyak perdebatan berlanjut tentang apa yang harus disertakan oleh sistem (hanya alat atau perkakas, perlengkapan, dan peralatan tambahan), siapa yang harus bertanggung jawab atas pengelolaan berkelanjutan dari sistem (pegawai fasilitas vs. produsen/pemasok perkakas), seberapa jauh DTM harus diperluas secara fungsional dan departemen apa yang harus disertakan (operasi manufaktur, keuangan, manajemen), dan bagaimana sistem harus berkembang dari implementasi ke masa depan.
Apa yang pernah dibayangkan sebagai versi yang lebih canggih dari ruang perkakas menjadi lebih rumit dengan percepatan pesat dalam pengembangan teknologi manufaktur dan tantangan yang dihadirkan oleh alternatif yang sama sekali baru, termasuk manufaktur aditif dan nanoteknologi, yang mengaburkan definisi tentang apa merupakan alat.
Dari sekian banyak untaian teknologi yang mengganggu ini, tampaknya sistem DTM akan sangat disesuaikan dan terus berkembang berdasarkan faktor-faktor termasuk sifat suku cadang dan bahan, tingkat otomatisasi, dan hasil yang diinginkan. Jelas, modularisasi akan terus memainkan peran utama.
