Bagaimana Teknologi Digital Twin Menjembatani Kesenjangan Bakat Manufaktur

Konsep kembar digital, di mana sebuah organisasi menciptakan representasi virtual dari operasi bisnisnya, telah ada dalam berbagai bentuk selama beberapa dekade, tetapi telah mengalami perubahan yang luar biasa dalam beberapa tahun terakhir.

Sebelumnya, kembar digital dibuat menggunakan spreadsheet untuk memasukkan data dan melihat hasil potensial dari berbagai skenario. Berkat kemajuan kecerdasan buatan dan realitas virtual, teknologi kembar digital telah berkembang dengan proyeksi yang lebih cepat dan akurat, berdasarkan aliran data tanpa akhir yang dapat diakses dari mana saja di dunia. Ini pada dasarnya menciptakan "metaverse" untuk perusahaan manufaktur.

Dengan menggunakan umpan data langsung dan menerapkan pembelajaran mesin, teknologi kembar digital memungkinkan pabrik untuk memanfaatkan data secara real time menjadi lebih pintar dan lebih efisien. Ini dilakukan dengan mengidentifikasi kesenjangan dalam proses manufaktur, memprediksi waktu pemeliharaan atau masalah produksi kesalahan dengan akurasi yang meningkat saat mengumpulkan informasi. Mengelola masalah ini sejak dini atau sebelum terjadi akan mencegah waktu henti dan hilangnya produktivitas.

Saat sektor manufaktur bergulat dengan kekurangan tenaga kerja terampil, teknologi kembar digital membantu para pemimpin mempertahankan lantai pabrik yang produktif dan aman meskipun ada keterbatasan sumber daya.

Mendukung Operasi Lean

Dengan pensiunnya pekerja manufaktur berpengalaman dan sedikit pekerja terampil yang tersedia untuk menggantikan mereka, sektor industri AS telah menghadapi kekurangan keterampilan selama beberapa tahun. Pengunduran Diri Hebat, yang dipicu oleh pandemi COVID-19, hanya menambah tantangan.

Saat produsen berjuang untuk menarik, melatih, dan melatih bakat baru, teknologi kembar digital berfungsi sebagai penyelamat bagi banyak produsen. Perusahaan menggunakannya untuk menguji pengaturan peralatan yang berbeda untuk menemukan opsi yang paling produktif dan mencegah waktu henti. Selain itu, otomatisasi memungkinkan banyak pabrik untuk melanjutkan produksi meskipun ada pengurangan tenaga kerja yang tersedia. Operator alat berat tunggal dapat menjalankan beberapa alat berat secara mandiri, karena kembaran digital menganalisis data untuk melihat bagaimana input dan proses yang berbeda akan memengaruhi produktivitas.

Teknologi kembar digital sangat berguna dalam tahap pembuatan prototipe, di mana tim mengembangkan beberapa iterasi produk untuk menentukan desain dan bahan mana yang akan menghasilkan karya akhir terbaik. Kembar digital dapat merampingkan proses pembuatan prototipe untuk meningkatkan waktu ke pasar sekaligus mengurangi biaya. Prototipe kembar digital adalah rendering digital yang memungkinkan tim desain untuk melihat bagaimana model yang berbeda akan tampil di dunia nyata, tanpa mencurahkan bahan dan waktu produksi untuk beberapa kemungkinan iterasi. Protipe dapat berisi informasi yang berkaitan dengan atribut fisik, properti, parameter operasi, tagihan bahan, nomor bagian dan banyak lagi. Dengan prototipe digital, produk dapat dibangun lebih awal dalam prosesnya, dan simulasi dapat dijalankan menggunakan realitas virtual. Perubahan dapat dilakukan dengan cepat untuk meningkatkan desain sebelum mesin fisik dibuat.

Jika waktu tradisional ke pasar membutuhkan dua hingga tiga siklus pembuatan prototipe, penggunaan kembaran digital pada tahap awal hingga pertengahan dapat menghilangkan satu siklus pembuatan prototipe secara keseluruhan, mengurangi waktu, sumber daya, dan biaya.

Mengoptimalkan Kondisi Tempat Kerja

Dengan mempertimbangkan berapa banyak karyawan yang akan bekerja pada waktu tertentu, serta tingkat keterampilan dan kebutuhan peralatan mereka, kembaran digital dapat mensimulasikan bagaimana produktivitas akan terpengaruh dengan memindahkan karyawan tertentu ke area yang berbeda. Ini dapat menyeimbangkan alur kerja dan memprediksi kombinasi pekerja dan peralatan mana yang paling produktif.

Kembar digital juga dapat memprediksi kegagalan berdasarkan faktor-faktor seperti usia peralatan, bahan yang digunakan, catatan pemeliharaan, dan titik data lainnya, yang memungkinkan pekerja memprioritaskan pemeliharaan preventif untuk menghindari waktu henti yang tidak perlu.

Jika terjadi kerusakan peralatan, kembar digital memungkinkan pemecahan masalah virtual, memungkinkan staf untuk menyelidiki penyebab kegagalan dan kemungkinan pemecahannya. Ini mengurangi jumlah waktu dan tenaga yang tidak perlu yang diperlukan untuk mendiagnosis masalah dan menemukan solusi secara manual. Pemimpin kemudian dapat meminta bantuan spesialis yang tepat untuk memperbaiki masalah, daripada membahas setiap masalah peralatan potensial. Karena kembaran digital berjalan pada komputer berdaya tinggi, analisis dan simulasi dapat dilakukan dalam hitungan menit, bukan jam atau bahkan hari.

Langkah-Langkah Penerapan

Setelah para pemimpin senior bergabung dengan potensi keuntungan dari teknologi kembar digital, para pemimpin manufaktur dapat bergerak maju dengan proses implementasi. Saat teknologi baru diperkenalkan, penting untuk mengambil langkah-langkah kunci berikut:

• Tetapkan tujuan Anda. Sebelum memulai proses teknis pembuatan kembaran digital, tentukan apa yang akan dilakukan kembaran digital. Masalah terkait bisnis apa yang ingin dipecahkan? Apakah akan memonitor peralatan untuk melaporkan kegagalan? Memprediksi kegagalan dan merekomendasikan pemeliharaan preventif? Atau menjalankan simulasi untuk melihat bagaimana aktivitas yang berbeda akan berdampak pada produktivitas? Data kembar digital dapat membantu organisasi memecahkan masalah yang diperlukan, seperti memprediksi pemeliharaan preventif, tetapi juga dapat menunjukkan area peningkatan lainnya karena data kembar digital terus menjadi lebih cerdas dan lebih banyak data dikumpulkan. Ada juga pertanyaan tentang apa yang perlu dipantau. Apakah Anda memerlukan kembaran digital untuk satu mesin atau lini produksi, atau yang lebih besar dari seluruh pabrik? Meskipun mungkin tergoda untuk memantau setiap aspek pabrik, fokuslah pada area yang akan menghasilkan laba atas investasi terbesar. Kembar digital selalu dapat diperluas di kemudian hari.
• Temukan perangkat lunak yang tepat. Untuk produsen, memilih pencipta kembar digital akan seperti memilih alat lain di toko — pikirkan tentang aplikasi, tujuan, dan apa yang Anda perlukan untuk mencapainya. Jika Anda hanya berencana memantau peralatan untuk efisiensi operasional, kembaran digital terbatas sudah cukup, sementara teknologi yang lebih canggih akan diperlukan untuk menjalankan simulasi.
• Impor model dan data CAD. Di sinilah hal-hal yang benar-benar mulai datang bersama-sama. Mengimpor model desain berbantuan komputer (CAD) dan aliran data lainnya ke dalam perangkat lunak akan memungkinkan Anda membangun kembaran digital. Bergantung pada seberapa kompleks kembaran digital itu (pemantauan versus simulasi, mesin tunggal versus pabrik yang beroperasi penuh), data yang dibutuhkan untuk membuat representasi virtual yang akurat akan sangat bervariasi. Secara umum, perkirakan untuk mengekspor aliran data sebanyak mungkin untuk melihat hasil terbaik.
• Buat koneksi yang aman. Karena kembar digital memerlukan transfer data yang konstan antar sistem, jaringan yang aman sangat penting untuk melindungi pabrik utama dari peretasan atau gangguan lainnya. Saat memilih platform kembar digital, tanyakan tentang langkah-langkah keamanan yang diterapkan untuk meminimalkan risiko.
• Rencanakan skala. Bahkan jika Anda memulai dari yang kecil dengan kembaran digital hanya untuk satu mesin atau saluran, daya komputasi yang dibutuhkan kemungkinan akan melampaui sistem standar apa pun di toko. Saat Anda mempertimbangkan alat dan platform, rencanakan skala dan manfaatkan teknologi cloud untuk memastikan ada ruang untuk pertumbuhan jika Anda memilih untuk menambahkan lini mesin lain nanti.

Menyiapkan kembaran digital dapat membantu produsen meningkatkan produktivitas dan keamanan di lantai pabrik, tetapi beberapa kondisi harus dipenuhi untuk memastikan keberhasilan. Menyediakan akses ke data yang akurat sangat penting, seperti memastikan jaringan yang aman. Di luar spesifikasi teknis, para pemimpin perlu memberikan pelatihan, komunikasi, dan insentif yang memadai untuk memastikan semua karyawan terlibat dalam proses tersebut. Manajemen perubahan yang efektif adalah kunci keberhasilan implementasi. Penyedia perlu menunjukkan manfaat kembar digital saat melatih staf tentang cara menggunakan platform. Penting untuk dipahami bahwa meskipun akurasi tidak selalu 100%, terutama di awal, bahkan pada 80% hingga 90%, digital twin dapat dengan mudah meningkatkan hasil, dan akan terus menjadi lebih baik saat menerima dan menganalisis lebih banyak data.

Bekerja dengan mitra yang berpengalaman di bidang ini juga membantu produsen mewujudkan nilai. Penyedia kembaran digital yang memahami seluk beluk bagaimana pabrik tertentu diatur, jenis peralatan apa yang digunakan, dan tantangan spesifik industri akan lebih mampu menciptakan kembaran digital yang memenuhi kebutuhan dan tujuan perusahaan.

CV Ramachandran adalah ahli transformasi digital dan peningkatan operasi, dan Vignesh Ramesh adalah ahli kesehatan digital, di PA Consulting.