Bagaimana IIoT Mengubah Desain dan Manufaktur Produk
Pertama kali diperkenalkan oleh ilmuwan Jerman pada tahun 2011, konsep Industri 4.0, atau Revolusi Industri Keempat dibuat sebagai strategi pemerintah.
Prioritasnya adalah pada produksi massal yang fleksibel yang mencakup kustomisasi produk yang gesit, koordinasi manusia, mesin, perangkat dan sensor, transparansi informasi, dan kemampuan untuk membuat keputusan pada titik produksi yang terdesentralisasi.
Memfasilitasi Industri 4.0 membutuhkan proses, teknologi, pelatihan, dan sistem manufaktur baru. Internet of Things (Ilot) industri memainkan peran penting dalam menghubungkan bagian-bagian, dan dalam memungkinkan proses dan pengambilan keputusan yang terdesentralisasi.
Sekarang, 10 tahun kemudian, perusahaan telah membuat kemajuan dalam otomatisasi manufaktur, kecerdasan, dan inovasi yang terbukti di mana-mana dalam alur kerja manufaktur ujung ke ujung.
Mari kita lihat.
Teknik dan Desain Produk untuk IIoT—dan Digital Twin
Memahami produk baru, kemudian membangun produk dan menguji cara kerjanya, adalah dua hal yang berbeda.
Terlalu sering, departemen teknik merilis desain produk, lalu tim insinyur terpisah meninjau desain dan meminta perubahan produk, berdasarkan cara kerja produk sebenarnya. Meskipun desain berulang ini dapat menguntungkan kualitas produk, revisi membutuhkan waktu dan uang.
Kini dengan kembar digital virtual IIoT, desainer produk dapat menjalankan representasi virtual bagaimana-jika untuk melihat performa produk dalam berbagai skenario. Kembar digital, yang merupakan program komputer, menginjeksi data dunia nyata tentang objek atau sistem fisik dan kemudian menampilkan prediksi atau simulasi tentang cara kerja objek atau sistem tersebut.
Simulasi kembar digital meningkatkan dan merevisi produk. Karena kembaran digital adalah simulasi produk, menggunakannya dapat menghilangkan waktu yang hilang di lantai produksi saat ditemukan kekurangan dan lebih mahal untuk diperbaiki.
“Data real-time dari kembaran digital memungkinkan desainer “melihat” secara real time bagaimana fitur [produk] digunakan atau diabaikan, dan pola penyalahgunaan yang mungkin disebabkan oleh dokumentasi yang buruk,” kata W. David Stephenson, kepala sekolah Strategi Stephenson, sebuah konsultan IoT. “Seringkali, produk dapat diperbarui secara digital, melalui pembaruan perangkat lunak, mengurangi masalah pemeliharaan, dan meningkatkan kepuasan dan loyalitas pelanggan.
Tesla, misalnya, melakukan ini dengan pembaruan perangkat lunak over-the-air.”
Otomasi, Visibilitas Real-Time di Lantai Manufaktur
Premis utama Industri 4.0 adalah manufaktur yang terdesentralisasi.
Dari sudut pandang TI, ini berarti lebih banyak komputasi yang berjalan dari jarak jauh di tepi perusahaan, dan di luar pusat data pusat. Teknologi IIoT seperti sensor, robotika, otomatisasi, dan streaming video yang memfasilitasi pembuatan edge.
Di lantai manufaktur, fokusnya adalah mengotomatisasi proses manufaktur dan visibilitas ke dalam proses tersebut untuk efisiensi dan penghematan biaya. Terutama di lingkungan manufaktur yang berulang, di mana satu item seperti sekotak sereal sarapan atau gulungan handuk kertas diproduksi berulang kali, robotika IIoT memiliki jalur perakitan otomatis dengan menjalankan operasi yang sama berulang-ulang, tanpa penyimpangan yang dapat menimbulkan kesalahan.
Otomatisasi ini mempercepat proses dan dapat mengurangi biaya pembuatan, tetapi peringatannya adalah bahwa manusia harus dapat campur tangan bila diperlukan.
Di sinilah visibilitas real-time masuk.
Sensor yang terpasang pada robotika dan peralatan manufaktur otomatis lainnya mengeluarkan peringatan saat proses atau peralatan tertentu menandakan kemungkinan kegagalan. Karena peringatan memprediksi masalah sebelum terjadi, pemeliharaan preemtif yang mencegah kegagalan dapat dilakukan.
Visibilitas IIoT yang diaktifkan oleh sensor dan aliran video memainkan peran penting, karena biaya waktu henti rata-rata untuk manufaktur berulang diperkirakan mencapai $6.000 per jam.
Pabrik produksi juga dilengkapi dengan kamera yang mengalirkan video dari titik-titik di setiap pabrik. Supervisor manufaktur, jika dia jauh dari lantai, dapat mengamati proses manufaktur yang mungkin bermasalah dari ponsel pintarnya, dan segera merespons. Peralatan, produk, dan aset perusahaan lainnya di lantai produksi, dan di kandang peralatan yang aman, juga dapat terus diawasi dengan streaming video kamera untuk tujuan keamanan.
“Tidak cukup hanya melakukan analisis offline, karena tujuannya adalah untuk menentukan masalah hilir jauh sebelumnya, yang memerlukan pemantauan informasi peristiwa secara real-time untuk komponen penting,” kata Evan Guarnaccia, arsitek solusi SAS di SAS, “ Itu bisa berupa motor listrik kecil yang, ketika bermasalah, akan memicu kegagalan yang lebih besar, atau bisa menjadi komponen yang sangat mahal.”
IIoT Proaktif Dengan Streaming Video
IIoT awal dibuat berdasarkan sensor, robotika, dan otomatisasi. Teknologi IIoT ini akan terus memainkan peran penting karena lebih banyak manufaktur dilakukan di pabrik yang terdesentralisasi.
Nantinya, kita dapat mengharapkan untuk melihat lebih banyak streaming video yang memungkinkan supervisor dan manajer mengamati praktik di pabrik yang secara fisik tidak dapat mereka hadiri, dan untuk merespons secara proaktif terhadap apa yang mereka lihat.
Secara historis, insinyur manufaktur mengalami tantangan ketika mereka mencoba berkomunikasi satu sama lain tentang desain produk. Saat ini, seorang insinyur manufaktur dapat melakukan streaming video ke seorang insinyur desain yang mungkin berada di belahan dunia lain. Dengan cara langsung, seorang insinyur manufaktur benar-benar dapat mendemonstrasikan komplikasi produk secara real-time kepada insinyur desain.
Hal ini memfasilitasi revisi produk yang lebih tepat waktu dan efektif—dan ini menambah kekuatan kembaran digital, yang memberi insinyur di sisi desain dan manufaktur dari disiplin tur virtual produk sebelum satu chip, baut, mesin, atau pengguna antarmuka diinstal.
