Membuka Keuntungan Pabrik Cerdas dengan IIoT
Industrial Internet of Things (IIoT) terus mendorong potensi Revolusi Industri Keempat, alias Industry 4.0. Era industri ini fitur teknologi otomatisasi tertanam dan sensor nirkabel canggih yang mendorong manufaktur dan produksi di pabrik cerdas terhubung.
Bergerak Menuju Otomatisasi Lebih Banyak
Banyak perangkat IIoT dalam sistem otonom pabrik cerdas digabungkan dengan kecerdasan buatan (AI), infrastruktur mobile edge computing (MEC), kamera, sistem kontrol, computer vision, augmented reality (AR), robotics, dan machine learning (ML) untuk komunikasi data interaktif real-time. Teknologi otomatisasi inovatif ini terus berevolusi dari “science fiction” ke adopsi komersial skala besar.
Saat era transformasi digital ini berlanjut, kita semakin melihat robotika yang dipengaruhi oleh IoT, AI, ML, dan inovasi lainnya di pabrik cerdas terhubung. Kami berada di era luar biasa konektivitas, interoperabilitas, dan otomatisasi yang jauh melampaui interaksi machine-to-machine (M2M) sederhana. Data IoT dari platform beragam solusi sensoring nirkabel dapat mengubah operasi pabrik terhubung.
Saatnya Keputusan Real-Time
Hari ini, mesin pabrik terhubung membuat banyak keputusan mereka sendiri yang diaktifkan IoT-AI-ML, real-time untuk mengontrol dan mengotomatisasi proses serta menjaga produksi berjalan lancar. Secara bersamaan, manajemen di kantor pusat dan di lantai pabrik memantau dari jarak jauh peralatan, pekerja, dan mesin dengan sensor nirkabel jarak jauh daya rendah dan dengan cepat membuat keputusan berbasis data untuk:
Meningkatkan efisiensi biaya dan operasional
Meningkatkan keamanan produksi dan produk
Memprediksi pemeliharaan mesin dan peralatan
Mengubah proses bisnis dan nilai
Wawasan Data yang Bernilai Datang dari Mesin Terhubung
Uptime adalah segalanya di manufaktur. Saat satu mesin mengalami gangguan atau gagal, dapat menciptakan efek rambat dari waktu ke pasar yang meningkat dan waktu henti yang berpotensi merusak hingga pengiriman produk dan layanan pelanggan.
Data dari IIoT adalah “mata uang” dari pabrik cerdas terhubung. Ini menghasilkan nilai reaktif, prediktif, dan bahkan transformatif dengan secara mendasar mempengaruhi kapan dan bagaimana seorang orang atau mesin mengambil kontrol, melakukan koreksi, melakukan pemeliharaan, dan menyederhanakan produksi. Data yang dapat ditindaklanjuti dari IIoT adalah manfaat utama dari pabrik terhubung.
Menggunakan data untuk memberi makan dashboard, alat analitik, dan sistem manajemen operasional mengarah pada organisasi menuju inovasi, efisiensi, dan keuntungan yang lebih baik. Data sensor nirkabel mengaktifkan nilai IIoT di seluruh pabrik — dari reaksi korektif yang lebih cepat hingga manajemen prediktif hingga inovasi bisnis transformatif.
Membantu Data Sensor Pabrik Berkembang
Manusia dan mesin harus berkolaborasi dan berbagi informasi secara lancar untuk mengatur kinerja produksi ideal. Sensor nirkabel yang tertanam atau dilampirkan pada hampir semua aset dapat menyampaikan data yang dibutuhkan manajer untuk menjaga pabrik tetap berjalan dan menyempurnakan proses.
Produsen dapat menggunakan banyak strategi untuk memastikan data sensor nirkabel memberikan mereka nilai terbesar dari pabrik terhubung mereka. Berikut adalah tiga pendekatan manajemen data penting.
Manfaatkan fungsi otonom sistem kontrol. Banyak aset penting bekerja bersama sebagai unit yang lancar di pabrik terhubung. Namun, dua aset yang paling penting adalah sistem kontrol industri (ICS) dan pengontrol logika terprogram (PLC). ICS bekerja untuk menjalankan dan mengotomatisasi proses industri dengan secara kolektif mengelola data, perangkat, sistem, jaringan, dan kontrol di seluruh pabrik. Bandingkan dengan itu, PLC dapat berdiri sendiri sebagai hub pengumpulan data sensor atau diintegrasikan ke ICS sebagai komponen kontrol kritis dari sistem keseluruhan.
Pemeliharaan prediktif bergantung pada ICS dan PLC. Data real-time dari sensor yang mereka terima, proses, dan terapkan sangat penting untuk menjalankan, memelihara, dan mengotomatisasi pabrik.
Produsen dapat memanfaatkan diagnostik canggih, analitik, dan wawasan menggunakan data dari sistem sensor untuk meningkatkan produktivitas, mengurangi biaya, dan meningkatkan keselamatan. ICS berada di inti upaya ini. Proses otomatisasi yang dimulai dari ICS membebaskan profesional IT dan teknologi operasional (OT) untuk mengoptimalkan pabrik tanpa harus khawatir tentang tugas pemeliharaan reaktif atau rutin. Manajer pabrik dapat mengetahui masalah kinerja mesin di depan waktu dan beralih ke pemeliharaan prediktif daripada jadwal berulang. Dengan data sensor yang difilter melalui ICS, teknisi dapat mengetahui mesin mana yang harus dikontrol dan kapan mereka memerlukan pemeliharaan.
Segudang ide inovatif dan peluang bisnis yang mengubah permainan dapat datang dari penambangan data IIoT — itulah salah satu manfaat utamanya. Analisis data harus dilakukan secara lancar di seluruh spektrum dari mikro hingga makro — dari analisis kinerja mesin individu hingga pabrik terbekerja secara kolektif. Anda berada dalam posisi terbaik untuk berinovasi ketika hambatan diakses dan analisis data IIoT untuk semua, dari manajer pemeliharaan lini produksi hingga analis bisnis hingga eksekutif, dihapus.
Terapkan pendekatan yang lebih ramping untuk berbagi data. Pada skala industri global, IIoT menghasilkan data dalam volume massal. Bahkan pada skala yang jauh lebih kecil, manajemen pabrik masih dapat kewalahan oleh kecepatan dan volume data. Edge computing dapat membantu dengan menyediakan data sensor yang dapat ditindaklanjuti kepada manajer pabrik garis depan dan mesin untuk membuat keputusan real-time cepat atau otomatis. Dengan sensor pintar dan gateway yang melakukan edge computing — metode untuk menangkap, menyimpan, dan memproses data secara efisien di tempat dihasilkan — manajer tidak perlu menganalisis sejumlah besar data mentah untuk mengambil tindakan. Mereka juga tidak perlu menunggu data dikirim ke cloud, diekspor, dipetakan, dan dianalisis untuk sampai pada kesimpulan yang sama yang sudah disampaikan oleh perangkat edge.
Meskipun penting untuk terus meningkatkan akses dan analisis data, sangat penting untuk tidak memberi beban pada siapa pun yang bukan analis data. Pertahankan peringatan data, feed, dan laporan hanya pada yang berlaku untuk peran seseorang. Saat Anda memperoleh wawasan data baru yang signifikan, pastikan pemangku kepentingan utama menyadari dan berbagi mengapa titik data tertentu penting bagi departemen yang berbeda.
Platform Sensor Nirkabel Mendukung Pemeliharaan dan Optimasi Bisnis
Penting untuk mengambil pendekatan yang hati-hati dan sistematis terhadap otomatisasi pabrik. Tidak masalah seberapa otomatis pabrik Anda jika Anda tidak menyadari bahwa mesin bergetur terlalu banyak. Mesin yang bergetur mungkin berarti siap untuk gagal. Sebaliknya, kegagalan ini dapat menyebabkan seluruh, atau sebagian dari, sistem otomatisasi mesin menjadi offline, menciptakan waktu henti yang tidak terencana dan tidak perlu. Pelajaran di sini adalah otomatisasi dapat runtuh bahkan ketika hanya satu roda gigi yang longgar.
Platform sensor nirkabel daya rendah, jarak jauh yang tersebar di seluruh pabrik dapat mengatasi ini — solusi dasar yang beroperasi secara independen dari, tetapi melengkapi, sistem otomatisasi. Jaringan sensor ini dapat terdiri dari accelerometer, meter getaran, deteksi dan pengukuran tegangan dan arus, kemiringan, gerakan inframerah pasif (PIR), suhu, kualitas udara, kelembaban, dan banyak lagi.
Platform sensor nirkabel terjaring yang bekerja terutama di balik layar memastikan pemantauan kinerja dan kondisi utama pabrik terbekerja Anda tidak hanya prediktif tetapi diubah menjadi optimasi bisnis dan inovasi.
Komponen Utama Platform Sensor
Untuk dapat mengikuti evolusi Industry 4.0, pabrik terbekerja untuk menerapkan hal-hal berikut.
Beroperasi pada platform sensor nirkabel grade industri, daya rendah yang berfokus pada transmisi data real-time, pemeliharaan prediktif, dan peningkatan uptime. Jaringan sensor nirkabel dapat dirancang untuk:
Konsumsi daya hanya saat sensor berkomunikasi, sehingga menghemat energi dan memperpanjang umur baterai
Memberikan peringatan instan melalui teks, email, atau panggilan suara saat parameter yang ditetapkan terlampaui
Menyediakan data tren dan log data untuk wawasan umum dan data kepatuhan
Menyederhanakan pengumpulan, transmisi, dan analitik data dengan algoritma yang telah dikonfigurasi dan pemrosesan atas permintaan menggunakan sensor dan gateway edge daripada memantau mesin secara manual dan mengumpulkan data pada daftar periksa clipboard. Kemudian, filter data melalui sistem kontrol menggunakan antarmuka pemrograman aplikasi (API), gateway serial Modbus, dan PLC. Hanya data yang dapat ditindaklanjuti dan peringatan sensor yang akan mengalir secara real-time melalui praktik ini, dan data mentah dapat dicatat atau disimpan dalam database untuk analisis nanti.
Diintegrasikan dengan sistem manajemen gedung (BMS) melalui protokol komunikasi data Building Automation and Control Network (BACnet™) atau Modbus TCP/IP
Memperkuat manajemen risiko dengan menambahkan platform keamanan data end-to-end ke jaringan sensor di seluruh pabrik.
Gunakan sistem sensor yang mencakup enkripsi data menggunakan algoritma pertukaran kunci Diffie-Hellman dan Advanced Encryption Standard (AES-128) 128-bit Cipher Block Chaining (CBC) enkripsi kunci simetris untuk melindungi data dari pelanggaran.
Lindungi server web dan browser yang terhubung ke jaringan sensor dengan enkripsi Transport Layer Security (TLS).
Tambahkan autentikasi Secure Hash Algorithm 3 (SHA-3) 256-bit untuk melindungi data dari titik generasi hingga konsumsi. Token data aman dievaluasi melalui fungsi hash kriptografik terhadap kunci rahasia per-sensor yang unik.
Memperkuat keandalan komunikasi sensor nirkabel jarak jauh dengan wireless Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS). Dengan spektrum jarak jauh dan kuat yang andal ini, sinyal menyebar dan melompat di antara frekuensi radio yang berubah cepat. Spektrum komunikasi ini sangat tahan terhadap gangguan, dan sinyal sulit ditangkap karena hanya mentransmisikan dalam interval yang sangat pendek. Ini membuat FHSS esensialmente aman siber. Dengan FHSS, komunikasi data dari sensor nirkabel memiliki:
Kekebalan kuat terhadap gangguan dari halangan fisik, sistem radio frekuensi nirkabel eksternal, dan interferensi elektromagnetik (EMI)
Konektivitas hingga 1200+ kaki di lingkungan manufaktur
Manajer pabrik terbekerja dapat menggunakan sistem nirkabel terintegrasi untuk mengoptimalkan semua aspek operasi pabrik. Mereka dapat menerapkan sistem otomatisasi secara paralel dengan mengoptimalkan proses pemeliharaan dan produksi, misalnya.
Tambahkan kendaraan terpandu otonom untuk picking dan packing inventaris, penanganan material, penempatan, dan pengiriman.
Gunakan robot industri untuk las titik dan las busur, merawat mesin, melukis produk, mengangkat dan merakit, merekat dan menghubungkan bagian, dan banyak lagi.
Pasang accelerometer pada lini perakitan dan lengan robot, meter getaran pada motor mesin, sensor kemiringan untuk mendeteksi operasi mesin yang aman, dan meter arus untuk memantau konsumsi daya.
Pasang sensor suhu dan kelembaban di sistem HVAC, area produksi, dan motor, serta sensor gerakan PIR di area terbatas dan kontrol produksi.
Garis Besar
Produsen harus menerapkan platform sensor IIoT yang menyampaikan data yang dapat ditindaklanjuti real-time untuk memprediksi waktu henti mesin, meningkatkan efisiensi operasional, meningkatkan keuntungan, dan meraih manfaat revolusi industri terbaru.
Artikel ini ditulis oleh Brad Walters, Founder dan CEO Monnit (South Salt Lake, UT). Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Bpk. Walters di This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. atau kunjungi sini .
