Evolusi Otomasi Industri:Mengadopsi Arsitektur Terbuka untuk Fleksibilitas &Keberlanjutan

TL;DR:Evolusi Arsitektur Otomasi Industri

Produsen beralih ke arsitektur otomasi industri terbuka untuk meningkatkan efisiensi fleksibilitas dan keberlanjutan. Sistem tertutup tradisional dengan skalabilitas dan interoperabilitas batas kode kepemilikan.

Otomatisasi terbuka berdasarkan IEC 61499 memungkinkan sistem kontrol agnostik perangkat keras dan integrasi yang mulus antara teknologi lama dan baru. Hal ini mendukung pemeliharaan prediktif pengembangan perangkat lunak yang lebih cepat dan akses data yang lebih mudah. Otomatisasi universal memberdayakan produsen untuk mengurangi waktu henti, memangkas biaya, dan berinovasi dengan lebih bebas, sementara keamanan siber dan arsitektur ketersediaan tinggi memastikan ketahanan untuk operasional yang siap menghadapi masa depan.

Seiring dengan upaya produsen industri untuk mencapai lebih banyak hal dengan lebih sedikit sumber daya pada tahun 2025, banyak perusahaan yang mengeksplorasi arsitektur otomatisasi canggih untuk menyeimbangkan efisiensi operasional dengan tanggung jawab keberlanjutan yang lebih luas.

Berlangganan PII dan terima:

Majalah digital dua bulanan kami yang sudah lama berdiri *Informer Industri Proses*, menampilkan artikel eksklusif, berita, dan pembaruan di seluruh Industri Proses, ditambah komentar dari tiga pakar industri kami:

Sean Moran

Gavin Smith

Dave Hijau

TAMBAHAN:

• Pembaruan Industri Proses — buletin elektronik mingguan kami
• Podcast PII
• Pesan khusus dari mitra periklanan kami

Meskipun setiap produsen berbeda dan memanfaatkan digitalisasi untuk mencapai tujuan masing-masing, tentu ada beberapa tujuan bersama yang dapat diterapkan pada seluruh sektor. Yakni, meminimalkan waktu henti, meningkatkan efisiensi operasional, mengurangi limbah (dalam segala bentuk), dan berkontribusi terhadap perjalanan keberlanjutan kolektif manufaktur.

Tujuan-tujuan ini menghadirkan tantangan yang mendorong perubahan sifat sistem kontrol Otomasi Industri menuju arsitektur terbuka pada tingkat Teknologi Operasional (OT). Evolusi ini dapat memberikan nilai bagi bisnis dan rantai pasokannya.

Jadi, apa yang mendorong perlunya otomatisasi terbuka? Kebutuhan untuk mengatasi kelemahan bahwa meskipun teknologi kepemilikan tradisional bekerja dengan baik secara individual, teknologi tersebut terkunci dan tertutup, dengan kode yang tidak portabel.

Tidaklah mungkin bagi produsen untuk segera mengganti aset-aset penting segera setelah versi yang lebih canggih tersedia. Hal ini menjadikan perangkat keras lama tetap ada dengan perangkat lunak, komunikasi, dan perangkat keras yang dibuat khusus, sehingga mengunci pengguna dalam satu vendor. Produsen dengan sistem berbeda dari beberapa vendor akan melihat tantangan ini semakin besar seiring kemajuan mereka dalam transformasi digital.

Banyak pengguna akhir memerlukan rekayasa ulang sistem otomasi industri (IA) yang substansial karena kode yang ditulis untuk dijalankan pada perangkat keras lama tidak portabel atau kompatibel dengan perangkat keras generasi baru. Hal ini menghambat transformasi digital manufaktur Inggris, menghambat kemampuan yang akan meningkatkan efisiensi dibalik investasi biaya dan waktu yang besar.

Jawabannya adalah dengan beralih ke otomatisasi terbuka, seperti yang biasa terlihat di dunia TI. Produsen menuntut sistem yang berpusat pada perangkat lunak dan tidak bergantung pada perangkat keras, sehingga kode aplikasi bersifat portabel untuk dijalankan pada berbagai perangkat keras dari vendor mana pun. Hal ini membuka komunikasi antar mesin, perangkat, dan sensor yang berbeda, sehingga memungkinkan operator bekerja lebih efisien dan mencapai lebih banyak hal dengan biaya lebih sedikit.

Hal ini dapat dicapai dengan mengadopsi standar otomasi universal IEC 61499, yang merupakan pendukung teknologi yang mendefinisikan cara merancang aplikasi terdistribusi menggunakan komponen perangkat lunak 'pasang dan produksi' yang independen dari perangkat keras yang dijalankannya.

Standar ini dipimpin oleh komunitas pengguna otomasi, vendor teknologi, dan akademisi yang ingin mengubah permainan otomasi melalui organisasi nirlaba, Universal Automation.Org.

Insinyur pabrik, integrator sistem, OEM, atau siapa pun yang terlibat dalam rantai pasokan manufaktur, yang merancang, menghubungkan, dan mendukung sistem lama dapat mengurangi pengeluaran besar-besaran yang terkait dengan pemeliharaan aset individual sekaligus menetapkan jalur untuk perbaikan berkelanjutan.

Misalnya, di sektor industri yang sudah matang seperti manufaktur makanan dan minuman, merupakan hal yang umum untuk melihat adanya campuran aset baru dan aset lama. Tantangan bagi pengolah makanan adalah konsumen mendasarkan keputusan pembelian mereka pada beberapa faktor, selalu mencari produk atau rasa berikutnya di sektor yang bergerak cepat.

Produsen harus fleksibel dan terukur untuk menanggapi kebutuhan pasar, namun hal ini tampaknya mustahil ketika berhadapan dengan sistem kepemilikan. Otomatisasi terbuka memungkinkan tingkat fleksibilitas tersebut dengan lebih sedikit waktu yang dihabiskan untuk tugas-tugas yang tidak memberikan nilai tambah dan lebih banyak waktu untuk berinovasi.

“Evolusi arsitektur otomasi mendorong produsen menuju sistem terbuka dan berpusat pada perangkat lunak yang memungkinkan fleksibilitas, efisiensi, dan keberlanjutan.”

Contoh ini dapat diterapkan pada produsen dengan ukuran berapa pun, yang memproduksi produk apa pun, seperti yang ditunjukkan dalam makalah penelitian terbaru kami yang berjudul 'Perbandingan kuantitatif otomasi industri digital'. Hal ini mencakup hasil uji lapangan yang menunjukkan bahwa rekayasa perangkat lunak dapat disampaikan tiga kali lebih cepat melalui otomatisasi terbuka untuk strategi produksi standar, sehingga secara aktif meningkatkan fleksibilitas. 

Sistem otomasi industri yang saat ini beroperasi di manufaktur Inggris sering kali diterapkan beberapa dekade yang lalu. Mereka kini menghambat produsen untuk mewujudkan potensi penuh dari transformasi digital dan kemajuan teknologi serta daya komputasi. Dorongan untuk platform agnostik perangkat keras menghadirkan peluang untuk menggunakan PC industri untuk menjalankan kode aplikasi operasional.

Perkembangan ini memungkinkan penerapan soft PLC atau pengontrol Edge, yang selanjutnya mendorong konvergensi TI dan OT. Namun, meskipun produsen berinvestasi pada teknologi komputasi edge untuk menangani beban pengumpulan, analisis, dan pelaporan data, manfaatnya akan terbatas tanpa pendekatan otomatisasi terbuka yang dapat menangani data dalam satu platform agnostik.

Digitalisasi Arsitektur Otomasi Industri

Di seluruh industri, kita dapat melihat adopsi teknologi IIoT (industrial internet of things) secara luas yang menawarkan peningkatan langsung bagi produsen, namun pada akhirnya banyak yang terhambat dalam mewujudkan potensi sebenarnya karena tidak dapat berkomitmen penuh terhadap otomatisasi.

Misalnya, menambahkan sensor ke aset lama untuk pengumpulan data real-time akan mengurangi waktu henti dengan mendukung pemeliharaan proaktif namun terbatas tanpa interoperabilitas.

Berbagi data sensor yang sama melalui platform otomatisasi terbuka memperluas kemampuan pemeliharaan proaktif melalui akses ke data dari semua sumber di fasilitas, baik baru maupun lama. Produsen dapat menggunakan rangkaian digital tunggal tersebut untuk mengambil keputusan bisnis yang tepat guna meningkatkan waktu kerja, pemeliharaan, dan konsumsi energi tanpa investasi mahal pada aset penting baru.

Membuka kunci aliran data di seluruh fasilitas manufaktur telah mendorong penerapan lebih banyak perangkat di edge jaringan. Hal ini memberikan kekuatan pemrosesan di dekat aset untuk menciptakan arsitektur terdistribusi yang menawarkan peningkatan ketahanan, ketersediaan, dan pemeliharaan.

Sebagai perbandingan, arsitektur kontrol tradisional yang besar dan terpusat kurang mampu menangani kompleksitas proses manufaktur modern, terutama karena bisnis tersebut ingin berkembang dan tetap fleksibel.

Hal ini telah menciptakan meningkatnya permintaan akan I/O fisik yang harus dipersiapkan untuk masa depan berbasis data. Penawaran I/O yang siap menghadapi masa depan mendukung otomatisasi universal dengan menggunakan protokol Ethernet terbuka untuk menghadirkan konektivitas ke berbagai perangkat dan arsitektur untuk kinerja dan ketersediaan yang lebih baik.

Hal ini tidak hanya menawarkan keuntungan dalam jangka pendek, namun juga memenuhi janji otomatisasi universal dengan menciptakan kerangka kerja terpadu untuk semua otomatisasi, yang berarti bahwa arsitektur yang dibuat saat ini dapat berkembang seiring dengan teknologi masa depan, sehingga sekali lagi memberdayakan produsen untuk secara bebas mengeksplorasi elemen transformasi digital apa pun.

Keamanan siber untuk Arsitektur Otomasi Industri

Setiap aktivitas industri yang bergantung pada konektivitas data akan selalu menimbulkan masalah keamanan siber dan hal ini tidak hanya terjadi pada infrastruktur penting saja. Bisnis dari semua ukuran semakin menjadi sasaran dan seiring dengan semakin banyaknya produsen yang menjadi bagian dari rantai pasokan yang lebih kompleks, serangan yang muncul pun semakin meningkat.

Sama seperti otomatisasi universal yang mencakup segalanya, keamanan siber juga harus mencakup semua hal, dengan strategi yang mengintegrasikan manusia, teknologi, dan operasi. Hanya karena aliran data telah terbuka bukan berarti harus ada kesenjangan perlindungan data, bahkan dengan aset lama yang mungkin memiliki sistem kontrol yang dapat dieksploitasi.

Hal ini mendorong perlunya solusi yang disertifikasi oleh standar keamanan siber IEC62443 untuk melindungi potensi kerentanan dalam sistem industri sekaligus memberikan panduan yang jelas mengenai tanggung jawab di setiap tingkat.

Menyadari potensi otomatisasi universal dan transformasi digital, keamanan siber harus dipertimbangkan lebih dari sekadar proses dan prosedur untuk mencakup setiap aset atau produk yang ditambahkan ke jaringan.

Dengan melakukan desentralisasi dan mengadopsi fitur-fitur canggih, produsen akan melihat pertukaran data yang aman yang mengurangi risiko dan meningkatkan ketahanan secara keseluruhan, bahkan ketika serangan siber menjadi lebih kompleks. Hal ini penting bagi produsen yang ingin merasakan manfaat otomatisasi universal dengan risiko minimal, selalu mempertimbangkan kebutuhan masa depan sambil mendapatkan manfaat langsung.

“Arsitektur otomasi terbuka membuka interoperabilitas, memungkinkan produsen mengintegrasikan teknologi lama dan baru dengan lancar demi efisiensi dan inovasi yang lebih besar.”

Arsitektur ketersediaan tinggi

Waktu henti yang tidak terjadwal menimbulkan biaya yang sangat besar bagi produsen dari semua ukuran. Laporan Performance in Focus 2024 menunjukkan bahwa rata-rata biaya downtime per jam mencapai £5.471,95 mendorong kebutuhan akan pemeliharaan prediktif dan otomatisasi terbuka yang memungkinkan hal tersebut.

Untuk mengatasi tantangan ini, dan memfasilitasi arsitektur ketersediaan tinggi di mana waktu henti tidak dapat ditoleransi, produsen dapat menggunakan gabungan teknologi seperti prosesor hot-standby, switch redundant, I/O redundant, catu daya redundant, hot-swapping modul, Change-Config-On-The-Fly (CCOFT), diagnostik bawaan Fast Device Replacement (FDR), dan topologi jaringan ring.

Masa depan arsitektur otomasi industri

Otomatisasi yang terbuka dan universal mewakili masa depan arsitektur industri, mendukung produsen dalam upaya mereka untuk mencapai lebih banyak hal dengan biaya lebih sedikit pada tahun 2025. Pendekatan yang siap menghadapi masa depan memberdayakan fasilitas dari semua ukuran dan spesialisasi untuk terus berinovasi dan mengoptimalkan, melihat jauh melampaui penerapan teknologi tunggal dan mewujudkan potensi penuh dari transformasi digital. Otomatisasi universal memainkan peran yang semakin penting dalam manufaktur Inggris seiring dengan upaya mereka untuk terus mendigitalkan operasinya agar dapat bersaing dalam skala global.   

FAQ:Arsitektur Otomasi Industri

Apa yang mendorong peralihan ke otomatisasi terbuka?
Produsen memerlukan sistem yang dapat dioperasikan secara fleksibel dan tidak terpaku pada satu vendor saja

Apa itu IEC 61499?
Standar yang memungkinkan komponen perangkat lunak plug-and-produce tidak bergantung pada perangkat keras tertentu

Bagaimana otomatisasi terbuka membantu transformasi digital?
Hal ini memungkinkan sistem lama dan baru terhubung sehingga memungkinkan peningkatan yang lebih cepat dan inovasi yang lebih besar

Apa manfaatnya bagi produsen?
Mengurangi waktu henti, pengembangan perangkat lunak yang lebih cepat, skalabilitas yang lebih baik, dan peningkatan efisiensi

Mengapa arsitektur tanpa perangkat keras itu penting?
Hal ini memungkinkan kode aplikasi yang sama dijalankan pada perangkat berbeda sehingga meningkatkan fleksibilitas dan mengurangi biaya

Apa itu otomatisasi universal?
Sebuah gerakan yang mempromosikan sistem otomatisasi terbuka yang dapat dioperasikan dan didorong oleh komunitas pengguna dan vendor global

Bagaimana otomatisasi terbuka mendukung pemeliharaan prediktif?
Ini membuka data real-time dari semua perangkat yang memungkinkan keputusan pemeliharaan proaktif

Bagaimana produsen dapat memastikan keamanan siber dalam sistem terbuka?
Dengan mengadopsi teknologi bersertifikasi IEC 62443 dan membangun strategi keamanan siber menyeluruh di seluruh proses dan aset manusia

Apa peran komputasi edge dalam arsitektur modern?
Teknologi ini memproses data di dekat aset sehingga meningkatkan ketahanan kecepatan dan mengurangi ketergantungan pada sistem terpusat

Bagaimana otomatisasi terbuka memengaruhi biaya waktu henti?
Hal ini memungkinkan arsitektur ketersediaan tinggi dan strategi prediktif untuk meminimalkan waktu henti operasional yang mahal dan tidak terencana