Digital Twin Menutup Kesenjangan Talenta Manufaktur

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

Sebelumnya, digital twin dibuat menggunakan spreadsheet untuk memasukkan data dan melihat hasil potensial dari berbagai skenario. Berkat kemajuan dalam kecerdasan buatan dan realitas virtual, teknologi digital twin telah berkembang dengan proyeksi yang lebih cepat dan lebih akurat, berdasarkan aliran data yang tak terbatas 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 digital twin memungkinkan pabrik manufaktur untuk menggunakan data secara real-time menjadi lebih cerdas dan lebih efisien. Ini dilakukan dengan mengidentifikasi kesenjangan dalam proses manufaktur, memprediksi waktu pemeliharaan atau masalah produksi yang rusak dengan akurasi yang semakin meningkat seiring berkumpulnya informasi. Mengelola masalah-masalah ini sejak dini atau sebelum mereka terjadi mencegah downtime dan kehilangan produktivitas.

Sementara sektor manufaktur berjuang dengan kekurangan tenaga kerja terampil, teknologi digital twin membantu pemimpin mempertahankan lantai pabrik yang produktif dan aman meskipun keterbatasan sumber daya.

Mendukung Operasi Lean

Dengan pekerja manufaktur berpengalaman yang pensiun dan sedikit pekerja terampil yang tersedia untuk mengganti mereka, sektor industri AS telah menghadapi kekurangan keterampilan selama beberapa tahun. The Great Resignation, yang dibangun oleh pandemi COVID-19, hanya menambah tantangan.

Sementara produsen berjuang untuk menarik, mengonboard, dan melatih talenta baru, teknologi digital twin berfungsi sebagai jangkar kehidupan bagi banyak produsen. Perusahaan menggunakannya untuk menguji berbagai pengaturan peralatan untuk menemukan opsi paling produktif dan mencegah downtime. Selain itu, otomatisasi memungkinkan banyak pabrik manufaktur untuk terus memproduksi meskipun ada pengurangan tenaga kerja yang tersedia. Seorang operator mesin dapat mengoperasikan beberapa mesin secara otonom, karena digital twin menganalisis data untuk melihat bagaimana input dan proses yang berbeda akan mempengaruhi produktivitas.

Teknologi digital twin sangat berguna dalam tahap prototipe manufaktur, di mana tim mengembangkan beberapa iterasi produk untuk menentukan desain dan bahan mana yang akan menghasilkan potongan akhir terbaik. Digital twin dapat menyederhanakan proses prototipe untuk mempercepat waktu ke pasar sambil mengurangi biaya. Prototipe digital twin adalah rendering digital yang memungkinkan tim desain untuk melihat bagaimana berbagai model akan beroperasi di dunia nyata, tanpa menyediakan bahan dan waktu produksi untuk beberapa iterasi yang mungkin. Prototipe dapat berisi informasi mengenai atribut fisik, properti, parameter operasi, bill of materials, nomor bagian, dan banyak lagi. Dengan prototipe digital, produk dapat dibangun lebih awal dalam proses, dan simulasi dapat dijalankan menggunakan realitas virtual. Perubahan dapat dibuat dengan cepat untuk memperbaiki desain sebelum mesin fisik dibangun.

Jika waktu ke pasar tradisional membutuhkan dua hingga tiga siklus prototipe, penggunaan digital twin pada tahap awal hingga tengah dapat menghapus satu siklus prototipe seutuhnya, 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, digital twin 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 akan paling produktif.

Digital twin juga dapat memprediksi kegagalan berdasarkan faktor seperti usia peralatan, bahan yang digunakan, catatan pemeliharaan, dan titik data lainnya, sehingga memungkinkan pekerja untuk memprioritaskan pemeliharaan preventif untuk menghindari downtime yang tidak perlu.

Dalam hal kerusakan peralatan, digital twin memungkinkan troubleshooting virtual, sehingga memungkinkan staf untuk menyelidiki penyebab kegagalan dan solusi yang mungkin. Ini mengurangi jumlah waktu dan tenaga kerja yang tidak perlu yang akan dibutuhkan untuk mendiagnosis masalah dan menemukan solusi secara manual. Pemimpin kemudian dapat meminta bantuan spesialis yang tepat untuk memperbaiki masalah, daripada melalui setiap masalah peralatan potensial. Karena digital twin berjalan pada komputer berkinerja tinggi, analisis dan simulasi dapat dilakukan dalam beberapa menit daripada jam atau bahkan hari.

Langkah Implementasi

Setelah pemimpin senior setuju dengan potensi keuntungan teknologi digital twin, pemimpin manufaktur dapat melanjutkan dengan proses implementasi. Saat teknologi baru diperkenalkan, penting untuk mengambil langkah-langkah kunci ini:

• Tetapkan tujuan Anda. Sebelum memulai proses teknis pembuatan digital twin, tetapkan apa yang akan dilakukan digital twin. Masalah bisnis apa yang dimaksudkan untuk menyelesaikannya? Apakah akan memantau peralatan untuk melaporkan kegagalan? Memprediksi kegagalan dan merekomendasikan pemeliharaan preventif? Atau menjalankan simulasi untuk melihat bagaimana aktivitas yang berbeda akan mempengaruhi produktivitas? Data digital twin dapat membantu organisasi menyelesaikan masalah yang diperlukannya, seperti memprediksi pemeliharaan preventif, tetapi juga dapat menunjukkan area perbaikan lain seiring data digital twin semakin cerdas dan lebih banyak data yang dikumpulkan. Ada juga pertanyaan tentang apa yang perlu dipantau. Apakah Anda perlu digital twin untuk satu mesin atau lini produksi, atau yang lebih besar untuk seluruh pabrik? Sambil mungkin menggoda untuk memantau setiap aspek pabrik, fokus pada area yang akan memberikan return on investment terbesar. Digital twin selalu dapat diperluas nanti.
• Temukan perangkat lunak yang tepat. Bagi produsen, memilih pencipta digital twin akan seperti memilih alat lain di bengkel — pikirkan aplikasi, tujuan, dan apa yang Anda butuhkan untuk mencapainya. Jika Anda hanya berencana memantau peralatan untuk efisiensi operasional, digital twin terbatas sudah cukup, sementara teknologi yang lebih canggih akan diperlukan untuk menjalankan simulasi.
• Impor model CAD dan data. Di sinilah hal-hal benar-benar mulai bersatu. Mengimpor model desain terkomputerisasi (CAD) dan aliran data lainnya ke perangkat lunak akan memungkinkan Anda membangun digital twin. Bergantung pada seberapa kompleks digital twin akan (pemantauan versus simulasi, satu mesin versus pabrik operasional penuh), data yang diperlukan untuk menciptakan representasi virtual yang akurat akan bervariasi secara luas. Secara umum, haraplah mengekspor sebanyak mungkin aliran data untuk melihat hasil terbaik.
• Buat koneksi yang aman. Karena digital twin memerlukan transfer data konstan antara sistem, jaringan yang aman sangat penting untuk melindungi pabrik manufaktur utama dari peretasan atau gangguan lain. Saat memilih platform digital twin, tanyakan tentang langkah-langkah keamanan yang ada untuk meminimalkan risiko.
• Rencanakan skalabilitas. Bahkan jika Anda memulai skala kecil dengan digital twin untuk hanya satu mesin atau lini, daya komputasi yang diperlukan kemungkinan akan melampaui sistem standar apa pun di bengkel. Saat mempertimbangkan alat dan platform, rencanakan skalabilitas dan manfaatkan teknologi cloud untuk memastikan ada ruang untuk pertumbuhan jika Anda memilih untuk menambahkan lini mesin lain nanti.

Mengatur digital twin dapat membantu produsen meningkatkan produktivitas dan keselamatan di lantai bengkel, tetapi beberapa kondisi harus terpenuhi untuk memastikan keberhasilan. Memberikan akses ke data yang akurat sangat penting, begitu pula memastikan jaringan yang aman. Di luar spesifikasi teknis, pemimpin perlu memberikan pelatihan, komunikasi, dan insentif yang cukup untuk memastikan semua karyawan setuju dengan proses ini. Manajemen perubahan yang efektif adalah kunci implementasi yang berhasil. Penyedia perlu menunjukkan manfaat digital twin sambil melatih staf tentang cara menggunakan platform. Penting untuk memahami bahwa meskipun akurasi tidak selalu 100%, terutama di awal, bahkan pada 80% hingga 90% digital twin dapat dengan mudah meningkatkan hasil, dan akan terus membaik seiring menerima dan menganalisis lebih banyak data.

Bekerja dengan mitra yang berpengalaman di bidang ini juga membantu produsen mewujudkan nilai. Penyedia digital twin yang memahami detail dari bagaimana pabrik tertentu diatur, jenis peralatan apa yang digunakan, dan tantangan spesifik industri akan lebih mampu menciptakan digital twin 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.