Industri 4.0:Sejarah, Manfaat, dan Teknologi

Diperbarui 25 Februari 2021

Panduan Produsen untuk Revolusi Industri Keempat:

• Apa itu Industri 4.0?
• Mengapa Industri 4.0 Penting
• Apa yang Mendorong Gerakan Menuju Industri 4.0
• Evolusi Manufaktur
• Cara Sukses Menerapkan Solusi Industri 4.0
• Manfaat Industri 4.0
• Tantangan Industri 4.0
• Teknologi Industri 4.0

Apa itu Industri 4.0?

Industri 4.0, juga dikenal sebagai Revolusi Industri Keempat, atau 4IR, adalah istilah menyeluruh untuk merujuk pada cara komputer, data, dan otomatisasi berkembang dan bersatu untuk berubah cara kerja terjadi, dan khususnya, manufaktur.

Dibangun di atas revolusi industri ketiga yang mencakup pembuatan PC dan internet, Industri 4.0 membawa teknologi ke evolusi berikutnya dengan mengaburkan batas antara dunia digital dan fisik. Elemen seperti otomatisasi, AI, IoT, dan lainnya menjadi semakin umum. Sementara revolusi industri di masa lalu pada dasarnya adalah tentang kemajuan teknologi, Industri 4.0 lebih tentang evolusi teknologi dan dampaknya terhadap kehidupan sehari-hari.

Mengapa Industri 4.0 Penting

Sementara perubahan industri dan kemajuan teknologi di masa lalu mungkin dicirikan sebagai menciptakan masalah dan memecahkan beberapa masalah, Industri 4.0 adalah tentang mengambil apa yang ada dan memperbaikinya. Jadi, meskipun teknologi seperti komputasi skala besar dan akuisisi data bukanlah hal baru, penerapan lapisan 4.0 komputasi awan berarti bahwa data yang sebelumnya disimpan dalam silo kini dapat dibagikan ke berbagai tingkat organisasi, dan di seluruh dunia.

Beralih dari manufaktur tradisional, Industri 4.0 dapat mengurangi ketegangan dari begitu banyak tantangan yang dihadapi industri saat ini, termasuk harus bersaing di pasar global dengan volatilitas yang menyertainya, mempersingkat siklus produksi produk yang semakin kompleks, memungkinkan kemampuan untuk meninjau dan menganalisis data, menghasilkan wawasan yang berharga. Tren yang berubah tidak lagi mengkhawatirkan karena perusahaan dapat melakukan koreksi arah dengan fleksibilitas maksimum dan biaya minimal, dan pemeliharaan prediktif menciptakan lebih banyak efisiensi dan laba yang lebih kuat.

Karena Industri 4.0 bukan hanya tentang memajukan teknologi tetapi benar-benar mengembangkannya, indikator ekonomi menjadi fokus pada inovasi, bukan penciptaan. Sebuah perusahaan dapat berinovasi dan menciptakan model bisnis baru —dari ide awal hingga implementasi—dalam siklus yang jauh lebih cepat daripada sebelumnya.

Daripada menghilangkan kebutuhan akan interaksi manusia, seperti yang dilakukan beberapa aspek dari revolusi industri sebelumnya, Industri 4.0 berinovasi pada teknologi untuk mengutamakan pelanggan. Lebih cepat ke pasar, produksi sesuai permintaan, dan tingkat penyesuaian yang lebih mudah memastikan kepuasan pelanggan di tingkat yang sama sekali baru. Bahkan orang-orang yang akan bekerja dengan mesin yang telah ditingkatkan oleh IoT atau robotika dan otomatisasi akan merasa lebih baik karena tugas-tugas sederhana yang berulang akan dihilangkan demi bekerja pada pemecahan masalah atau inovasi.

Apa yang Mendorong Gerakan Menuju Industri 4.0?

Ada beberapa kebutuhan yang mendorong produsen untuk merangkul Industri 4.0.

Pertama, dan yang paling berharga, adalah pelanggan. Keinginan dan kebutuhan mereka terus berubah, seperti permintaan mereka akan produk lebih cepat, lebih murah dan masih menggunakan lebih sedikit sumber daya daripada di masa lalu. Selain itu, kustomisasi adalah nama permainan, yang mahal dan tidak efisien dalam evolusi teknologi sebelumnya tetapi, dengan Industri 4.0, dapat menjadi norma. Pencetakan 3D, misalnya, dapat memungkinkan produksi jangka pendek dan cepat pada item yang sangat disesuaikan, dengan biaya yang sedikit lebih tinggi daripada produksi penuh.

Berikutnya adalah data itu sendiri:kemampuan untuk memperoleh dan menganalisis jumlah data historis yang diproduksi oleh produsen secara konstan adalah kecerdasan yang dapat digunakan untuk memungkinkan perencanaan permintaan, produksi, dan pemeliharaan. Meningkatkan efisiensi dan produktivitas, sekaligus menjamin kualitas produk kelas atas, semuanya baik untuk kesehatan produsen.

Terakhir, kemampuan untuk memanfaatkan komputasi awan dan konektivitas berarti bahwa kendala pasar global hampir nol. Jarak dan zona waktu yang berbeda tidak lagi menjadi masalah ketika pekerja di semua tingkatan dapat mengakses data yang mereka butuhkan, mulai dari sumber daya rantai pasokan hingga produksi dan pengiriman, secara real time, ditampilkan dengan cara yang material bagi pengguna tertentu.

Evolusi Manufaktur:Sejarah Singkat Revolusi Industri

Manufaktur telah berubah secara substansial sejak awal yang sederhana. Ada empat kemajuan teknologi utama yang sejalan dengan masing-masing dari empat Revolusi Industri

Revolusi Industri Pertama

Ini adalah saat manufaktur beralih ke alat dan mesin. Teknologi populer di era ini—yang terjadi dari akhir 1700-an hingga awal 1800-an—termasuk alat tenun listrik, mesin carding, keledai pemintal, dan jenny pemintalan. Air digunakan untuk menyalakan peralatan seperti alat tenun listrik, dan tren ini berkembang menjadi mitra bertenaga tinggi, uap. Mesin uap menjadi populer untuk berbagai kasus penggunaan selama ini. Ini berbeda dengan kerja manual manusia dan kerja hewan yang digunakan sebelum Revolusi ini.

Revolusi Industri Kedua

Dari akhir 1800-an hingga awal 1900-an, Revolusi Industri Kedua menandai periode kemajuan teknologi yang pesat yang menyebabkan peningkatan industrialisasi dan standardisasi karena kebutuhan akan suku cadang yang dapat dipertukarkan untuk mendukung pertumbuhan tersebut. Inilah saat lini produksi seperti yang kita kenal muncul. Teknologi populer dan kemajuan besar termasuk tenaga listrik, telepon, baja, dan kapal modern pertama.

Revolusi Industri Ketiga

Revolusi Industri Ketiga kadang-kadang disebut Revolusi Digital berkat adopsi elektronik digital yang cepat. Mikroprosesor, PC, ponsel, dan internet semuanya merupakan teknologi utama selama Revolusi Industri Ketiga yang terjadi di akhir abad ke-20. Ini menandai awal Era Informasi.

Revolusi Industri Keempat

Otomasi adalah pembeda besar dalam Revolusi Industri Keempat (Industri 4.0). Komunikasi mesin-ke-mesin dan teknologi IoT telah menghasilkan pabrik pintar, sensor pintar, pemeliharaan prediktif menggunakan data mesin dan pembelajaran mesin, dan manufaktur aditif semuanya berasal dari Revolusi Industri Keempat. Periode ini menghapus manusia dari loop jika berlaku. Banyak ahli menganggap ini sebagai tempat kita saat ini dalam sejarah.

Revolusi Industri Kelima

Beberapa ahli percaya kita sekarang berada di sisi lain dari Industri 4.0 dan malah berada di puncak Revolusi Industri Kelima (Industri 5.0). Sementara ketidaksepakatan tetap ada, 5IR sangat mementingkan kecerdasan manusia. Selama Revolusi Industri inilah manusia dan mesin pada akhirnya harus bekerja sama untuk mencapai kemajuan. Contoh dari apa yang dapat dianggap sebagai teknologi 5IR pemula adalah Neuralink atau Dasbor Operator MachineMetrics Elon Musk, yang melapisi konteks manusia dengan data mesin untuk analisis ML yang lebih baik dan lebih akurat.

Cara Sukses Menerapkan Solusi Industri 4.0

Ada tiga cara utama untuk memastikan bahwa penerapan Industri 4.0—dan khususnya integrasi IoT di lantai pabrik—di lingkungan manufaktur Anda berjalan lancar tanpa terlalu banyak kesulitan:

1. Pastikan Anda tidak terjebak dengan aturan 20/60/20 tentang manajemen perubahan. Di sinilah 20% tenaga kerja Anda sangat setuju dengan rencana Anda, 60% setuju tetapi skeptis dan 20% tidak senang dengan semua itu. Sementara penerimaan 100% dalam rencana manajemen perubahan apa pun kemungkinan tidak pada waktu terbaik, 20% terakhir itu, dalam hal mengintegrasikan IoT industri, bisa sulit untuk diabaikan. Salah satu cara Anda dapat meningkatkan 60% adalah dengan mengakui mereka yang menolak perubahan dan melihat apakah Anda dapat menggali alasannya, dan berdiskusi tentang gambaran yang lebih besar itu. Melibatkan orang dapat membantu membuat mereka merasa bahwa mereka memiliki andil dalam perubahan. Selain itu, berinvestasi dalam pelatihan adalah satu-satunya cara terbaik untuk mengimbangi ketidaknyamanan dalam jangka panjang. Jika orang memahami MENGAPA dan BAGAIMANA, mereka akan lebih senang untuk ikut serta dalam perjalanan.
2. Beralih ke pemeliharaan proaktif. Sebelum Industri 4.0 dan kurangnya konektivitas mesin, data besar, dan analitik berbasis cloud, pemeliharaan secara default reaktif. Ada beberapa kemampuan untuk merencanakan pemeliharaan berkat pola historis tetapi, secara keseluruhan, gaya standar adalah menunggu kegagalan sebelum memperbaiki masalah. Dengan analisis data yang solid, produsen dapat memanfaatkan Industri 4.0 untuk tidak hanya memprediksi pola dan tren untuk tujuan penjadwalan pemeliharaan dan waktu produksi yang efisien, tetapi juga dapat mencapai tahap deteksi otonom, koreksi diri, atau perbaikan oleh mesin.
3. Bagikan data Anda, tetapi lindungi juga. Salah satu keuntungan besar Industri 4.0 adalah kemampuan untuk berbagi data secara real-time, bahkan dengan pemasok pihak ketiga. Jika mereka dapat melihat seperti apa permintaan Anda, mereka dapat memperkirakan dengan lebih baik untuk menyediakan Anda secara memadai. Dengan berbagi itu muncul kebutuhan untuk memastikan bahwa data Anda aman. Keamanan siber adalah pilar inti dalam Industri 4.0, dengan penyimpanan data, manajemen, dan konektivitas nirkabel berbasis cloud. Menyiapkannya dari awal akan memastikan bahwa Anda tidak memiliki masalah hilir yang memerlukan solusi yang dipasang kembali.

Manfaat Industri 4.0

Peningkatan Efisiensi dan Produktivitas

Saat Anda mengeluarkan manusia dari lingkaran, Anda juga menghilangkan inefisiensi dan ketidakakuratan manusia. Dengan alokasi sumber daya yang lebih baik yang didasarkan pada angka, lebih sedikit sumber daya yang dibutuhkan untuk mempertahankan tingkat produktivitas yang optimal. Waktu henti menjadi lebih jarang saat data dan pembelajaran mesin digabungkan untuk pemeliharaan prediktif dan preskriptif, menjaga mesin dalam kondisi prima tanpa mengorbankan ruang gudang untuk kelebihan pasokan suku cadang yang tidak perlu atau terlibat dalam waktu henti yang dijadwalkan secara rutin.

Kelincahan yang Lebih Baik

Ketika keputusan didasarkan pada angka yang juga dapat diubah sesuka hati untuk melihat skenario alternatif, pabrikan menuai hasil dari dorongan besar dalam kelincahan. Dengan jumlah yang mendukung keputusan, Anda dapat melakukan pivot dengan cepat saat peluang muncul, bahkan membuka peluang untuk produksi satu kali berjalan jika pasokan untuk perkiraan permintaan telah terpenuhi.

Lebih Banyak Uang

Ini berasal dari berbagai faktor. Peningkatan efisiensi dan produktivitas berarti hasil yang maksimal. Data sensor yang digunakan untuk pemeliharaan prediktif menurunkan waktu henti serta skrap. Perencanaan sumber daya yang lebih baik berarti lebih sedikit overhead untuk pengeluaran material di muka, ruang gudang (yang juga dapat dioptimalkan menggunakan ML), dan keseluruhan biaya operasi yang lebih rendah dengan potensi pendapatan yang meningkat.

Tantangan Industri 4.0

Kumpulan Data yang Berbeda dan Luar Biasa

Produsen sering dibanjiri lebih banyak data daripada yang dapat mereka gunakan secara wajar. Kegunaan data ini berkurang karena kurangnya talenta internal (atau layanan eksternal) yang memahami cara membersihkan dan mengatur data—data yang tepat—untuk menjawab pertanyaan bisnis. Banyak pabrikan yang memasuki Industri 4.0 mengharapkan solusi data bersifat plug-and-play dan agar semuanya dapat bekerja sama secara harmonis. Terutama pengadopsi awal sering sedih mengetahui bahwa data mereka berada dalam berbagai format berbeda yang tidak bekerja sama dan tidak ada tombol sekali klik yang menarik semua data untuk menjawab pertanyaan apa pun yang mereka miliki saat itu. Mesin normalisasi data dan lingkungan ML kode rendah sekarang menyelesaikan beberapa masalah ini, mengubah ilmu data warga menjadi keuntungan bagi bisnis yang menggunakan dan mengizinkannya, tetapi banyak produsen masih memiliki gudang data yang penuh dengan informasi tanpa cara untuk menggunakannya.

Kelangkaan Bakat

Meskipun ada banyak individu berbakat di dunia, jenis bakat tertentu lebih diminati sekarang daripada sebelumnya, dan pasokan tampaknya tidak dapat memenuhi permintaan. Ilmuwan data internal telah menjadi barang mewah selama dekade terakhir, dan bahkan perusahaan yang mempekerjakannya sering kali menemukan bahwa mereka mengalami hambatan, karena mereka terbebani. Ilmuwan data sebagian besar memiliki opsi nama-Anda-harga belakangan ini karena perbedaan ekstrim dalam penawaran dan permintaan. Analis data serta lingkungan ML kode rendah telah membuat proses penerapan algoritme baru menjadi jauh lebih cepat dan sederhana, tetapi terus ada kekurangan ahli di bidang ilmu data.

Kembali Budaya Perusahaan

Transformasi digital besar dapat membuat karyawan stres. Kurangnya prosedur manajemen perubahan telah membuat banyak perusahaan dalam kekacauan serta banyak karyawan takut mereka akan kehilangan pekerjaan karena AI atau robot (walaupun ini tidak sejalan dengan prospek Industri 5.0). Meruntuhkan silo dan membutuhkan kerja sama antardepartemen dapat menyebabkan ketegangan di mana dulunya ada persaingan. Budaya perusahaan harus berkembang menjadi tempat yang terbuka, inovatif, dan kolaboratif agar manfaat Industri 4.0 dapat terwujud sepenuhnya, dan tindakan berbasis data yang cepat alih-alih pertimbangan panjang pada akhirnya akan menang di lingkungan bisnis modern.

Teknologi Industri 4.0

Apa solusi dan teknologi yang hadir sebagai bagian dari inovasi Industri 4.0? Kami memiliki artikel lengkap tentang teknologi 4IR, tetapi berikut adalah ringkasan singkat dari 10 teratas:

Data Besar &Analisis

Ini adalah sejumlah besar data yang dikumpulkan menggunakan sensor, piksel pelacakan, survei, dan aliran data lainnya, tempat data ini disimpan, dan sarana yang digunakan untuk menganalisisnya seperti menggunakan komputasi tepi dan pembelajaran mesin.

Robot Otonom

Ini adalah robot yang bekerja sendiri, tanpa masukan manusia. Dengan menggunakan ML, robot-robot ini dapat membuat keputusan dan koreksi saat itu juga untuk melaksanakan tugas yang telah diprogramkan.

Simulasi/Kembar Digital

Ini adalah versi digital dari sistem, seperti lantai produksi pabrik. Melalui penggunaan sensor pada peralatan manufaktur dan perangkat digital serupa, bisnis dapat melihat "kembaran" virtual dari sistem yang kemudian dapat mereka gunakan untuk analisis, pengujian, dll.

Sistem Horizontal dan Vertikal

Ini mengacu pada keterhubungan dari setiap aspek sistem, baik secara horizontal maupun vertikal, seperti departemen yang bekerja bersama di seluruh fasilitas serta berbagi data mesin dan interaksi antara tingkat senioritas yang berbeda.

IoT Industri (IIoT)

Ini adalah perangkat IoT yang digunakan dalam pengaturan industri seperti kontrol HVAC pintar atau sensor mesin manufaktur. Platform IIoT MachineMetrics mengubah data lantai toko Anda dari wawasan menjadi tindakan dengan aplikasi canggih yang mengurangi waktu henti alat berat, meningkatkan throughput, dan memaksimalkan profitabilitas yang didorong oleh peralatan manufaktur Anda.

Teknologi Keamanan Siber

Keamanan siber sangat penting di IR4 karena masuknya mesin berarti peningkatan jumlah kerentanan keamanan yang harus dilindungi.

Awan

Ini adalah penyimpanan informasi yang dapat diakses di luar kantor yang biasanya dicapai melalui internet. Itu tidak memerlukan perangkat keras lokal dan dapat dimanfaatkan oleh produsen untuk mengakses sumber daya komputer sesuai permintaan tanpa harus secara aktif mengelola sumber daya tersebut.

Manufaktur Aditif

Ini adalah manufaktur yang tidak menghilangkan sesuatu melalui pemotongan, penggilingan, dll., melainkan menambahkan bahan untuk membuat objek. Pencetakan 3D adalah contoh yang paling menonjol.

Kecerdasan Buatan

AI mengacu pada mesin yang mampu mempelajari dan mencapai kesimpulan sendiri berdasarkan pembentukan koneksi menggunakan data pelatihan dan peluang prediksi berkelanjutan.

Augmented Reality

AR mengacu pada overlay informasi di dunia fisik. Contoh penting termasuk filter Snapchat dan Pokémon Go, tetapi banyak kasus penggunaan juga ada di dunia bisnis, terutama yang berkaitan dengan pelatihan dan pemeliharaan.