Industri 4.0 Dikungkit: Sejarah, Manfaat, dan Teknologi Kunci

Diperbarui 25 Februari 2021

 

Panduan Produsen untuk Revolusi Industri Keempat:

• Apa Itu Industri 4.0?
• Mengapa Industri 4.0 Penting
• Apa yang Mendorong Pergeseran Menuju Industri 4.0
• Evolusi Manufaktur
• Bagaimana Menerapkan Solusi Industri 4.0 dengan Berhasil
• 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 yang menyeluruh untuk merujuk pada cara komputer, data dan otomatisasi berkembang dan bersatu untuk mengubah cara kerja terjadi, dan khususnya, manufaktur.

Membangun pada revolusi industri ketiga yang mencakup penciptaan PC dan internet, Industri 4.0 membawa teknologi ke evolusi berikutnya dengan memburamkan garis antara dunia digital dan fisik. Elemen seperti otomatisasi, AI, IoT, dan lainnya semakin banyak ditemukan. Sementara revolusi industri di masa lalu pada dasarnya tentang kemajuan teknologi, Industri 4.0 lebih tentang evolusi teknologi dan dampaknya pada kehidupan sehari-hari.

Mengapa Industri 4.0 Penting

Sementara perubahan industri dan kemajuan teknologi di masa lalu mungkin dapat diidentifikasi sebagai menciptakan masalah sebanyak menyelesaikan beberapa, Industri 4.0 adalah tentang mengambil apa yang ada dan meningkatkannya. Jadi sementara teknologi seperti komputasi skala besar dan akuisisi data bukan hal baru, menerapkan lapisan 4.0 dari komputasi cloud berarti data yang sebelumnya dipertahankan dalam silo sekarang dapat dibagikan di banyak tingkat organisasi, dan di seluruh dunia.

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

Karena Industri 4.0 bukan hanya tentang kemajuan teknologi tetapi sebenarnya mengembangkannya, indikator ekonomi menjadi berfokus pada inovasi, bukan penciptaan. Perusahaan dapat berinovasi dan menciptakan model bisnis baru—dari ide awal hingga implementasi—dalam siklus yang jauh lebih cepat dari masa lalu.

Daripada menghilangkan kebutuhan akan interaksi manusia, seperti beberapa aspek revolusi industri sebelumnya, Industri 4.0 berinovasi pada teknologi untuk meletakkan pelanggan di prioritas. Produksi lebih cepat ke pasar, on-demand dan kustomisasi yang lebih mudah memastikan kepuasan pelanggan pada tingkat yang baru. Bahkan orang yang akan bekerja dengan mesin yang telah ditingkatkan oleh IoT atau robotika dan otomatisasi akan menemukan nasib mereka meningkat karena tugas sederhana berulang akan dihilangkan untuk bekerja pada pemecahan masalah atau inovasi.

Apa yang Mendorong Pergeseran Menuju Industri 4.0?

Ada beberapa kebutuhan yang mendorong produsen untuk menerima Industri 4.0.

Pertama, dan paling berharga, adalah pelanggan. Keinginan dan kebutuhan mereka terus berubah, begitu juga dengan permintaan mereka untuk produk lebih cepat, lebih murah dan masih menggunakan sumber daya lebih sedikit dari masa lalu. Selain itu, kustomisasi adalah nama permainan, yang mahal dan tidak efisien dalam evolusi teknologi sebelumnya tetapi yang, dengan Industri 4.0, dapat menjadi norma. 3D printing, misalnya, dapat memungkinkan produksi pendek, waktu gyro cepat pada item yang sangat kustom, dengan biaya yang sedikit lebih tinggi dari produksi penuh.

Selanjutnya adalah data itu sendiri: kemampuan untuk mendapatkan dan menganalisis kuantitas data historis yang dihasilkan produsen secara konstan adalah cerdas usable untuk perencanaan permintaan, produksi dan pemeliharaan. Meningkatkan efisiensi dan produktivitas, sambil pada saat yang sama menjamin kualitas produk akhir yang tinggi, semuanya baik bagi kesehatan produsen.

Terakhir, kemampuan untuk memanfaatkan komputasi cloud dan konektivitas berarti keterbatasan pasar global hampir nol. Jarak dan zona waktu yang berbeda tidak lagi menjadi masalah saat pekerja di semua tingkat dapat mengakses data yang mereka butuhkan, dari sourcing rantai pasokan melalui produksi dan pengiriman, secara real time, ditampilkan dalam cara yang relevan bagi pengguna tertentu.

Evolusi Manufaktur: Sejarah Singkat Revolusi Industri

Manufaktur telah berubah secara signifikan sejak awal yang sederhana. Ada empat kemajuan teknologi besar yang selaras dengan masing-masing dari empat Revolusi Industri

Revolusi Industri Pertama

Ini adalah saat manufaktur beralih ke alat dan mesin. Teknologi populer dari era ini—yang terjadi dari akhir 1700-an hingga awal 1800-an—termasuk tenun tenaga, mesin kardir, muka spinning, dan jenny spinning. Air digunakan untuk memdayakan peralatan seperti tenun tenaga, dan tren ini berkembang menjadi rekan bagian tenaga tinggi, uap. Mesin uap menjadi populer untuk berbagai kasus penggunaan selama waktu ini. Ini bertentangan dengan tenaga manusia manual dan tenaga hewan yang digunakan sebelum Revolusi ini.

Revolusi Industri Kedua

Dari akhir 1800-an hingga awal 1900-an, Revolusi Industri Kedua menandai periode kemajuan teknologi cepat yang mengarah pada industrialisasi dan standarisasi yang meningkat karena kebutuhan akan bagian yang dapat ditukar untuk mendukung pertumbuhan tersebut. Ini adalah saat garis produksi seperti yang kita kenal came into existence. Teknologi populer dan kemajuan besar termasuk listrik, telepon, baja, dan kapal modern pertama.

Revolusi Industri Ketiga

Revolusi Industri Ketiga kadang-kadang disebut Revolusi Digital berkat adopsi cepat elektronika digital. Mikroprosesor, PC, ponsel, dan internet semuanya merupakan teknologi besar selama Revolusi Industri Ketiga yang terjadi pada bagian akhir abad ke-20. Ini menandai awal Zaman Informasi.

Revolusi Industri Keempat

Otomatisasi adalah pengbeda besar dalam Revolusi Industri Keempat (Industri 4.0). Komunikasi mesin-ke-mesin dan teknologi IoT telah menghasilkan pabrik cerdas, sensor cerdas, pemeliharaan prediktif menggunakan data mesin dan pembelajaran mesin, dan manufaktur additif semuanya berasal dari Revolusi Industri Keempat. Periode ini menghilangkan manusia dari loop di tempat yang berlaku. Banyak ahli menganggap ini sebagai tempat kita saat ini dalam sejarah.

Revolusi Industri Kelima

Beberapa ahli percaya kita sekarang di sisi lain dari Industri 4.0 dan malah berada di ambang Revolusi Industri Kelima (Industri 5.0). Sementara ketidaksetelan tetap ada, 5IR meletakkan kepentingan besar pada kecerdasan manusia. Ini adalah selama Revolusi Industri ini bahwa manusia dan mesin harus akhirnya bekerja sama untuk mencapai kemajuan. Contoh dari apa yang dapat dianggap sebagai teknologi 5IR yang baru muncul adalah Neuralink Elon Musk atau Operator Dashboards MachineMetrics, yang menempatkan konteks manusia dengan data mesin untuk analisis ML yang lebih baik dan lebih akurat.

Bagaimana Menerapkan Solusi Industri 4.0 dengan Berhasil

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

1. Pastikan Anda tidak terjebak dengan aturan 20/60/20 manajemen perubahan. Ini adalah saat 20% tenaga kerja Anda setuju sepenuhnya dengan rencana Anda, 60% mengikutinya tetapi skeptis dan 20% tidak puas dengan semuanya. Meskipun penerimaan 100% dalam setiap rencana manajemen perubahan tidak mungkin pada saat terbaik, 20% terakhir itu, ketika datang untuk mengintegrasikan IoT industri, dapat sulit diabaikan. Satu cara yang dapat Anda lakukan untuk meningkatkan 60% adalah dengan mengakui mereka yang tidak suka perubahan dan melihat apakah Anda bisa mengejar mengapa, dan masuk ke beberapa diskusi tentang gambar besar itu. Menyertakan orang dapat membantu mereka merasa memiliki bagian dalam perubahan. Selain itu, berinvestasi dalam pelatihan adalah cara terbaik untuk mengurangi ketidaknyamanan di jangka panjang. Jika orang memahami WHY dan HOW, mereka akan lebih senang untuk ikut serta.
2. Beralih ke pemeliharaan proaktif. Sebelum Industri 4.0 dan kurangnya konektivitas mesin, big data 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 kuat, produsen dapat memanfaatkan Industri 4.0 untuk tidak hanya memprediksi pola dan tren untuk tujuan jadwal pemeliharaan dan waktu produksi yang efisien, tetapi juga dapat mencapai tahap deteksi otonomis, 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 permintaan Anda seperti apa, mereka dapat lebih baik meramalan untuk menyediakan Anda dengan memadai. Dengan berbagi itu datang kebutuhan untuk memastikan bahwa data Anda aman. Keamanan siber adalah tiang inti ketika datang ke Industri 4.0, dengan penyimpanan data berbasis cloud, manajemen dan konektivitas nirkabel. Menyiapkan hal ini dari awal akan memastikan bahwa Anda tidak akan memiliki masalah downstream yang akan memerlukan solusi retrofit.

Manfaat Industri 4.0

Efisiensi dan Produktivitas yang Ditingkatkan

Saat Anda mengeluarkan manusia dari loop, Anda juga menghilangkan ketidakefisian dan ketidakakuratan manusia. Dengan alokasi sumber daya yang lebih baik yang didasarkan pada angka, sumber daya lebih sedikit diperlukan untuk mempertahankan tingkat produktivitas yang optimal. Waktu henti menjadi lebih jarang ketika data dan pembelajaran mesin bersama-sama untuk pemeliharaan prediktif dan preskriptif, menjaga mesin dalam kondisi terbaik tanpa mengorbankan ruang gudang untuk persedian bagian yang tidak perlu atau terlibat dalam waktu henti yang dijadwalkan secara teratur.

Ketangkasan yang Ditingkatkan

Saat keputusan didasarkan pada angka yang juga dapat diubah kapan saja untuk menampilkan skenario alternatif, produsen mendapatkan manfaat dari peningkatan besar dalam ketangkasan. Dengan angka yang mendukung keputusan, mungkin untuk berubah arah dengan cepat saat peluang muncul, bahkan membuka peluang untuk produksi satu kali jika persediaan untuk permintaan yang diramalkan telah terpenuhi.

Lebih Banyak Uang

Ini berasal dari berbagai faktor. Efisiensi dan produktivitas yang meningkat berarti output yang memaksimalkan. Data sensor yang digunakan untuk pemeliharaan prediktif mengurangi waktu henti serta scrap. Perencanaan sumber daya yang lebih baik berarti biaya overhead lebih rendah untuk pembelian bahan awal, ruang gudang (yang juga dapat dioptimalkan menggunakan ML), dan secara keseluruhan biaya operasional yang lebih rendah dengan potensi pendapatan yang meningkat.

Tantangan Industri 4.0

Kumpulan Data yang Beragam dan Menimbulkan Beban

Produsen seringkali dibanjiri lebih banyak data daripada yang dapat digunakan secara wajar. Manfaat data ini berkurang karena kurangnya bakat internal (atau layanan eksternal) yang memahami cara membersihkan dan mengorganisir data—data yang tepat—untuk menjawab pertanyaan bisnis. Banyak produsen datang ke Industri 4.0 dengan harapan solusi data adalah plug-and-play dan semuanya akan bekerja secara harmonis bersama. Terutama adopter awal seringkali kecewa untuk menemukan bahwa data mereka dalam beragam format yang tidak bekerja bersama dan tidak ada tombol satu klik yang menarik semua data untuk menjawab pertanyaan apa pun yang mereka miliki saat itu. Mesin normalisasi data dan lingkungan ML low-code sekarang menyelesaikan beberapa masalah ini, mengubah ilmuwan data warga menjadi keuntungan bagi bisnis yang menggunakannya dan mengizinkannya, tetapi banyak produsen masih memiliki gudang data penuh informasi tanpa cara menggunakannya.

Kekurangan Bakat

Sementara ada banyak individu yang bakat di dunia, jenis bakat tertentu lebih banyak diminta dari pada sebelumnya, dan pasokan sepertinya tidak dapat mengejar permintaan. Ilmuwan data internal telah menjadi mewah selama satu dekade terakhir, dan bahkan perusahaan yang telah mempekerjakan satu seringkali menemukan bahwa mereka adalah hambatan, karena mereka sangat terlilingkupi. Ilmuwan data sebagian besar telah memiliki opsi nama-harga Anda di waktu terbaru karena kesenjangan yang ekstrim antara pasokan dan permintaan. Analis data serta lingkungan ML low-code telah membuat proses penerapan algoritma baru menjadi jauh lebih cepat dan lebih sederhana, tetapi masih ada kekurangan ahli di bidang ilmu data.

Gejolak Budaya Perusahaan

Transformasi digital besar dapat stres bagi karyawan. Kurangnya prosedur manajemen perubahan telah membiarkan banyak perusahaan dalam kekacauan serta banyak karyawan takut akan kehilangan pekerjaan mereka karena AI atau robot (meskipun ini tidak selaras dengan pandangan Industri 5.0). Memecah silo dan mengharuskan kerja sama lintas departemen dapat menyebabkan ketegangan di tempat yang曾經 ada persaingan. Budaya perusahaan harus berevolusi 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 menang di lingkungan bisnis modern.

Teknologi Industri 4.0

Apa solusi dan teknologi yang tiba sebagai bagian dari inovasi Industri 4.0? Kami memiliki artikel lengkap tentang teknologi 4IR, tetapi di sini adalah ringkasan cepat dari 10 teratas:

Big Data & Analytics 

Ini adalah jumlah data massakala yang dikumpulkan menggunakan sensor, piksel pelacakan, survei, dan aliran data lainnya, tempat data ini disimpan, dan cara di mana data tersebut dianalisis seperti menggunakan edge computing dan pembelajaran mesin.

Robot Otonom

Ini adalah robot yang bekerja sendiri, tanpa input manusia. Menggunakan ML, robot ini dapat membuat keputusan dan koreksi secara langsung untuk menjalankan tugas yang diprogramkan.

Simulasi/Digital Twins

Ini adalah versi digital dari sistem, seperti lantai produksi pabrik. Dengan menggunakan sensor pada peralatan manufaktur dan perangkat digital serupa, bisnis dapat melihat "kembar" virtual dari sistem yang kemudian dapat digunakan untuk analisis, pengujian, dll.

Sistem Horizontal dan Vertikal

Ini merujuk pada konektivitas setiap aspek sistem, baik secara horizontal maupun vertikal, seperti departemen yang bekerja sama di seluruh fasilitas serta berbagi data mesin dan interaksi antara berbagai tingkat senioritas.

IoT Industri (IIoT)

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

Teknologi Keamanan Siber

Keamanan siber kritis dalam IR4 karena masuknya mesin berarti meningkatnya jumlah kerentanan keamanan yang harus dilindungi.

The Cloud

Ini adalah penyimpanan informasi offsite yang dapat diakses yang biasanya diakses melalui internet. Ini tidak memerlukan hardware lokal dan dapat dimanfaatkan oleh produsen untuk mengakses sumber daya komputer on-demand tanpa harus secara aktif mengelola sumber daya tersebut.

Manufaktur Additif

Ini adalah manufaktur yang tidak mengambil hal-hal melalui pemotongan, penggerus, dll., melainkan menambahkan bahan untuk menciptakan objek. 3D printing adalah contoh paling prominent.

Kecerdasan Buatan

AI merujuk pada mesin yang mampu belajar dan mencapai kesimpulan sendiri berdasarkan pembentukan koneksi menggunakan data pelatihan dan kesempatan prediksi berkelanjutan.

Realitas Terkaya

AR merujuk pada penumpukan informasi pada dunia fisik. Contoh terkenal termasuk filter Snapchat dan Pokémon Go, tetapi banyak kasus penggunaan ada di dunia bisnis juga, terutama sehubungan dengan pelatihan dan pemeliharaan.