Industri 4.0: Memanfaatkan Otomasi untuk Transformasi Manufaktur

Pada 1784, revolusi industri pertama dimulai dengan mesin yang didorong oleh air dan uap. Revolusi kedua datang pada 1870 dengan produksi massal baja dan listrik; dunia juga menyaksikan penemuan pesawat terbang selama periode ini. Pada 1960, revolusi industri ketiga memperkenalkan elektronika canggih, komputer, dan otomasi. Revolusi ini terutama berfokus pada revolusi digital dalam proses industri. Hari ini, kita hidup dalam sistem cyber-fisik yang berfokus pada sinkronisasi dunia nyata dengan dunia virtual. Ini disebut sebagai revolusi keempat, atau Industri 4.0, istilah yang resmi diciptakan pada 2015 oleh Mr. Klaus Schwab, chairman eksekutif World Economic Forum.

Industri 4.0 adalah revolusi industri baru untuk menciptakan pabrik pintar yang didorong oleh jaringan mesin dan proses dengan platform cerdas. Ada berbagai elemen revolusi manufaktur Industri 4.0, seperti analitik data, Internet of Things (IoT), robotika canggih, augmented reality, manufaktur aditif, perangkat lunak pabrik virtual, dan pelacakan digital.

Artikel ini akan melihat secara mendalam manufaktur Industri 4.0, termasuk proses dan teknologi yang sedang berkembang dan apa yang masih perlu ditingkatkan.

Elemen Teknologi Utama Manufaktur Industri 4.0

Di bawah ini, kami uraikan beberapa elemen teknologi utama yang membentuk proses manufaktur Industri 4.0 saat ini dan melihat kelebihan serta keterbatasannya.

Manufaktur Aditif

Manufaktur aditif (AM), juga dikenal sebagai pencetakan 3D, menggunakan model CAD 3D untuk memproduksi bagian lapis demi lapis melalui penambahan material, tidak seperti teknik subtraktif konvensional. Hari ini, teknologi AM memenuhi kebutuhan desain yang canggih dari banyak industri, seperti otomotif, manufaktur, penerbangan, dan medis.

Selama dua puluh tahun terakhir, teknologi AM telah berevolusi melalui berbagai fase. Stereolithography adalah teknik prototip cepat pertama yang dipatenkan di bawah AM pada 1986. Setelah itu, ia telah melalui suksesi berikut:

• 3DP (pencetakan tiga dimensi) – 1993
• Fused deposition modeling – 1992
• Selective laser sintering – 1989
• Laminated object manufacturing – 1988
• Laser engineered net shaping – 2000

Kelebihan

Tidak seperti proses subtraktif tradisional, teknologi AM dapat membantu Anda merancang prototipe fungsional dalam waktu singkat. Buangan material sangat dikurangi, karena teknologi ini menggunakan material baku yang diperlukan untuk bagian dan memberikan opsi untuk menggunakan kembali sisa material. Karena bagian diproduksi menggunakan satu proses dan dengan sedikit setup yang diperlukan, Anda menghemat waktu dan uang pada beberapa langkah manufaktur dan perakitan.

Keterbatasan

Manufaktur aditif masih dalam tahap beta. Ada keterbatasan fungsional, seperti kecepatan rendah, yang tidak membuatnya cocok untuk produksi massal. Prototipe yang dibuat dengan manufaktur aditif juga sering memerlukan sentuhan finishing pasca-produksi. Selain itu, karena manufaktur aditif menggunakan bubuk cair dan polimer logam, materialnya tidak memiliki kekuatan yang cukup untuk memproduksi bagian berukuran besar.

Pabrik Virtual

Pabrik pintar saat ini menggunakan sistem cyber-fisik dan memanfaatkan kekuatan teknologi informasi secara besar-besaran. Di pabrik pintar, sistem memfasilitasi mesin dan sumber daya manufaktur lainnya untuk berkomunikasi, berkolaborasi, dan bekerja sebagai tim dengan sedikit atau tanpa campur tangan manusia. Namun, memasang sistem manufaktur ini mahal dan bisa berisiko untuk diuji. Dalam hal ini, kerangka pabrik virtual menyediakan dukungan keputusan yang diperlukan.

Kelebihan

Kerangka pabrik virtual (VF) adalah lingkungan perangkat lunak simulasi 3D canggih untuk menilai kinerja pabrik pintar Anda di bawah permintaan yang bervariasi dan kondisi pabrik yang dinamis. Anda dapat menggunakannya untuk satu peralatan atau seluruh pabrik. Teknologi VF sangat berguna untuk memprediksi variabilitas proses sistem manufaktur baru dalam ketiadaan data historis.

Keterbatasan

Untuk program simulasi mengembalikan hasil yang terpercaya, ia harus diberikan sinopsis yang akurat dari kondisi spesifik fasilitas Anda. Ini adalah kustomisasi yang memerlukan banyak tenaga kerja dan memerlukan ahli materi. Karena simulasi berjalan berdasarkan input data real-time yang kontinu, setiap perubahan parameter dalam sistem manufaktur, mesin, atau robot dapat mempengaruhi akurasi hasil.

Robot Industri

Dengan bantuan teknologi seperti kecerdasan buatan dan analitik big data, proses manufaktur Industri 4.0 bergantung pada robot industri untuk meningkatkan kecepatan produksi dan menurunkan biaya proses.

Kelebihan

Tidak seperti leluhur tradisionalnya, robot di revolusi manufaktur industri 4.0 dirancang untuk memiliki kemampuan kesadaran diri, pemeliharaan diri, dan prediktivitas diri. Dengan sistem sensor canggih, robot generasi baru ini berinteraksi dengan robot lain dan pekerja manusia untuk meningkatkan kualitas manufaktur. Mereka menggunakan teknologi sensor canggih untuk memberdayakan persepsi mereka untuk berbagai tugas manual, seperti deteksi bagian otomatis, pengambilan material yang benar, dan penanganan item yang aman.

Keterbatasan

Onboarding robot yang sangat sensitif dan hemat energi adalah tantangan. Selain itu, robot di fase industri 4.0 masih tidak berkembang cukup matang untuk menggantikan pekerja berpengalaman untuk tugas kompleks di barisan perakitan dan pusat distribusi.

Industri 4.0 dan Fasilitas Pengolahan Logam

Industri pengolahan logam dapat sangat mendapat manfaat dari revolusi industri 4.0 dalam hal pengurangan biaya operasional, buangan material rendah, pengiriman cepat, dan kemungkinan revisi yang rendah. Produsen dapat menikmati manfaat di setiap tahap proses manufaktur.

Mesin CNC pintar dapat membangun model prediktif menggunakan data historis untuk mencegah titik kegagalan potensial. Efek gabungan sensor IoT dan meter pintar dapat membantu mesin besar mengelola aliran energi secara efektif selama jam sepi. Umpan balik proses real-time dari mesin akan menjadi pilihan ideal untuk operator untuk menghilangkan kesalahan potensial selama tahap alpha-nya.

Otomasi dapat meningkatkan kecepatan produksi dan mengurangi kesalahan manusia, tetapi beberapa elemen masih akan di luar jangkauan mereka. Salah satu elemen tersebut adalah pengadaan material yang tepat untuk proyek. Mesin CNC pintar otomatis tidak berguna apa adanya jika workpiece berkualitas buruk.

Beli Material untuk Manufaktur Industri 4.0 dari Pemasok Logam yang Terpercaya

Industrial Metal Service adalah one-stop shop untuk pembelian, daur ulang, dan gergaji logam. Selama lebih dari dua dekade, kami telah menyediakan Area San Francisco Bay dan seluruh negeri dengan layanan logam terpercaya kami. Inventaris logam yang luas kami mencakup aluminium, baja, tembaga, dan titanium serta logam spesial seperti Inconel dan Monel.