SMART FACTORY (PABRIK PINTAR)

 Penggabungan dunia virtual dan fisik membangkitkan pabrik pintar.  Di sini integrasi kecerdasan buatan,  machine learning, pengetahuan kerja otomasi, dan komunikasi mesin ke mesin dengan proses manufaktur.  Pabrik pintar secara fundamental adalah bagaimana merubah produk yang dihasilkan, dibuat dan dikapalkan.  Pada saat yang sama  akan memperbaiki keselamatan dan perlindungan lingkungan melalui emisi rendah dan kejadian rendah dalam manufaktur.

           Ditandai beberapa pengembangan teknologi kunci yang menjadi penentu pabrik pintar adalah :

§  Otomasi, robot, dan pergerakan otomatis  

§  Komunikasi mesin ke mesin dimungkinkan melalui “industrial” internet of things;

§ “Big Data” dengan konteksnya, merujuk pada kemungkinan ketersediaan data dalam volume  dan keragaman yang diperoleh dari jaringan ekonomi; 

§  Proses optimisasi industry, implikasi dari berkurangnya berhentinya mesin akibat perawatan, sedikit buangan, dan konsumsi energy lebih sedikit

§  Augmented reality; yang menawarkan potensi untuk perbaikan pemeliharaan dan diagnostic kegagalan yang dapat dilatihkan untuk mengenali internal peralatan

§  Additive manufacturing; yang juga dikenal sebagai 3D printing, penyediaan  customised production untuk spesifikasi pelanggan.

Otomisasi, robotic, dan pergerakan otomatis   

Sejumlah besar proses telah dikerjakan otomatis baui sebagian maupun seluruhnya atau ada juga yang baru mulai.  Sejak awal tahun 1954 robot dipergunakan untuk produksi tabung sinar katoda TV dan hingga kini tetap dipergunakan.  Kini perkembangannya robot lebih responsip dan adaptip terhadap lingkungan. 

Piranti sensor, terus dikembangkan, telah memingkinkan komunikasi pada material baru atau kesertaan logistic untuk memenuhi kebutuhan produksi.  Pada decade berikutnya dipersiapkan pengangkut otomatis yang dilengkapi dengan piransi sensor untuk memunguti dan mengirim hasil produksi.  Drone akan dipakai untuk mengirim peralatan ke rumah-rumah pelanggan secara otomatis.

Komunikasi Mesin ke Mesin

Komunikasi mesin ke mesin (M2M) adalah suatu sistem dari teknologi komunikasi dan informasi.  Memungkinkan suatu perangkat melalui sendor untuk menangkap kejadian, status atau fakta (misalnya perubahan batas sediaan) yang direlay melalui jaringan  ke suatu program software sehingga menjadi berarti (dalam kasus ini, stok segera dipenuhi). 

Sistem komunikasi M2M tengah dikembangkan ke sistem jaringan yang dapat mentransfer data untuk diterapkan. Konsep komunikasi M2M dalam kontek manufaktur dikenal sebagai Industrial Internet of Things.

Dua teknologi yang penting untuk memungkinkan komunikasi  M2M adalah radio-frequency identification (“RFID”) dan  Near Field Technology (“NFC”).  Implementasi dari teknologi ini memungkinkan komunikasi   M2M dalam mode nir kabel, maka terbukalan ruang manufaktur di mana mesin berinteraksi tanpa terputus. 

Industrial Internet of Things akan dibentuk melalui keberadaan tiga fitur :

1.      Pemerkayaan peralatan mekanik dasar melalui  sensors dan perangkat penghasil data lainnya  (“smartness”);

2.      Kemungkinan alokasi data  lebih cepat dan lebih fleksibel, ditransfer, dan diolah (computing capacities);

3.      Peningkatan interkonektivitas digita antara peralatan yang disertakan dan kemampuan kapasitas menghitung (digital integration).

Big Data

Volume, keragaman dan kecepatan produksi data melalui peralatan yang terkoneksi banyak sekala dalam pabrik pintar menjadi penyimpangan yang belum pernah terlihat sebelumnya. Peluang perusahaan  untuk mengekstrak nilai dari ledakan data tersebut.  Memanfaatkan kepintaran tindakan real-time menjadi potensial untuk peningkatan produktifitas, melaksanakan re-emptive maintenance dan membangkitkan penghemetan biaya.  Di dalam industry, Big Data sudah dipergunakan untuk mengoptimumkan jadwal produksi.  Sebagai contoh, untuk memenuhi data lapang produksi pabrik dan untuk mengelola produksi secara optimal, Industrial Internet of Things dapat diintegrasikan secara real time dengan data sistem kendali produksi, sistem eksekusi manufaktur, dan sistem manajemen asset, di mana seluruhnya bertujuan agar pabrik beroperasi lebih efisien.   

Pada tahap berikutnya dari penggunaan data, informasi produksi akan terkoneksi melalui rantai pasok dari spesifikasi pelanggan ke ketersediaan bahan baku dan melalui pemenuhan order yang teristimewa.  Semua ini akan memungkinkan fleksibilitas operasi perusahaan secara luas dan manufaktur optimal.

Optimisasi Proses Industri   

Melalui penggunaan komunikasi M2M dan pengolahan data, mesin akan menjadi self-tuning dan terkalibrasi serta dapat melaksanakan diagnostic sendiri dari kesalahan dan kinerjanya sendiri. Teknologi yang dibawa dapat memainkan peran dalam proses optimisasi industry dibagi menjadi teknik yang memungkinkan pemeliharaan prediktif dan teknologi optimisasi energy.

Teknik pemeliharaan prediktf dirancang untuk membantu menentukan kondisi  peralatan in-service menurut prakiraan dimana perawatan seharusnya dilaksanakan. Tekni ini didasarkan kepada pemantauan real-time dari penggunaan perakatan. Resiko berhentinya mesin dapat dimitigasi melalui perawatan sistematik.   Di bawah protocol perawatan preventif tradisional, jadwal perawatan dilaksanakan berdasarkan spesifikasi yang diberikan di awal oleh perusahaan pembuat mesin. Karena bahnyak mesin yang komponennya memiliki  jangka waktu dan interval perawatan berbeda, maka industry terpaksa kadang menjadwalkan lebih panjang interval perawatannya. Waktu berhenti mesin berdampak pada pengurangan atau penghentian produksi, maka pemeliharaan prediktif dapat memangkas biaya ini.   

Untuk memungkinkan pemeliharaan prediktif,  industry melakukan berbagai pengukuran seperti misalnya vibrasi, ultrasound, dan akustik, yang memungkinkan terdeteksinya secara awal kelainan mesin.

Integrasi  Big Data dengan Industrial Internet of Things akan memungkinkan untuk pemberian tenaga secara berkala dari pengembangan robotic dan sistem produksi.  Sejalan dengan itu pula, semua atau sebagian lini produksi khusus  dan konsumsi enerji selama produksi berhenti dalam produksi. Diperkirakan bahwa 90% konsumsi energy berkhenti selama terhitung dari mesin seperti robot, ekstraktor, sumber laser, dan sistem pendingin.

Augmented reality

Augmented reality adalah pelapisan untuk menampakkan dunia nyata.  Penggunaan  augmented kini di dalam manufaktur masih terbatas, tetapi banyak pengembangan masih terus dilakukan.  Purwarupa terbatas digunakan pada beberapa contoh berikut :

·         Manual instruksi keahlian operator di mana pekerjaan tak dapat diotomasi;

·         Pelatihan bagaimana membuat suatu komponen termasuk visualisasi keluarannya;

·         Peningkatan pengawasan mutu   

·         Menemukan cara untuk memperbaiki alur kerja  

·         Menyediakan panduan untuk pekerjaan perbaikan dan perawatan yang kompleks, seolah dipandu oleh ahli.

Additive manufacturing dan perubahan rantai pasok

Additive manufacturing atau 3D printing, adalah proses memulai produksi dengan bahan lepas, seperti cairan dan bubuk, dan membangun bentuk tiga dimensi melalui suatu cetakan digital (berlawanan dengan pekerjaan bubut atau ukir kayu). Proses  3D printing memungkinkan distribusi manufaktur, di mana pasokan material dan metoda fakbikasi terdesentralisasi dan produk akhir dibuat lebih mendekati konsumen. Produksi  3D printing juga memungkinkan pembuatan atas permintaan dan dibuat saat itu juga serta di tempat itu juga.

Additive manufacturing sangat berpotensi menghilangkan proses dan rantai pasok konvensional.  Beberapa penerapannya sudah terjadi di industry otomotif, dirgantara, dan medis.  Beberapa inplan, purwarupa plastic untuk rekayasa dan perancangan telah diproduksi menggunakan teknologi ini.    General Electric telah mengumumkan proyek untuk produksi masal suku cadang penting berbahan metal-alloy untuk dipergunakan pada ribuat mesin jet. Airbus juga mengumumkan pada 6 May 2015 bahwa lebih dari 1000 komponen pesawat terbang dicetak dalam 3D.Perkembangan cepat diharapkan terjadi pada decade mendatang.

Konsep Pabrik pintar terintegrasi semua untuk menghasilkan model bisnis baru di industry.  Di antara teknologi tersebut, adalah yang memungkinkan sangat customized dan merupakan produk untuk menghasilkan  satuan harga yang dapat diterima, penggunaannya secara otomatis melakukan proses manufaktur optimisasi sendiri dan lebih ramah pada lingkungan.  Bentuk pabrik pintar dapat tampak kompleks dan memiliki hubungan jaringan yang meluas meliputi pemasok, pembuat dan pengguna yang secara grafis disajikan pada gambar berikut

Hubungan industry 4.0 dengan smart factory

Istilah Industri 4.0 muncul di Jerman Tahun 2013 dalam suatu insiatif gabungan  Masyarakat, Asosiasi Engineering, Periset dan Profesiona di Jerman merancang "roadmap' negara jerman dalam leadership teknologi dan industi manufaktur di panggung global.

Paling tidak ada 3 karakteristik  Industry 4.0 ;

1. Cyber-Physical System : Sistem yang memungkinkan terhubungnya alat yang berbentuk fisik dengan jaringan internet. Alat yang berbentuk fisik menjadi sebuah cyber-physical system karena adanya integrasi dari komputasi, komunikasi, dan kontrol terhadap proses fisik dan adanya feedback dari proses tersebut. Cyber-physical system dapat digunakan untuk membangun jaringan produksi, kendaraan yang menggunakan remote control, smart home, dan berbagai sistem yang digunakan dengan memanfaatkan jaringan internet, sensor, dan actuator.

2. Smart Manufacturing : Adalah sebuah proses perubahan manufaktur secara keseluruhan yang meliputi komponen-komponen penggerak seperti sumber daya manusia, bisnis, dan pola pikir perusahaan yang menggunakan pendekatan berbasis teknologi yang memanfaatkan mesin yang terhubung ke Internet untuk memantau proses produksi. Tujuan SM adalah untuk mengidentifikasi peluang untuk mengotomatisasi operasi dan menggunakan analitik data untuk meningkatkan kinerja manufaktur.

3. Internet of thing : Adalah sebuah konsep dimana suatu objek yang memiliki kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan tanpa memerlukan interaksi manusia ke manusia atau manusia ke komputer. “A Things” pada Internet of Things dapat didefinisikan sebagai subjek misalkan orang dengan monitor implant jantung, hewan peternakan dengan transponder biochip, sebuah mobil yang telah dilengkapi built-in sensor untuk memperingatkan pengemudi ketika tekanan ban rendah. Sejauh ini, IoT paling erat hubungannya dengan komunikasi machine-to-machine (M2M) di bidang manufaktur dan listrik, perminyakkan, dan gas.