Industri 4.0, yang identik dengan manufaktur pintar, adalah realisasi dari transformasi digital di lapangan, yang memberikan pengambilan keputusan secara real time, peningkatan produktivitas, fleksibilitas, dan ketangkasan untuk merevolusi cara perusahaan memproduksi, meningkatkan, dan mendistribusikan produk mereka.
Produsen mengintegrasikan teknologi baru, termasuk Internet of Things (IoT), komputasi cloud dan analitik, serta AI dan machine learning, ke dalam fasilitas produksi mereka dan di seluruh operasi mereka.
Pabrik pintar dilengkapi dengan sensor canggih, perangkat lunak tertanam, dan robotika yang mengumpulkan dan menganalisis data dan memungkinkan pengambilan keputusan yang lebih baik. Nilai yang bahkan lebih tinggi tercipta saat data dari operasi produksi digabungkan dengan data operasional dari ERP, rantai pasokan, layanan pelanggan, dan sistem perusahaan lainnya untuk menciptakan tingkat visibilitas dan insight yang benar-benar baru dari informasi yang sebelumnya terisolasi.
Teknologi digital ini mengarah pada peningkatan otomatisasi, pemeliharaan prediktif, pengoptimalan mandiri dari peningkatan proses dan, yang terpenting, tingkat efisiensi dan daya tanggap yang baru kepada pelanggan yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan.
Sebuah studi IBM® Institute for Business Value menemukan bahwa manufaktur cerdas dapat memfasilitasi peningkatan deteksi cacat produksi sebanyak 50 persen dan peningkatan hasil sebesar 20 persen.
Mengembangkan pabrik pintar memberikan peluang luar biasa bagi industri manufaktur untuk memasuki revolusi industri keempat. Menganalisis sejumlah besar big data yang dikumpulkan dari sensor di lantai pabrik memastikan visibilitas aset manufaktur secara real-time dan dapat menyediakan alat untuk melakukan pemeliharaan prediktif guna meminimalkan waktu henti peralatan.
Penggunaan perangkat IoT berteknologi tinggi di pabrik pintar menghasilkan produktivitas yang lebih tinggi dan peningkatan kualitas. Mengganti model bisnis inspeksi manual dengan insight visual yang didukung AI mengurangi kesalahan manufaktur dan menghemat uang dan waktu. Dengan investasi minimal, personel kontrol kualitas dapat menyiapkan telepon pintar yang terhubung ke cloud untuk memantau proses manufaktur dari mana saja. Dengan menerapkan algoritma machine learning, produsen dapat mendeteksi kesalahan secara langsung, sehingga biaya perbaikan tidak akan semakin mahal ketika ditemukan pada tahap yang lebih lanjut.
Konsep dan teknologi Industri 4.0 dapat diterapkan di semua jenis perusahaan industri, termasuk manufaktur diskrit dan proses, serta minyak dan gas, pertambangan, dan segmen industri lainnya.
Tetap terinformasi tentang tren industri yang paling penting—dan menarik—tentang AI, otomatisasi, data, dan di luarnya dengan buletin Think. Lihat Pernyataan Privasi IBM®.
Dimulai pada akhir abad ke-18 di Inggris, revolusi industri pertama membantu mewujudkan produksi massal dengan menggunakan tenaga air dan uap, alih-alih tenaga manusia atau hewan. Barang jadi dibuat dengan mesin dan tidak lagi diproduksi dengan tangan dengan susah payah.
Satu abad kemudian, revolusi industri kedua memperkenalkan jalur perakitan dan penggunaan minyak, gas, dan tenaga listrik. Sumber daya baru ini, bersama dengan komunikasi yang lebih canggih via telepon dan telegraf, membawa produksi massal dan tingkat otomatisasi tertentu pada proses manufaktur.
Revolusi industri ketiga, yang dimulai pada pertengahan abad ke-20, menambahkan komputer, telekomunikasi canggih, dan analisis data ke dalam proses manufaktur. Digitalisasi pabrik dimulai dengan menanamkan pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC) ke dalam mesin untuk membantu mengotomatisasi beberapa proses dan mengumpulkan serta berbagi data.
Kita sekarang berada dalam revolusi industri keempat, juga disebut sebagai Industri 4.0. Ditandai dengan meningkatnya otomatisasi dan penggunaan mesin pintar dan pabrik pintar, data yang informatif membantu memproduksi barang secara lebih efisien dan produktif di seluruh rantai nilai. Fleksibilitas meningkat sehingga produsen dapat memenuhi permintaan pelanggan dengan lebih baik menggunakan kustomisasi massal—yang pada akhirnya berupaya mencapai efisiensi bahkan dengan, dalam banyak kasus, ukuran lot yang hanya satu. Dengan mengumpulkan lebih banyak data dari lantai pabrik dan menggabungkannya dengan data operasional perusahaan lainnya, pabrik pintar dapat mencapai transparansi informasi dan keputusan yang lebih baik.
IoT adalah komponen utama dari pabrik pintar. Mesin di lantai pabrik dilengkapi dengan sensor yang menampilkan alamat IP yang memungkinkan mesin terhubung dengan perangkat berkemampuan web lainnya. Mekanisasi dan konektivitas ini memungkinkan sejumlah besar data berharga untuk dikumpulkan, dianalisis, dan dipertukarkan.
Komputasi cloud adalah landasan dari setiap strategi Industri 4.0. Realisasi penuh dari manufaktur pintar menuntut konektivitas dan integrasi teknik, rantai pasokan, produksi, penjualan dan distribusi, serta layanan. Cloud membantu mewujudkannya. Selain itu, jumlah data yang biasanya besar yang disimpan dan dianalisis dapat diproses secara lebih efisien dan hemat biaya dengan cloud. Komputasi cloud juga dapat mengurangi biaya awal untuk produsen kecil dan menengah yang dapat menyesuaikan kebutuhan dan skala bisnis mereka seiring pertumbuhan bisnis.
AI dan machine learning memungkinkan perusahaan manufaktur untuk memanfaatkan sepenuhnya volume informasi yang dihasilkan tidak hanya di lantai pabrik, tetapi juga di seluruh unit bisnis mereka, dan bahkan dari mitra dan sumber pihak ketiga. AI dan machine learning dapat menciptakan insight yang memberikan visibilitas, prediktabilitas, dan otomatisasi operasi dan proses bisnis. Misalnya, mesin industri cenderung rusak selama proses produksi. Menggunakan data yang dikumpulkan dari aset-aset ini dapat membantu bisnis melakukan pemeliharaan prediktif berdasarkan algoritma machine learning, sehingga menghasilkan lebih banyak waktu aktif dan efisiensi yang lebih tinggi.
Tuntutan operasi produksi real-time berarti bahwa beberapa analisis data harus dilakukan di "tepian"—yaitu, di mana data dibuat. Ini meminimalkan waktu latensi dari saat data diproduksi hingga saat respons diperlukan. Misalnya, deteksi masalah keselamatan atau kualitas mungkin memerlukan tindakan hampir real-time dengan peralatan. Waktu yang dibutuhkan untuk mengirim data ke cloud perusahaan dan kemudian kembali ke lantai pabrik mungkin terlalu lama dan tergantung pada keandalan jaringan. Menggunakan komputasi edge juga berarti bahwa data tetap berada di dekat sumbernya, sehingga mengurangi risiko keamanan.
Perusahaan manufaktur tidak selalu mempertimbangkan pentingnya keamanan siber atau sistem fisik siber. Namun, konektivitas yang sama dari peralatan operasional di pabrik atau lapangan (OT) yang memungkinkan proses produksi yang lebih efisien juga membuka jalur masuk baru untuk serangan jahat dan malware. Saat menjalani transformasi digital menuju Industri 4.0, penting untuk mempertimbangkan pendekatan keamanan siber yang mencakup peralatan TI dan OT.
Transformasi digital yang ditawarkan oleh Industri 4.0 telah memungkinkan produsen untuk menciptakan kembaran digital yang merupakan replika virtual dari proses, lini produksi, pabrik, dan rantai pasokan. Kembaran digital dibuat dengan menarik data dari sensor IoT, perangkat, PLC, dan objek lain yang terhubung ke internet. Produsen dapat menggunakan kembaran digital untuk membantu meningkatkan produktivitas, memperbaiki alur kerja, dan merancang produk baru. Dengan mensimulasikan proses produksi, misalnya, produsen dapat menguji perubahan pada proses untuk menemukan cara meminimalkan waktu henti atau meningkatkan kapasitas.
Sensor tertanam dan mesin yang saling berhubungan menghasilkan sejumlah besar data untuk perusahaan manufaktur. Analisis data dapat membantu produsen menyelidiki tren historis, mengidentifikasi pola, dan membuat keputusan yang lebih baik. Pabrik pintar juga dapat menggunakan data dari bagian lain dalam organisasi dan ekosistem pemasok dan distributor yang diperluas untuk menciptakan insight yang lebih dalam. Dengan melihat data dari sumber daya manusia, penjualan, atau pergudangan, produsen dapat membuat keputusan produksi berdasarkan margin penjualan dan personel. Representasi operasi digital lengkap dapat dibuat sebagai "kembaran digital".
Arsitektur jaringan pabrik pintar bergantung pada interkonektivitas. Data real-time yang dikumpulkan dari sensor, perangkat, dan mesin di lantai pabrik dapat langsung dikonsumsi dan digunakan oleh aset pabrik lainnya, serta dibagikan ke seluruh komponen lain dalam perangkat lunak perusahaan, termasuk perencanaan sumber daya perusahaan (ERP) dan perangkat lunak manajemen bisnis lainnya.
Pabrik pintar dapat menghasilkan barang khusus yang memenuhi kebutuhan pelanggan individu dengan lebih hemat biaya. Faktanya, di banyak segmen industri, produsen bercita-cita untuk mencapai ukuran "ukuran lot yang hanya satu" dengan cara yang ekonomis. Dengan menggunakan aplikasi perangkat lunak simulasi canggih, bahan dan teknologi baru seperti pencetakan 3-D, produsen dapat dengan mudah membuat sejumlah kecil barang khusus untuk pelanggan tertentu. Sedangkan revolusi industri pertama adalah tentang produksi massal, Industri 4.0 adalah tentang kustomisasi massal.
Operasi industri bergantung pada rantai pasokan yang transparan dan efisien, yang harus diintegrasikan dengan operasi produksi sebagai bagian dari strategi Industri 4.0 yang tangguh. Ini mengubah cara produsen sumber daya bahan baku mereka dan mengirimkan produk jadi mereka. Dengan berbagi beberapa data produksi dengan pemasok, produsen dapat menjadwalkan pengiriman dengan lebih baik. Misalnya, jika jalur perakitan mengalami gangguan, pengiriman dapat dialihkan atau ditunda untuk mengurangi waktu atau biaya yang terbuang. Selain itu, dengan mempelajari data cuaca, mitra transportasi, dan data pengecer, perusahaan dapat menggunakan pengiriman prediktif untuk mengirim barang jadi pada waktu yang tepat untuk memenuhi permintaan konsumen. Blockchain muncul sebagai teknologi kunci untuk memungkinkan transparansi dalam rantai pasokan.
Membangun infrastruktur TI multicloud hybrid merupakan komponen utama dalam transformasi digital bagi produsen yang ingin memanfaatkan Industri 4.0. Multicloud hybrid adalah ketika perusahaan memiliki dua atau lebih cloud publik dan pribadi untuk mengelola beban kerja komputasi mereka. Hal ini memberikan mereka kemampuan untuk mengoptimalkan beban kerja mereka di semua cloud mereka, karena beberapa lingkungan lebih cocok atau lebih hemat biaya untuk beban kerja tertentu. Pabrikan yang mencari transformasi digital dan lingkungan yang aman dan terbuka dapat memindahkan beban kerja yang ada dari lokasi lokal mereka ke lingkungan cloud terbaik.