Membahas penerapan sensor dalam industri 4.0

Membahas penerapan sensor dalam industri 4.0

Dari "Industri 4.0" Jerman, "Strategi Kemitraan Manufaktur Canggih" Amerika Serikat hingga "Strategi Nilai Tinggi" Inggris Raya, Internet Industri telah menjadi landasan penting bagi negara-negara industri besar untuk merebut persaingan manufaktur internasional. Sebagai penggerak utama dan fokus strategis transformasi industri saat ini, manufaktur cerdas terkait erat dengan Internet Industri.

Konsep manufaktur cerdas dimulai pada akhir tahun 1980-an. Profesor PK Wright dari Universitas New York dan Profesor DA Bourne dari Universitas Carnegie Mellon menerbitkan buku Manufacturing Intelligence, yang pertama kali mengusulkan konsep manufaktur cerdas dan menunjukkan bahwa tujuan manufaktur cerdas adalah untuk mengintegrasikan rekayasa pengetahuan, sistem perangkat lunak manufaktur, visi mesin dan kontrol mesin, memodelkan keterampilan dan pengetahuan ahli teknisi manufaktur untuk memungkinkan mesin cerdas memproduksi batch kecil tanpa campur tangan manusia.

Seiring perkembangan zaman dan kemajuan teknologi, manufaktur cerdas juga telah diberi makna baru, dan tujuannya menjadi lebih ambisius. Negara kita adalah negara manufaktur besar, dan industri manufaktur merupakan tulang punggung perekonomian nasional. Saat ini, industri manufaktur negara kita dihadapkan pada tugas-tugas strategis untuk meningkatkan efisiensi produksi dan manufaktur, konservasi energi dan pengurangan emisi, serta penyesuaian struktur industri. "Rencana Pengembangan Manufaktur Cerdas (2016-2020)" menunjukkan:

Mendorong manufaktur cerdas dapat secara efektif mempersingkat siklus pengembangan produk, meningkatkan efisiensi produksi dan kualitas produk, mengurangi biaya operasional serta konsumsi sumber daya dan energi, dan mempercepat perkembangan manufaktur cerdas. Hal ini sangat penting.

Industri manufaktur sedang berubah dari mode tradisional ke digital, jaringan, dan cerdas, dari ekstensif ke kualitas dan efisiensi, dari polusi tinggi dan konsumsi energi tinggi ke manufaktur hijau, dan dari produksi ke "produksi + layanan". Dalam proses transformasi ini, manufaktur cerdas merupakan sarana penting.

Definisi manufaktur cerdas yang lebih umum adalah:

Berorientasi pada seluruh siklus hidup produk, berdasarkan teknologi informasi generasi baru dan sistem manufaktur sebagai pembawanya, pada mata rantai atau proses kuncinya, sistem ini memiliki kemampuan persepsi, pembelajaran, analisis, pengambilan keputusan, komunikasi, dan pengendalian koordinasi yang otonom, serta dapat beradaptasi secara dinamis terhadap perubahan lingkungan manufaktur untuk mencapai tujuan optimasi tertentu.

Definisi-definisi di atas mengemukakan tujuan dan harapan yang jelas untuk manufaktur cerdas — efisiensi tinggi, biaya rendah, dan kualitas tinggi, serta memberikan panduan metodologis untuk jalur realisasinya. Menekankan persepsi otonom, menghubungkan segala sesuatu yang dapat didigitalisasi melalui Internet of Everything, dan menggunakan data serta algoritma untuk memperoleh kecerdasan.

Manufaktur cerdas tidak hanya membutuhkan adopsi teknologi dan peralatan manufaktur baru, tetapi juga penetrasi teknologi informasi dan komunikasi yang berkembang pesat ke dalam pabrik, serta pembangunan infrastruktur siber. Sistem Fisika Siber (CPS) di bidang manufaktur, serta perubahan dalam organisasi produksi dan hubungan antarpribadi di industri manufaktur. Membawa perubahan inovatif dalam metode manufaktur R&D dan model bisnis.

Apa itu Industrial Internet of Things?

Industrial Internet of Things (IIoT) telah menjadi identik dengan manufaktur cerdas dan Industri 4.0. Industrial Internet of Things dapat menerapkan teknologi cerdas seperti kecerdasan buatan (AI), pembelajaran mesin, realitas tertambah/virtual (AR/VR), kembaran/pembuatan thread digital, komputasi awan/tepi sesuai kebutuhan dan meresap ke semua aspek manufaktur cerdas.

Industrial Internet of Things (IIoT) juga menyediakan platform untuk mendukung aplikasi manufaktur cerdas, tulang punggung komunikasi antara sensor, perangkat, mesin, pengontrol, basis data, dan sistem informasi, yang mampu terhubung ke teknologi dan kemasan yang ada serta memperluas fungsionalitas dan umur pakainya.

Manfaat terbesar IIoT adalah berbagai data yang dikumpulkan dan dianalisis kemudian. Produsen dapat menggunakan data ini untuk meningkatkan kontrol kualitas, inisiatif keberlanjutan dan lingkungan, ketertelusuran rantai pasokan, dan meningkatkan efisiensi rantai pasokan.

Selain itu, IIoT dapat membantu teknisi lapangan menentukan kapan mesin perlu diperbaiki, mendeteksi tingkat korosi pada pipa kilang, memantau infrastruktur dalam operasi industri, dan bahkan melacak aset.

Dalam hal otomatisasi, optimasi, dan rantai pasokan serta logistik yang lebih baik, jaringan Industrial IoT memberikan integrasi sistem yang lebih kuat bagi industri-industri ini. Dengan menggunakan sensor dan aktuator cerdas, para praktisi dapat lebih mudah dan efisien memantau dan mengendalikan infrastruktur dalam operasi seperti transportasi, utilitas, dan layanan kesehatan. Jaringan komunikasi cerdas semacam ini berpotensi untuk secara dramatis mengubah dan meningkatkan proses industri.

Penggunaan sensor dalam Industri 4.0

Sensor mengacu pada sirkuit terpadu multi-komponen dengan fungsi akuisisi informasi, pengolahan informasi, pertukaran informasi, dan penyimpanan informasi. Ini adalah produk tingkat sistem yang mengintegrasikan chip sensor, chip komunikasi, mikroprosesor, driver, dan algoritma perangkat lunak. Sensor merupakan komponen dasar, terkemuka, dan strategis untuk pengembangan industri secara keseluruhan dan keamanan ekonomi nasional.

Dengan perkembangan pesat teknologi informasi generasi baru seperti internet industri, big data, internet of things, dan kecerdasan buatan, pasar aplikasi sensor menunjukkan tren pertumbuhan yang eksplosif. Menurut lembaga riset pasar, ukuran pasar sensor di negara kita akan mencapai 166 miliar yuan pada tahun 2019, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sekitar 11,65% dalam lima tahun ke depan (2019-2023), dan akan mencapai 258 miliar yuan pada tahun 2023.

Didorong oleh kebijakan dan pasar, ekosistem industri sensor di negara saya cenderung lengkap, dan mata rantai utama seperti desain, manufaktur, pengemasan, dan pengujian memiliki struktur perusahaan yang kokoh. Saat ini, terdapat hampir 2.000 perusahaan terkait yang bergerak di bidang penelitian sensor di negara ini, termasuk hampir 30 perusahaan yang terdaftar di bursa saham. Berbagai produk sensor pada dasarnya memenuhi kebutuhan pasar domestik.

(Rika sensor technology Sensor Family Portrait)

Sensor pintar adalah berbagai jenis sensor yang digunakan dalam berbagai skenario industri seperti energi, perminyakan, kimia, metalurgi, tenaga listrik, manufaktur mesin, otomotif, dan proses manufaktur industri lainnya. Secara umum, sensor pintar mengacu pada perangkat dan alat yang mengukur dan mengubah gaya, panas, cahaya, magnetik, akustik, kelembapan, listrik, lingkungan, dan lain-lain, serta mengubahnya menjadi sinyal keluaran listrik. Ini adalah jenis produk industri yang melibatkan integrasi teknologi dasar multidisiplin. Karakteristik khasnya adalah teknologi intensif, beragam jenis, produksi dalam jumlah kecil, penggunaan fleksibel, dan distribusi aplikasi yang luas.

Asosiasi Teknologi Penginderaan dan Pengukuran Jerman (AMA) dalam laporan "Teknologi Sensor 2022 - Menghubungkan Inovasi" menunjukkan bahwa teknologi sensor merupakan teknologi inti untuk daya saing banyak mesin, peralatan, dan kendaraan, serta sarana untuk meningkatkan nilainya. Seperti halnya internet yang berkembang pesat saat ini, pengembangan sensor menghadirkan peluang dan tantangan. Kecanggihan sensor masa depan menentukan daya saing internasional di bidang pembuatan mesin, otomotif, pengendalian proses, dan manufaktur.

Amerika Serikat membentuk tim teknis internasional (BGT) pada tahun 1980-an untuk mengkoordinasikan sumber daya pemerintah, perusahaan, dan departemen terkait untuk melaksanakan pekerjaan di bidang teknologi sensor, material fungsional, dan aspek lainnya di tingkat nasional, melayani bidang manufaktur industri Amerika, manufaktur cerdas, dan industri militer. Pada akhir abad lalu, Jepang telah memasukkan teknologi sensor sebagai salah satu dari sepuluh teknologi teratas di abad ini. Komunitas bisnis Jepang secara langsung percaya bahwa "era baru dapat didominasi oleh teknologi sensor", dan pengembangan serta pemanfaatan teknologi sensor telah tercantum sebagai prioritas nasional di abad ini, sebagai salah satu dari enam teknologi inti.

Epilog

Saat ini, munculnya kota pintar, rumah pintar, dan bangunan pintar juga membutuhkan teknologi sensor, dan banyak inovasi sensor di Industri 5.0 sudah menjadi aplikasi yang dipasarkan di pasar berorientasi teknologi lainnya, seperti adopsi cepat sistem bantuan pengemudi canggih (ADAS) pada model kendaraan baru. Penerapan dan pengembangan kendaraan listrik, kendaraan semi-otonom dan sepenuhnya otonom, memiliki permintaan yang besar untuk aplikasi sensor serta sistem industri.

Dari perkembangan berkelanjutan Industri 4.0 hingga pengenalan konsep Industri 5.0, pentingnya sensor sudah jelas. Inovasi teknologi berkelanjutan di industri semikonduktor mendorong penerapan teknologi sensor ke dalam implementasi praktis, sekaligus mendorong perkembangan berkelanjutan produksi industri, dan juga menciptakan kehidupan yang lebih baik dan lebih cerdas bagi kita.