Manfaat Kecerdasan Buatan (AI) dalam Otomasi Industri di Manufaktur

Contoh penerapan dan manfaat Artificial Intelligence (AI) dalam otomasi industri di manufaktur sangat banyak, diantaranya adalah:

• Deteksi Anomali dan Optimasi Produksi
• Pemeliharaan Prediktif
• Peningkatan Kualitas dan Konsistensi Produk
• Efisiensi Energi dan Pengurangan Limbah
• Pengambilan Keputusan Berbasis Data

Dalam kesempatan terbaik ini, tim Bawalaksana.id ingin membahas topik menarik yang sedang popular di era Digital Factory, yaitu manfaat Artificial Intelligence (AI) dalam otomasi industri di manufaktur, contoh penerapannya dan bagaimana cara untuk mengimplementasikannya.

Sejak Kapan AI Mulai di Perbincangkan di Ranah Industri?

Integrasi kecerdasan buatan (AI) dalam otomasi industri di manufaktur telah menjadi gagasan yang banyak diperbincangkan sejak tahun 1960-an. Pada tahun-tahun tersebut merupakan masa-masa awal perkembangan Artificial Intelligence (AI) dan Neural Networks.

Akan tetapi, gagasan tersebut masih terlalu maju pada zamannya, sehingga rencana untuk melibatkan AI dalam sektor industri cenderung diabaikan.

Mulanya, para insinyur memiliki visi bahwa AI akan menjadi kunci untuk meningkatkan efisiensi dan skala produksi, tanpa harus bergantung pada tenaga kerja manusia. Namun, karena adanya keterbatasan teknologi pada masa itu, maka visi besar untuk mengintegrasikan AI dengan otomasi industri belum bisa terealisasi dengan baik.

Titik Balik Pemanfaatan AI dalam Otomasi Industri dan Manufaktur

Pada awal pengembangan AI dan jaringan saraf buatan (neural networks), sistem AI membutuhkan daya komputasi yang sangat besar. 

Teknologi ini membutuhkan mesin-mesin komputasi besar yang dapat menghasilkan panas dan konsumsi energi yang tinggi. Dengan alasan terkait efisiensi energi, penerapan teknologi AI untuk industri masih dianggap jauh dari layak.

Kemudian pada dekade 2010-an, AI kembali menjadi sorotan dengan adanya kemajuan pesat dalam perangkat keras, kemunculan Internet of Things (IoT), serta semakin meluasnya implementasi cloud computing dan edge computing.

Kemajuan teknologi pada tahun-tahun ini telah membuka jalan bagi pengumpulan dan pemrosesan data industri dalam skala besar. 

Konvergensi teknologi ini akhirnya mewujudkan kembali semangat untuk merealisasikan visi awal yang sempat terpendam beberapa dekade yang lalu. Yaitu menerapkan kecerdasan buatan (AI) dalam otomasi industri dan manufaktur.

Integrasi AI dalam Otomasi Industri di Manufaktur Menggunakan PLCnext Technology 

Salah satu terobosan besar dalam otomasi industri modern adalah hadirnya PLCnext Technology. Platform canggih ini dikembangkan oleh salah satu OEM terkemuka di Eropa, Phoenix Contact, yang menawarkan kapabilitas untuk menjalankan AI, baik melalui edge ataupun cloud.

PLCnext Technology berbeda dengan PLC konvensional pada umumnya, karena memiliki ekosistem pemrograman yang fleksibel. 

Pengguna dapat mengembangkan aplikasi dalam berbagai bahasa, seperti C, C++, Python, Ladder Logic, Function Block, Matlab atau Structured Text, kemudian mengintegrasikannya dengan mulus melalui Global Data Space (GDS).

GDS berfungsi sebagai lapisan variabel terpadu yang memungkinkan pertukaran data secara real-time antar bahasa pemrograman tanpa masalah kompatibilitas. 

Selain itu, fitur Execution and Synchronization Manager (ESM) memungkinkan penjadwalan tugas yang fleksibel disertai dengan multitasking deterministik berkinerja tinggi. Dengan berbagai kelebihan ini, membuat PLCnext jauh lebih unggul dibandingkan dengan PLC konvensional pada umumnya.

PLCnext Technology Sebagai Ekosistem Menuju Digital Factory

PLCnext Technology adalah ekosistem untuk otomasi industri di sektor manufaktur yang dapat menjembatani antara Operational Technology (OT) dan Informational Technology (IT) secara mulus dan praktis. Ekosistem PLCnext Technology menawarkan platform kontrol terbuka, perangkat lunak rekayasa modular dan digital store marketplace untuk memberikan kemudahan dalam transformasi digital secara bertahap untuk mewujudkan Digital Factory yang sukses dan berkelanjutan.

Dengan integrasi cloud yang sederhana, opsi untuk menggunakan perangkat lunak open source dan komunitas yang solid dan terus berkembang, membawa PLCnext Technology sebagai sarana terbaik untuk menghadapi semua tantangan dunia Industrial Internet of Things (IIoT). 

Sementara itu, data adalah bagian vital dalam konsep Digital Factory, serta sebagai modal utama untuk menciptakan proses yang berkualitas, meningkatkan produktivitas, efisiensi, keamanan dan keberlanjutan dalam lingkungan manufaktur dan dunia dalam lingkup yang luas.

Secara historis, integrasi OT dan IT sulit untuk dilakukan karena menggunakan protokol komunikasi dan teknologi yang berbeda. Karena itu, pertukaran data di antara keduanya sangat terbatas, sulit, memakan waktu dan mahal. Hal ini mengakibatkan data terpisah-pisah dalam “data silos” (data yang terisolasi di satu sistem saja), sehingga wacana untuk mencapai digitalisasi manufaktur sulit diimplementasikan.

Karena itulah, PLCnext Technology hadir untuk menjawab permasalahan ini dengan integrasi yang luas dan mudah tanpa membutuhkan kemampuan pemrograman yang kompleks, yaitu dengan menggunakan “IIoT Framework”.

Perlu diketahui, bahwa inisiasi Digital Factory berangkat dari visi yang jauh ke depan, serta kesadaran yang konstruktif untuk membangun industri yang mendukung keberlanjutan iklim dan lingkungan, sebagai upaya untuk mencapai target 1,5°C dan net zero factory pada tahun 2050.

Data merupakan aset terpenting dari bisnis Anda dalam menciptakan industri yang minim emisi karbon, melalui operasional yang serba digital dan berdasarkan data.

Namun, perlu diakui bahwa membangun Pabrik Digital yang maju memerlukan solusi cerdas untuk meningkatkan produktivitas, meningkatkan ketersediaan dan menghasilkan model bisnis baru. Melalui ekosistem PLCnext Technology dan portfolio yang luas dari Phoenix Contact, Anda dapat mencapai skalabilitas dan fleksibilitas yang luas dalam journey menuju Digital Factory yang sesungguhnya.

Informasi lengkap tentang apa itu Digital Factory, teknologi yang dibutuhkan, case study dan tahapan implementasinya, silahkan menuju artikel kami Apa itu Digital Factory? Masa Depan Otomasi Industri dan Manufaktur Hijau.

Manfaat AI dalam Otomasi Industri dan Manufaktur

Sebagaimana yang telah kami mention diatas, bahwa teknologi PLCnext menawarkan fleksibilitas dan kapabilitas yang luas untuk menjalankan AI serta mengintegrasikannya dalam otomasi industri.

Pada saat yang sama, PLCnext Technology telah membuka arsitektur baru yang sangat kuat untuk meningkatkan produktifitas industri.

Misalnya, satu tugas dapat mengambil data dari sensor secara paralel, sementara tugas lain secara bersamaan menjalankan inferensi AI menggunakan data tersebut secara langsung di edge. 

Atau bisa juga data dikirim ke cloud melalui protokol seperti MQTT dan model AI yang kompleks dijalankan dari jarak jauh, lalu hasilnya diakses kembali oleh PLC. Kemajuan ini membuka peluang yang besar untuk penerapan AI dalam berbagai kasus industri tingkat lanjut, seperti anomaly detection berbasis Machine Learning (ML).

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan kecerdasan buatan (AI) dalam otomasi industri dan manfaatnya:

Deteksi Anomali dan Optimasi Produksi Menggunakan AI

Kecerdasan buatan (AI) memungkinkan deteksi dini terhadap anomali atau penyimpangan dalam proses produksi secara otomatis dan realtime. Kemampuan ini dapat membantu tim engineer untuk mengidentifikasi potensi masalah sebelum menyebabkan kerusakan atau penurunan kualitas produk.

Salah satu teknologi penting untuk melakukan tugas seperti ini adalah MLnext dari Phoenix Contact yang dapat digunakan untuk membuat algoritma Machine Learning (ML) untuk mengenali pola tidak biasa pada data produksi. Metode ini dapat membantu tim engineer untuk melakukan tindakan korektif lebih cepat dan efisien.

Dengan demikian, optimasi proses produksi dapat dilakukan secara berkelanjutan dengan data evaluasi dari AI, sehingga meningkatkan efisiensi dan menurunkan biaya operasional.

Pemeliharaan Prediktif

Artificial Intelligence (AI) mampu melakukan analisis data sensor dan histori mesin untuk memprediksi kapan peralatan akan mengalami kegagalan. Kemampuan ini dapat membantu engineer untuk mengetahui kapan pemeliharaan dapat dijadwalkan sebelum terjadi kerusakan.

Sebagaimana diketahui, bahwa Predictive Maintenance memerlukan perencanaan yang tepat, sehingga downtime dapat diminimalkan dan perawatan yang tepat membantu dalam memperpanjang umur pakai perangkat industri.

Dengan memanfaatkan AI di manufaktur, maka tim engineer dapat merencanakan Predictive Maintenance yang tepat dan efektif, sehingga biaya perbaikan mendadak dan kehilangan waktu produksi dapat ditekan secara signifikan.

Peningkatan Kualitas dan Konsistensi Produk

Melakukan inspeksi visual secara otomatis dan cepat juga bisa dilakukan oleh AI, dengan menggunakan kamera dan lensa khusus (computer vision) untuk mendeteksi cacat produksi berdasarkan analisis spektrum warna.

Sistem vision-based inspection yang dilengkapi dengan kamera resolusi tinggi dan algoritma deep learning mampu mendeteksi cacat produk sekecil apapun dalam hitungan milidetik.

Sementara itu, pada manufaktur elektronik, AI digunakan untuk mendeteksi micro-defect pada papan sirkuit dengan akurasi hampir 99%.

Inilah diantara manfaat penting AI dalam melakukan inspeksi kualitas secara otomatis dan konsisten pada setiap produk, bukan hanya sampling. Hal ini meningkatkan akurasi deteksi cacat dan mengurangi produk gagal yang sampai kepada pelanggan.

Ketika pelanggan puas dengan kualitas dan mutu produk dari perusahaan Anda, maka hal ini akan meningkatkan daya saing dan menghasilkan review positif yang powerful.

Perlu diketahui pula, bahwa sistem inspeksi berbasis kecerdasan buatan (AI) kualitasnya dapat meningkat seiring waktu, dengan mempelajari data cacat yang sudah pernah tercatat sebelumnya. Dengan begitu, kemampuan dalam mendeteksi produk gagal akan semakin akurat dan efektif.

Efisiensi Energi dan Pengurangan Limbah

Ketika potensi masalah produksi dapat dicegah, pemeliharaan prediktif dapat dijadwalkan dengan baik dan cacat produksi dapat dideteksi dengan baik, maka output yang akan diperoleh adalah efisiensi energi dan pengurangan limbah.

Bahkan dengan bantuan AI, perusahaan Anda dapat meningkatkan kualitas dan konsistensi produk yang berkontribusi pada kepuasan pelanggan.

Kondisi seperti ini merupakan buah manis yang sangat diharapkan dari implementasi Digital Factory. Yaitu ketika proses produksi dapat lebih efisien dan limbah dapat berkurang secara signifikan, maka esmisi zat karbon juga dapat diminimalkan. Pada saat yang sama, daya saing dan ketahanan bisnis pun dapat menjadi lebih baik secara berkelanjutan..

Singkatnya, kecerdasan buatan (AI) membantu Anda untuk mengoptimalkan penggunaan energi dan bahan baku dengan menyesuaikan parameter produksi secara otomatis berdasarkan data realtime. Sebagai hasilnya, efisiensi maksimal dapat tercapai dengan mudah dan limbah produksi dapat diminimalkan.

Pengambilan Keputusan Berbasis Data

Data driven decision making merupakan hal yang sangat vital untuk bisnis yang berkelanjutan. Pertanyaannya, bagaimana Anda dapat mencapai hal tersebut jika proses akuisisi data di lantai pabrik (factory shop) belum optimal?

Oleh karena itu, implementasi teknologi dan software yang tepat di manufaktur Anda merupakan investasi penting untuk keberlanjutan bisnis.

Integrasi AI dalam otomasi industri memudahkan Anda dalam mengambil keputusan berbasis data. Bahkan, AI juga dapat mengolah data produksi secara menyeluruh dan memberikan rekomendasi atau mengambil keputusan secara otomatis untuk penyesuaian proses.

Keunggulan ini dapat memberikan kelincahan (agility) yang baik terhadap sistem otomasi Anda untuk bisa merespon setiap perubahan kondisi dengan lebih cepat dan tepat.

Sebagai kesimpulannya, PLCnext Technology dengan ekosistemnya yang terbuka dan scalable, memberikan Anda kemudahan dalam mengintegrasikan AI dalam otomasi industri. Hal seperti ini bukan lagi sekedar teoritis, namun ini adalah langkah praktis menuju era Digital Factory yang sustainable and scalable.

Beberapa manfaat AI yang telah kami sebut diatas merupakan menjadi fondasi utama dalam implementasi Digital Factory, yang kini menjadi fokus utama transformasi industri untuk mencapai efisiensi, fleksibilitas, dan daya saing yang lebih tinggi di era industri 4.0.

Mulai Implementasi AI dalam Otomasi Industri dan Manufaktur dengan PLCnext Technology

Kemajuan teknologi dalam hal komputasi dan perangkat keras telah menjadi jembatan untuk merealisasikan integrasi AI ke dalam sistem otomasi industri. Meskipun ide ini dianggap terlalu maju pada masa awal perkembangannya, namun sekarang kita telah menyaksikan bahwa integrasi AI ke dalam industri telah memiliki demand yang besar.

Berkat inovasi PLCnext Technology dari Phoenix Contact serta dengan ekosistem pemrogramannya yang fleksibel, implementasi Artificial Intelligence (AI) dalam otomasi industri menjadi mulus, mudah dan lancar.

PT. Bawalaksana Central Industrial sebagai Authorized System Integrator dan Solution Partner untuk Phoenix Contact dapat menjadi partner Anda untuk merealisasikan tujuan besar ini.

Dengan pengalaman lebih dari satu dekade di industri pneumatik dan sistem otomasi industri, kami memiliki pengalaman secara profesional dan kapabilitas untuk menerapkan teknologi AI di industri Anda. 

Kami dapat membantu Anda untuk melakukan akuisisi smart data, audit berbasis AI, hingga pemeliharaan prediktif maupun preventif. Kami adalah partner terbaik Anda untuk melangkah menuju Industry 4.0 dengan penuh percaya diri.

Jika Anda tertarik untuk mengimplementasikan kecerdasan buatan (AI) di industri Anda atau ingin mengetahui lebih dalam tentang PLCnext Technology dari Phoenix Contact, silahkan terhubung dengan tim profesional kami.

Klik button konsultasi di bawah ini untuk mulai berbicara dengan tim Application Engineer kami sekarang juga.

Piko Prasetyo

Application Engineer

Artikel ini ditulis dengan kolaborasi bersama Piko Prasetyo, ahli di bidang Automation, Embedded Systems dan Artificial Intelligence, untuk memastikan keakuratan dan kualitas tulisan terbaik.