SuaraSekitar Terkini Kumpulan Berita dan Informasi dari berbagai sumber yang terpercaya
Data itu seperti tenaga uap yang menggerakkan Revolusi Industri pertama, penerus sambungan listrik yang menggerakkan revolusi kedua, dan produk sampingan komputer yang membawa Revolusi Digital.
Sepuluh tahun setelah istilah Industri 4.0 diciptakan, produsen dibanjiri data baik input maupun output dari industri internet of things (IIoT), sistem cyber-fisik (CPS), dan kecerdasan buatan (AI).
Pemenang di era manufaktur baru ini adalah mereka yang dapat menghubungkan utas data digital yang tepat untuk mencapai pasar lebih cepat, menghindari waktu henti, merespons dengan cepat untuk gangguan rantai pasokan, dan mengatasi masalah keberlanjutan.
Simulasi sangat penting untuk menghubungkan utas tersebut dalam jaringan komunikasi dua arah yang sepenuhnya menggunakan Industri 4.0 untuk mencapai empat keuntungan: mempercepat waktu ke pasar, mengurangi waktu henti produksi, memanfaatkan j manufaktur aditif tepat waktu, dan mendukung inisiatif keberlanjutan.
1. Percepat Waktu ke Pasar dengan Simulasi
Selama desain dan pengembangan produk, simulasi memungkinkan para insinyur untuk menguji secara virtual bagaimana lingkungan dan persyaratan operasi yang berbeda akan mempengaruhi suku cadang, sub-rakitan, atau sistem lengkap—semuanya secara digital, tanpa waktu dan biaya untuk membangun dan menguji beberapa prototipe fisik. Simulasi dapat menunjukkan bagaimana suatu produk akan berfungsi di hampir semua lingkungan virtual untuk menemukan dan mengurangi potensi kesalahan di awal proses desain untuk menurunkan biaya.
Prototipe digital saja adalah kecepatan yang luar biasa meningkatkan proses pengembangan produk, tetapi produsen yang menggunakan perangkat lunak pengoptimalan desain dapat mencapai pasar lebih cepat. Perangkat lunak ini dapat secara otomatis menjalankan berbagai skenario simulasi menggunakan algoritme canggih untuk menyarankan arah desain yang optimal untuk serangkaian parameter tertentu, yang memberikan lompatan bagi produsen dalam persaingan. Lebih baik lagi, jika dipasangkan dengan komputasi kinerja tinggi (HPC) melalui cloud, simulasi dan pengoptimalan yang kompleks dapat diselesaikan lebih cepat.
Proses desain yang dipimpin oleh simulasi terintegrasi dapat memangkas waktu desain dan pengembangan produk tradisional selama berbulan-bulan.
Schaeffler Automotive Buehl menciptakan alat yang efisien dan fleksibel yang memungkinkan perancang dan insinyur produk menggunakan alur kerja pengoptimalan yang sama untuk mesin listrik apa pun konsep—dan mendapatkan hasil dalam hitungan menit. “Alih-alih butuh 50 jam untuk mensimulasikan 100 sampel menggunakan , optimasi berbasis meta-model dapat mensimulasikan 10.000 sampel dalam beberapa menit,” menurut Pierre Millithaler, yang bekerja dalam simulasi e-mesin dan pengembangan metode untuk perusahaan.
2. Kurangi Waktu Henti dengan Digital Twins
Organisasi dapat menghubungkan thread digital dengan melakukan simulasi di awal proses desain dan memanfaatkan data manufaktur cerdas yang dihasilkan pada lantai pabrik. Sensor IIoT sedang digunakan dalam berbagai aplikasi industri, menghasilkan sejumlah besar data real-time tentang produk dan proses yang dapat memengaruhi produksi. Semua kecerdasan ini dapat dimasukkan langsung ke kembar digital—representasi virtual dari entitas atau proses dunia nyata yang disinkronkan pada frekuensi dan ketepatan tertentu.
Digital kembar lebih dari versi digital dari aset fisik. Ini adalah replika virtual yang terhubung dari aset fisik dalam layanan dalam bentuk simulasi sistem multidomain terintegrasi yang mencerminkan masa pakai dan pengalaman aset.
Produsen dapat menggunakan kembar digital untuk membangun, memvalidasi, dan menyebarkan prototipe virtual lengkap dari sistem dunia nyata yang dapat memprediksi waktu henti, berpotensi mengurangi biaya operasi yang terkait dengan hilangnya kapasitas produksi, tenaga kerja yang terbuang, dan persediaan yang habis. Hasil simulasi menginformasikan desain aset fisik, dan pada gilirannya, data dunia nyata dari aset tersebut dapat memberi makan kembaran digital untuk menginformasikan simulasi lebih lanjut.
Organisasi juga dapat menggunakan digital kembar untuk mengoptimalkan kinerja manufaktur, bahkan dalam menghadapi gangguan rantai pasokan.
Pada hari-hari awal pandemi, barang-barang tertentu tiba-tiba dalam permintaan rendah, sementara permintaan untuk orang lain meningkat secara tak terduga, yang memerlukan retooling dan konfigurasi ulang lingkungan produksi.
“Perusahaan dapat membantu meringankan beberapa tantangan waktu henti ini dengan melakukan analisis dan simulasi ‘bagaimana jika’ untuk mengelola penyeimbangan beban dan peningkatan dengan risiko minimal,” kata Sameer Kher, direktur senior penelitian dan pengembangan di Ansys. “Rockwell Automation dan Ansys bermitra untuk mengembangkan teknologi dan aplikasi digital-twin yang relevan bagi pelanggan industri untuk menjawab tantangan ini,” pungkasnya.
3 . Berinovasi dengan Simulasi dan Manufaktur Aditif
Manufaktur aditif menyediakan cara lain untuk merespons gangguan dengan cepat. Pabrikan dapat menggunakan simulasi untuk mengaktifkan manufaktur aditif saat membuat suku cadang pengganti sementara, membuat suku cadang sesuai permintaan untuk meminimalkan pergudangan dan pengiriman, atau merancang produk yang tidak praktis atau tidak mungkin dilakukan melalui manufaktur tradisional.
Predator Cycling baru-baru ini menggunakan perangkat lunak simulasi dengan optimasi topologi—metode algoritmik yang mengoptimalkan tata letak material berdasarkan kondisi pemuatan—untuk membantu merancang apa yang disebut perusahaan sebagai sangkar botol yang paling efisien, tahan lama, dan mudah digunakan di pasar.
“Kami memiliki ide untuk membuat sangkar botol yang akan menjadi hal yang sempurna untuk mencetak 3D, tetapi kami tidak pernah tahu bagaimana melakukannya sampai kami menemukan Discovery,” kata Aram Goganian, kepala insinyur desain Predator Cycling. Menggunakan Ansys Discovery, Goganian menciptakan sangkar botol air yang memudahkan memasukkan botol air sekaligus memenuhi persyaratan uniknya untuk berat, fleksibilitas, dan daya tahan.
Ruang Relativitas, sebuah ruang angkasa pabrikan, juga melihat simulasi untuk menemukan solusi baru untuk pembuatan aditif logam. “Kami menggunakan manufaktur aditif untuk membuat printer 3D terbesar di dunia, dan kami menggunakan printer itu untuk mencetak roket secara 3D,” kata Jordan Noone, salah satu pendiri dan pendiri CTO Relativity Space. “Dengan solusi manufaktur aditif Ansys yang efisien, kami mengulangi desain 10 kali lebih cepat dan dengan 100 kali lebih sedikit suku cadang. Kami berinovasi dengan cara yang menurut banyak orang tidak mungkin.”
4. Mendorong Manufaktur Menuju Masa Depan yang Lebih Berkelanjutan
Menghubungkan manfaat digitalisasi di luar tembok perusahaan dan di seluruh siklus hidup produk adalah hal yang signifikan tantangan yang dihadapi produsen. Sasaran iklim membawa tantangan tersebut ke agenda teratas ruang rapat dan subjek banyak sketsa back-of-napkin teknik.
Simulasi membantu produsen meneliti dan mengembangkan produk baru yang terfokus pada keberlanjutan, seperti teknologi penangkap karbon, generator energi pasang surut, dan baterai yang lebih baik. Organisasi juga menggunakan simulasi untuk memahami bagaimana mereka dapat mendesain ulang produk yang ada untuk mengurangi jejak karbon—baik dalam cara mereka membuat produk maupun energi yang dikonsumsi produk tersebut selama siklus hidupnya.
Penggunaan simulasi untuk mendukung keberlanjutan terlihat jelas baik di sektor kedirgantaraan maupun otomotif, di mana material yang lebih ringan berarti konsumsi bahan bakar yang lebih sedikit atau daya tahan baterai yang lebih lama.
Untuk memenuhi persyaratan berat, insinyur thyssenkrupp Presta perlu membuat unit power steering lebih ringan tanpa mengurangi integritasnya. Menggunakan perangkat lunak simulasi Ansys, thyssenkrupp Presta mencapai pengurangan berat 50% sehubungan dengan bagian logam asli sambil memenuhi semua kinerja mekanik dan persyaratan produsen peralatan asli (OEM).
The housing ringan yang inovatif juga mendukung tujuan ekologis dan ekonomis thyssenkrupp Presta sambil membantu mempertahankan posisinya sebagai pemasok terkemuka sistem kemudi otomotif.
Menggunakan perangkat lunak kecerdasan material yang terintegrasi dengan simulasi dan perangkat lunak desain, lebih banyak produsen dapat dengan cepat menyelidiki dan bertindak berdasarkan pilihan material.
Simulasi Membuat Koneksi
Untuk sepenuhnya menyadari manfaat Industri 4.0, produsen perlu mengumpulkan dan memahami data sehingga mereka dapat menggunakannya untuk mengoptimalkan produksi melalui proses desentralisasi yang semakin terotomatisasi oleh AI. Teknologi simulasi membuka kecerdasan data dengan memungkinkan produsen memvisualisasikan arti data, membaginya di antara CPS, dan menggunakannya untuk terus meningkatkan.
Mengintegrasikan simulasi ke dalam rangkaian digital yang berjalan di seluruh aspek organisasi melipatgandakan manfaatnya, memungkinkan produsen memanfaatkan data mereka dengan menunjukkan kepada mereka apa yang belum terjadi, dan membantu mereka memprediksi apa yang akan terjadi ketika kondisi pasar pasti berubah.
Mengunjungi Ansys.com untuk mempelajari bagaimana simulasi dapat membantu organisasi Anda menghubungkan utas digital untuk mewujudkan janji Industri 4.0.