Solusi Otomasi Kecepatan Tinggi

Seorang produsen kontaktor asal Jerman menghadapi tantangan untuk meningkatkan produksinya dari 600 menjadi 2.000 unit per jam tanpa menambah ruang lantai dan menemukan solusi dengan berinvestasi pada lini otomatisasi berkecepatan tinggi. Lini produksi ini mencakup perakitan, kalibrasi, pengujian, dan penandaan dalam proses sinkronisasi berkelanjutan dengan waktu siklus yang diukur dalam hitungan detik. Ini terdiri dari meja indeks rotary, mesin pick-and-place yang dipandu oleh visi, stasiun sekrup otomatis, serta stasiun uji listrik 100 persen di bawah kontrol pusat dari PLC dan programmer MES. Periode pengembalian investasi sudah 20 bulan, dengan cacat di bawah 0,1 persen. Otomatisasi berkecepatan tinggi di sini berarti produksi yang lebih cepat, tetapi di atas itu, juga tentang akurasi, pengulangan, dan dokumentasi proses produksi yang tidak dapat dicapai dengan proses yang memerlukan tenaga kerja intensif. Semua produsen harus mendapatkan wawasan tentang teknologi otomatisasi berkecepatan tinggi apa yang dapat mereka akses, produsen yang ada, dan harga untuk mengatur teknologi tersebut.

Apa yang Mendefinisikan Otomatisasi Berkecepatan Tinggi

Otomatisasi berkecepatan tinggi bukan hanya versi yang lebih cepat dari otomatisasi konvensional. Ini adalah ide desain di mana setiap bagian dari sistem produksi — penanganan mesin, pelaksanaan proses, pengumpulan informasi, dan inspeksi kualitas — dikembangkan dengan tujuan meminimalkan waktu siklus dari stasiun yang paling lambat. Dalam otomatisasi berkecepatan tinggi, waktu takt biasanya kurang dari lima detik, dan di beberapa industri, seperti pengisian farmasi dan perakitan perangkat elektronik, waktunya kurang dari satu detik. Mencapai kecepatan seperti itu tidak hanya tentang aktuator cepat, tetapi memerlukan integrasi penuh mekanik, elektronik, dan kontrol; menghilangkan kemungkinan keterlibatan manual dan pengambilan keputusan pada setiap tahap produksi; menggunakan sistem visi berkecepatan tinggi dan pemrosesan data untuk memeriksa setiap item tanpa menyebabkan kemacetan.

Dalam melakukan investasi sebesar ini, setiap produsen perlu mempertimbangkan berbagai faktor, termasuk throughput yang dibutuhkan, karakteristik fisik produk (seperti berat, ukuran, kerapuhan), akurasi dan pengulangan yang diperlukan, ketentuan hukum, dan siklus hidup produk. Jika lini produksi dimaksudkan untuk menghasilkan produk yang stabil selama beberapa tahun, maka tepat untuk memilih desain otomatisasi tetap. Jika lini produksi harus sering diubah, penting untuk menggunakan jenis otomatisasi yang memungkinkan perubahan cepat resep produk, yaitu otomatisasi yang dapat diprogram atau fleksibel. Ikhtisar kami tentang apa itu otomatisasi menyediakan kerangka dasar untuk memahami berbagai tingkat ini.

Otomatisasi Berkecepatan Tinggi di Berbagai Industri Utama

Perangkat Pelindung Listrik (MCB, MCCB, Kontaktor)

Industri manufaktur listrik sangat maju berkat pemanfaatan otomasi kecepatan tinggi yang membuat lini produksi memproduksi pemutus sirkuit kecil dan relay elektromekanis setiap dua hingga empat detik. Dan aspek paling krusial adalah data yang dikumpulkan untuk proses produksi tersebut direkam secara digital. Meskipun kalibrasi dan pengujian wajib dilakukan untuk setiap perangkat proteksi, hal ini menjadi hambatan dalam proses manual jika tidak diotomatisasi. Injeksi arus kecepatan tinggi, pengukuran waktu trip secara real-time serta penyesuaian kalibrasi bermotor menghilangkan hambatan rantai dan memastikan setiap perangkat yang dirilis sesuai dengan kurva waktu-arus yang ditentukan. Sebuah Jalur perakitan otomatis MCB mengintegrasikan pemberian bahan, perakitan, kalibrasi, pengujian, dan penandaan ke dalam satu urutan kecepatan tinggi, menghasilkan pemutus yang sepenuhnya bersertifikat dalam hitungan detik. Untuk produsen kontaktor, AC contactor automatic assembly and testing production line menangani proses lengkap dari pengelasan kontak hingga pengujian listrik akhir. Sistem ini memberikan throughput yang membuat sertifikasi IEC dan UL secara ekonomi layak pada volume global.

Otomotif dan Kendaraan Listrik

Sektor otomotif telah lama dianggap sebagai pemimpin dalam bidang manufaktur kecepatan tinggi. Misalnya, lini pengelasan bodi saat ini mampu menyelesaikan hingga 60 hingga 90 pekerjaan pengelasan dalam satu jam, sementara lini perakitan mesin telah mencapai kecepatan 30 hingga 60 detik antar mesin. Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan teknologi telah memperkenalkan beberapa proses kecepatan tinggi ketika berbicara tentang mobil listrik, seperti proses hairpin untuk melilit stator pada mesin listrik, pengelasan modul baterai, dan perakitan konektor tegangan tinggi pada mesin listrik. FANUC dan KUKA adalah beberapa pemimpin dalam pembuatan robot untuk manufaktur kecepatan tinggi.

Alat Kesehatan dan Farmasi

Dalam sektor medis, regulasi memainkan peran kunci dalam mendefinisikan otomasi kecepatan tinggi bersama dengan kecepatan itu sendiri. Sistem yang mengisi jarum suntik secara otomatis dengan kecepatan 400 unit per menit harus mempertimbangkan kebutuhan sterilisasi, pemeriksaan berat dalam semua kasus, dan pencatatan volume dalam catatan riwayat perangkat. Kecepatan tinggi serta validasi dan pelacakan penuh berjalan beriringan dalam proses perakitan inhaler, pengemasan kit diagnostik, dan produksi benang bedah. Integrator seperti ATS Otomasi mengkhususkan diri dalam persimpangan menuntut antara kecepatan dan kepatuhan ini.

Pengolahan Makanan dan Minuman

Dalam industri makanan dan minuman, lini pengisian botol, penutupan, dan pelabelan kecepatan tinggi bekerja pada ratusan atau ribuan botol setiap menit, di mana sistem penglihatan memastikan tingkat isi, tutup botol, dan label yang tepat. Ada juga persyaratan untuk pembersihan clean-in-place (CIP) dan pergantian SKU produk yang cepat. Tantangan utama otomasi meliputi penanganan mekanis, kebersihan, dan kecepatan operasi tinggi dari peralatan pengemasan yang disuplai oleh perusahaan seperti Krones dan Tetra Pak.

Elektronik Konsumen

Proses pembuatan smartphone, perangkat yang dapat dikenakan, dan elektronik kecil mengikuti proses kompleks yang melibatkan penyatuan ratusan komponen. Komponen tersebut akan mencakup baut, konektor, dan sirkuit fleksibel, dan proses perakitan akan mengandalkan penggunaan robot yang akan menempatkan komponen dengan akurat pada tingkat mikrometer, teknologi pengelasan laser, dan inspeksi optik. Perakitan hanya memakan waktu beberapa detik, dan lini perakitan dapat dengan cepat beradaptasi dengan perubahan model produk.

Otomatisasi vs. Manual: Perbedaan Kecepatan dan Kualitas

Saat membandingkan lini produksi konvensional dengan yang sangat mekanis, hal penting yang harus diingat adalah bahwa produktivitas tinggi bukan hanya tentang kapasitas dalam hal unit yang diproduksi per jam. Yang benar-benar membedakan kedua jenis proses produksi adalah tingkat konsistensi kerja, kualitas dokumentasi, serta kepatuhan terhadap persyaratan standar kualitas yang ditetapkan oleh pasar ekspor yang sesuai. Tabel berikut memberikan ringkasan perbandingan menurut kriteria yang penting bagi setiap manajer produksi atau spesialis pembelian.

Berapa Biaya Sistem Otomatisasi Kecepatan Tinggi?

Investasi modal untuk otomatisasi kecepatan tinggi sangat bervariasi tergantung pada kompleksitas produk, throughput yang dibutuhkan, dan tingkat integrasi. Tabel di bawah ini memberikan kisaran anggaran indikatif untuk lini otomatis turnkey, tidak termasuk infrastruktur bangunan dan biaya alat khusus produk.

Pengembalian investasi pada lini produksi berkecepatan tinggi yang didefinisikan secara menyeluruh biasanya jatuh antara 12 dan 24 bulan, dengan mempertimbangkan penghematan tenaga kerja, peningkatan volume kargo, dan pengurangan limbah serta biaya garansi. Jika produsen menunjukkan bahwa lini otomatis menghasilkan barang dengan pengeluaran produksi yang lebih rendah dan tingkat kualitas yang lebih tinggi dibandingkan pekerja manusia, maka proyek ini dapat dengan mudah dibiayai dan ROI-nya dapat dengan mudah dihitung. Berbagai organisasi riset, seperti McKinsey & Company dan Deloitte, telah membuktikan bahwa otomasi berkecepatan tinggi, yang diterapkan pada proses yang tepat, adalah salah satu peluang investasi yang paling menguntungkan dan efektif bagi produsen.

Memilih Mitra Otomasi Berkecepatan Tinggi yang Tepat

Memilih vendor solusi otomasi berkecepatan tinggi adalah langkah strategis yang akan digunakan di lantai produksi Anda setidaknya selama satu dekade. Anda dapat menggunakan kriteria berikut untuk menemukan mitra yang dapat dipercaya:

• Pengalaman spesifik dalam kategori produk Anda. Perusahaan yang telah memasang lini kalibrasi dan pengujian cepat untuk pemutus sirkuit memiliki pengetahuan mengenai persyaratan pengujian listrik, masalah terkait penanganan kontak, dan kriteria sertifikasi. Jika sebuah perusahaan tidak memiliki pengetahuan ini, akan membutuhkan waktu dan sumber daya bagi perusahaan untuk mempelajarinya.
• Kemampuan rekayasa dan pembangunan internal. Mitra perlu mengawasi konstruksi mekanis, rekayasa listrik, rekayasa kontrol, dan pembuatan perangkat lunak di bawah satu atap. Membagi bidang penting ini menimbulkan risiko ketidakcocokan antar area yang berbeda.
• Jaminan waktu siklus dan hasil yang terbukti. Integrator yang dihormati diharapkan menetapkan waktu takt dan hasil lulus pertama dalam persyaratan penerimaan, lengkap dengan solusi jika tidak tercapai selama pengujian penerimaan pabrik (FAT).
• Dukungan pasca pemasangan dan suku cadang. Operasi yang berjalan 24 jam sehari dan 7 hari seminggu memerlukan bantuan teknis dalam beberapa jam dan juga memerlukan suku cadang penting. Infrastruktur layanan hampir sama pentingnya dengan kompetensi mitra dalam rekayasa.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa saja 4 jenis sistem otomasi?

Ada empat jenis otomasi: yang pertama adalah otomasi tetap atau keras yang dirancang untuk memproduksi satu jenis barang dalam skala besar, jenis kedua adalah otomasi yang dapat diprogram yang digunakan dalam produksi batch, jenis ketiga adalah otomasi fleksibel atau lunak yang diterapkan pada lini produksi campuran dan terakhir ada otomasi terintegrasi yang melibatkan produksi yang dilakukan oleh komputer dan data digunakan dalam seluruh proses. Otomasi berkecepatan tinggi dapat digunakan dalam kedua sistem yang disebutkan di atas.

Siapa perusahaan otomasi terbesar di dunia?

Siemens adalah perusahaan terbesar di industri otomasi industri dalam hal pendapatan dan pengaruh global, menempati posisi pertama di depan ABB, Rockwell Automation, dan Schneider Electric. Perusahaan-perusahaan tersebut memproduksi PLC, drive, dan sistem kontrol yang membentuk sebagian besar pabrik otomatis yang ada saat ini.

Apa saja 10 alat otomasi teratas?

Alat otomasi umum yang banyak digunakan dalam manufaktur kontemporer terdiri dari PLC, robot industri, visi mesin, robot kolaboratif (juga dikenal sebagai cobot), robot mobile otonom (disingkat AMR), perangkat lunak MES, platform simulasi digital twin, solusi pemeliharaan prediktif yang didorong oleh AI, jaringan sensor IIoT, dan sistem akuisisi data cepat.

Apa perusahaan otomasi teratas di AS?

Rockwell Otomasi Berkantor pusat di Milwaukee, Wisconsin, Rockwell Automation adalah perusahaan otomasi industri murni terbesar di Amerika Serikat. Keluarga PLC Allen-Bradley dan penawaran FactoryTalk-nya digunakan di pabrik-pabrik di Amerika Utara dan seluruh dunia.

Referensi

• McKinsey & Company — Masa Depan Manufaktur dan Otomatisasi. Penelitian tentang produktivitas dan ROI otomasi kecepatan tinggi di berbagai industri.
• Deloitte — Manufaktur Digital dan Industri 4.0. Wawasan tentang pengembalian investasi dan keunggulan kompetitif produksi otomatis.
• FANUC Corporation — Robotika Kecepatan Tinggi dan Otomasi Pabrik. Produsen global terkemuka robot industri dan sistem CNC.
• ATS Automation — Sistem Perakitan dan Pengujian Kecepatan Tinggi. Integrator global sistem manufaktur otomatis untuk ilmu hayat, farmasi, dan barang konsumen.

Solusi otomasi kecepatan tinggi mengubah proses yang bergantung pada kecepatan, perhatian, dan konsistensi manusia menjadi proses yang bergantung pada presisi, pengulangan, dan pencatatan data mesin. Bagi produsen listrik, pemasok otomotif, dan produsen perangkat medis, berinvestasi dalam lini yang beroperasi dalam hitungan detik daripada menit adalah perbedaan antara bersaing berdasarkan harga di pasar lokal dan bersaing berdasarkan kualitas dan volume di pasar global. Benlong Automation membangun lini perakitan dan pengujian kecepatan tinggi untuk sektor manufaktur listrik, karena pemutus sirkuit yang harus trip secara andal seribu kali harus dibangun dengan kecepatan dan presisi yang hanya dapat diberikan oleh proses otomatis dan terverifikasi.