Efisiensi Pabrik Produk Otomasi Industri

Orang yang memasang peralatan otomatis mengharapkan produksi meningkat. Namun, sangat sedikit dari mereka yang tahu seberapa besar peningkatan produksi dan mengapa. Aspek ini penting karena produksi hampir tidak dapat didefinisikan dengan satu angka saja, karena terdiri dari setidaknya enam indeks lain, beberapa di antaranya dapat sangat terpengaruh, sementara beberapa tidak terpengaruh sama sekali. Inilah poin yang dibahas dalam artikel ini.

Untuk meringkas, produktivitas pabrik meningkat karena alat yang mengotomatisasi proses meningkatkan throughput operator, OEE serta mengurangi volume bahan yang didaur ulang setelah produksi, waktu tunggu produksi, dan konsumsi energi produk akhir. Terkait dengan pabrik yang termasuk dalam Global Lighthouse Network dari World Economic Forum, produktivitas tenaga kerja meningkat sekitar 40-50% sementara waktu tunggu turun hampir 48% dan tingkat cacat menurun sekitar 41% serta konsumsi energi dipotong sekitar 22-28%. Meskipun perubahan tersebut nyata dan hanya ada sebagian, hal ini bergantung pada fakta bahwa proses cukup lancar untuk diotomatisasi.

Apa arti sebenarnya dari “efisiensi” di lantai produksi

Terminologi berbeda ketika manajer dan insinyur menggunakannya karena kedua profesi ini biasanya tidak beririsan dalam praktik sehari-hari. Diketahui bahwa enam pengukuran sudah cukup.

• Throughput atau jumlah produksi per jam dan jumlah produksi per operator. Parameter kedua menentukan upah.
• OEE terdiri dari tiga angka: ketersediaan dikalikan dengan kinerja dikalikan dengan kualitas. Ini dapat memberi tahu Anda tingkat pemanfaatan kapasitas teoretis Anda yang sebenarnya.
• First pass yield dan tingkat scrap mewakili segala sesuatu yang memerlukan pemrosesan atau pembuangan. Ini berarti seseorang sudah membayarnya.
• Lead time dan work-in-progress dapat digunakan untuk menyembunyikan cacat dan peluang uang menganggur karena menunjukkan jumlah waktu yang dihabiskan dari saat pesanan dibuat hingga waktu pengirimannya.
• Energi yang dikonsumsi untuk memproduksi satu unit produk dan bahan yang digunakan untuk produksi satu unit produk dapat disebut biaya yang diubah oleh otomatisasi sebagai produk sampingan.
• Waktu pergantian tidak relevan dalam kasus produksi produk tunggal.

Otomatisasi memengaruhi lini produksi secara berbeda. Lini produksi yang digunakan dengan benar mampu menggandakan efisiensinya dalam satu tahun. Namun, ini tidak memperbaiki proses produksi yang cacat untuk menghasilkan bagian cacat dengan tingkat yang lebih tinggi.

Keuntungan yang paling dapat diandalkan muncul

Analisis situasi praktis yang direkam mengungkapkan beberapa faktor yang terus berulang. Peningkatan OEE biasanya berada dalam kisaran dari 21% hingga lebih dari 30%, tergantung pada situasi awal pabrik. Peningkatan produktivitas tenaga kerja dapat dicapai dalam kisaran yang jauh lebih luas (antara 41% dan 50%) untuk pabrik tertentu. Sejauh menyangkut kelompok Lighthouse awal, peningkatan tenaga kerja rata-rata di sini telah melebihi 100%. Tren yang sama juga berlaku untuk pengurangan biaya. Biaya produk telah menurun sekitar 30% dalam kasus paling lengkap, sementara dalam hal pengeluaran terkait kualitas, pengurangannya jauh lebih tinggi ketika produsen mengotomatisasi proses inspeksi.

Logika dari angka-angka ini jelas: otomatisasi menghilangkan variabilitas. Robot tidak merasa lelah setelah beberapa jam bekerja, tidak memutar sekrup secara berbeda pada Senin pagi, dan tidak melewatkan pengujian karena keterlambatan. Begitu proses diotomatisasi, segala sesuatu yang bergantung padanya meningkat secara instan. Jika Anda ingin rincian manfaat mana yang muncul dalam urutan apa, ringkasan ini manfaat efisiensi otomasi industri membahasnya di sisi pabrik.

Dari mana angka-angka itu berasal

Otoritas tertinggi dalam topik ini adalah Jaringan Global Lighthouse dari Forum Ekonomi Dunia. Ada 238 pabrik yang diakui oleh institusi ini sebagai pelaksana sukses teknologi Industri 4.0. Situs-situs ini memiliki keuntungan karena hasilnya diaudit dan diverifikasi.

Statistik dari pabrik lama sangat mengejutkan. Perubahan produktivitas dalam kelompok awal menghasilkan peningkatan output sebesar 100%, peningkatan produktivitas sebesar 150%, dan peningkatan efektivitas peralatan keseluruhan (OEE) sebesar 80%. Biaya menurun sekitar 30%, sementara konsumsi energi berkurang sebesar 60% dan waktu tunggu dipersingkat sebesar 90%. Namun, hasil kelompok lebih realistis. Misalnya, sekelompok pabrik yang ditambahkan pada September 2025 berhasil mencapai peningkatan rata-rata produktivitas tenaga kerja sebesar 40%, pengurangan waktu tunggu sebesar 48%, tingkat cacat lebih rendah sebesar 41%, dan konsumsi energi berkurang sebesar 28%.

Pengembalian investasi lebih tinggi dua hingga tiga kali selama tiga tahun dan mencapai empat atau lima kali setelah lima tahun. Ini adalah hasil yang baik, namun harus diingat bahwa hasilnya tidak instan. Pabrik yang berhasil tidak memperlakukan program otomatisasi sebagai investasi modal.

Seperti apa otomatisasi kelas dunia di lantai produksi

Secara teori, efisiensi adalah konsep sederhana untuk dibahas. Namun, ketika sampai pada praktik, jauh lebih baik menganalisis perusahaan yang menyediakan efisiensi terbaik – pabrik “lights-out”, di mana tidak diperlukan cahaya karena tidak ada orang yang bekerja di sana. Pabrik seperti ini terutama terkait dengan pembuatan barang elektronik dan komponen karena proses yang dilakukan di sana memiliki tingkat stabilitas yang dibutuhkan dan volume produksi tinggi yang memungkinkan perusahaan menjadi menarik secara komersial.

Contoh yang sering dikutip terdokumentasi dengan baik, termasuk pabrik gelap yang beroperasi di seluruh dunia — dari pabrik robot-bangun-robot Fanuc di Jepang hingga lini elektronik otomatis penuh di China dan Korea. Inti yang menghubungkan mereka adalah disiplin daripada teknologi: produk dan proses yang distandarisasi, bersama dengan sistem pemeliharaan yang memastikan seluruh lini beroperasi hampir tanpa disadari oleh operator.

Poin ini mungkin tidak dipahami pentingnya, karena lini tanpa cahaya tidak menghemat biaya karena ketiadaan orang, tetapi karena ketiadaan variabilitas total, dan hanya menggunakan insinyur dan bukan operator dalam jumlah yang sangat terbatas.

Efisiensi dalam komponen listrik dan perakitan elektronik

Karena bidang kami adalah produksi pemutus sirkuit, kami akan mempertimbangkannya secara rinci dan tidak hanya memberikan contoh abstrak dari area ini. Manufaktur pemutus sirkuit adalah contoh yang sangat baik karena melibatkan perakitan yang akurat, pengujian fungsional, dan pemeriksaan wajib 100% — area di mana tenaga kerja manusia lambat, tidak konsisten, dan tidak ekonomis.

Lini produksi otomatis MCB atau MCCB yang khas mencakup perakitan manual atau semi-manual, pengujian, dan penandaan produk dalam sebuah rantai. Efisiensi dicapai berkat tiga faktor utama: kecepatan perakitan tidak melebihi dua detik untuk menghasilkan satu kutub, kalibrasi penuh setiap bagian dalam mesin alih-alih perhatian operator, dan pengumpulan data pengujian secara otomatis. Lini seperti ini adalah yang kami bangun untuk lini produksi otomatis MCB penuh proyek-proyek, dan arsitektur yang sama berlaku untuk produksi MCCB, RCBO, pemutus sirkuit udara, dan pemutus sirkuit vakum.

Masalah yang lebih luas di sini adalah, dalam industri ini, peningkatan efisiensi cenderung lebih berasal dari penghapusan prosedur pengujian dan kalibrasi yang memerlukan tenaga kerja intensif daripada kecepatan secara umum. Operasi ini memerlukan personel terampil, membuat dokumentasi, dan menimbulkan konflik jika produk gagal inspeksi sebelum diterima oleh pelanggan.

Apa yang tidak diperbaiki oleh otomatisasi

Ini adalah bagian yang sebagian besar konten pemasok tidak bahas tetapi menentukan apakah sebuah proyek menguntungkan atau tidak:

• Ketidakstabilan proses. Jika proses manual menghasilkan hasil yang bervariasi karena ketidaksepakatan tentang cara melakukannya, maka mengotomatisasi proses tersebut mengunci solusi yang salah itu. Anda harus memperbaiki proses terlebih dahulu lalu mengotomatisasinya.
• Volume rendah dan variasi tinggi. Otomatisasi hanya efisien jika produk cukup stabil. Jika Anda harus mengubah produk setiap minggu, biaya pergantian dapat menghabiskan seluruh keuntungan Anda.
• Data tidak akurat dan pemeliharaan yang tidak memadai. Lini otomatis gagal dengan cara yang berbeda dari lini manual. Tanpa pemantauan kondisi dan ahli pemecahan masalah, waktu henti akan meningkat.
• Investasi awal dan periode pengembalian modal. Lini otomatis penuh memerlukan investasi besar. Waktu pengembalian biasanya tiga hingga lima tahun, dan tahun pertama hampir tidak menguntungkan.
• Masalah keterampilan. Bukan berarti Anda membutuhkan lebih sedikit karyawan tetapi karyawan dengan keterampilan yang berbeda.

Singkatnya, otomatisasi mengambil proses Anda dan mengalikannya. Jika Anda memiliki metode yang baik dan terdokumentasi dengan baik, itu dapat memberikan hasil yang baik yang dikalikan dengan otomatisasi. Jika Anda tidak memiliki metode seperti itu, itu memberikan sesuatu. Lebih lanjut tentang keseimbangan itu dalam tinjauan ini apa yang secara realistis dapat Anda harapkan dari otomatisasi.

Ukur sebelum dan sesudah, atau Anda tidak akan tahu

Langkah penting untuk menjamin keberhasilan proyek otomatisasi terletak pada verifikasi data Anda sebelumnya. Selama periode minimal satu kuartal penuh, kumpulkan data tentang OEE, first-pass yield, persentase scrap, produksi per pekerja, waktu pengiriman produk, dan energi yang dikonsumsi per unit. Hitung parameter ini dengan cara yang sama setelah proyek selesai.

Mendefinisikan apa arti masing-masing istilah ini lebih penting daripada yang Anda kira. Jika OEE dihitung dengan downtime terencana dikecualikan sebelum proyek dan dimasukkan setelahnya, mereka akan menunjukkan kegagalan signifikan yang sebenarnya tidak terjadi. Tuliskan rumusnya, sepakati dengan departemen keuangan dan jangan ubah.

Di sinilah MES juga berperan — bukan sebagai alat untuk mengelola proses, tetapi sebagai sarana mengumpulkan angka dengan independensi penuh dari orang dan tanpa mengandalkan timesheet. Jika istilah ini baru bagi Anda, penjelasan ini tentang apa yang dilakukan MES dalam manufaktur menjelaskan di mana posisinya antara mesin dan sistem ERP, dan mengapa lapisan itu membuat pengukuran dapat dipercaya.

Pertanyaan yang sering diajukan

Seberapa besar otomatisasi industri meningkatkan efisiensi pabrik?

Titik awal adalah faktor kunci. Angka yang telah disebutkan untuk berbagai pabrik menunjukkan bahwa mereka dapat mencapai peningkatan sekitar 21% hingga lebih dari 30% dalam angka OEE saja dan 41% hingga lebih dari 50% peningkatan dalam angka produktivitas keseluruhan tenaga kerja, sedangkan pabrik Lighthouse menunjukkan kemajuan yang jauh lebih besar. Pabrik yang menunjukkan titik awal rendah dengan proses yang stabil menerima manfaat paling signifikan.

Metode efisiensi mana yang harus ditingkatkan terlebih dahulu?

Dalam kebanyakan kasus, first pass yield tidak memiliki arti sama sekali. Mengalikan throughput dengan tingkat scrap yang meningkat tidak ada gunanya, dan kerugian kualitas hadir dalam tenaga kerja, bahan, energi, dan biaya garansi secara keseluruhan. Setelah yield distabilkan, peningkatan OEE menghasilkan peningkatan output yang nyata.

Apakah otomatisasi mengurangi konsumsi energi?

Secara umum, ya, meskipun dengan alasan yang mengejutkan. Penghematan langsung berasal dari servo drive dan motor serta tidak adanya operasi menganggur. Penghematan tidak langsung yang lebih besar berasal dari jumlah bagian yang dibuang lebih sedikit – semua bagian yang dibuang mengkonsumsi energi dan bahan secara penuh. Menurut laporan pabrik lighthouse, penghematan energi mencapai 20 hingga 60%.

Berapa periode pengembalian investasi pada lini produksi otomatis?

Rentang tradisional adalah antara tiga hingga lima tahun dengan ROI tiga tahun sekitar 2-3 kali yang dinyatakan dalam berbagai kasus yang didokumentasikan oleh Lighthouse, sementara ROI lima tahun adalah 4-5 kali. ROI lebih singkat ketika lini menggantikan tenaga kerja manusia berkualifikasi tinggi dengan biaya tinggi, seperti dalam aplikasi kalibrasi dan pengujian, sedangkan akan memakan waktu lebih lama ketika lingkungan adalah aliran rendah dan campuran tinggi.

Referensi

1. Forum Ekonomi Dunia — Jaringan Global Lighthouse dan dampak manufaktur maju
2. McKinsey & Company — Wawasan operasi tentang produktivitas manufaktur dan program Lighthouse
3. ISA — Standar integrasi sistem kontrol perusahaan ISA-95
4. ISO — ISO 22400, Indikator kinerja utama untuk manajemen operasi manufaktur
5. Asosiasi Industri Plastik — Tolok ukur otomatisasi dan efisiensi untuk manufaktur komponen

Kesimpulan

Proses pabrik dapat menjadi lebih efektif dengan bantuan teknologi otomasi industri, tetapi mereka bekerja pada daftar parameter yang sempit. Proses yang mereka bantu tingkatkan meliputi keandalan produksi, kapasitas satu operator, efektivitas produksi bersama dengan jumlah pekerjaan yang dilakukan dan jumlah energi yang digunakan. Otomasi industri tidak membuat pola produksi yang tidak efektif dan tidak menyelesaikan masalah produksi tertentu dari pabrik dengan jumlah output kecil. Hasil tersebut dicapai karena perusahaan berhasil mencapai stabilitas proses sebelum mengotomasi dan mengukur hasilnya.

Jika Anda menangani produk listrik termasuk pemutus sirkuit, sistem distribusi energi, dll., kami dapat mengembangkan lini produksi yang akan mencakup semua peralatan yang diperlukan untuk perakitan, produksi, dan pengujian pemutus sirkuit, termasuk MCB, MCCB, dan item lainnya. Yang Anda butuhkan hanyalah menyediakan waktu siklus maksimum dan jumlah produk yang diperlukan. Kemudian kami akan melengkapi lini produksi dengan bantuan perhitungan nyata bukan pendekatan brosur.