Pertanian Teknologi Industri 4.0

 Peluang Bertani Menggunakan Teknologi Industri 4.0

 

 

 

1. LATAR BELAKANG

 

Perkembangan teknologi digital memiliki beberapa manfaat yang diketahui untuk bisnis pertanian. Misalnya, meningkatkan ketepatan hewan yang dimonitor dan diberi makan, meningkatkan pengelolaan lahan subur dan mengontrol produksi. Beberapa inovasi, seperti teknologi sensor, sistem penentuan posisi, pemrosesan gambar digital, alat visualisasi data, dll., Memungkinkan hal ini [1]. Namun untuk sektor pertanian, penciptaan nilai yang efisien di semua tingkatan di sepanjang rantai pasokan juga sangat penting. Dukungan oleh pemahaman digital dan komprehensif tentang realitas memungkinkan manfaat potensial baru bagi semua mitra yang terlibat. Untuk mencapai hal tersebut, diperlukan pendekatan holistik untuk digitalisasi.

 

Penghapusan pemisahan antara dunia fisik dan virtual adalah paradigma sentral dari konsep Industri 4.0. Pencarian kasus penggunaan Industri 4.0 oleh karena itu didorong oleh identifikasi jeda media dalam kehidupan industri sehari-hari. Ide intinya adalah perpaduan dunia nyata dan model digital yang sesuai dalam sistem digital di sepanjang rantai pasokan. Objek fisik yang dilengkapi dengan sensor dan kecerdasan terintegrasi menjadi sumber utama informasi di sepanjang rantai nilai, saat mereka mengkomunikasikan informasi tentang diri mereka dan lingkungannya ke sistem TI yang relevan. Perubahan dalam cara pengumpulan data di sepanjang rantai pasokan ini memberikan dasar untuk pengembangan bentuk interaksi dan penciptaan nilai baru, dan memberikan dasar untuk inovasi model bisnis.

 

Metode Industri 4.0 telah diteliti secara intensif di beberapa bidang pertanian, yang mengakibatkan munculnya istilah-istilah seperti Pertanian 4.0 dan Pertanian 4.0. Namun, visi di sini biasanya secara substansial direduksi menjadi aplikasi di bidang pertanian presisi dan, pada tingkat yang lebih rendah, ke sistem otonom. Perencanaan dan pengendalian produksi, serta aspek logistik terkait, menawarkan potensi manfaat yang sangat besar, dan oleh karena itu harus lebih difokuskan.

 

Makalah ini menganalisis tantangan khusus yang dihadapi pertanian di sepanjang rantai pasokan pertanian untuk memungkinkan penerapan pendekatan Industri 4.0 yang berhasil. Nilai ilmiah yang dihasilkan adalah pemeriksaan bagaimana pendekatan Industri 4.0 dapat diadaptasi agar dapat diterapkan pada rantai pasokan pertanian.

 

2. PROSES NILAI TAMBAH PERTANIAN

 

Proses pertanian terutama dapat dibagi menjadi bidang produksi hewan dan tanaman. Proses budidaya tanaman meliputi budidaya tanaman untuk produksi pangan, pakan ternak, dan bahan untuk pembangkitan energi atau siklus pemanfaatan selanjutnya. Pemeriksaan dilakukan di semua tahapan siklus vegetasi, meliputi persiapan tanah, penaburan, perlindungan tanaman, pemupukan, dan pemanenan.

 

Pakan yang diproduksi (atau dibeli) kemudian digunakan dalam produksi hewan, juga dikenal sebagai pengolahan. Residu dari produksi hewan, seperti kotoran cair, digunakan dalam budidaya tanaman dan sebagian untuk pembangkit energi. Kemudian dimungkinkan untuk berbicara, setidaknya sebagian, tentang siklus nutrisi.

 

Hampir semua proses budidaya tanaman membutuhkan koordinasi antara mesin dan / atau interaksinya dengan manusia operator. Proses mungkin berurutan, seperti bal jerami, pemuatan dan pengangkutannya; atau yang bersifat paralel, seperti, misalnya, memindahkan hasil panen dari pemanen ke kendaraan pengangkut.

 

Contoh penerapan yang ditandai dengan kebutuhan koordinasi yang tinggi adalah panen jagung silase. Prosedur ini menjadi perhatian khusus karena pemanen hijauan tidak memiliki bunker (yaitu tempat penyimpanan penyangga) dan harus kelebihan beban secara permanen selama operasi. Jika tidak ada kendaraan pengangkut yang tersedia, proses penghancuran sebagian akan terhenti secara tiba-tiba. Selain itu, penyimpanan di silo sangat penting dalam hal kualitas pakan. Jika salah satu dari tiga sub-proses pemotongan, pengangkutan, dan penyimpanan tidak secara optimal menyesuaikan dengan kapasitas yang dibutuhkan, baik kehilangan kualitas dan waktu atau biaya yang dapat dihindari dapat diterima. Kriteria kualitas, biaya dan waktu saling mempengaruhi.

 

Dalam konteks ini, metode portofolio Industri 4.0 tampaknya cocok untuk rantai pasokan pertanian. Kontribusi mereka dalam hal perencanaan, pemantauan, pengendalian, optimalisasi, dan dokumentasi dapat menghasilkan peningkatan yang luar biasa.

 

3. TANTANGAN RANTAI PASOKAN BIDANG PERTANIAN

 

Rantai pasokan pertanian berbeda dalam banyak aspek dari mitra industrinya. Karakteristik pemersatu dan pembatas yang berbeda dapat ditemukan.

 

Rantai pasokan pertanian mencakup aliran produk, pengetahuan, dan informasi antara pemangku kepentingan pertanian dan konsumen. Mereka menawarkan kesempatan untuk menangkap nilai tambah di setiap tahap proses pertanian, pemasaran dan konsumsi. Namun, karena industrialisasi pada awalnya dapat dianggap tidak memihak, hal ini harus tercermin dalam sektor pertanian dengan memperkuat eksistensi ekonomi petani, meningkatkan kualitas produk, dan mengurangi dampak lingkungan yang merugikan.

 

Pengenalan dan penerapan metode kuantitatif, serta pengembangan atau adaptasinya, sangat penting untuk pengelolaan rantai pasokan. Namun, dibandingkan dengan rantai pasokan industri, metode kuantitatif di bidang pertanian kurang berkembang. Karena kompleksitas yang menjadi ciri sektor pertanian, metode heuristik berbasis pengalaman memainkan peran kunci.

 

Penciptaan nilai pertanian terjadi di bawah paparan lingkungan yang kuat. Peristiwa stokastik menyebabkan perilaku deterministik rendah, dan menghasilkan deskripsi proses yang tidak ditentukan. Pengaruh cuaca dan perilaku sistem terkait berkontribusi pada kurangnya prediktabilitas. Contohnya termasuk dinamika tanah dan unsur hara, aktivitas fotosintesis atau serangan hama. Pemodelan sistem ini adalah subjek penelitian agronomi, tetapi ini hanya dapat memberikan perkiraan pada perilaku nyata. Oleh karena itu, petani harus secara implisit menghadapi ketidakpastian rantai pasokan ini [2,3].

 

Peralatan teknis perusahaan pertanian telah mencapai tingkat yang sebanding dengan industri, bahkan melebihi itu dalam beberapa kasus. Mobilitas yang tinggi dari fasilitas produksi membuat perencanaan dan pengendalian menjadi lebih sulit daripada di lingkungan industri karena kondisi batas tidak selalu jelas. Bahkan ketersediaan dan bandwidth koneksi nirkabel dapat dipengaruhi oleh pengaruh yang mengganggu, membuat komunikasi yang konstan menjadi sulit.

 

Pembeda utama lainnya antara rantai pasokan pertanian dan industri adalah luasnya pembagian kerja. Efek rasionalisasi melalui pembagian kerja sangat menentukan perkembangan produksi industri. Sebaliknya, pembagian kerja kecil, yang dianalogikan dengan kerajinan, menjadi ciri pertanian. Rantai pasokan pertanian merekrut tenaga kerja mereka dalam lingkungan keluarga dan sangat bergantung pada pekerja musiman. Kedua situasi ini membuat permintaan karyawan berbeda secara fundamental dengan yang ada di industri. Karyawan di sektor industri sangat terspesialisasi dalam tingkat keahlian mereka - dari pekerjaan serial yang berulang hingga spesialis produk. Di bidang pertanian, beberapa karyawan melakukan berbagai tugas. Ini membutuhkan spektrum pengetahuan dan pengalaman yang luas, serta tingkat spesialisasi yang tinggi. Jika kemampuan ini tidak tersedia, petani harus bergantung pada layanan eksternal, seperti kontraktor atau konsultan. Karena pertanian adalah sektor kecil, tidak seperti industri manufaktur, alat khas seperti ERP, MES, dan solusi otomasi telah berkembang dengan cara yang sangat berbeda. Metode kerja kuantitatif hanya ditetapkan secara marginal dan pendekatan heuristik masih dominan.

 

Berurusan dengan tantangan ini melibatkan pemikiran ulang konsep rantai pasokan saat ini, model bisnis yang diterapkan, dan teknologi yang saat ini digunakan. Untuk bersaing dalam jangka panjang di era Industri 4.0, perusahaan harus dapat membangun kembali rantai pasokan mereka baik secara internal (integrasi proses vertikal) maupun eksternal (integrasi proses horizontal, bekerja sama dengan mitra eksternal di sepanjang rantai pasokan. , seperti petani, grosir, dan pengecer). Secara khusus, integrasi horizontal dari rantai nilai memungkinkan untuk memberikan informasi lengkap kepada konsumen tentang suatu produk.

 

4. INDUSTRI 4.0 SEBAGAI DASAR KOORDINASI

Konsep yang diusulkan oleh pendekatan Industri 4.0 bergantung pada penciptaan lingkungan di mana semua elemen terhubung satu sama lain secara mulus dan mudah. Semua perangkat (CPS, sistem fisik siber) dan fungsi ditujukan sebagai layanan, yang terus berkomunikasi satu sama lain, dan dengan demikian mencapai tingkat koordinasi yang tinggi.

 

Kemampuan untuk mengkoordinasikan aktivitas ini sangat mendasar di bidang manajemen rantai pasokan, di mana pengoptimalan biasanya memerlukan pertimbangan sejumlah besar elemen dalam persaingan yang konstan satu sama lain [4].

 

Oleh karena itu, manfaat penerapan ide Industri 4.0 pada tantangan rantai pasokan menjadi jelas. Lingkungan yang besar, heterogen, dan terdistribusi hanya dapat memperoleh manfaat dari struktur yang diusulkan. Ini dijelaskan dalam kasus penggunaan masing-masing.

 

Pendekatan yang ada di bidang rantai pasok pertanian mencoba memanfaatkan teknologi terkait era digitalisasi. Mungkin yang paling matang adalah Pertanian Presisi, yang memanfaatkan teknologi penentuan posisi (GPS) yang dikombinasikan dengan pemanfaatan sensor tambahan dan data yang dikumpulkan untuk meningkatkan hasil [5].

 

Perkembangan lebih lanjut juga telah dilakukan, yang mengarah pada munculnya konsep seperti Smart Farming, Agriculture 4.0, dan Farming (dikenal sebagai Landwirtschaft 4.0 di Jerman) [6]. Pendekatan tersebut telah menangani banyak ide Industrie 4.0: meningkatkan jumlah data yang dikumpulkan dan digunakan, meningkatkan koneksi antar perangkat, dan menciptakan lingkungan yang sesuai untuk pemrosesan data (misalnya 365FarmNet). Namun, fokusnya terutama pada pengukuran dan peningkatan produktivitas mesin, instalasi, dan lapangan. Optimalisasi logistik di sepanjang pasokan pertanian hilang atau dianggap sebagai masalah komunikasi sederhana [7], dengan mengabaikan kompleksitas masalah.

 

4.1. Persyaratan pertanian

Proyek I40Demo, yang dibiayai oleh Kementerian Federal Jerman untuk Urusan Ekonomi dan Energi (BMWi), berfokus pada analisis persyaratan beberapa area aplikasi Industri 4.0, salah satunya adalah aspek logistik pertanian. Dalam proyek tersebut, persyaratan khusus pertanian dikumpulkan dan dibandingkan dengan yang telah direkomendasikan oleh para ahli [8].

 

Produksi barang pertanian semakin dikaitkan dengan pembuatan data. Tetapi hanya sebagian kecil yang digunakan saat ini [9]. Pemanfaatan data yang efisien membutuhkan kemampuan untuk memproses data dalam jumlah besar, baik terstruktur maupun tidak terstruktur.

 

Hubungan elemen dan komponen pertanian di sepanjang rantai pasokan melalui cloud menggunakan platform Internet of Things and Services (IoTS) menjadi semakin penting. Internet of Things and Services menutup kesenjangan media antara dunia fisik dan virtual dan memungkinkan penyediaan layanan bernilai tambah berdasarkan pemahaman terkini dan komprehensif tentang realitas.

 

Karena aliran data berkelanjutan di wilayah pertanian tidak dapat dijamin, maka perlu dibuat mekanisme kompensasi dan proses komunikasi untuk jaringan toleransi penundaan. Penerapan protokol yang memadai dan adaptasi dari konfigurasi teknis proses adalah contoh yang baik.

 

Oleh karena itu, faktor-faktor seperti konektivitas, akses fleksibel, dan modularitas memainkan peran khusus. Ini logis, karena mesin dan instalasi tidak hanya didistribusikan melalui ekstensi yang besar, tetapi juga bisa sangat heterogen. Konstruksi modular dari struktur informasi dalam proses pertanian penting untuk menggabungkan blok fungsi secara fleksibel. Desain sistem harus memungkinkan penyempurnaan dan perubahan pada waktu proses tanpa memengaruhi produktivitas subsistem lainnya.

 

Selain itu, untuk memahami dan melaksanakan peningkatan logistik, hubungan antara pemangku kepentingan dalam rantai pasokan pertanian menjadi sangat penting.

 

Fokus saat ini dalam digitalisasi pertanian terletak pada komunikasi antar mesin dan peralatan (M2M); antara mesin, peralatan, dan perangkat lunak administrasi lokal (misalnya aplikasi pengukur hasil); dan antara mesin, peralatan, perangkat lunak lokal, dan mesin atau penyedia peralatan. Ini terutama dicapai dengan mengandalkan standar ISO 11783 (atau ISOBUS). Contoh aplikasi dari pendekatan ini adalah yang diterapkan oleh CLAAS (dengan platform 365FarmNet yang telah disebutkan) dan John Deere (dapat melayani mesinnya dari jarak jauh).

 

Namun demikian, digitalisasi pertukaran informasi dalam rantai pasokan pertanian telah banyak diabaikan.

 

Komunikasi antara petani, vendor, dan klien sebagian besar dilakukan secara analog, dengan penggunaan email, faktur digital, dan beberapa perangkat lunak dasar dalam kasus terbaik. Dengan tingkat pengembangan yang meningkat, ring mesin sudah menawarkan layanan mereka di platform (pasar). Namun, pertukaran informasi masih jauh dari standar atau otomatis.

 

Elemen Industrie 4.0 yang diterapkan pada pertanian harus memungkinkan koordinasi antara dua lingkungan yang ada. Ini dicapai melalui platform dan fungsi yang sesuai. Tujuannya adalah untuk mengembangkan interaksi virtual dan lingkungan komunikasi yang tidak bergantung pabrikan yang dapat digunakan secara kolaboratif oleh lingkungan pertanian internal dan eksternal. Kolaborasi berfungsi sebagai pendorong untuk perencanaan dan pengendalian pertanian yang cerdas. Ini dicapai dengan menggunakan kombinasi fungsi berbasis layanan.

 

Pada bagian berikut, dua kasus penggunaan disajikan untuk menunjukkan bagaimana aplikasi Industrie 4.0 dapat dirancang dan diterapkan dalam konteks aplikasi pertanian, dengan fokus pada manfaat di sepanjang rantai pasokan.

 

5. KASUS PENGGUNAAN PERTAMA: PROSES TINGGI UNTUK PERTANIAN

 

Mempertimbangkan persyaratan yang dikumpulkan dari sektor pertanian, sebuah struktur kerja baru diusulkan, dengan komponennya yang sesuai. Ini didasarkan pada pengaturan Industri 4.0 yang diketahui untuk lingkungan produksi industri [10].

 

Dengan cara ini, "proses high-end" dirancang, di mana tingkat koordinasi yang lebih tinggi di semua tingkat dimungkinkan. Struktur yang diusulkan menyajikan tiga tingkatan:

 

• Tingkat konfigurasi diri: Tingkat ini memahami konfigurasi mesin, baik di dalam mesin itu sendiri (mengatur pekerjaannya sendiri), atau dalam koordinasi langsung dengan orang lain (misalnya penentuan posisi otonom dalam kaitannya dengan mesin lain). Di sini ACPS yang diusulkan (sistem fisik cyber pertanian) mewakili mesin, instalasi, dan perangkat tambahan (misalnya sensor, drone, dll.). Tingkat ini menggunakan pendekatan "tepi": keputusan dibuat secara lokal di dalam perangkat, karena tidak diperlukan koordinasi lebih lanjut dan waktu respons penting. Hal ini terutama diperlukan karena kurangnya jaringan komunikasi yang stabil di lapangan. Contoh penerapannya adalah, misalnya, sensor konsumsi yang dipasang pada mesin bergerak yang mengukur saat mengemudi, atau penggunaan sensor multi-spektral pada boom penyemprot traktor untuk memperkirakan kebutuhan nitrogen tanaman yang akan disemprot dan untuk menyesuaikan dosis. Dengan cara ini, setiap mesin diubah menjadi aktor (mampu membuat keputusan untuk dirinya sendiri, seperti mengoreksi rute) dan sumber data. Hal ini memungkinkan pengoptimalan pekerjaannya sendiri, pekerjaan orang lain (ACP dan fungsionalitas), dan di seluruh rantai pasokan (sebagaimana dimungkinkan oleh tingkat kolaborasi).

 

• Tingkat kolaborasi lokal: Tingkat ini terdiri dari platform yang mengalokasikan fungsi yang diperlukan untuk administrasi lingkungan produksi lokal (yaitu satu tambak). Di sinilah analisis produksi sendiri berlangsung (memproses data dari berbagai sumber). Contoh aplikasinya adalah penggunaan drone (ACP) untuk mendeteksi area di mana keberadaan gulma bermasalah. Data ini kemudian dapat digabungkan dengan hasil dari setiap area (menggunakan fungsionalitas platform yang sesuai) untuk memprioritaskan penerapan herbisida. Ini dapat dilakukan oleh ACP lain: contohnya adalah RIPPA, robot pertanian yang dikembangkan di University of Sydney, yang mampu mengidentifikasi gulma dan mengaplikasikan cairan secara individual. Fungsionalitas platform lain dapat menggunakan data yang dihasilkan untuk mengelola penggunaan dan pasokan herbisida.

 

• Tingkat kolaborasi yang diperluas: Tingkat ini memungkinkan kolaborasi antara berbagai pelaku dalam rantai pasokan pertanian. Setiap aktor memiliki platform dan fungsionalitasnya sendiri, yang saling berkolaborasi. Misalnya, platform lokal petani tahu kapan mesin dibutuhkan; ini dikomunikasikan ke platform ring mesin, tempat penggunaan mesin direncanakan.

 

Komunikasi antara semua tingkatan dimungkinkan dan perlu. Tujuan utamanya adalah terciptanya suatu struktur yang mampu mengoptimalkan dirinya sendiri [11]. Penggunaan fungsi pembelajaran lanjutan, berdasarkan pembelajaran mesin, dapat mendukung dan memperluas konsep ini.

 

6. KASUS PENGGUNAAN KEDUA: ROBOT MOBILE DAN OTONOM DALAM PERTANIAN

 

Penerapan Industrie 4.0 didasarkan pada gagasan "layanan" yang menangani tugas tertentu dan mengoordinasikan pekerjaan mereka untuk melakukan proses yang diinginkan. Perkembangan lebih lanjut dari pendekatan ini kemudian akan mensyaratkan bahwa dunia fisik menciptakan kembali cara kerja ini. Implementasi yang diusulkan di bidang pertanian kemudian akan bergantung pada pembuatan perangkat yang dapat menawarkan berbagai langkah proses pertanian sebagai layanan. Dalam praktik, hal ini berarti memecah fungsi mesin pertanian menjadi fungsi konstitutifnya. Efektivitas pendekatan modular seperti itu telah dibuktikan [12,13]. Namun, pengujian ini didasarkan pada pengoptimalan kerja mesin lokal. Ide yang diusulkan memperluas konsep ke penggunaan sekumpulan mesin otonom, masing-masing dengan fungsi berbeda, yang aktivitasnya dikoordinasikan oleh layanan (fungsionalitas platform) yang disajikan dalam kasus penggunaan pertama. Ini tidak hanya akan memungkinkan optimalisasi distribusi pekerjaan, tetapi juga penggunaan mesin semacam itu. Tugas pertanian kemudian dapat dilakukan, dengan mengabaikan skala (besar atau kecil), secara 24/7 [14].

 

Contoh robot bergerak dan otonom di bidang pertanian adalah proyek penelitian MARS (Mobile Agricultural Robot Swarms). Dalam kerja sama yang didanai Uni Eropa dari Ulm University of Applied Sciences, AGCO, dan Fendt, sebuah pendekatan sedang dikembangkan untuk operasi pertanian otonom melalui sekumpulan robot yang terkoordinasi. Fokus proyek adalah penggunaan kecerdasan individu yang rendah, artinya setiap robot dilengkapi dengan teknologi sensor minimal. Dengan cara ini, tercapai sistem biaya rendah dan hemat energi yang mampu memberikan skalabilitas dan kehandalan untuk proses pertanian. Kawanan robot diatur oleh entitas pusat yang bertanggung jawab untuk perencanaan jalur, optimalisasi dan pengawasan [15].

 

Arah serupa dilakukan oleh startup Bosch Deepfield Robotics dengan pengembangan BoniRob. Berdasarkan platform robotik multiguna yang dapat disesuaikan milik perusahaan, pendekatan modular dari robot pertanian otonom ini memungkinkannya untuk beradaptasi dengan berbagai jenis operasi di lapangan.

 

7. MODEL USAHA PERTANIAN

 

Transformasi digital yang dijelaskan menghasilkan basis informasi yang lebih baik di sepanjang rantai pasokan pertanian dan berfungsi sebagai pendukung model bisnis pertanian yang inovatif. Perancangan inovasi model bisnis ini membutuhkan kombinasi manfaat ekonomi dengan pendekatan pertanian berkelanjutan bagi manusia, hewan, dan lingkungan.

 

Untuk mempersiapkan model bisnis untuk perubahan digital, titik awalnya harus mempertimbangkan yang sudah ada, permintaan pelanggan, dan seluruh rantai pasokan, termasuk para pemangku kepentingan. Dari sudut pandang ini, ada tiga pendekatan dasar yang dapat diturunkan: internal, eksternal, dan langsung [16].

 

Pendekatan internal berarti dalam konteks pertanian bahwa produk, jasa, dan penciptaan nilai internal akan diubah. Ini termasuk konsepsi layanan digital baru (seperti aplikasi yang membuat proses penciptaan nilai pertanian internal transparan bagi pelanggan), perluasan penawaran produk yang ada pada platform digital (seperti penjualan langsung produk pertanian secara online), atau penggunaan teknologi untuk mengurangi biaya di semua tingkat rantai nilai sendiri.

 

Pendekatan eksternal untuk mendigitalkan model bisnis pertanian melibatkan saluran transformasi digital, hubungan pelanggan, dan kolaborasi dengan mitra. Hasilnya adalah transformasi rantai pasokan pertanian sepenuhnya. Ini termasuk menggunakan alat pelacakan dan analitik untuk menganalisis perilaku pembelian pelanggan; atau menggunakan berbagai saluran dan terintegrasi, seperti smartphone dan media sosial, untuk meningkatkan pengalaman pelanggan.

 

Pendekatan langsung berarti kedua jalur diambil secara paralel. Model bisnis kemudian diubah secara digital di semua dimensi.

 

Keunggulan lain yang diperoleh dari ketersediaan data pertanian adalah pemanfaatan database pusat. Informasi tentang wilayah dan kondisi mana (misalnya cuaca, jenis tanah, dan pupuk) yang memberikan hasil terbaik adalah informasi yang sangat berharga untuk usaha pertanian yang sukses.

 

Cara-cara baru untuk berkolaborasi di sepanjang rantai pasokan pertanian memungkinkan pengembangan sinergi dan efek simbiosis antara para pemangku kepentingan. Ini memastikan terciptanya keunggulan kompetitif yang berharga bagi semua mitra yang terlibat.

 

8. KESIMPULAN DAN TINDAK LANJUT

 

Ada kesepakatan sosial bahwa pertanian tidak boleh diindustrialisasi. Karena industrialisasi pada awalnya dapat dilihat secara netral, ada kebutuhan untuk mempertimbangkan bagaimana hal itu dapat memperkuat eksistensi peternak, meningkatkan kesejahteraan hewan dan kualitas produk, dan mengurangi efek berbahaya terhadap lingkungan. Pengembangan atau adaptasi, pengenalan, dan penerapan metode kuantitatif tampaknya penting untuk mencapai tujuan ini.

 

Solusi teknologi memberikan kontribusi penting untuk mengubah tantangan manajemen rantai pasokan pertanian menjadi peluang. Rupanya, teknologi sederhana seperti Bluetooth, GPS atau RFID, dikombinasikan dengan komunikasi antara manusia dan mesin pertanian di semua tingkat kolaborasi, memungkinkan terciptanya struktur rantai pasokan pertanian yang dapat mengoptimalkan diri sendiri.

 

Tertanam dalam platform manajemen pertanian yang inovatif, teknologi ini dapat dengan mudah digunakan dan digunakan oleh semua pemangku kepentingan yang terlibat.

 

Akibatnya, pertanian modern menghasilkan banyak sekali data. Tetapi membutuhkan interpretasi dan untuk itu, teknologi informasi sangat penting.

 

Namun, teknologi dan perangkat lunak baru untuk mendigitalkan bisnis pertanian tidak dapat menyelesaikan semua tantangan transformasi digital di sepanjang rantai pasokan saja. Infrastruktur, pelatihan dan kualifikasi lebih lanjut, lingkungan operasi struktural dan legislatif yang memadai, dan kemauan untuk menerapkan teknologi baru juga penting. Agar Farming 4.0 berfungsi, infrastruktur telekomunikasi modern di daerah pedesaan sangat penting. Selain itu, kemampuan untuk memanfaatkan data terstruktur dan tidak terstruktur di sepanjang rantai pasokan pertanian sepenuhnya akan terbukti penting untuk keberhasilan transformasi proses pertanian yang ada menuju pertanian di era Industri 4.0.

 

DAFTAR PUSTAKA

[1] Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz. Verbundprojekt ODiL – Offene Software-Plattform für eine effizientere Wertschöpfung in der Landwirtschaft. [December 14, 2017]; Available from: https://www.dfki.de/web/presse/pressemitteilung/2016/verbundprojekt -odil-gestartet-2013-offene-software-plattform-fur-eine-effizienterewertschopfung-in-der-landwirtschaft/.

[2] Guidi D. Sustainable Agriculture Enterprise: Framing Strategies to Support Smallholder Inclusive Value Chains for Rural Poverty Alleviation; 2011.

[3] Ge H, Gray R, Nolan J. Agricultural supply chain optimization and complexity: A comparison of analytic vs simulated solutions and policies. International Journal of Production Economics 2015;159:208–20.

[4] Wiendahl H. Auftragsmanagement der industriellen Produktion: Grundlagen, Konfiguration, Einführung. 2011st ed. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg; 2012.

[5] Griepentrog H. Zukünftige Entwicklungen im Precision Farming. In: TU München, editor. 7. Agrarwissenschaftliches Symposium des Hans Eisenmann-Zentrum 2016; 2016, p. 33–36.

[6] Clasen M. Farming 4.0 und andere Anwendungen des Internet der Dinge. In: Ruckelshausen A, Meyer-Aurich A, Rath T, Recke G, Theuvsen B, editors. Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft: Fokus: Intelligente Systeme - Stand der Technik und neue Möglichkeiten Referate der 36. GIL-Jahrestagung, 22.-23. Februar 2016, in Osnabrück, Germany. Bonn: Gesellschaft für Informatik; 2016, p. 33–36.

[7] ITU-T. ITU-T Rec. Y.2238 (06/2015) Overview of Smart Farming based on networks; 2015.

[8] Deutscher Bauernverband. Landwirtschaft 4.0 – Chancen und Handlungsbedarf; 2016.

[9] 365FarmNet. Agriculture 4.0 – ensuring connectivity of agricultural equipment: Challenges and technical solutions for the digital landscape in established farms with mixed oranalogue equipment; 2017.

[10] Landherr M, Schneider U, Bauernhansl T. The Application Center Industrie 4.0 - Industry-driven Manufacturing, Research and Development. In: Westkämper E, Bauernhansl T, editors. Proceedings of the 49th CIRP Conference on Manufacturing Systems; 2016, p. 26– 31.

[11] Vogel-Heuser B, Bauernhansl T, Hompel M ten. Handbuch Industrie 4.0: Allgemeine Grundlagen. 2nd ed. Berlin: Springer Vieweg; 2017.

[12] Herlitzius T, Ruckelshausen A, Krzywinski J. Mobile Cyber Physical System concept for controlled agricultural environments. In: LandTechnik, AgEng 2015 - Innovations in agricultural engineering for efficient farming: Conference: Agricultural Engineering, Hannover 6. und 7. November 2015. Düsseldorf: VDI-Verl; 2015.

[13] Minßen T, Gaus C, Urso L, Hanke S, Schattenberg J, Frerichs L. Robots for plant-specific care operations in Arable Farming - concept and technological requirements for the operation of robot swarms for plant care tasks. In: Gelb E, Charvát K, editors. EFITA/WCCA '11: Papers presented at the 8th European Federation for Information Technology in Agriculture, Food and the Environment, Prague, Czech Republic 11-14 July 2011. Prague: Czech Centre for Science and Society; 2011, p. 1–11.

[14] Blackmore BS. A systems view of agricultural robots. In: Stafford JV, editor. Precision agriculture '07: Papers presented at the 6th European Conference on Precision Agriculture Skiathos, Greece, 3-6 June 2007. Wageningen: Wageningen Academic Publ; 2007, p. 23–31.

[15] Blender T, Buchner T, Fernandez B, Pichlmaier B, Schlegel C. Managing a Mobile Agricultural Robot Swarm for a seeding task. In: IECON 2016 - 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society // Proceedings of the IECON2016 - 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society: Florence (Italy), October 24-27, 2016. Piscataway, NJ: IEEE; 2016, p. 6879– 6886.

[16] Schallmo D. Jetzt digital transformieren: So gelingt die erfolgreiche digitale Transformation Ihres Geschäftsmodells. Wiesbaden: Springer Gabler; 2016.

Sumber: Anja-Tatjana Brauna, Eduardo Colangelob, Thilo Steckelc.  2018. Farming in the Era of Industry 4.0.  51st CIRP Conference on Manufacturing Systems.  ScienceDirect.  Procedia CIRP 72 (2018) 979–984.

Perkembangan Industri 4.0

Bagaimana Industri 4.0 akan membawa produksi ke level berikutnya

 

 

Evaluasi bagaimana perusahaan Anda dapat memanfaatkan internet of things (IoT) dan data untuk pengambilan keputusan yang lebih baik dalam produksi pakan

 

Meskipun penggunaan istilah “Industri 4.0” telah menjadi hal yang biasa, tidak selalu jelas apa artinya dalam produksi pakan ternak. Selama TECHTalk “Industri 4.0 dan Analisis Data Cerdas” di IPPE Marketplace 2021, Pete Ensch, presiden dan CEO WEM Automation, menguraikan bagaimana Industri 4.0 dan internet of things (IoT) dapat diimplementasikan dalam produksi pakan ternak untuk hasil yang maksimal.

 

"Bayangkan pabrik pakan Anda sebagai pabrik pintar yang saling berhubungan, di mana semua proses Anda terhubung dari penerimaan melalui batching, pelet dan pemuatan - dan bahkan sampai pengiriman pakan ke tujuan akhirnya, peternakan," kata Ensch . “Data dari setiap proses, kembali ke lokasi pusat di mana operator dan manajemen dapat dengan cepat melihat apa yang sedang terjadi sehingga mereka dapat membuat keputusan basis data yang secara langsung akan berdampak pada keselamatan, kualitas, pengiriman, dan biaya (SQCD).”

 

Saat ini, Industri 4.0 di pabrik pakan melibatkan penggunaan sensor, komputer, dan penyimpanan data yang murah, dikombinasikan dengan kemajuan dalam jaringan untuk menangkap data waktu nyata dari "sistem fisik siber," katanya, tetapi itu menggunakan berbagai teknologi sama sekali. tingkat pabrik, dan mengintegrasikan sistem ke dalam kontrol pabrik produksinya, menciptakan pabrik yang lebih cerdas, yang secara mulus menghubungkan mekanik dengan manusia, sebagai bagian dari filosofi perbaikan berkelanjutan.

 

IoT adalah kombinasi dari beberapa sistem fisik siber, berkomunikasi satu sama lain secara otonom, menghasilkan peningkatan jumlah data dan menggunakan data tersebut untuk meningkatkan strategi bisnis "Keunggulan Operasional", yang biasanya diukur dengan peningkatan SQCD.

 

“Perbaikan berkelanjutan adalah tentang menggunakan data untuk mendorong keputusan,” kata Ensch. “IoT tidak menciptakan nilai.  Industri 4.0 adalah tentang membuat data terkait tersedia di seluruh fasilitas, tetapi data atau informasi hanyalah sebagian dari cerita. Data perlu mendorong tindakan, tindakan yang berdampak langsung pada SQCD. "

 

Dia melanjutkan untuk mengeksplorasi penerapan sistem fisik-maya yang berbeda di seluruh produksi pakan ternak, termasuk keterlacakan dan peningkatan keamanan pakan dengan menghilangkan kesalahan manusia.

 

Proses 6 langkah untuk mengimplementasikan IoT di feed mill

Seperti yang dijelaskan Ensch, IoT adalah tentang membuat internet di dalam pabrik Anda untuk menghubungkan semua proses. Meskipun penerapannya mungkin merupakan penyimpangan dari cara produksi selalu beroperasi, ia mengusulkan proses enam langkah tingkat tinggi bagi perusahaan yang berencana untuk memperkenalkan Industri 4.0 ke operasi umpan mereka.

 

1. Kembangkan rencana

Identifikasi tujuan yang didefinisikan dengan jelas dan pastikan seluruh organisasi memahami masalah yang Anda coba selesaikan dan / atau metrik mana yang Anda coba perbaiki. “Sangat mudah untuk menghasilkan gigabyte data menggunakan IoT,” kata Ensch. “Tantangannya adalah mengetahui keputusan apa yang ingin Anda buat dengan data di muka.”

 

2. Pilih tim yang tepat

Bentuk tim multidisiplin dari seluruh bisnis yang mencakup pakar proses dari operasi hingga kualitas dan keuangan. Misalnya, kata Ensch, gunakan manajer proyek yang memiliki rekam jejak dalam memperkenalkan teknologi baru dan mengelola perubahan dengan orang-orang.

 

3. Jujurlah tentang sisi orang yang berubah

Manajemen perubahan sama pentingnya dan bahkan lebih menantang daripada teknologi itu sendiri, katanya.

 

4. Pilih teknologi terbaik untuk bisnis Anda

Ensch menekankan bahwa perusahaan tidak harus membuat setiap perubahan sekaligus, dan menyarankan perusahaan "mencari teknologi yang dapat dengan mudah dipasang di atas apa yang Anda miliki, buktikan bahwa Anda dapat melakukannya, dan kemudian meningkatkan dari sana."

 

5. Penerapan dan implementasi

Dia menyarankan perusahaan memastikan ruang lingkup awal program realistis dalam ukuran dan waktu. “Menerapkan solusi dan membuktikan kepada tim dan manajemen bahwa hal itu dapat dilakukan akan membangun kepercayaan dari waktu ke waktu dengan menggunakan teknik perbaikan berkelanjutan untuk mengukur hasil Anda dan melakukan perbaikan tambahan,” katanya.

 

6. Eksekusi

"Eksekusi adalah tentang tiga hal: tindak lanjut, tindak lanjut, dan lebih banyak tindak lanjut," kata Ensch, mencatat ini memastikan teknologi dan orang-orang bekerja sesuai rencana. “Perlu berminggu-minggu untuk menciptakan kebiasaan baik dan memahami sepenuhnya data yang dihasilkan,” katanya. "Bangun waktu dan jadwal padat poin tindak lanjut dalam rencana tindakan Anda untuk memverifikasi proses baru dan teknologi bekerja."

Sumber:

Jackie Roembke. 25 January 2021. How Industry 4.0 will take production to the next level.  https://www.feedstrategy.com/animal-feed-manufacturing/how-industry-4-0-will-take-feed-production-to-the-next-level/

Revolusi Industri ke Empat (I 4.0)

Tantangan dan Penerapan Revolusi Industri ke Empat (I  4.0)

Revolusi Industri Keempat (atau Industri 4.0) adalah otomatisasi berkelanjutan dari praktik manufaktur dan industri tradisional, menggunakan teknologi pintar modern. Komunikasi mesin-ke-mesin (M2M) skala besar dan internet of things (IoT) terintegrasi untuk meningkatkan otomatisasi, meningkatkan komunikasi dan pemantauan diri, dan produksi mesin pintar yang dapat menganalisis dan mendiagnosis masalah tanpa perlu campur tangan manusia . [1]

 

SEJARAH

Frasa Revolusi Industri Keempat pertama kali diperkenalkan oleh tim ilmuwan yang mengembangkan strategi teknologi tinggi untuk pemerintah Jerman. [2] Klaus Schwab, ketua eksekutif Forum Ekonomi Dunia, memperkenalkan frasa tersebut kepada khalayak yang lebih luas dalam artikel 2015 yang diterbitkan oleh Luar Negeri, [3] "Menguasai Revolusi Industri Keempat" adalah tema Pertemuan Tahunan Forum Ekonomi Dunia tahun 2016, di Davos-Klosters, Swiss. [4]

Pada 10 Oktober 2016, Forum mengumumkan pembukaan Pusat Revolusi Industri Keempatnya di San Francisco. [5] Ini juga merupakan subjek dan judul buku Schwab tahun 2016. [6] Schwab termasuk dalam teknologi era keempat ini yang menggabungkan perangkat keras, perangkat lunak, dan biologi (sistem fisik siber), [7] dan menekankan kemajuan dalam komunikasi dan konektivitas. Schwab mengharapkan era ini ditandai dengan terobosan dalam teknologi yang muncul di bidang-bidang seperti robotika, kecerdasan buatan, nanoteknologi, komputasi kuantum, bioteknologi, internet of things, industri internet of things, konsensus desentralisasi, teknologi nirkabel generasi kelima, pencetakan 3D. , dan kendaraan yang sepenuhnya otonom. [8]

Dalam proposal The Great Reset oleh World Economic Forum, Revolusi Industri Keempat dimasukkan sebagai Intelijen Strategis dalam solusi untuk membangun kembali ekonomi secara berkelanjutan setelah pandemi COVID-19 [9]

Revolusi Industri Pertama

Revolusi Industri Pertama ditandai dengan transisi dari metode produksi tangan ke mesin melalui penggunaan tenaga uap dan tenaga air. Penerapan teknologi baru membutuhkan waktu yang lama, sehingga periode yang dimaksud adalah antara tahun 1760 dan 1820, atau tahun 1840 di Eropa dan Amerika Serikat. Dampaknya memiliki konsekuensi pada manufaktur tekstil, yang pertama kali mengadopsi perubahan tersebut, serta industri besi, pertanian, dan pertambangan meskipun ia juga memiliki pengaruh sosial dengan kelas menengah yang semakin kuat. Ini juga berdampak pada industri Inggris pada saat itu. [10]

 

Revolusi Industri Kedua

Revolusi Industri Kedua, juga dikenal sebagai Revolusi Teknologi, adalah periode antara tahun 1871 dan 1914 yang diakibatkan oleh pemasangan jaringan rel kereta api dan telegraf yang luas, yang memungkinkan perpindahan orang dan gagasan lebih cepat, serta listrik. Peningkatan elektrifikasi memungkinkan pabrik untuk mengembangkan jalur produksi modern. Itu adalah masa pertumbuhan ekonomi yang besar, dengan peningkatan produktivitas, yang juga menyebabkan lonjakan pengangguran karena banyak pekerja pabrik digantikan oleh mesin. [11]

Revolusi Industri Ketiga

Revolusi Industri Ketiga, juga dikenal sebagai Revolusi Digital, terjadi pada akhir abad ke-20, setelah berakhirnya dua perang dunia, akibat perlambatan industrialisasi dan kemajuan teknologi dibandingkan periode-periode sebelumnya. Produksi komputer Z1, yang menggunakan bilangan floating-point biner dan logika Boolean, satu dekade kemudian, adalah awal dari perkembangan digital yang lebih maju. Perkembangan signifikan berikutnya dalam teknologi komunikasi adalah superkomputer, dengan penggunaan ekstensif teknologi komputer dan komunikasi dalam proses produksi; mesin mulai membatalkan kebutuhan tenaga manusia. [12]

 

Strategi German Industrie 4.0

Istilah "Industrie 4.0", disingkat menjadi I 4.0 atau hanya I 4, berasal pada tahun 2011 dari sebuah proyek dalam strategi teknologi tinggi pemerintah Jerman, yang mempromosikan komputerisasi manufaktur. [13] Istilah "Industrie 4.0" diperkenalkan secara publik pada tahun yang sama di Hannover Fair. [14] Pada bulan Oktober 2012, Kelompok Kerja untuk Industri 4.0 mempresentasikan serangkaian rekomendasi implementasi Industri 4.0 kepada pemerintah federal Jerman. Anggota dan mitra kelompok kerja diakui sebagai bapak pendiri dan pendorong di balik Industri 4.0. Pada tanggal 8 April 2013 di Pameran Hannover, laporan akhir dari Kelompok Kerja Industri 4.0 telah disajikan. Kelompok kerja ini dipimpin oleh Siegfried Dais, dari Robert Bosch GmbH, dan Henning Kagermann, dari Akademi Sains dan Teknik Jerman. [15]

 

Karena prinsip Industri 4.0 telah diterapkan oleh perusahaan, terkadang prinsip tersebut diganti namanya. Misalnya, produsen suku cadang dirgantara Meggitt PLC telah mencap proyek penelitian Industri 4.0 miliknya sendiri, M4. [16]

 

Diskusi tentang bagaimana peralihan ke Industri 4.0, terutama digitalisasi, akan mempengaruhi pasar tenaga kerja sedang dibahas di Jerman di bawah topik Pekerjaan 4.0. [17]

 

Karakteristik dari strategi Industri 4.0 pemerintah Jerman melibatkan penyesuaian produk yang kuat di bawah kondisi produksi (massal) yang sangat fleksibel. [18] Teknologi otomasi yang diperlukan ditingkatkan dengan pengenalan metode optimasi diri, konfigurasi diri, [19] diagnosis diri, kognisi dan dukungan cerdas pekerja dalam pekerjaan mereka yang semakin kompleks. [20] Proyek terbesar di Industri 4.0 per Juli 2013 adalah klaster terdepan Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal Jerman (BMBF) "Sistem Teknis Cerdas Ostwestfalen-Lippe (OWL-nya)". Proyek besar lainnya adalah proyek BMBF RES-COM, [21] serta Cluster of Excellence "Teknologi Produksi Integratif untuk Negara-negara Berupah Tinggi". [22] Pada 2015, Komisi Eropa memulai proyek penelitian internasional Horizon 2020 CREMA (Menyediakan Manufaktur Cepat Elastis Berbasis Cloud berdasarkan model XaaS and Cloud) sebagai inisiatif utama untuk mendorong topik Industri 4.0. [23]

 

PRINSIP DAN TUJUAN DESAIN

Ada empat prinsip desain yang diidentifikasi sebagai bagian integral dari Industri 4.0: [24]

 

1)   Interkoneksi - kemampuan mesin, perangkat, sensor, dan orang untuk terhubung dan berkomunikasi satu sama lain melalui Internet of things, atau internet of people (IoP) [25]

 

2) Transparansi informasi - transparansi yang diberikan oleh teknologi Industri 4.0 memberi operator informasi yang komprehensif untuk membuat keputusan. Inter-konektivitas memungkinkan operator untuk mengumpulkan data dan informasi dalam jumlah besar dari semua titik dalam proses manufaktur, mengidentifikasi area utama yang dapat mengambil manfaat dari perbaikan untuk meningkatkan fungsionalitas [25]

 

3) Bantuan teknis - fasilitas teknologi sistem untuk membantu manusia dalam pengambilan keputusan dan pemecahan masalah, dan kemampuan untuk membantu manusia dengan tugas-tugas yang sulit atau tidak aman [26]

 

4) Keputusan terdesentralisasi - kemampuan sistem fisik cyber untuk membuat keputusan sendiri dan untuk melakukan tugas mereka seotonom mungkin. Hanya dalam kasus pengecualian, gangguan, atau tujuan yang bertentangan, tugas didelegasikan ke tingkat yang lebih tinggi [27]

 

KOMPONENNYA

Revolusi Industri Keempat terdiri dari banyak komponen, antara lain: [28]

1) Perangkat seluler

2) Platform Internet of Things (IoT)

3) Teknologi deteksi lokasi (identifikasi elektronik)

4) Antarmuka manusia-mesin yang canggih

5) Otentikasi dan deteksi penipuan

6) Sensor pintar

7) Analisis besar dan proses lanjutan

8) Interaksi pelanggan bertingkat dan profil pelanggan

9) Augmented reality / perangkat yang dapat dikenakan

10) Ketersediaan sumber daya sistem komputer sesuai permintaan

11) Visualisasi data dan memicu pelatihan "langsung" [28]

 

Terutama teknologi ini dapat diringkas menjadi empat komponen utama, yang mendefinisikan istilah "Industri 4.0" atau "pabrik pintar": [28]

1) Sistem cyber-fisik

2) Internet of Things (IoT)

3) Ketersediaan sumber daya sistem komputer sesuai permintaan

4) Komputasi kognitif [28]

 

Industri 4.0 menghubungkan berbagai teknologi baru untuk menciptakan nilai. Dengan menggunakan sistem fisik siber yang memantau proses fisik, salinan virtual dunia fisik dapat dirancang. Karakteristik sistem fisik siber mencakup kemampuan untuk membuat keputusan yang terdesentralisasi secara mandiri, mencapai tingkat otonomi yang tinggi. [28]

 

Nilai yang dibuat di Industrie 4.0, dapat diandalkan pada identifikasi elektronik, di mana manufaktur cerdas memerlukan teknologi yang ditetapkan untuk digabungkan dalam proses manufaktur sehingga diklasifikasikan sebagai jalur pengembangan Industrie 4.0 dan tidak lagi digitalisasi. [29]

 

ARAHAN UTAMA

Digitalisasi dan integrasi rantai nilai vertikal dan horizontal - Industri 4.0 mengintegrasikan proses secara vertikal, di seluruh organisasi, termasuk proses dalam pengembangan produk, manufaktur, penataan, dan layanan; secara horizontal, Industri 4.0 mencakup operasi internal dari pemasok ke pelanggan serta semua mitra rantai nilai utama. [30]

 

Digitalisasi produk dan layanan - mengintegrasikan metode pengumpulan dan analisis data baru - seperti melalui perluasan produk yang sudah ada atau pembuatan produk digital baru - membantu perusahaan menghasilkan data tentang penggunaan produk untuk menyempurnakan produk [30]

 

Model bisnis digital dan akses pelanggan - kepuasan pelanggan adalah proses multi-tahap yang terus-menerus yang memerlukan modifikasi secara real-time untuk beradaptasi dengan perubahan kebutuhan konsumen [30]

 

TREN TERBESAR

Intinya, Revolusi Industri Keempat adalah tren ke arah otomatisasi dan pertukaran data dalam teknologi dan proses manufaktur yang mencakup sistem fisik siber (CPS), IoT, internet industri, [31] komputasi awan, [24] [32] [ 33] [34] komputasi kognitif, dan kecerdasan buatan. [34] [35]

 

Pabrik Pintar

Revolusi Industri Keempat memupuk apa yang disebut sebagai "pabrik pintar". Dalam pabrik cerdas berstruktur modular, sistem fisik-maya memantau proses fisik, membuat salinan virtual dunia fisik, dan membuat keputusan yang terdesentralisasi. [36] Melalui internet hal-hal, sistem cyber-fisik berkomunikasi dan bekerja sama satu sama lain dan dengan manusia dalam waktu sinkronis baik secara internal maupun di seluruh layanan organisasi yang ditawarkan dan digunakan oleh peserta rantai nilai. [24] [37]

 

Pemeliharaan Terprediksi

Industri 4.0 juga dapat memberikan pemeliharaan prediktif, karena penggunaan teknologi dan sensor IoT. Perawatan prediktif - yang dapat mengidentifikasi masalah perawatan secara langsung - memungkinkan pemilik alat berat melakukan perawatan yang hemat biaya dan menentukannya lebih awal sebelum mesin gagal atau rusak. Misalnya, sebuah perusahaan di LA dapat memahami jika sebuah peralatan di Singapura beroperasi pada kecepatan atau suhu yang tidak normal. Mereka kemudian dapat memutuskan apakah perlu diperbaiki atau tidak. [38]

 

Pencetakan Tiga Dimensi

Revolusi Industri Keempat dikatakan memiliki ketergantungan yang luas pada teknologi pencetakan tiga dimensi (3D). Beberapa keunggulan pencetakan 3D bagi industri adalah pencetakan 3D dapat mencetak banyak struktur geometris, serta menyederhanakan proses desain produk. Ini juga relatif ramah lingkungan. Dalam produksi volume rendah, ini juga dapat menurunkan waktu tunggu dan total biaya produksi. Selain itu, dapat meningkatkan fleksibilitas, mengurangi biaya pergudangan, dan membantu perusahaan menuju penerapan strategi bisnis kustomisasi massal. Selain itu, pencetakan 3D dapat sangat berguna untuk mencetak suku cadang dan memasangnya secara lokal, sehingga mengurangi ketergantungan pemasok dan mengurangi waktu tunggu pasokan. [39]

 

Faktor penentu adalah kecepatan perubahan. Korelasi kecepatan perkembangan teknologi dan, sebagai akibatnya, transformasi sosial-ekonomi dan infrastruktur dengan kehidupan manusia memungkinkan kita untuk menyatakan lompatan kualitatif dalam kecepatan pembangunan, yang menandai transisi ke era waktu baru. [40]

 

Sensor pintar

Sensor dan instrumentasi mendorong kekuatan sentral inovasi, tidak hanya untuk Industri 4.0 tetapi juga untuk megatren "pintar" lainnya, seperti produksi pintar, mobilitas pintar, rumah pintar, kota pintar, dan pabrik pintar. [41]

Sensor pintar adalah perangkat, yang menghasilkan data dan memungkinkan fungsionalitas lebih lanjut dari pemantauan diri dan konfigurasi diri hingga pemantauan kondisi proses yang kompleks. Dengan kemampuan komunikasi nirkabel, mereka sangat mengurangi upaya instalasi dan membantu mewujudkan rangkaian sensor yang padat. [42]

 

Pentingnya sensor, ilmu pengukuran, dan evaluasi cerdas untuk Industri 4.0 telah diakui dan diakui oleh berbagai ahli dan telah mengarah pada pernyataan "Industri 4.0: tidak ada yang berjalan tanpa sistem sensor." [43]

 

Namun, ada beberapa masalah, seperti kesalahan sinkronisasi waktu, kehilangan data, dan berurusan dengan data yang dipanen dalam jumlah besar, yang semuanya membatasi penerapan sistem yang lengkap. Selain itu, batasan tambahan pada fungsi ini mewakili daya baterai. Salah satu contoh integrasi sensor pintar dalam perangkat elektronik, adalah kasus jam tangan pintar, di mana sensor menerima data dari pergerakan pengguna, memproses data dan sebagai hasilnya, memberikan informasi kepada pengguna tentang berapa banyak langkah. mereka telah berjalan dalam sehari dan juga mengubah data menjadi kalori yang terbakar.

 

INDUSTRI PERTANIAN DAN MAKANAN

Sensor pintar di dua bidang ini masih dalam tahap pengujian. [44] Sensor terhubung yang inovatif ini mengumpulkan, menafsirkan, dan mengkomunikasikan informasi yang tersedia di plot (luas daun, indeks vegetasi, klorofil, higrometri, suhu, potensi air, radiasi). Berdasarkan data ilmiah ini, tujuannya adalah memungkinkan pemantauan waktu nyata melalui telepon pintar dengan berbagai saran yang mengoptimalkan pengelolaan plot dalam hal hasil, waktu, dan biaya. Di pertanian, sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi tahapan tanaman dan merekomendasikan input serta perawatan pada waktu yang tepat. Serta mengontrol tingkat irigasi. [45]

Industri makanan membutuhkan keamanan dan transparansi yang semakin besar, serta diperlukan dokumentasi yang lengkap. Teknologi baru ini digunakan sebagai sistem pelacakan serta pengumpulan data manusia serta data produk. [46]

Revolusi Industri Keempat menandai awal dari era imajinasi [47]

 

TANTANGAN

Tantangan dalam implementasi Industri 4.0: [48] [49]

 

Ekonomi

1)      Biaya ekonomi tinggi

2)      Adaptasi model bisnis

3)      Manfaat ekonomi yang tidak jelas / investasi berlebihan [48] [49]

 

Sosial

1)      Masalah privasi

2)      Pengawasan dan ketidakpercayaan

3)      Keengganan umum untuk diubah oleh pemangku kepentingan

4)      Ancaman redundansi departemen TI perusahaan

5)      Kehilangan banyak pekerjaan karena proses otomatis dan proses yang dikendalikan TI, terutama untuk pekerja kerah biru [48] [49] [50]

 

Politik

1)      Kurangnya regulasi, standar dan bentuk sertifikasi

2)      Masalah hukum dan keamanan data yang tidak jelas [48] [49]

 

Organisasi

1)  Masalah keamanan TI, yang sangat diperburuk oleh kebutuhan yang melekat untuk membuka [klarifikasi diperlukan] toko produksi yang sebelumnya tutup

2)   Keandalan dan stabilitas yang diperlukan untuk komunikasi mesin-ke-mesin (M2M) yang penting, termasuk waktu latensi yang sangat singkat dan stabil

3)   Perlu menjaga keutuhan proses produksi

4) Perlu menghindari hambatan TI, karena hal itu akan menyebabkan pemadaman produksi yang mahal

5) Perlu melindungi pengetahuan industri (terdapat juga dalam file kontrol untuk perlengkapan otomasi industri)

6)  Kurangnya keahlian yang memadai untuk mempercepat transisi menuju revolusi industri keempat

7)      Komitmen manajemen puncak yang rendah

8)      Kualifikasi karyawan tidak memadai [48] [49]

 

PENERAPANNYA

Industri kedirgantaraan terkadang dicirikan sebagai "volume terlalu rendah untuk otomatisasi ekstensif"; namun, prinsip Industri 4.0 telah diselidiki oleh beberapa perusahaan kedirgantaraan, dan teknologi telah dikembangkan untuk meningkatkan produktivitas di mana biaya otomatisasi di muka tidak dapat dibenarkan. Salah satu contohnya adalah proyek produsen suku cadang dirgantara Meggitt PLC, M4. [16]

Meningkatnya penggunaan Industrial Internet of Things disebut sebagai Industri 4.0 di Bosch, dan umumnya di Jerman. Aplikasi termasuk mesin yang dapat memprediksi kegagalan dan memicu proses pemeliharaan secara otonom atau koordinasi yang diatur sendiri yang bereaksi terhadap perubahan tak terduga dalam produksi. [51]

Industri 4.0 menginspirasi Inovasi 4.0, sebuah gerakan menuju digitalisasi untuk akademisi dan penelitian dan pengembangan. [52] Pada tahun 2017, Pabrik Inovasi Material (MIF) senilai £ 81 juta di Universitas Liverpool dibuka sebagai pusat ilmu material berbantuan komputer, [53] di mana formulasi robotik, [54] pengambilan data dan pemodelan diintegrasikan ke dalam praktik pengembangan. [52 ]

 

DAFTAR PUSTAKA

1.  November 2019, Mike Moore 05. "What is Industry 4.0 ? Everything you need to know". TechRadar. Retrieved 27 May 2020.

2.    "Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem Weg zur 4. industrial Revolution - vdi-nachrichten.com". web.archive.org. 4 March 2013. Retrieved 25 January 2021.

3.   Schwab, Klaus (12 December 2015). "The Fourth Industrial Revolution". Retrieved 15 January 2019.

4.   Marr, Bernard. "Why Everyone Must Get Ready For The 4th Industrial Revolution". Forbes. Retrieved 14 February 2018.

5.  "New Forum Center to Advance Global Cooperation on Fourth Industrial Revolution". 10 October 2016. Retrieved 15 October 2018.

6. Schwab, Klaus (2016). The Fourth Industrial Revolution. New York: Crown Publishing Group (published 2017). ISBN 9781524758875. Retrieved 29 June 2017. Digital technologies [...] are not new, but in a break with the third industrial revolution, they are becoming more sophisticated and integrated and are, as a result, transforming societies and the global economy.

7. "The Fourth Industrial Revolution: what it means and how to respond". World Economic Forum. Retrieved 20 March 2018.

8.   Schwab, Klaus. "The Fourth Industrial Revolution: what it means, how to respond". World Economic Forum. Retrieved 29 June 2017. The possibilities of billions of people connected by mobile devices, with unprecedented processing power, storage capacity, and access to knowledge, are unlimited. And these possibilities will be multiplied by emerging technology breakthroughs in fields such as artificial intelligence, robotics, the Internet of Things, autonomous vehicles, 3-D printing, nanotechnology, biotechnology, materials science, energy storage, and quantum computing.

9.   "Strategic Intelligence - World Economic Forum". Archived from the original on 22 December 2020.

10.  "The Industrial Revolution and Work in Nineteenth-Century Europe - 1992, Page xiv by David Cannadine, Raphael Samuel, Charles Tilly, Theresa McBride, Christopher H. Johnson, James S. Roberts, Peter N. Stearns, William H. Sewell Jr, Joan Wallach Scott. | Online Research Library: Questia". www.questia.com.

11.  "History of Electricity".

12.  "History – Future of Industry".

13. BMBF-Internetredaktion (21 January 2016). "Zukunftsprojekt Industrie 4.0 - BMBF". Bmbf.de. Retrieved 30 November 2016.

14. "Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem Weg zur 4. industriellen Revolution". Vdi-nachrichten.com (in German). 1 April 2011. Archived from the original on 4 March 2013. Retrieved 30 November 2016.

15.  Industrie 4.0 Plattform Last download on 15. Juli 2013

16.  Jump up to:a b "Time to join the digital dots". 22 June 2018. Retrieved 25 July 2018.

17.  Federal Ministry of Labour and Social Affairs of Germany (2015). Re-Imagining Work: White Paper Work 4.0.

18.  "This Is Not the Fourth Industrial Revolution". 29 January 2016 – via Slate.

19.  Selbstkonfiguierende Automation für Intelligente Technische Systeme, Video, last download on 27. Dezember 2012

20. Jürgen Jasperneite; Oliver, Niggemann: Intelligente Assistenzsysteme zur Beherrschung der Systemkomplexität in der Automation. In: ATP edition - Automatisierungstechnische Praxis, 9/2012, Oldenbourg Verlag, München, September 2012

21.  "Herzlich willkommen auf den Internetseiten des Projekts RES-COM - RES-COM Webseite". Res-com-projekt.de. Retrieved 30 November 2016.

22.  "RWTH AACHEN UNIVERSITY Cluster of Excellence "Integrative Production Technology for High-Wage Countries" - English". Production-research.de. 19 October 2016. Retrieved 30 November 2016.

23.  "H2020 CREMA - Cloud-based Rapid Elastic Manufacturing". Crema-project.eu. 21 November 2016. Retrieved 30 November 2016.

24.  Jump up to:a b c Hermann, Pentek, Otto, 2016: Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios, accessed on 4 May 2016

25.  Jump up to:a b Bonner, Mike. "What is Industry 4.0 and What Does it Mean for My Manufacturing?". Retrieved 24 September 2018.

26.  Marr, Bernard. "What Everyone Must Know About Industry 4.0". Forbes. Retrieved 27 May 2020.

27. Gronau, Norbert, Marcus Grum, and Benedict Bender. "Determining the optimal level of autonomy in cyber-physical production systems." 2016 IEEE 14th International Conference on Industrial Informatics (INDIN). IEEE, 2016. DOI:10.1109/INDIN.2016.7819367

28.  Jump up to:a b c d e "How To Define Industry 4.0: Main Pillars Of Industry 4.0". ResearchGate. Retrieved 9 June 2019.

29. "Industrie 4.0 Maturity Index – Managing the Digital Transformation of Companies". acatech - National Academy of Science and Engineering. Retrieved 21 December 2020.

30.  Jump up to:a b c Geissbauer, Dr. R. "Industry 4.0: Building the digital enterprise" (PDF).

31.  "IIOT AND AUTOMATION".

32.  Jürgen Jasperneite:Was hinter Begriffen wie Industrie 4.0 steckt Archived 1 April 2013 at the Wayback Machine in Computer & Automation, 19 December 2012 accessed on 23 December 2012

33. Kagermann, H., W. Wahlster and J. Helbig, eds., 2013: Recommendations for implementing the strategic initiative Industrie 4.0: Final report of the Industrie 4.0 Working Group

34. Jump up to:a b Heiner Lasi, Hans-Georg Kemper, Peter Fettke, Thomas Feld, Michael Hoffmann: Industry 4.0. In: Business & Information Systems Engineering 4 (6), pp. 239-242

35. Gazzaneo, Lucia; Padovano, Antonio; Umbrello, Steven (1 January 2020). "Designing Smart Operator 4.0 for Human Values: A Value Sensitive Design Approach". Procedia Manufacturing. International Conference on Industry 4.0 and Smart Manufacturing (ISM 2019). 42: 219–226. doi:10.1016/j.promfg.2020.02.073. ISSN 2351-9789.

36. Chen, Baotong; Wan, Jiafu; Shu, Lei; Li, Peng; Mukherjee, Mithun; Yin, Boxing (2018). "Smart Factory of Industry 4.0: Key Technologies, Application Case, and Challenges". IEEE Access. 6: 6505–6519. doi:10.1109/ACCESS.2017.2783682. ISSN 2169-3536. S2CID 3809961.

37. Padovano, Antonio; Longo, Francesco; Nicoletti, Letizia; Mirabelli, Giovanni (1 January 2018). "A Digital Twin based Service Oriented Application for a 4.0 Knowledge Navigation in the Smart Factory". IFAC-PapersOnLine. 16th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing INCOM 2018. 51 (11): 631–636. doi:10.1016/j.ifacol.2018.08.389. ISSN 2405-8963.

38.  "Are You Ready For The Fourth Industrial Revolution?". The One Brief. 4 May 2017. Retrieved 27 May 2020.

39. Yin, Yong; Stecke, Kathryn E.; Li, Dongni (17 January 2018). "The evolution of production systems from Industry 2.0 through Industry 4.0". International Journal of Production Research. 56 (1–2): 848–861. doi:10.1080/00207543.2017.1403664. ISSN 0020-7543.

40.  Shestakova I. G. New temporality of digital civilization: the future has already come // // Scientific and Technical Journal of St. Petersburg State Polytechnical University. Humanities and social sciences. 2019. # 2. P.20-29

41. Imkamp, D., Berthold, J., Heizmann, M., Kniel, K., Manske, E., Peterek, M., Schmitt, R., Seidler, J., and Sommer, K.-D.: Challenges and trends in manufacturing measurement technology – the “Industrie 4.0” concept, J. Sens. Sens. Syst., 5, 325–335, https://doi.org/10.5194/jsss-5-325-2016, 2016

42.  A.A. Kolomenskii, P.D. Gershon, H.A. Schuessler, Sensitivity and detection limit of concentration and adsorption measurements by laser-induced surface-plasmon resonance, Appl. Opt. 36 (1997) 6539–6547

43.  Arnold, H.: Kommentar Industrie 4.0: Ohne Sensorsysteme geht nichts, available at: http://www.elektroniknet.de/messen-testen/ sonstiges/artikel/110776/ (last access: 10 March 2018), 2014

44. Ray, Partha Pratim (1 January 2017). "Internet of things for smart agriculture: Technologies, practices and future direction". Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments. 9(4): 395–420. doi:10.3233/AIS-170440. ISSN 1876-1364.

45. Ferreira, Diogo; Corista, Pedro; Gião, João; Ghimire, Sudeep; Sarraipa, João; Jardim-Gonçalves, Ricardo (June 2017). "Towards smart agriculture using FIWARE enablers". 2017 International Conference on Engineering, Technology and Innovation (ICE/ITMC): 1544–1551. doi:10.1109/ICE.2017.8280066. ISBN 978-1-5386-0774-9. S2CID 3433104.

46. Otles, Semih; Sakalli, Aysegul (1 January 2019), Grumezescu, Alexandru Mihai; Holban, Alina Maria (eds.), "15 - Industry 4.0: The Smart Factory of the Future in Beverage Industry", Production and Management of Beverages, Woodhead Publishing, pp. 439–469, ISBN 978-0-12-815260-7, retrieved 26 September 2020

47.  "Imagination Age".

48. "BIBB: Industrie 4.0 und die Folgen für Arbeitsmarkt und Wirtschaft" (PDF). Doku.iab.de (in German). August 2015. Retrieved 30 November 2016.

49. Birkel, Hendrik Sebastian; Hartmann, Evi (2019). "Impact of IoT challenges and risks for SCM". Supply Chain Management. 24: 39–61. doi:10.1108/SCM-03-2018-0142.

50. Longo, Francesco; Padovano, Antonio; Umbrello, Steven (January 2020). "Value-Oriented and Ethical Technology Engineering in Industry 5.0: A Human-Centric Perspective for the Design of the Factory of the Future".Applied Sciences.10(12): 4182. doi:10.3390/app10124182.

51. Markus Liffler; Andreas Tschiesner (6 January 2013). "The Internet of Things and the future of manufacturing | McKinsey & Company". Mckinsey.com. Retrieved 30 November2016.

52.  McDonagh, James; et al. (31 May 2020). "What Can Digitization Do For Formulated Product Innovation and Development". Polymer International. doi:10.1002/pi.6056.

53.  "Formulus". Develop Safe and Effective Products with Formulus®. Retrieved 17 August2020.

54.  "Innovation 4.0: A Digital Revolution for R&D". New Statesman. Retrieved 17 August2020.

Sumber: Wikipedia English. https://en.wikipedia.org/wiki/Fourth_In