Industrial Internet of Things (IIoT) didefinisikan sebagai sekumpulan perangkat dan aplikasi yang memungkinkan organisasi besar menciptakan lingkungan yang terhubung-ke-end dari inti hingga edge. Hal ini juga mencakup infrastruktur fisik tradisional, seperti kontainer dan truk logistik, untuk mengumpulkan data, bereaksi terhadap peristiwa, dan membuat keputusan yang lebih tepat dengan bantuan perangkat pintar.
Industrial Internet of Things (IIoT) merupakan perpanjangan dari Internet of Things (IoT) dan memiliki banyak aplikasi di bidang konsumen. Kasus penggunaan IoT mencakup, misalnya, perangkat rumah pintar seperti Amazon Echo, yang menggunakan pengenalan suara Alexa untuk mematikan lampu dari jarak jauh.
Dalam operasi industri, teknologi ini telah diadopsi secara komersial{0}berskala besar di lingkungan dengan infrastruktur kompleks dan peralatan besar. Sebaliknya, IoT industri dapat mengelola sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara (HVAC) dari jarak jauh di seluruh pabrik. Ini hanyalah salah satu kasus penggunaan IoT industri untuk menyederhanakan dan meningkatkan manajemen operasi bisnis.
Bagaimana cara kerja IoT Industri?
IoT Industri adalah subkategori IoT di mana bisnis mendefinisikan ulang cara mereka dapat terhubung, memantau, menganalisis, dan bertindak berdasarkan data industri untuk mengurangi biaya dan mendorong pertumbuhan.
Ide di balik Industrial IoT adalah menggunakan data yang telah dihasilkan selama bertahun-tahun oleh “perangkat bodoh” di fasilitas industri. Mesin cerdas di jalur perakitan tidak hanya dapat menangkap dan menganalisis data dengan lebih cepat, namun juga lebih cepat dalam mengkomunikasikan informasi penting, sehingga membantu pengambilan keputusan bisnis dengan lebih cepat dan akurat.
Integrasi teknologi informasi (TI) dan teknologi operasi (OT) mendorong Industrial Internet of Things. Ini adalah matriks jaringan yang menghubungkan perangkat ke perangkat, mengumpulkan data melalui teknologi sensor, menganalisisnya, dan mengintegrasikannya langsung ke dalam platform yang bertindak sebagai layanan. IoT Industri akan menandai era baru penggunaan industri dengan banyak peluang untuk ekspansi ekonomi.
IoT Industri mengumpulkan sejumlah besar data lapangan dari pabrik, mengirimkannya melalui node yang terhubung, menganalisisnya di server, dan mengubah informasi menjadi wawasan yang dapat ditindaklanjuti pada platform cloud. Hal ini mendorong bisnis untuk membuat keputusan yang lebih baik untuk pasar spesifik dan target audiens mereka. Dengan kata lain, Industrial IoT adalah sistem yang menghubungkan perangkat edge seperti aktuator, sensor, pengontrol, sakelar yang terhubung, gateway, dan komputer pribadi industri (IPC) ke cloud.
Bagaimana Industri 4.0 dan Industri IoT terkait?
Industri 4.0 merupakan produk revolusi industri keempat. Revolusi industri keempat didefinisikan sebagai integrasi manufaktur otomatis tradisional dengan proses industri yang didukung oleh teknologi pintar dan perangkat komunikasi otonom.
Istilah "Industri 4.0", disingkat I4.0 atau I4, muncul pada tahun 2011 sebagai inisiatif pemerintah Jerman yang sangat menganjurkan digitalisasi proses industri selama 20 tahun terakhir.
Sebagaimana dijelaskan oleh Boston Consulting Group, Industrial Internet of Things (IoT) merupakan pilar utama Industri 4.0, selain manufaktur aditif atau pencetakan 3D, augmented reality (AR), robotika otonom, analisis data besar, komputasi awan, keamanan siber, integrasi sistem horizontal dan vertikal, serta simulasi. Hal ini disebabkan oleh komunikasi otonom antar mesin dan lingkungan digital terdesentralisasi yang mampu secara otomatis menyelesaikan masalah yang sebelumnya memerlukan campur tangan manusia.
Industri 4.0 mencakup Industrial Internet of Things, digitalisasi, dan keberlanjutan perusahaan dalam konteks yang lebih luas. IoT Industri adalah kekuatan pendorong di balik Industri 4.0, yang tanpanya Industri 4.0 tidak akan ada. dengan kata lain, IoT Industri terbatas pada deteksi data, transmisi data, komputasi data, pemrosesan data, dan aplikasi cerdas khusus domain.
Arsitektur Internet Industri Segala
Arsitektur IoT Industri yang khas menggambarkan susunan sistem digital sehingga bersama-sama menyediakan konektivitas jaringan dan data antara sensor, perangkat IoT, penyimpanan data, dan lapisan lainnya. Oleh karena itu, arsitektur Industrial IoT harus memiliki hal-hal berikut.
1. Perangkat IoT di tepi jaringan
Ini adalah pengelompokan objek jaringan yang terletak di tepi ekosistem IoT. Ini terletak sedekat mungkin dengan lokasi sumber data. Ini biasanya adalah aktuator dan sensor nirkabel di lingkungan industri. Unit pemrosesan atau perangkat komputasi kecil dan kumpulan titik akhir observasi. Perangkat Edge IoT dapat mencakup perangkat tradisional di lingkungan brownfield, kamera, speaker, sensor, serta pengukur dan monitor lainnya.
Apa yang terjadi di ujung jaringan yang paling terpencil? Sensor mengambil data dari lingkungan sekitar dan item yang dipantau, lalu mengubah informasi tersebut menjadi metrik dan angka yang dapat dianalisis oleh platform IoT dan diubah menjadi wawasan yang dapat ditindaklanjuti. Aktuator mengontrol proses yang terjadi di lingkungan yang diamati. Mereka mengubah lingkungan fisik tempat data dihasilkan.
2. Manajemen data tepi dan pemrosesan awal
Tanpa data{0}}berkualitas tinggi dan dalam jumlah besar, analisis canggih, dan kecerdasan buatan tidak dapat mewujudkan potensi penuhnya. Pemrosesan data dimungkinkan bahkan pada tingkat sensor.
Dalam hal ini, komputasi edge memberikan jawaban tercepat, karena data sudah diproses-di tepi jaringan, di sensor itu sendiri. Di sini, data digital dan agregat dapat dianalisis. Setelah wawasan yang relevan dikumpulkan, Anda dapat melanjutkan ke tahap berikutnya alih-alih mengirimkan semua informasi yang dikumpulkan. Pemrosesan tambahan ini mengurangi jumlah data yang dikirim ke pusat data atau cloud.
3. Cloud untuk pemrosesan lanjutan
Perangkat Edge terbatas dalam kemampuan prapemrosesan. Meskipun edge telah didekatkan semaksimal mungkin untuk membatasi konsumsi daya komputasi lokal, pengguna perlu memanfaatkan cloud untuk pemrosesan yang lebih dalam dan menyeluruh.
Dan pada titik ini, pilihan harus dibuat apakah akan memprioritaskan ketangkasan dan kecepatan perangkat edge atau wawasan komputasi awan yang canggih. Solusi-berbasis awan dapat melakukan pemrosesan dalam jumlah besar. Di sini, data dari berbagai sumber dapat dikumpulkan dan memberikan wawasan yang tidak tersedia di edge.
Dalam konteks arsitektur IoT industri, cloud akan memiliki hal tersebut.
hub:Selain telemetri dan kontrol perangkat, ini menyediakan tautan aman ke sistem lapangan. Jika diperlukan, hub dapat menyediakan konektivitas jarak jauh ke sistem lokal di beberapa lokasi. Ini memelihara semua elemen komunikasi seperti manajemen koneksi, saluran komunikasi yang aman, serta otentikasi dan otorisasi perangkat.
Penyimpanan:Digunakan untuk menyimpan informasi sebelum dan sesudah diproses.
Analisis:Berkontribusi pada pemrosesan dan analisis data.
Antarmuka Pengguna:Memberikan visualisasi hasil analisis yang disampaikan kepada pengguna akhir, biasanya melalui antarmuka browser web, tetapi juga melalui email, SMS, dan peringatan telepon.
4. Gerbang Internet
Di sini data sensor dikumpulkan dan diubah menjadi saluran digital untuk diproses lebih lanjut di gateway internet. Setelah memperoleh data agregat dan digital, gateway mengirimkannya melalui Internet sehingga dapat diproses lebih lanjut sebelum diunggah ke cloud. Gateway tetap menjadi bagian dari sistem pengumpulan data edge. Itu berdekatan dengan aktuator dan sensor dan melakukan pemrosesan data awal di tepinya.
Gateway dapat digunakan sebagai perangkat keras atau perangkat lunak.
Perangkat keras:Gerbang perangkat keras adalah perangkat otonom. Menyediakan antarmuka berbasis kabel (analog dan digital) dan nirkabel untuk konektivitas sensor hilir. Konektivitas internet juga disediakan, baik secara lokal atau melalui link standar ke router.
Perangkat lunak:Di PC, gateway perangkat lunak dapat diinstal alih-alih menyambung ke gateway perangkat keras. Perangkat lunak ini berjalan di latar belakang atau latar depan dan menyediakan tautan komunikasi hulu dan hilir sebagai titik masuk perangkat keras, dengan PC menyediakan antarmuka fisik. Gerbang berbasis perangkat lunak-memungkinkan akses ke pengaturan sensor penglihatan dan presentasi data sensor melalui antarmuka pengguna.
5. Protokol Koneksi
Mengirimkan data melalui sistem IoT industri memerlukan protokol. Idealnya, protokol ini harus berstandar-industri, terdefinisi dengan baik-dan aman. Spesifikasi protokol dapat berisi karakteristik fisik sambungan dan pengkabelan, prosedur pembuatan saluran komunikasi, dan format data yang akan dikirim melalui saluran tersebut.
Beberapa protokol umum yang digunakan dalam arsitektur Industrial IoT meliputi.
Protokol Antrian Pesan Tingkat Lanjut (AMQP):Ini adalah protokol perpesanan yang-terpandu, bi-arah, multipleks, dan ringkas-koneksi. Tidak seperti HTTP, AMQP dibuat untuk konektivitas cloud berorientasi IIoT-.
Transportasi Telemetri MQ (MQTT):Ini adalah protokol perpesanan server-klien yang ringkas. MQTT lebih menyukai perangkat IIoT karena ukuran bingkai pesannya yang pendek dan ruang kode yang minimal.
Protokol Aplikasi Terbatas (CoAP):Ini adalah protokol berorientasi datagram yang dapat diterapkan melalui lapisan transport termasuk User Datagram Protocol (UDP). CoAP adalah versi terkompresi dari HTTP yang dikembangkan untuk persyaratan IIoT.
6. Platform IoT Industri
Sistem IoT industri kini mampu mengoordinasikan, memantau, dan mengendalikan operasi di seluruh rantai nilai. Platform ini mengontrol data perangkat dan mengelola analitik, visualisasi data, dan tugas kecerdasan buatan (AI) untuk perangkat edge dan, dalam beberapa kasus, sensor langsung ke cloud dan sebaliknya.
Arsitektur Referensi Internet Industri (IIRA) dapat digunakan sebagai referensi untuk mengembangkan sistem kompleks di ruang IoT industri. Secara umum, kerangka kerja IIRA menganjurkan agar organisasi merancang kerangka kerja menggunakan pendekatan sistem yang mencakup umpan balik dan iterasi. Selain itu, mereka merekomendasikan penyesuaian desain IoT Industri untuk sektor bisnis tertentu, seperti energi, layanan kesehatan, transportasi, dan penggunaan pemerintah.
Keuntungan IoT Industri
IoT Industri menawarkan keuntungan sebagai berikut.
1.Peningkatan efisiensi
Keuntungan terbesar dari Industrial IoT adalah kemampuannya untuk membantu perusahaan mengotomatisasi dan memaksimalkan efisiensi operasional. Selain itu, perangkat fisik dapat dihubungkan ke solusi perangkat lunak melalui sensor yang terus memantau kinerja. Hal ini memungkinkan organisasi untuk lebih memahami efisiensi operasional perangkat tertentu dan seluruh armada. Selain itu, IoT industri memungkinkan-pengambilan keputusan-berdasarkan data dan pemantauan jarak jauh terhadap semua proses produksi.
2. Meningkatkan produksi
Dengan meningkatkan penggunaan perangkat, organisasi dengan proses manufaktur IoT dapat meningkatkan produktivitas mereka. Seperti disebutkan sebelumnya, perangkat jaringan menyediakan aliran data berkelanjutan yang dapat memberikan wawasan tentang pengoperasian peralatan. Hal ini dapat meningkatkan efisiensi peralatan secara keseluruhan dan memaksimalkan kinerja alat berat selama waktu berjalan. Selain itu, penggunaan perangkat IoT industri meningkatkan pemanfaatan sumber daya manusia. Perangkat pintar dapat digunakan untuk melakukan aktivitas kasar, berulang, dan berbahaya, sehingga membebaskan karyawan untuk melakukan tugas lain yang lebih strategis-yang terkait dengan produksi.
3. Mengurangi Kesalahan
Penggunaan IoT industri memaksa perusahaan untuk mengotomatisasi operasi produksi mereka. Menghilangkan faktor manusia dari operasi industri menghilangkan inefisiensi yang menyebabkan produk cacat keluar dari jalur perakitan. Dengan cacat kualitas yang lebih sedikit, profitabilitas perusahaan meningkat karena meningkatnya kepuasan pelanggan dan pengenalan merek.
4. Persyaratan Pemeliharaan Prediktif
Pemeliharaan prediktif adalah strategi untuk menghindari kegagalan aset dengan menganalisis data produksi untuk menemukan pola dan memprediksi masalah yang akan datang.
Integrasi sensor IoT industri ke dalam peralatan industri memungkinkan pemberitahuan pengelolaan berbasis kondisi. Sensor ini mencatat suhu, kelembapan, dan variabel lingkungan lainnya di area kerja, serta komposisi material dan bagaimana faktor transportasi mempunyai atau dapat mempengaruhi transportasi. Semua data ini berguna untuk pemeliharaan prediktif. Hasilnya, kegagalan aset dapat dihindari, biaya berkurang, dan waktu henti mesin dapat diminimalkan.
5. Pastikan keselamatan pekerja
Manufaktur cerdas memungkinkan keselamatan yang lebih baik, dengan semua sensor IoT industri berkolaborasi untuk memantau keselamatan karyawan dan tempat kerja. Sistem keselamatan terintegrasi melindungi tempat kerja, jalur produksi, dan personel. Jika terjadi insiden, seluruh fasilitas dapat diberitahu, aktivitas dapat dihentikan, dan manajemen senior dapat melakukan mediasi untuk menyelesaikan masalah tersebut. Insiden tersebut juga dapat menghasilkan informasi berguna yang dapat digunakan untuk menghindari terulangnya kembali di masa depan.
6. Penghematan Biaya Energi
Operasi industri merupakan sumber utama pasokan listrik global, yang berdampak buruk terhadap keberlanjutan dan keuntungan secara keseluruhan. Pemantauan berkelanjutan terhadap sistem yang menggunakan sensor dan perangkat kecil dapat mengungkap inefisiensi yang menyebabkan pemborosan. Hal ini tidak hanya mencakup pemantauan peralatan, tetapi juga pengoperasian terpadu seperti pengaturan suhu, penggunaan air, kelembapan, dan pencahayaan peralatan. Selain itu, dengan kemajuan teknologi IoT, sensor mengonsumsi lebih sedikit energi, yang tentunya merupakan sebuah keuntungan.
7. Meningkatkan layanan lapangan dan pengalaman pelanggan
IoT industri dapat membantu meningkatkan penyampaian layanan lapangan. Hal ini ditentukan oleh aspek-aspek seperti waktu, konteks, dan keterlibatan teknisi dalam operasi layanan tertentu. IoT Industri juga memungkinkan-visibilitas data secara real-time. Artinya, produsen peralatan asli (OEM), konsumen akhir, dan pihak berkepentingan lainnya akan menyadari risiko dan kesulitan yang timbul, sehingga menghasilkan pengalaman positif.
Contoh IoT Industri
Dari ritel hingga manufaktur, sebagian besar industri dan bisnis terkemuka telah menggunakan IoT Industri dalam beberapa cara. Berikut adalah beberapa contoh penting dari IoT Industri dengan hasil bisnis yang positif:
1. PepsiCo menggunakan IoT Industri untuk pelacakan aset
Komponen IoT industri yang tertanam dalam transportasi, armada, dan pengemasan dapat membantu melacak inventaris dari awal hingga akhir. Perusahaan juga harus menjaga keseimbangan antara penawaran dan permintaan dengan melacak tingkat persediaan. pepsiCo adalah contoh perusahaan yang memanfaatkan use case Industrial IoT ini. Ini menggunakan sejumlah teknologi untuk beradaptasi dengan permintaan pasar, mengelola visibilitas sistem inventaris, dan secara otomatis menyesuaikan aturan pengisian ulang.
2. BMW menggunakan Industrial IoT untuk menciptakan kembaran digital pada produknya.
Kembar digital adalah aplikasi IoT industri yang menggunakan kumpulan sensor kompleks untuk membangun simulasi akurat suatu produk atau lingkungan produksi hingga detail terakhir dan fitur fisik. BMW menggunakan IoT industri, kecerdasan buatan (AI), dan teknologi imersif untuk membangun replika digital dari seluruh proses produksi pabrik. Hal ini memungkinkan organisasi untuk mengembangkan, mengevaluasi, dan mengoptimalkan produk di lingkungan-dunia nyata tanpa biaya atau risiko terkait.
3. Larsen & Toubro (L&T) menggunakan IoT industri untuk pemantauan jarak jauh dan penghematan biaya
Sektor energi dan utilitas menggunakan infrastruktur operasional yang besar, terkadang dalam kondisi berbahaya yang tidak sesuai untuk pengoperasian manual. Dalam situasi ini, perangkat IoT Industri dapat mengumpulkan dan mengirimkan data operasional penting tanpa kehadiran operator manusia. Misalnya, L&T mengerahkan stasiun hidrogen ramah lingkungan yang dipantau dari jarak jauh di Gujarat, India. Dengan menggunakan IoT industri, L&T dapat mengurangi biaya operasional dan energi serta memperoleh wawasan yang relevan mengenai fungsi pembangkit listrik.
4. Pabrik penyulingan Irlandia menggunakan IoT industri untuk pemantauan lingkungan
Industri makanan dan minuman sangat bergantung pada kemampuan memproduksi dan menyimpan produk dalam kondisi lingkungan yang ideal. Sistem IoT industri dapat memantau perubahan lingkungan dan memperingatkan manajer lantai mengenai degradasi produk sebelum hal itu terjadi. Pabrik penyulingan yang memproduksi minuman beralkohol adalah contoh ideal IoT industri karena mereka beroperasi dalam kondisi lingkungan yang rentan. Pemasok penyulingan Frilli baru-baru ini menerapkan teknologi IoT industri untuk merek minuman Irlandia guna memberikan otomatisasi, efisiensi, dan harmonisasi proses.
5. airbus memanfaatkan platform iot industri bosch untuk menciptakan pabrik pintar
Airbus berupaya menghilangkan malfungsi dengan mengintegrasikan sensor IoT Industri ke dalam mesin dan peralatan di lantai produksi dan menyediakan perangkat yang dapat dipakai seperti kacamata pintar industri kepada karyawan. Kesalahan dalam proses dapat menyebabkan kerugian jutaan dolar bagi organisasi untuk memperbaikinya. Airbus menggunakan kecerdasan digital untuk mengoptimalkan operasi dan meningkatkan produktivitas setelah bermitra dengan Bosch untuk meluncurkan Pabrik Masa Depan.
Saat ini Industrial IoT merupakan kebutuhan pokok bagi perusahaan besar dan salah satu penawaran utama dari penyedia cloud besar seperti Microsoft dan Amazon Web Services (AWS). IoT Industri memperluas analisis data tingkat lanjut dan kemampuan cloud ke aplikasi industri seperti pemeliharaan peralatan, operasi pabrik, manajemen rantai pasokan, dan keselamatan personel. Data dari platform IoT Industri bahkan dapat membantu mensimulasikan dan menguji produk di lingkungan digital, mengintegrasikan sistem digital dan fisik secara mulus untuk meningkatkan hasil industri secara eksponensial.