Sejarah evolusi definisi manufaktur pintar: industri 4.0, IIoT, meta-universe, AI ......

Istilah "manufaktur cerdas (smart manufacturing)" mungkin lahir lebih lambat dari yang dipikirkan kebanyakan orang. Menurut catatan, manufaktur cerdas pertama kali muncul dalam pidato National Science Foundation (National Science Foundation) tahun 2006 tentang infrastruktur komputer.

Manufaktur Cerdas dan Industri 4.0

Konsep "pabrik pintar" yang muncul pada saat yang sama telah menjadi populer di Eropa, terutama di Jerman. Catatan yang ada dan para ahli umumnya percaya bahwa konsep manufaktur/pabrik cerdas yang mirip dengan Amerika Serikat di Eropa dikembangkan hampir secara bersamaan dan relatif independen.

Namun, pada tahun 2013, Jerman mengusulkan konsep "Industri 4.0 (Industri 4.0)". Ini adalah kata baru yang keluar dari pemerintah Jerman ketika sekelompok ilmuwan tengah mengembangkan strategi teknologi tinggi. Industri 4.0 didorong oleh majalah Urusan Luar Negeri Amerika (Foreign Affairs), yang menerbitkan sebuah artikel oleh Klaus Schwab (Revolusi Industri Keempat), Ketua Eksekutif WEF (WEF).

Pada Januari 2016, tema pertemuan tahunan WEF langsung disebut "kuasai Revolusi Industri Keempat". Pada bulan Oktober tahun yang sama, WEF mengumumkan pembukaan Pusat Revolusi Industri Keempat di San Francisco. Oleh karena itu, Wikipedia menyamakan "Revolusi Industri Keempat" dengan "Industri 4.0". Sebagian besar pembaca yang familiar dengan sejarah umumnya tahu bahwa tiga revolusi industri pertama adalah Revolusi Uap, Revolusi Tenaga Listrik, dan Revolusi Teknologi Informasi —— Dalam konteks ini, Industri 4.0 tampaknya lebih luas daripada cakupan otomasi industri yang sekarang kita sebut.

Saat itu, Schwab memperkirakan perkembangan era Industri 4.0 akan ditandai dengan meledaknya teknologi di berbagai bidang, termasuk CPS (sistem fisik pengemudi, sistem fisika informasi), robotika, AI, nanoteknologi, komputasi kuantum, bioteknologi, IoT, IIoT, teknologi nirkabel, pencetakan 3D, kendaraan yang sepenuhnya otonom, dll.

Beberapa artikel lembaga analisis dan data perusahaan meyakini bahwa industri 4.0 atau Revolusi Industri keempat mengacu pada cakupan yang lebih luas daripada manufaktur cerdas. Atau manufaktur cerdas mengacu pada penggunaan teknologi Industri 4.0 di bidang manufaktur. Faktanya, industri 4.0 yang paling awal mengacu pada tren otomatisasi teknologi dan proses manufaktur. Entri "manufaktur cerdas" Wikipedia bahkan secara langsung mencakup "Industri 4.0."

Namun, jika kita cermati perencanaan awal dan peta jalan manufaktur cerdas dan Industri 4.0, kita akan menemukan bahwa kedua perusahaan tersebut memiliki prioritas yang berbeda dalam pengembangan. Manufaktur cerdas paling awal difokuskan pada manufaktur yang didorong oleh konektivitas informasi dan data yang tinggi, sementara Industri 4.0 sebagian besar difokuskan pada sistem CPS.

Dengan semakin meluasnya dan meluasnya istilah manufaktur cerdas dan industri 4.0, ketika membahas kedua konsep ini sekarang, dapat dianggap bahwa keduanya dapat disamakan pada tingkat yang sama. ——. Secara khusus, kemajuan teknologi membuat kedua konsep ini bertemu. Semua istilah populer dan konsep lain yang terkait dengan industri dan manufaktur semuanya muncul di sekitar manufaktur cerdas dan Industri 4.0.

Atribut kunci abadi: digital

Mungkin tidak seperti yang dipikirkan kebanyakan orang, sebagian besar dari mereka sudah ada atau diusulkan sebelum munculnya manufaktur cerdas, dan sudah ada dalam jangka waktu yang jauh lebih lama. Misalnya, konsep edge computing pertama kali muncul pada tahun 1990-an ketika —— CDN (jaringan distribusi konten) hampir menjadi prototipe edge computing; CDN diperluas ke aplikasi lain pada awal abad ini, mencapai layanan edge computing paling awal.

Kembaran digital (digital twin) dan meta-universe (metaverse) pertama kali muncul dalam novel fiksi ilmiah Avalanche (Snow Crash), dan kata-kata yang digunakan untuk mewakili kebangkitan ruang realitas virtual berikutnya —— sulit dilacak. Jadi tidak sulit untuk memahami mengapa IIoT, big data, dan kembaran digital, ketika manufaktur cerdas dan Industri 4.0 baru saja lahir. Oleh karena itu, sulit untuk mengatakan bahwa bidang manufaktur cerdas dalam beberapa tahun ini terus-menerus menggembar-gemborkan konsep-konsep baru.

Menurut pandangan kami, tujuan akhir dari semua konsep ini adalah kecerdasan dan otomatisasi manufaktur. Yaitu, pabrik kimia tanpa awak —— yang disajikan dalam film fiksi ilmiah meskipun bentuk spesifik akhirnya mungkin tidak demikian. Dalam proses mewujudkan kecerdasan dan otomatisasi, karena hal itu dicapai dengan bantuan teknologi elektronik, hal pertama yang harus dilakukan haruslah digital. Tentu saja, hal ini juga terlibat dalam tren yang berhubungan dengan digital seperti jaringan.

Dalam teknologi tertentu, mengamati tren istilah pencarian Google menunjukkan bahwa IIoT relatif rata-rata selama lima tahun terakhir (Gambar 3) —— Kita dapat menganggapnya sebagai teknologi yang membumi dalam arah manufaktur cerdas. Faktanya, IIoT mencakup keempat sektor penginderaan semikonduktor, koneksi, kontrol/pemrosesan, dan catu daya. Selain daya, beberapa elemen lain dirancang untuk melakukan digitalisasi di bidang manufaktur.

Elemen-elemen ini juga merupakan pelaku pasar inti di bidang manufaktur cerdas, seperti Renesas dan Anson Beauty, yang mencoba membangun tautan penuh.

Manufaktur cerdas kontemporer dari dunia terpanas: AI, kembaran digital

Saya coba menggunakan mesin pencari Google untuk melihat tren istilah pencarian terkait manufaktur cerdas. Selain kata kunci "AI" yang populer, dalam hampir setahun ini popularitas kata kunci pencarian jauh melampaui kata kunci lainnya. Dengan koordinat referensi kata IIoT, kata kunci pencarian yang paling populer saat ini di bidang manufaktur cerdas adalah digital twin dan edge AI.

Entah itu kebetulan atau tak terelakkan: perhatikan dengan saksama definisi dan peta jalan manufaktur cerdas dan Industri 4.0, Anda akan menemukan bahwa AI edge dan digital twin sama persis dengan manufaktur cerdas dan Industri 4.0. Seperti disebutkan di atas, manufaktur cerdas sebelumnya menekankan tentang informasi dan data yang mendorong konektivitas tinggi —— AI edge adalah aplikasi lengkap komputasi data dan konektivitas; dan Industri 4.0 telah berbicara tentang CPS, yaitu virtualisasi dunia nyata, seperti rute digital twin.

Namun, pada akhirnya, edge AI dan digital twin merupakan tahap digital tengah dan lanjutan dari kemajuan teknologi yang berkelanjutan. Sama seperti tahap awal digitalisasi yang masih berbicara tentang teknologi penginderaan, yaitu bagaimana mengubah informasi alami dan analog menjadi informasi digital, yaitu, kontrol dan pemrosesan informasi digital. Hanya ketika digitalisasi berkembang ke tahap lanjutan, kita dapat berbicara tentang kecerdasan buatan berdasarkan data besar-besaran.

Kembaran digital merupakan tahap lanjutan dari digitalisasi, yang tidak hanya membutuhkan digitalisasi data pabrik dan manufaktur yang lebih tinggi dan menyeluruh, tetapi juga membutuhkan kerja sama teknologi AI. Dapat dilihat bahwa pengembangan kata kunci manufaktur cerdas didasarkan pada: ketika pengembangan digital mencapai tingkat baru, manufaktur cerdas akan memiliki teknologi spesifik dan kata kunci baru.

MathWorks Sebagai perusahaan perangkat lunak industri, perusahaan ini memiliki pengaruh yang lebih besar dalam digitalisasi manufaktur. Bahkan, kemunculan produk atau fitur MathWorks baru juga dapat mengungkap tren.

Tahap selanjutnya: AI generatif, jagat industri, robot

Pada pertemuan puncak SIGGRAPH tahun lalu, CEO Nvidia John Huang menyebutkan bahwa digitalisasi industri merupakan hasil yang besar dengan potensi output sebesar $50 triliun. Mungkin di era manufaktur cerdas dan bahkan Industri 4.0, tidak seorang pun mengira bahwa Nvidia akan dikaitkan dengan manufaktur industri, karena Nvidia dulunya membuat kartu grafis game.

Saat itu, Huang melakukan demonstrasi di pertemuan tersebut, di mana ia mengirim dokumen PDF —— rencana CAD 2D —— pabrik ke model AI generatif, yang mengharuskannya untuk membuat kembaran digital 3D pabrik berdasarkan dokumen PDF. Model 3D akhir tidak hanya didasarkan pada rencana bidang, tetapi juga menambahkan cahaya, tekstur, dan efek lainnya. Idealnya, kembaran digital pabrik tersebut bahkan dapat digunakan untuk pelatihan dan simulasi robot jika mencapai akurasi tingkat fisik.

Tentu saja, mungkin ada banyak tantangan untuk benar-benar melakukan itu dan memasukkannya ke dalam produksi. Namun, hal itu tidak hanya menunjukkan pekerjaan pabrik rendering kartu grafis 3D, tetapi juga mencerminkan peran AI generatif dalam proses tersebut, dan bahkan bantuan kembaran digital dan AI untuk teknologi robot. Menurut pendapat saya, setelah perluasan skala kembaran digital industri, tidak diragukan lagi hal itu adalah meta-semesta digital industri.

Perlu disebutkan bahwa BMW menggunakan Nvidia Isaac untuk melakukan pelatihan AI pada robot, yang setara dengan melatih robot-robot ini dalam lingkungan virtual, ——. Ini juga merupakan aplikasi tertentu dari meta-universe industri. Baik itu navigasi dan pengiriman truk forklift AGV di pabrik, atau pengoperasian lengan mekanis pada jalur produksi, dari pelatihan AI robot di dunia virtual, hingga penyebaran kecerdasan robot, Nvidia telah berulang kali menekankan solusi end-to-end-nya sendiri dalam dua tahun terakhir. Ini hampir sudah dianggap oleh industri sebagai masa depan manufaktur industri.

Untuk masa depan manufaktur cerdas, Hector juga menyebutkan bahwa "inti dari proses produksi adalah proses yang sangat otomatis, melalui pengenalan teknologi robot/AGV yang canggih, dapat mencapai pengoperasian otomatisasi jalur produksi." Dapat dilihat bahwa kembaran digital industri, AI, dan robotika di bawah latar belakang yang sangat digital harus menjadi masa depan manufaktur cerdas.

Terakhir, perlu disebutkan bahwa pada konferensi pengembang GTC tahun ini, Nvidia merilis proyek robot humanoid Project GROOT ——, dan tentu saja merupakan model dasar robot humanoid. Menurut Nvidia, ini didasarkan pada AI generatif untuk "menghasilkan tindakan robot berikutnya." Dalam wawancara dengan analis, Huang mengatakan bahwa jika semuanya dapat didigitalkan, maka semuanya dapat ditokenisasi ——. Dengan kata lain, semuanya dapat dihasilkan.

Ketika informasi seperti teks, gambar, dan video dapat dihasilkan ketika didigitalkan, data gen, gelombang otak, robot, dan jenis data lainnya juga dapat dihasilkan ketika didigitalkan. Meskipun AI telah merambah ke bidang manufaktur industri, serangan AI generatif hampir tidak dapat dihindari.

Hector Atas dasar penegasan AI generatif, Anson menyediakan produk daya dan terkait daya untuk pemrosesan data skala besar dan pusat data daya tinggi dari AI generatif dan kembaran digital industri, yang bertujuan untuk "mempromosikan pengembangan AI generatif". Shen Qing berkata, "Secara teori, AI generatif dapat memainkan peran penting dalam berbagai aspek manufaktur cerdas, termasuk perencanaan R & D dan desain, kontrol proses produksi, pengoptimalan operasi dan manajemen, serta pengoptimalan produk dan layanan." Namun "saat ini, AI generatif masih dalam tahap eksplorasi."

Tahap pengembangan manufaktur AI cerdas mungkin lebih mendasar daripada kembaran digital. Namun, munculnya AI generatif dengan nilai potensial $50 triliun dolar untuk digitalisasi industri tidak diragukan lagi akan menjadi tulang punggung di masa depan.