Pendahuluan: Evolusi dari Kontrol Manual ke Otomatisasi Cerdas

Selama bertahun-tahun, kontrol kualitas dalam industri mengandalkan mata manusia—penuh intuisi namun rawan kesalahan. Dalam dunia manufaktur modern, di mana kecepatan dan presisi menjadi nilai jual utama, sistem manual tidak lagi memadai. Dalam konteks inilah penelitian oleh Dehdar dkk. menjadi signifikan. Mereka menawarkan solusi revolusioner: integrasi Fuzzy Inference System (FIS), image processing, dan quality control chart untuk mendeteksi cacat serta mengklasifikasikan kualitas batang tembaga secara otomatis.

 

Mengapa Harus Beralih ke Sistem Otomatis?

Inspeksi visual konvensional sering kali bergantung pada keahlian operator, yang bisa berbeda antara satu individu dengan yang lain. Masalah seperti pencahayaan yang buruk, kelelahan mata, dan subjektivitas membuat hasil pemeriksaan tidak konsisten. Penelitian ini menghadirkan solusi berbasis sistem pakar yang menggabungkan:

• Logika fuzzy untuk mengelola ketidakpastian dan ambiguitas visual,
• Pemrosesan citra untuk ekstraksi fitur dari foto batang tembaga,
• FAST (Features from Accelerated Segment Test) untuk mendeteksi titik-titik penting pada permukaan benda,
• Control chart sebagai tolok ukur stabilitas proses manufaktur.

Dengan integrasi ini, sistem mampu menilai apakah proses produksi berada dalam kondisi in control atau out of control—yang langsung berkaitan dengan kualitas produk akhir.

 

Struktur Sistem Pakar yang Diusulkan

Penelitian ini mengembangkan sistem cerdas dalam empat tahap utama:

1. Akuisisi Citra: Mengambil Data dengan Presisi

Peneliti menggunakan kamera Canon SX510 untuk mengambil gambar batang tembaga beresolusi 300x400 piksel. Gambar diambil dalam kondisi terkendali untuk memastikan konsistensi.

2. Pra-Pemrosesan: Membersihkan Data Citra

Citra RGB dikonversi ke model warna HSV, yang dinilai lebih baik dalam mengekspresikan intensitas cahaya permukaan logam. Kanal S (saturation) dipilih karena memberikan kontras paling jelas terhadap permukaan batang tembaga. Proses kemudian dilanjutkan dengan:

• Filter Gaussian untuk mengurangi noise,
• Contrast stretching untuk memperjelas detail halus.

3. Ekstraksi Fitur: Menangkap Cacat secara Objektif

Dua metode diterapkan:

• Canny edge detection untuk mendeteksi batas-batas objek,
• Fuzzy edge detection, yang memanfaatkan nilai gradien tiap piksel untuk menentukan kemungkinan adanya cacat.

Selanjutnya, fitur tambahan diekstrak menggunakan FAST, yang menganalisis lingkungan sekitar setiap piksel untuk mendeteksi “corner points” yang biasanya menunjukkan kehadiran kerusakan permukaan.

4. Penalaran Fuzzy & Pengambilan Keputusan

Dengan dua jenis fitur—jumlah piksel yang mencerminkan cacat (FIS) dan jumlah titik sudut (FAST)—dihasilkan data numerik yang kemudian diplot dalam dua control chart. Berdasarkan grafik ini, peneliti membuat tiga aturan klasifikasi:

• Kualitas A: Kedua grafik menunjukkan proses dalam kondisi in control,
• Kualitas B: Salah satu grafik in control, yang lain out of control,
• Kualitas C: Kedua grafik out of control.

 

Studi Kasus di Industri Batang Tembaga

Dalam implementasinya, 26 sampel batang tembaga dianalisis. Hasilnya menunjukkan variasi jumlah cacat yang signifikan:

• Sampel 5 mencatat 753 titik cacat dan 16 titik sudut (kategori C),
• Sampel 2 hanya memiliki 57 titik cacat dan 1 titik sudut (kategori A),
• Sampel 20 dan 21 menunjukkan nilai menengah sehingga diklasifikasikan sebagai kategori B.

Hasil ini menunjukkan bahwa sistem dapat mengklasifikasikan kualitas produk dengan objektif dan konsisten, bahkan dalam skenario kompleks.

 

Kekuatan & Keunikan Sistem Ini

Penelitian ini menghadirkan kontribusi signifikan dalam kontrol kualitas manufaktur:

✅ Akurasi Tinggi

Kombinasi metode FIS dan FAST menghasilkan deteksi cacat yang tidak hanya presisi, tetapi juga fleksibel terhadap jenis cacat berbeda.

✅ Skalabilitas

Meski studi kasus berfokus pada batang tembaga, struktur sistem dapat dengan mudah diadaptasi untuk produk lain seperti pipa logam, kabel, atau bahkan permukaan keramik.

✅ Mengurangi Ketergantungan pada Tenaga Manusia

Dalam industri yang padat karya, sistem seperti ini dapat menurunkan biaya tenaga kerja dan meningkatkan efisiensi operasional.

 

Kritik & Komentar: Apa yang Bisa Ditingkatkan?

Walau sistem ini mengesankan dalam banyak aspek, terdapat beberapa catatan penting:

1. Skala Data Masih Terbatas
   Jumlah sampel (26) masih tergolong kecil untuk menarik kesimpulan berskala industri besar. Akan lebih baik jika sistem diuji pada ratusan atau ribuan batang untuk mengukur performa dalam lingkungan nyata.
2. Fokus pada Cacat Permukaan Saja
   Sistem ini belum mempertimbangkan cacat internal (misalnya, retak mikro atau porositas dalam). Kombinasi dengan metode seperti ultrasonografi atau X-ray bisa memperluas cakupan inspeksi.
3. Belum Menggunakan Deep Learning
   Metode deep learning seperti CNN (Convolutional Neural Networks) bisa menggantikan sebagian besar pipeline manual dan memberikan klasifikasi yang lebih adaptif seiring bertambahnya data.

 

Relevansi terhadap Tren Industri

Industri 4.0 menuntut otomatisasi, integrasi data, dan kecerdasan buatan dalam semua lini produksi. Penelitian ini sangat relevan dalam konteks:

• Smart Manufacturing: Sistem berbasis AI yang terintegrasi dalam jalur produksi.
• Zero Defect Manufacturing: Upaya menuju produksi tanpa cacat.
• Predictive Quality: Pengambilan keputusan berdasarkan data real-time.

Menurut laporan McKinsey (2023), 68% pabrikan besar telah mengintegrasikan sistem berbasis penglihatan komputer dalam inspeksi mereka. Maka, pendekatan yang ditawarkan Dehdar dkk. merupakan langkah awal yang tepat menuju otomatisasi total.

 

Kesimpulan: Menuju Inspeksi Kualitas Tanpa Kompromi

Penelitian ini berhasil memperkenalkan sistem cerdas yang menggabungkan fuzzy logic dan pemrosesan citra untuk klasifikasi kualitas batang tembaga. Dengan pipeline yang jelas—dari akuisisi citra hingga klasifikasi berbasis grafik kontrol—sistem ini menjanjikan efisiensi, akurasi, dan konsistensi yang sulit dicapai oleh metode manual.

Masa Depan Penelitian:

• Integrasi dengan deep learning,
• Penerapan multisensor (penggabungan visual dan ultrasonik),
• Real-time implementation dalam lini produksi besar.

Dengan semakin tingginya standar kualitas dan efisiensi dalam industri global, sistem seperti ini bukan lagi pilihan, melainkan keharusan.

 

Sumber:

Dehdar, M. M., Jahangoshai Rezaee, M., Zarinbal, M., & Izadbakhsh, H. (2018). Integrating Fuzzy Inference System, Image Processing and Quality Control to Detect Defects and Classify Quality Level of Copper Rods. International Journal of Industrial Engineering & Production Research, 29(4), 461–469.