Pendahuluan
Dalam industri manufaktur modern, sistem udara terkompresi memainkan peran penting dalam mendukung proses produksi. Namun, tantangan utama seperti downtime, inefisiensi energi, dan biaya perawatan masih menjadi kendala besar.
Penelitian ini, yang dilakukan oleh Robert Jakobson, mengusulkan framework berbasis IoT untuk meningkatkan keandalan sistem udara terkompresi di O-I Production Estonia AS, sebuah pabrik produksi kaca di Estonia. Dengan mengadopsi Industry 4.0, Lean Six Sigma, dan reliability engineering, penelitian ini bertujuan untuk mengurangi ketidakpastian dalam operasional, merencanakan tindakan preventif, dan mengumpulkan data untuk peningkatan lebih lanjut.
Metodologi
Framework IoT ini dikembangkan berdasarkan beberapa pendekatan utama:
- Reliability Engineering: Menggunakan Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) untuk mengidentifikasi penyebab utama kegagalan sistem udara terkompresi.
- IoT System Development: Mengembangkan sistem sensor digital yang mampu memonitor tekanan, suhu, dan getaran pada kompresor secara real-time.
- Analisis Data & Optimasi Energi: Menggunakan data yang dikumpulkan untuk menganalisis efisiensi penggunaan energi dan memperkirakan pengembalian investasi (ROI) dari sistem yang diusulkan.
Sistem ini diuji dan diterapkan di O-I Production Estonia AS, sebuah pabrik kaca yang sangat bergantung pada udara terkompresi dalam proses produksinya.
Hasil dan Temuan Utama
1. Identifikasi Masalah Utama pada Sistem Udara Terkompresi
Berdasarkan analisis FMEA, beberapa kegagalan utama yang sering terjadi pada sistem udara terkompresi di pabrik adalah:
- Overheating pada kompresor, menyebabkan downtime produksi.
- Keausan pada bearing motor dan elemen screw, yang meningkatkan konsumsi energi.
- Turunnya tekanan pada sistem Low Pressure System (LPS), mengganggu produksi.
Sebagai solusi, penelitian ini mengusulkan pemasangan sensor IoT untuk mendeteksi parameter ini secara real-time dan mencegah kegagalan sebelum terjadi.
2. Pengurangan Downtime dan Efisiensi Energi
Hasil penerapan sistem IoT menunjukkan perbaikan signifikan:
- Pengurangan downtime hingga 36,5% dengan sistem pemantauan dan peringatan dini.
- Penghematan energi mencapai ribuan euro per tahun, dengan optimasi kerja kompresor berdasarkan data real-time.
- ROI sistem ini dapat dicapai dalam 1,8 tahun, membuatnya menjadi investasi yang sangat layak.
3. Validasi Framework dan Implementasi
Untuk membuktikan efektivitas sistem, tim peneliti melakukan pengujian dengan pengukuran kapasitas udara kompresor sebelum dan sesudah implementasi.
- Ditemukan bahwa beberapa kompresor kehilangan hingga 10% kapasitas aslinya, menunjukkan adanya keausan signifikan.
- Setelah penerapan sistem, data energi menunjukkan penurunan konsumsi daya secara konsisten, membuktikan bahwa sistem pemantauan berbasis IoT berhasil meningkatkan efisiensi.
- Manajemen pabrik memutuskan untuk mengganti dua kompresor lama dengan model baru yang mendukung IoT, sebagai bagian dari strategi peningkatan keandalan jangka panjang.
Kesimpulan & Implikasi Industri
Framework berbasis IoT yang dikembangkan dalam penelitian ini terbukti mampu meningkatkan keandalan sistem udara terkompresi, mengurangi biaya operasional, dan meningkatkan efisiensi energi.
Dampak utama dalam industri:
- Manufaktur yang lebih berkelanjutan, dengan pengurangan pemborosan energi.
- Otomasi perawatan prediktif, mengurangi risiko kegagalan mendadak.
- Pengambilan keputusan berbasis data, memungkinkan investasi yang lebih strategis dalam peralatan industri.
Rekomendasi & Arah Penelitian Masa Depan
- Integrasi lebih lanjut dengan AI & Machine Learning untuk analisis prediktif yang lebih akurat.
- Pengembangan model IoT untuk sistem pendukung lainnya, seperti sistem pendinginan dan distribusi listrik.
- Optimasi algoritma kontrol kompresor untuk mengurangi konsumsi energi lebih lanjut.
Sumber : Robert Jakobson (2018). IoT Based Framework for Compressed Air System Management in O-I Production Estonia AS. Master’s Thesis, Tallinn University of Technology, Estonia.