Perkembangaan Otomasi Industri

Perkembangan teknologi industri dewasa ini tumbuh dengan pesat seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi. Perkembangan ini tampak jelas di industri manufaktur, dimana sebelumnya banyak pekerjaan menggunakan tangan manusia secara manual beralih digantikan oleh mesin.

Kegiatan produksi di sebuah perusahaan manukfatur

Kerja mesin diharapkan dapat memberikan efisiensi biaya serta ketahanan produksi jika dibandingkan dengan tenaga manusia. Dalam perkembangan mesin-mesin ini maka lahirlah generasi otomasi industri dimana pekerjaan suatu pabrik dikerjakan oleh mesin atau robot, baik secara semi otomasi maupun otomasi penuh. Otomasi adalah teknologi yang memanfaatkan aplikasi mekanik, elektronik dan sistem komputer untuk mengoperasikan dan mengendalikan operasi (Rudy Wawolumaja, 2013: 1).

Agus Putranto et al (2008: 4) menerangkan sistem otomasi industri dapat diartikan sebagai sistem dengan mekanisme kerja dikendalikan oleh peralatan elektronik (electronic hardware) berdasarkan urutan-urutan perintah dalam bentuk program perangkat lunak (electronic software) yang disimpan dalam unit memori kontroler elektronik. Perkembangan teknologi otomasi (automation) pertama kali digunakan di industri mobil Fords di Detroit, waktu itu otomasi Detroit mempunyai arti sistem ban berjalan, yaitu alat mekanis untuk handling diantara mesin perkakas sehingga menjadi suatu lintas produksi yang kontinyu. Kelanjutan otomasi Detroit diterapkan pada perakitan motor listrik, radio, TV, Automated push button factory, dan pengendali otomatis proses kontinyu (Rudy Wawolumaja, 2013: 1).

Teknologi otomasi industri sejak muncul sampai sekarang mengalami perkembangan pesat, hal ini tidak terlepas dari berkembangnya teknologi elektronika dan komputer serta munculnya Integrated Circuit (IC). Berdasarkan pemaparan Zuhal dan Zhanggischan (2004), mengenai perkembangan teknologi elektronika diawali dengan pengenalan prinsip elektrodinamis untuk mesin dinamo yang ditemukan oleh Werner von Siemens pada tahun 1866, dapat dianggap sebagai titik awal aplikasi listrik sebagai pembawa energi. Hal ini menjadi dasar untuk pengkonversian energi mekanik ke energi listrik yang efisien dan memungkinkan untuk pembangkitan listrik berdaya tinggi. Pada tahun 1879, Siemens membuat lokomotif listrik pertama, dan setahun kemudian menciptakan elevator yang pertama. Namun tahap terpenting dalam era elektronika modern terjadi pada pertengahan abad ke-20 dengan penemuan transistor oleh W. Shokcley, J. Barden, dan W. Brattain (1948), dan perkembangan kelanjutannya, integrated circuit. Teknologi semikonduktor sebagai bahan pembuatannya berkembang pesat yang memiliki banyak keuntungan.

Paruh kedua abad ke-20 dicirikan oleh miniaturisasi sirkuit elektronik dengan penempatan banyak komponen pada suatu substrat silikon yang memiliki suatu fungsi elektronik kompleks pada sebuah chip (integrated circuit). Jika digabungkan dengan rekayasa software dan meterial-material baru untuk penyimpanan informasi digital, maka teknologi IC adalah salah satu motor utama dari revolusi dunia komputer dan komunikasi saat ini yang diusulkan oleh J. Von Neumann (Zuhal dan Zhanggischan, 2004: xii).

hierarki sistem otomasi

Penemuan-penemuan tentang elektronika maupun mekanika seperti yang dijelaskan sebelumnya mengawali era otomasi dimana suatu mesin yang awalnya dikendalikan oleh sistem konvensional atau (Fixed Wired Control) digantikan oleh relay elektromagnetik dan Solid State Relay sebagai komponen kontrolnya. Selanjutnya lahirlah teori sistem kontrol yang menurut Aris Triwiyatna (2011: 1), adalah suatu kumpulan cara atau metode yang dipelajari dari kebiasaan-kebiasaan manusia dalam bekerja, dimana manusia membutuhkan suatu pengamatan kualitas dari apa yang telah mereka kerjakan sehingga memiliki karakteristik sesuai dengan yang diharapkan pada mulanya. Teori sistem kontrol yang dikenal saat ini mengalami kemajuan pesat pada pertengahan abad ke-19, ketika J.C. Maxwell, E.J. Routh, dan Lyapunov merumuskan teori kontrol stabilitas sistem untuk pertama kalinya (Zuhal dan Zhanggischan 2004: xiii).

Tuntutan kerja dari sebuah mesin dari tahun ke tahun semakin kompleks sehingga memerlukan sistem kontrol yang kompleks juga. Jika sistem kontrol sangat kompleks, dapat dibayangkan berapa banyak relay yang dibutuhkan sebagai komponen kontrolnya, selain itu sistem kontrol konvensional memiliki banyak kelemahan. Dari tuntutan industri seperti ini maka dikembangkan suatu sistem kontrol modern menggunakan Programmable Logic Controller (PLC). Hanif Said (2012: 2), mengemukakan PLC adalah perangkat yang dirancang untuk menggantikan sistem kontrol konvensional. PLC pertama kali dirancang oleh perusahaan General Motor (GM) sekitar tahun 1968. Ide utamanya adalah mensubtitusi relay yang digunakan untuk mengimplementasikan rangkaian kontrol.

Teknologi otomasi selain ditunjang teknologi elektronika juga tidak terlepas dari salah satu teknologi mekanika yaitu mekatronika. Alciatore dan Histand (2012: 2) menjelaskan pengertian mekatronika adalah The interdisciplinary field of engineering dealing with the design of products whose function relies on the synergistic integration of mechanical and electronic components coordinated by a control architecture atau bidang interdisipliner pemesinan yang berhubungan dengan desain produk yang berfungsi tergantung pada integrasi sinergis dari komponen mekanik dan elektronik yang dikendalikan oleh sistem kontrol (Terjemah: Pujirianto). Komponen utama pada suatu sistem mekatronika adalah pneumatik, elektro pneumatik, hidrolik, dan kontroler. Sistem mekanik pneumatik dan elektro pneumatik menggunakan gaya tekan udara yang dimampatkan, sedangkan hidrolik menggunakan fluida yang bertekanan sebagai gaya gerak. Kontroler/pengendali digital dapat diibaratkan otak pada manusia untuk memproses data dari sensor untuk kemudian memberi perintah pada aktuator.

Teknologi otomasi industri yang sedemikian pesat kemajuannya masih menyisakan beberapa kendala, salah satunya tidak jarang ditemui kegagalan, kerusakan atau gangguan yang harus diantisipasi dalam bentuk perawatan dan pemeliharaan, disamping layanan prima dalam instalasi dan setup awal penerapan otomasi industri. Dilihat secara hardware dan software sistem otomasi banyak berhubungan dengan komponen elektronik, program komputer, pengukuran, sensor, aktuator, dan sistem pengaturan, oleh karena itu seorang pekerja yang memberikan layanan dan penjaminan kualitas terhadap operasional sistem industri harus memiliki kompetensi di bidang tersebut di atas, dilandasi teori dasar dan sikap yang profesional.

Berikut salah satu contoh penerapan otomasi industri