Industri 4.0 - Mesin-Mesin yang Berkomunikasi

Semua Berawal dari Mesin Jahit

Tahun 1589, Ratu Elizabeth I menolak memberikan paten pada penemuan cerdas seseorang, dia adalah William Lee, yang mampu memodelkan gerakan tangan saat merajut pada sebuah mesin. Sang Ratu menolak dengan alasan mesin ini akan merusak industri tekstil konvensional. 200 tahun kemudian alat ini merevolusi cara industri tekstil berkerja, mesin yang telah ditolak sang ratu menjadi mesin yang paling digunakan di segala indusri tekstil saat itu. Dengan alat itu industri tekstil mampu memproduksi kain secara masal dalam waktu yang lebih cepat. Hal ini kemudian menjadi momentum yang paling penting dalam memprakarsai revolusi industri yang pertama. 

Akhir abad 18 yang lalu tepatnya, revolusi industri pertama terjadi. Peristiwa ini telah mewarisi teknologi steam dan tenaga berbasis mesin yang mampu menggantikan kekuatan otot manusia. Revolusi industri pertama ini dilandasi oleh penemuan Newton ketika memformulasikan hukum dari gerak. Sejak saat itu, gerak lebih dapat dipahami dan diukur, yang kemudian memungkinkan manusia membuat steam engine yang dapat memekanisasi pekerjaan yang sebelumnya dilakukan oleh manusia (Xing dan Marwala, 2017). Revolusi industri yang pertama ini bisa dikatakan sebagai hari lahir mesin.

Britania Raya menjadi wilayah pertama yang merasakan perubahan revolusioner ini yang kemudian menyebar ke wilayah Eropa dan Amerika. Perubahan ini dirasakan dalam setiap aspek kehidupan, tidak terlepas pada dunia pekerjaan yang kemudian merubah seluruh tatanan sosial dan psikologi masyarakat. 

Bagaimana tidak, pekerja kelas menengah ke bawah yang lebih mengandalkan kemampuan otot tergusur oleh mesin-mesin. Revolusi industri pertama setidaknya mengakibatkan 1/3 dari total pekerja mengalami pengangguran dan 1/3 nya lagi bekerja paruh waktu karena kemampuan kerjanya mampu diambil alih oleh mesin. Penggunaan mesin ini meningkatkan kebutuhan akan batu bara yang kemudian memunculkan permasalahan yang paling sering dibicarakan saat ini, pemanasan global.  

Gambar 1. Laju kelahiran dan kematian penduduk selama sebelum dan sesudah revolusi industri (Easton, 2013)

Dari aspek demografi, tahun 1750 jumlah masyarakat Britania 6,5 juta orang meningkat 400% pada tahun 1990 menjadi 32,5 juta orang. Tahun 1750, 80% masyarakat rural, hidup di desa-desa dan 20% masyarakat hidup di kota, berbalik 180 derajat pada tahun 1850, 80% masyarakat hidup di kota dan 20% masyarakat hidup di desa. 

Pola kehidupan masyarakat yang awalnya bertani dan mengandalkan makanan dan supply makanan dari hasil tani berubah menjadi masyarakat buruh industri yang berkerja di pabrik-pabrik dan kantor-kantor. Sampai saat ini, kita bisa merasakan dampak dari revolusi industri pada urbanisasi yang tinggi dan pola pekerjaan yang didominasi pada sektor industri.

 

Revolusi Material dan Revolusi Mobilisasi

100 tahun kemudian, Sir Henry Bassemer menemukan cara baru pembuatan baja dari besi bekas cair. Cara ini merevolusi manufaktur baja menjadi lebih murah, meningkatkan skala dan kecepatan produksi, dan mengurangi kebutuhan pekerja dalam pembuatannya (Mokyr, 1998).

 Akibatnya, produksi massal baja terjadi. Baja menggantikan besi yang terbukti lebih lemah dan lebih mahal. Baja yang terbukti lebih murah dan lebih tahan lama memungkinkan pembangunan jalur kereta menjadi murah, akibatnya akselerasi pembangunannya tidak dapat dihindari lagi. Adanya jalur rel dan pembangunan yang semakin merata merubah pola serta intensitas transportasi dan supply chainyang mengakibatkan penurunan harga komoditas seperti batu bara dan baja.

Sistem transportasi ini juga merevolusi mobilisasi segala hal, termasuk dalam persebaran informasi dan pengetahuan. Penemuan ini memungkinkan lebih banyak manusia dapat merantau untuk keperluan tertentu seperti belajar. Hal ini kemudian juga merubah bagaimana ilmu dan teknologi menyebar. Karena semakin murah sarana transportasi, semakin mudah transportasi diakses, maka semakin banyak manusia dan barang berpindah dengan harga yang terjangkau. Alhasil, pertumbuhan ekonomi bertambah dan pengingkatan kompetensi dan keahlian juga semakin meningkat.

Faraday dan Maxwell mempercepat revolusi industri jilid dua ini melalui gaya magnet dan listriknya yang menciptakan generasi listrik dan elektromagnetik yang banyak digunakan dalam sistem industri di kemudian hari (Xing and Marwala, 2017). Tenaga listrik ini mendukung industri untuk melakukan produksi massal (Schwab, 2016). 

Elektrifikasi ini juga menjadi penyebab terciptanya perubahan besar pada metode produksi industri, yang dinamakan dengan jalur perakitan dan produksi masal. Elektifikasi juga memberikan kemampuan industri untuk bisa bekerja selama 24 jam tanpa berhenti. Yang berarti bahwa waktu kerja juga semakin bertambah untuk pegawai. Mereka bisa bekerja hingga 10-16 jam sehari. Hal itu membawa pekerja pada kondisi buruk seperti upah rendah, kondisi kerja yang buruk (pencahayaan yang kurang dan tanpa safety kerja mesin). Hal ini berakibat pada meluasnya kemiskinan dan depresi yang sangat tinggi.          

Revolusi Komunikasi

Mobilisasi yang pesat telah mengakselerasi persebaran ilmu pengetahuan dan teknologi. Era selanjutnya adalah era transistor. Transistor memprakarsai penemuan komputer dan internet. Transistor telah membawa manusia pada penemuan komputer yang telah menjadi mesin pemroses data paling cepat yang pernah ada. Di era yang sama, internet ditemukan, distributor informasi yang paling massif pun bisa terwujud. Internet merubah cara manusia menyebarkan informasi dan pengetahun. Energi telah menjadi dasar dari revolusi industri kedua, sementara revolusi industri ketiga adalah era dari informasi dan pengetahuan. Surat dulu mungkin sangat berguna dalam mengirimkan kabar atau menyebarkan informasi. 

Dibutuhkan waktu berhari-hari bahkan berbulan-bulan menunggu bisa tersampaikannya surat pada tujuan tertentu. Pada saat itu sistem antar surat masih menjadi satu kesatuan dengan sistem transportasi, sehingga surat sangat bergantung pada perkembangan sistem transportasi. Begitu juga pengetahuan, sesorang membutuhkan perantauan dan menempuh perjalanan beratus-ratus kilometer untuk menemui seorang guru dan mendapatkan pengetahuan darinya. 

Setelah itu, baru kembali ke daerahnya untuk menyebarluaskan ilmu yang didapatkan. Namun, semenjak ditemukan internet semua berubah. Hanya dibutuhkan waktu beberapa menit agar suatu informasi dapat tersampaikan. Konten-konten dan buku pengetahuan tersedia pada server-server komputer di internet dapat kita unduh dan pelajari hanya dengan satu dua kali menekan tombol. Internet membuat bumi seakan berputar lebih cepat. 

Akselerasi pengetahuan berimplikasi pada akselerasi inovasi. Era ini menjadikan mesin mampu mengindera dan mengambil keputusan secara individu. Teknologi komputer membawa mesin menuju generasi selanjutnya, yaitu otomasi mesin. Komputer membawa mesin-mesin pada industri dapat bekerja tanpa kendali manusia sesuai dengan yang telah diprogram oleh manusia. Pada saat itu transfer data dan informasi hanya terbatas pada satu sistem pabrik. 

Transfer data secara intersistem masih belum dimungkinkan karena keterbatasan teknologi pengiriman data. Selanjutnya adalah era di mana sistem-sistem tersebut saling berkomunikasi dan tiap individu sistem mampu belajar dan berkembang layaknya manusia. Seperti apakah era ini?

 Revolusi Industri 4.0

Saat ini, kita berada pada penghujung akhir industri 3.0 dan berada pada perjalanan transisi menuju perubahan gaya industri yang tidak dapat kita sangka-sangka sebelumnya, industri cyber-physical 4.0. Revolusi industri ketiga telah mampu membuat pintu kaca kantor-kantor membuka otomatis atau mampu menutup pompa air tandon rumah kita bila telah terisi penuh. Lalu masa seperti apakah yang akan kita hadapi setelah ini?

Bayangkan jika kita akan berangkat menuju tempat kerja, lalu anda memanggil mobil yang anda miliki melalui smartphone untuk mengantar anda dan berhenti tepat di depan anda berada. Di perjalanan, anda menikmati secangkir kopi yang telah disediakan mesin pembuat kopi setiap pagi di mobil anda dan mengakses informasi terbaru melalui layar yang terproyeksikan di kaca mobil anda. Sedangkan, mobil anda melaju dengan kecepatan stabil dengan kemampuan self-driving tanpa berhenti karena lampu lalu lintas. 

Ya, masing-masing mobil mampu berkomunikasi satu sama lain sehingga memungkinkan mereka melaju tanpa bertabrakan. Seperti itulah gambaran industri 4.0, ketika semua benda telah dibuat otomatis, maka langkah selanjutnya adalah membuat mereka mampu berkomunikasi satu sama lain seperti layaknya manusia menegur temannya apabila bertemu atau menjauhi mereka yang bermasalah dengan kesehatannya. 

Tahun 2011 pada sebuah ajang yang bertajuk "Hannover Mesese" Pemerintah Jerman meluncurkan konsep industri masa depan yang sama sekali baru. Digitalisasi manufaktur diangkat sebagai tema yang dijadikan dasar dari konsep industri masa depan ini, mereka menamakannya "Industrie 4.0". Para akademisi dan pemimpin perusahaan yang menuangkan konsep itu tidak mengetahui bahwa konsep itu akan menyebar dengan cepat dan menjadi konsep industri masa depan dunia. 5 tahun kemudian, konsep itu menjadi viral dan banyak dibicarakan pada konfrensi-konfrensi serta seminar berkaitan dengan konsep industri masa depan. 

Industri 4.0 merupakan sebuah paradigma baru cara berindustri yang revolusioner. Paradigma ini menciptakan terwujudnya intergrasi dan interkoneksi antara mesin, produk, komponen, individu, dan teknologi informasi yang menjadi kesatuan dalam sistem industri. Integrasi, interkoneksi, dan fleksibel adalah prinsip yang akan dibawa revolusi industri seri empat ini. Revolusi industri ke empat ini bisa dikatakan sebagai mesin-mesin yang dapat berkomunikasi satu sama lain.

 Interaksi ini memungkinkan lampu lalu lintas yang berada di Surabaya Timur berkomunikasi dengan lampu lalu lintas di Surabaya Barat untuk menyelesaikan kemacetan saat jam-jam pulang kerja. Industri 4.0 dapat dikatakan sebagai digitalisasi seri selanjutnya dari sektor manufaktur, yang dikendalikan oleh 4 hal: pemberdayaan data, tenaga komputasi dan koneksi; analitis dan kemampuan kecerdasan bisnis; cara baru interaksi manusia dengan mesin seperti layer sentuh dan Augmented Reality; dan peningkatan transfer instruksi data ke dunia fisik seperti robotik dan 3D printer (Lee et al., 2013). 

Gambar 2. Prinsip Industri 4.0 (Cohen et al., 2017).

Dalam industri 4.0, data akan menjadi sesuatu yang paling bernilai. Data dalam bentuk angka-angka dan huruf yang dapat diinterpretasikan menjadi sebuah informasi. Interpretasi ini akan sangat berguna dalam pengambilan keputusan yang dihasilkan dari olahan AI atau Machine Learning. E-Commerce saat ini misalnya telah menggunakan data untuk memprediksi permintaan dan menentukan harga barang sesuai dengan jumlah permintaan dan pembelian yang terus dipantau dari aktivitas dunia maya para pelanggannya.  Hal ini menjadi bukti terwujudnya fleksibilitas dalam industri 4.0 dan bisnis yang berprinsip customer-oriented dengan memahami perilaku dan aktivitas dari pelanggan.

Dalam era industri 4.0, pengembangan teknologi akan mengacu pada bidang genetika, bioteknologi, Artificial Intelligence, robotika, nantokenologi, dan 3D printing (World Economic Forum, 2016). Teknologi-teknologi ini memungkinkan manusia untuk bekerja lebih efisien dan lebih murah dari yang pernah ada. Artificial intelligence contohnya, memungkinkan sebuah komputer untuk mengambil keputusan seperti seorang ahli atau expert system. 

Jika manusia dapat mewujudkan ini, maka kehlian akan dengan cepat terdistribusi kepada seluruh komputer dan mesin-mesin. Kemampuan expert dalam memprediksi kelonjakan permintaaan barang atau nilai barang yang paling sesuai dengan mudah diaplikasikan dan disebarluaskan. Kita hanya membutuhkan sebuah perangkat keras yang memiliki sensor dan terhubung dengan internet (IoT). Lalu perangkat lunak AI yang telah terpasang pada perangkat keras yang diunduh melalui internet akan mengelola data tersebut menjadi sebuah keputusan expert yang paling efektif dan efisien yang pernah dilakukan.

Gambar 3. Aplikasi sektor-sektor industri 4.0. (World Economic Forum and BVL Interntional, 2017).

Dari Sentralisasi Menuju Desentralisasi

Tahun-tahun ini mungkin operasi produksi perusahaan masih bersifat terpusat. Dalam hal ini, mereka membutuhkan sistem distribusi yang cepat untuk mengirimkan hasil produksinya. Namun, beberapa tahun ke depan 3D printingakan merubahnya. 3D printing memungkinkan sebuah pabrik otomotif untuk memproduksi barang di tempat-tempat yang terjangkau dengan pelanggan. Hal ini akan mampu meminimalkan anggaran distribusi dari era sebelumnya. 

Prediksi menggunakan AI akan memungkinkan perusahaan menentukan titik-titik tempat produksi terbaik lengkap dengan jumlah barang yang dibutuhkan pelanggan saat itu juga. Di sini, printer 3D yang telah diletakkan di titik-titik tertentu akan bekerja sesuai permintaan yang dikirimkan dari data hasil olahan AI. Masing-masing printer bekerja sesuai desain yang telah dikirimkan perusahaan pada perangkat lunaknya melalui jaringan komunikasi serat optik yang menghubungkan titik-titik pabrik produksi.

Perubahan pola produksi yang bersifat terpusat dalam satu titik produksi menjadi beberapa titik produksi ini yang menjadi ramalan pola produksi di masa depan. Masing-masing mesin yang terpasang perngkat lunak AI atau machine learning akan mampu mengambil keputusan secara sendiri-sendiri berdasarkan data kolektif terpusat (integrasi). 

Sehingga mesin-mesin cerdas kali ini akan mampu menggantikan tidak hanya pekerjaan kasar tetapi juga kemampuan logika dan berpikir manusia. World Economic Forumdengan BVL International memprediksi akan adanya dampak dari revolusi industri ke empat ini pada sektor-sektor tertentu seperti pekerjaan, manufaktur dan industri, supply chain,jasa dan model bisnis, serta hubungan perusahaan dengan pelanggan. Industri 4.0 akan merubah hal-hal yang paling esensial yang dimiliki oleh manusia (Schwab, 2016). 

Lalu, bagaimana dengan manusia? apakah mereka siap mengalahkan keahliah-keahlian mesin dan robot atau malah tersingkirkan robot-robot yang mereka buat?

Refrensi

Cohen, Y. et al. (2017) ‘Assembly system configuration through Industry 4.0 principles: the expected change in the actual paradigms’, IFAC-PapersOnLine. Elsevier B.V., 50(1), pp. 14958–14963. doi: 10.1016/j.ifacol.2017.08.2550.

Easton, M. (2013) The Industrial Revolution - Oxford Big Ideas Geography. Oxford. Available at: https://www.oup.com.au/__data/assets/pdf_file/0017/58031/Oxford-Big-Ideas-Geography-History-9-ch5-Industrial-revolution.pdf.

Mokyr, J. (1998) ‘The Second Industrial Revolution, 1870 - 1914’, (August 1998), pp. 1–19.

Schwab, K. (2016) ‘The Fourth Industrial Revolution’, World Economic Forum, p. 199. doi: 10.1017/CBO9781107415324.004.

World Economic Forum (2016) ‘The Future of Jobs Employment, Skills and Workforce Strategy for the Fourth Industrial Revolution’, Growth Strategies, (january), pp. 2–3. doi: 10.1177/1946756712473437.

World Economic Forum and BVL Interntional (2017) ‘Impact of the Fourth Industrial Revolution on Supply Chains’, (October), p. 22.

Xing, B. and Marwala, T. (2017) ‘Implications of the Fourth Industrial Age on Higher Education’, ResearchGate, (April), pp. 2–9. Available at: https://www.researchgate.net/publication/315682580%0D.

http://webs.bcp.org/sites/vcleary/modernworldhistorytextbook/industrialrevolution/ireffects.html

http://ushistoryscene.com/article/second-industrial-revolution/

http://www.historyofinformation.com/expanded.php?id=3634