Sfruttare il potenziale, affrontare le sfide, plasmare il futuro: Come la digitalizzazione e l'intelligenza artificiale potranno far progredire l'industria delle materie plastiche
La K 2025, la fiera leader a livello mondiale per l'industria delle materie plastiche e della gomma, si è posta l’obiettivo di affrontare le principali sfide del momento e di presentare soluzioni concrete dall'8 al 15 ottobre a Düsseldorf. Questo si riflette anche nei temi guida previsti. Uno di questi è “Embracing Digitalisation”.
L'industria delle materie plastiche sta affrontando grandi sconvolgimenti economici e normativi in tutto il mondo. La crescente pressione competitiva, le normative ambientali più severe e i requisiti relativi all’economia circolare aumentano la pressione verso l'innovazione. L'avanzamento della digitalizzazione offre nuove opportunità per produrre in modo più efficiente e sostenibile. Processi automatizzati, sistemi di controllo basati sui dati e reti intelligenti stanno già facilitando l'adattamento di molte aziende a requisiti più stringenti. Secondo l’indice di digitalizzazione 2024 elaborato dal Ministero Federale per l’economia e la protezione del clima tedesco per monitorare l’evoluzione di questo parametro, il grado di digitalizzazione dell'economia tedesca è cresciuto di circa il 14% negli ultimi cinque anni. L’aumento è stato particolarmente marcato nella categoria "Processi", che riflette sia la maturità digitale dei processi interni all'azienda che la sua rete di contatti con i partner esterni.
In questo processo l'intelligenza artificiale (IA) è considerata una pietra miliare decisiva. Secondo uno studio di Bitkom, il 78% delle aziende industriali intervistate considera l’IA come fattore cruciale per la propria competitività, mentre più della metà ha deciso di aspettare per vedere cosa fanno gli altri operatori. Allo stesso tempo, il 48 % non dispone delle competenze necessarie in materia di IA e il 91% chiede di ridurre gli ostacoli normativi per non rallentare le innovazioni dell'IA. Queste cifre sottolineano il fatto che, sebbene vi sia un ampio consenso sull'importanza della digitalizzazione, molte aziende esitano ancora nel metterla in pratica concretamente.
Tecnologie digitali chiave: Reti e IoT
Il controllo digitale e il collegamento in rete delle macchine sono alla base delle nuove tecnologie. "L'automazione viene utilizzata nella produzione di macchine per materie plastiche da ormai più di 40 anni. Oggi quasi tutti fanno il passo ulteriore puntando sulla digitalizzazione", afferma Ulrich Reifenhäuser, presidente del comitato consultivo degli espositori della K di Düsseldorf. I sistemi cyber-fisici (CPS) e l'Internet delle cose (IoT) consentono di acquisire e analizzare i dati di produzione in tempo reale. I sensori monitorano, ad esempio, la temperatura, la portata o la pressione all’interno delle macchine e trasmettono i valori alle applicazioni cloud. Un importante standard di comunicazione, denominato OPC UA, consente lo scambio di dati sicuro indipendentemente dal produttore.
La crescente quantità di dati porta a interrogarsi sul loro utilizzo. Secondo le associazioni di categoria, il cosiddetto "EU Data Act" ha fatto chiarezza in questo senso. La nuova legge sui dati obbliga i produttori di macchine a mettere a disposizione dell'utente della macchina i dati generati durante il funzionamento in forma semplice e comprensibile. Allo stesso tempo, l'attenzione si sta spostando sulla manutenzione predittiva, in quanto le analisi in tempo reale possono rilevare eventuali problemi in fase precoce e ridurre i tempi di inattività non pianificati.
Intelligenza artificiale e automazione
L'intelligenza artificiale conferisce ai processi digitali una nuova dinamica, consentendo agli algoritmi di autoapprendimento di analizzare grandi volumi di dati e di ottimizzare i processi in modo flessibile. "L'intelligenza artificiale e la digitalizzazione sono dei veri e propri Game-Changer per l’economica circolazione delle materie plastiche. I processi di produzione completamente automatizzati, i passaggi digitali dei prodotti e le simulazioni consentono di ottimizzare i flussi di lavoro e di risparmiare risorse lungo l'intera catena del valore", afferma Dr. Alexander Kronimus, Vicedirettore Generale di PlasticsEurope Deutschland, in un'intervista.
L'apprendimento automatico accelera anche i cicli di sviluppo e migliora il controllo dei processi. I “gemelli digitali” fanno un ulteriore passo avanti: Essi mappano virtualmente le linee di produzione reali e forniscono informazioni strutturate sul grado di utilizzo complessivo delle macchine. Inoltre, offrono la possibilità di memorizzare i dati e le informazioni della macchina in modo strutturato e leggibile per l'intera durata della sua vita operativa. I gemelli digitali dovrebbero essere adatti anche ai requisiti del passaporto digitale del prodotto (DPP), introdotto con il regolamento (UE) sulla progettazione ecocompatibile dei prodotti sostenibili (ESPR) entrato in vigore nel luglio 2024. Queste immagini virtuali di impianti di produzione reali accelerano le fasi di sviluppo e facilitano le strategie di manutenzione.
Controllo ottico della qualità e smistamento supportato dall’IA
Nell'ambito del controllo qualità, i sistemi di telecamere e l'elaborazione delle immagini basata sull'intelligenza artificiale supportano i processi di produzione. Riconoscono le deviazioni di forma, i difetti di superficie o eventuali impurità del materiale durante la produzione garantendo un livello di qualità costante. Queste tecnologie consentono di individuare tempestivamente gli errori, ridurre gli sprechi e utilizzare le risorse in modo più efficiente.
Sulla scia delle normative ambientali più severe e delle crescenti richieste dei clienti, anche la riciclabilità delle materie plastiche sta assumendo un ruolo di primo piano. I sistemi di smistamento supportati dall'intelligenza artificiale con sensori per la gamma dell’infrarosso vicino (NIR) identificano i diversi tipi di plastica, separano i riciclati di alta qualità dalle impurità e migliorano la qualità del materiale riciclato. Questo aumenta il tasso di riciclaggio e contribuisce al rispetto dei requisiti normativi.
I sistemi digitali sono inoltre strettamente collegati al DPP, che fornisce informazioni complete sulle materie prime utilizzate, sui processi di produzione e sui percorsi di riciclaggio. Queste tecnologie aiutano le aziende a creare cicli chiusi di materiali, a ridurre l'impatto ambientale e a soddisfare i requisiti dell'ESPR.
Sfide e carenza di manodopera qualificata
Nonostante i numerosi progetti pionieristici, in molte aziende, soprattutto a livello delle PMI, i progressi stentano ad arrivare. "Molte piccole e medie imprese non hanno ancora investito a sufficienza nella digitalizzazione, poiché questa comporta costi considerevoli e richiede competenze specifiche", osserva Mauritius Schmitz dell'Istituto per la lavorazione delle materie plastiche (IKV) all'Industrievereinigung Kunststoffverpackungen (IK). Un altro ostacolo è la carenza di manodopera qualificata. Per introdurre tecnologie di automazione, IA e l’IoT, servono data analysts e specialisti di sicurezza informatica. Questa carenza di manodopera e di conoscenze può rallentare l’adozione di soluzioni tecniche già disponibili. Gli occhiali AR (realtà aumentata) possono aiutare in questo senso, visualizzando le istruzioni di manutenzione o i contenuti formativi direttamente nel campo visivo del dipendente. Ciò significa che i processi di manutenzione e istruzione possono essere accelerati senza la necessità di avere sempre a disposizione esperti esterni.
Conclusioni e prospettive
La digitalizzazione si sta rivelando un catalizzatore per un'industria delle materie plastiche più sostenibile ed efficiente. La messa in rete dei sistemi di produzione consente di migliorare i processi in tempo reale, riducendo i tassi di scarto. Al contempo permette di ammortizzare con maggiore sicurezza le fluttuazioni del mercato. Allo stesso tempo, è possibile sviluppare nuovi modelli di business, ad esempio attraverso piattaforme digitali e servizi di manutenzione. Tuttavia, il finanziamento giocherà un ruolo importante a tal fine. Secondo il centro di ricerca Leibniz-Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW), la spesa per l'innovazione nell'industria delle materie plastiche ammonta a 2,2 miliardi di euro, pari ad appena l'1,65% della spesa per l'innovazione nell'industria manifatturiera nel suo complesso. Allo stesso tempo, lo ZEW sottolinea che il 63% delle aziende del settore investe in innovazioni di prodotto o di processo, un dato superiore alla media dell'industria manifatturiera del 57%. Queste cifre indicano chiaramente che la volontà di innovare c'è, ma che sono necessarie risorse finanziarie e umane per realizzare in modo coerente i progetti di digitalizzazione.
L'enorme potenziale che la digitalizzazione offre all'industria delle materie plastiche sarà in mostra alla K 2025, sia negli oltre 3.000 stand degli espositori che nei vari eventi speciali durante i quali si discuteranno le sfide, soprattutto nella mostra speciale ufficiale della K "Plastics Shape the Future", organizzata da Plastics Europe Deutschland, e nel VDMA Forum.
Per saperne di più: www.k-online.com
La rivista online della K è disponibile al seguente indirizzo: K-Mag
K Basics:
La K è stata organizzata per la prima volta da Messe Düsseldorf nel 1952 e si tiene ogni tre anni. L’ultima K, svoltasi nel 2022, ha registrato 3.020 espositori provenienti da 59 Paesi su 177.516 m² di superficie espositiva netta e 177.486 visitatori professionisti, il 71% dei quali provenienti dall'estero.
