Digitalizacja wspiera rozwój przetwórstwa tworzyw sztucznych

• Strona główna
• Artykuły
• Digitalizacja wspiera rozwój przetwórstwa tworzyw sztucznych

2025-02-26  / Autor: Materiał przygotowany przez Messe Düsseldorf, organizatora targów K 2025 dla przemysłu tworzyw sztucznych

Branża tworzyw sztucznych na całym świecie stoi w obliczu poważnych zakłóceń gospodarczych i regulacyjnych. Rosnąca presja konkurencyjna, surowsze przepisy środowiskowe i wyższe wymagania dotyczące gospodarki o obiegu zamkniętym zwiększają presję na innowacje. Trwająca digitalizacja oferuje nowe możliwości wydajniejszej i bardziej zrównoważonej produkcji. Zautomatyzowane procesy, systemy sterowania oparte na danych i inteligentna łączność ułatwiają już dziś dostosowanie się do surowszych wymagań w wielu firmach. Wskaźnik digitalizacji 2024 Federalnego Ministerstwa Gospodarki i Ochrony Klimatu (BMWK) wskazuje na rosnący poziom digitalizacji i stwierdza, że gospodarka niemiecka stała się o około 14% bardziej cyfrowa w ciągu ostatnich pięciu lat. Szczególnie szybko wzrosło to w kategorii „Procesy”, która opisuje zarówno cyfrową dojrzałość przepływów pracy wewnątrz firmy, jak i połączenie z partnerami zewnętrznymi.

Sztuczna inteligencja (AI) jest uważana za kamień milowy w tym zakresie. Według badania Bitkom, 78% ankietowanych firm przemysłowych uważa AI za decydującą o ich konkurencyjności, podczas gdy ponad połowa czeka, aby zobaczyć, jak inni sobie poradzą. Jednocześnie 48% nie posiada niezbędnych umiejętności AI, a 91% wymaga mniejszej liczby przeszkód regulacyjnych, aby nie utrudniać innowacji AI. Liczby te podkreślają, że istnieje szeroki konsensus co do znaczenia digitalizacji, ale wiele firm waha się przed jej wdrożeniem w praktyce.

Kluczowe technologie cyfrowe: łączność i internet rzeczy

Cyfrowe sterowanie i łączność maszyn stanowią podstawę nowych technologii. Automatyzacja w budowie maszyn do tworzyw sztucznych trwa już od ponad 40 lat. Teraz prawie wszystkie maszyny idą o krok dalej i stawiają na digitalizację. Systemy cyberfizyczne (CPS) i Internet rzeczy (IoT) umożliwiają bezproblemowe przechwytywanie i ocenę danych produkcyjnych w czasie rzeczywistym. Czujniki monitorują na przykład temperaturę, natężenie przepływu lub ciśnienie w formie i przesyłają wartości do aplikacji w chmurze. Ważnym standardem komunikacyjnym jest OPC UA, który umożliwia bezpieczną wymianę danych między producentami.

Rosnące wolumeny danych prowadzą do pytań o ich wykorzystanie. Według stowarzyszeń przemysłowych, unijny akt prawny EU Data Act wprowadził teraz jasność w tej kwestii. Nowy Data Act zobowiązuje producentów maszyn do dostarczania użytkownikom maszyn danych generowanych podczas pracy w prosty i zrozumiały, maszynowo czytelny sposób. Jednocześnie konserwacja predykcyjna staje się priorytetem, ponieważ analizy w czasie rzeczywistym mogą wykrywać odchylenia na wczesnym etapie i ograniczać nieplanowane przestoje.

Sztuczna inteligencja i automatyzacja

Sztuczna inteligencja dodaje nową dynamikę do procesów cyfrowych, ponieważ samouczące się algorytmy analizują duże wolumeny danych i elastycznie optymalizują procesy. Sztuczna inteligencja i cyfryzacja zmieniają zasady gry w gospodarce o obiegu zamkniętym w zakresie tworzyw sztucznych. W pełni zautomatyzowane procesy produkcyjne, cyfrowe paszporty produktów i symulacje optymalizują przepływy pracy i pomagają oszczędzać zasoby w całym łańcuchu wartości.

Ponadto uczenie maszynowe przyspiesza cykle rozwoju i poprawia kontrolę procesu. Cyfrowe bliźniaki idą jeszcze o krok dalej: przedstawiają wirtualnie rzeczywiste linie produkcyjne i dostarczają ustrukturyzowane dane dotyczące całkowitego wykorzystania maszyn. Ponadto oferują możliwość zapisywania danych i informacji maszynowych w ustrukturyzowanym i czytelnym dla maszyn formacie przez cały cykl życia. Mówi się, że cyfrowe bliźniaki są również zgodne z wymogami cyfrowego paszportu produktu (DPP), który został wprowadzony wraz z rozporządzeniem UE w sprawie ekoprojektu dla zrównoważonych produktów (ESPR). Te wirtualne bliźniaki rzeczywistych zakładów produkcyjnych przyspieszają cykle rozwoju i ułatwiają strategie konserwacji.

Optyczna kontrola jakości i sortowanie wspomagane przez sztuczną inteligencję

W dziedzinie zapewnienia jakości systemy kamer i przetwarzanie obrazu oparte na sztucznej inteligencji wspierają procesy produkcyjne. Wykrywają odchylenia kształtu, wady powierzchni lub zanieczyszczenia materiału podczas produkcji i zapewniają stały poziom jakości. Technologie te umożliwiają wczesne wykrywanie wad, co zmniejsza liczbę odrzutów i zapewnia bardziej efektywne wykorzystanie zasobów.

W obliczu surowszych przepisów dotyczących ochrony środowiska i rosnących oczekiwań klientów, przydatność tworzyw sztucznych do gospodarki o obiegu zamkniętym również wysuwa się na pierwszy plan. Systemy sortowania wspomagane przez sztuczną inteligencję z czujnikami bliskiej podczerwieni (NIR) identyfikują różne rodzaje tworzyw sztucznych, oddzielają wysokiej jakości recyklaty od zanieczyszczeń i poprawiają jakość recyklingu. Zwiększa to wskaźniki ponownego wykorzystania i przyczynia się do zgodności z wymogami regulacyjnymi.

Co więcej, systemy cyfrowe są ściśle powiązane z cyfrowym, paszportem produktu, który zawiera kompleksowe informacje o wykorzystanych surowcach, procesach produkcyjnych i ścieżkach recyklingu. Technologie te pomagają firmom w ustanawianiu zamkniętych cyklów materiałowych, zmniejszaniu obciążeń dla środowiska i przestrzeganiu ESPR.

Wyzwania i niedobór wykwalifikowanej siły roboczej

Pomimo licznych projektów postęp w wielu firmach, zwłaszcza w MŚP, słabnie. Wiele małych i średnich przedsiębiorstw nie zainwestowało wystarczająco w digitalizację, ponieważ wiąże się ona ze znacznymi kosztami i jest zależna od konkretnych umiejętności. Kolejną przeszkodą jest niedobór wykwalifikowanego personelu. Ci, którzy chcą wprowadzić automatyzację, AI i technologie IoT, potrzebują specjalistów do analizy danych i bezpieczeństwa IT. Ten niedobór kadrowy i umiejętności czasami spowalnia wdrażanie, mimo że istnieją już rozwiązania techniczne. Gogle AR (rzeczywistości rozszerzonej) mogą tutaj przynieść ulgę, wyświetlając instrukcje dotyczące konserwacji lub treści szkoleniowe bezpośrednio w polu widzenia personelu. Przyspiesza to procesy konserwacji i wdrażania bez konieczności ciągłej obecności zewnętrznych ekspertów na miejscu.

Podsumowanie i perspektywy

Digitalizacja okazuje się katalizatorem dla bardziej zrównoważonego i wydajnego przemysłu tworzyw sztucznych. Połączone systemy produkcyjne umożliwiają optymalizację w czasie rzeczywistym, zmniejszając tym samym liczbę odrzutów i pewniej buforując wahania rynku. Jednocześnie można rozwijać nowe modele biznesowe – na przykład w formie platform cyfrowych i usług konserwacyjnych. Kluczową rolę odegra jednak finansowanie. Według Centrum Leibniza ds. Europejskich Badań Ekonomicznych (ZEW), przemysł tworzyw sztucznych inwestuje 2,2 mld euro w innowacje, co stanowi zaledwie 1,65% wydatków na innowacje w całym przemyśle przetwórczym. Jednocześnie 63% firm w sektorze jest aktywnych w zakresie innowacji produktowych lub procesowych, co przekracza średnią 57% w branży przetwórczej. Liczby te pokazują, że istnieje wola innowacji, ale do konsekwentnego wdrażania projektów digitalizacji potrzebne są zasoby finansowe i ludzkie.

digitalizacjasztuczna inteligencjatworzywa sztucznetechnologia