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AI
Industry 4.0

L'automatisation s'adapte aux emballages durables

Publié le 2022-08-16 12:05:00 UTC dans AI

Vous est-il déjà arrivé de commander un article de petite taille en ligne et d'entrer dans une colère noire en le voyant arriver dans une grande boîte remplie de papier bulle, de coussins de calage ou d'inserts en papier ?
Les consommateurs sont très prompts à critiquer (et j'en fais partie), surtout en ce qui concerne le suremballage. Ils ne comprennent pas que le vendeur ne soit puisse pas absorber un coût de stockage plus élevé pour dix boîtes de tailles différentes, ou ne dispose pas d'un système d'automatisation qui puisse prendre en charge des boîtes de tailles différentes.
Les consommateurs ne se soucient pas des problèmes que les entreprises doivent surmonter pour rendre leurs emballages plus durables. Boîtes plus petites. Séparateurs plus fins. Poids plus légers. Moins de plastique vierge utilisé. Cela doit quand même être assez facile à faire ?
Malheureusement non. Qu'il s'agisse de passer de l'emballage rigide à l'emballage flexible, d'alléger les emballages, d'utiliser des séparateurs plus fins, d'intégrer du contenu recyclé, de passer d'un matériau multicouche à un matériau monocouche ou de passer du plastique au papier, repenser l'emballage pour le rendre plus durable est un processus très complexe.

Les technologies de boîte noire détiennent les réponses

Les fabricants de biens de consommation courante sont confrontés à un défi majeur lorsqu'ils envisagent de repenser leurs emballages : adapter leurs chaînes de production et d'emballage pour intégrer le nouveaux matériaux, formats et designs. Dans le cas présent, la clé d'une transition facile vers un emballage durable réside dans la technologie. Les technologies de type « boîte noire » que vous ne pouvez même pas voir. Les algorithmes. Le contrôle des axes. La programmation. Les capteurs. L'intelligence artificielle. Il s'agit d'exploiter tout cela pour proposer des solutions d'automatisation flexibles et pérennes, suffisamment intelligentes et dynamiques pour faire face à tous les scénarios.
Citons par exemple les films flexibles utilisés dans le moulage, le remplissage et le scellage, ainsi que l'enveloppage tubulaire et la fabrication de sacs. Ils constituent un domaine d'innovation considérable : il existe non seulement un flux constant de marques cherchant à passer de formats rigides à des formats flexibles, mais aussi une importante base d'utilisateurs de films qui souhaitent passer à des films plus écologiques. Leurs stratégies vont du déclassement aux films plus fins en passant par les films monocouches recyclables, les films biodégradables, les films en papier ou les films à contenu recyclé.

Lorsque les nouveaux matériaux rencontrent les anciennes machines…

La plupart des machines d'emballage en service aujourd'hui n'étaient pas conçues pour intégrer ces « nouveaux » films. Elles ont été conçues pour fonctionner avec des films en plastique vierge très homogènes d'une certaine épaisseur. Les « points de friction » qui doivent être corrigés au moment d'adapter l'équipement aux matériaux émergents sont le contrôle de la tension et le scellage des films, les films fins qui brûlent et s'enchevêtrent plus facilement, ainsi que les films en papier qui se déchirent et les films à haut contenu recyclé qui sont intrinsèquement variables en qualité d'un lot à l'autre.
Même de légères variations de l'épaisseur du film entraînent des irrégularités au moment de dérouler ou d'enrouler le film, et augmentent la tension du film. Une tension inégale entraîne à son tour des défauts pendant la formation et le scellement du sachet : film gondolé, déchiré, plié, mal aligné, etc.
Ces problèmes rendent ces films inutilisables et produisent des déchets, ce qui va à l'encontre de l'objectif de passer à un film « plus vert ».
OMRON a résolu ce problème en mettant au point son système de contrôle de la tension du film, qui permet un contrôle synchronisé de la tension, de l'avancement et de la coupe. Ce système fait partie d'une série de « blocs de fonction » pour optimiser le traitement du film dans les machines de forme, de remplissage et de scellage. En fait, nos ingénieurs ont développé un algorithme et l'ont programmé dans notre plate-forme de contrôle d'axes, ce qui permet aux fabricants OEM et aux intégrateurs de systèmes d'intégrer facilement cette fonctionnalité à une machine.

Régulation intelligente de la température

En matière d'étanchéité, la régulation de la température constitue le vrai défi. Les films plus fins sont très sensibles à la chaleur, et la variabilité des films recyclés signifie que l'utilisation du système d'étanchéité à une température constante entraîne des défauts. Dans le cas présent, l'une des solutions consiste à utiliser l'IA pour permettre une régulation dynamique de la température. Un capteur situé sur la barre de scellage est relié à un algorithme adaptatif dans le système de commande, lequel ajuste automatiquement la température de scellage lorsqu'il rencontre une variabilité dans le matériau.
La régulation dynamique de la température assurée par l'IA présente une valeur potentielle non seulement sur les lignes de films flexibles, mais aussi dans toutes les applications d'emballage impliquant de la chaleur et des matériaux variables. Il existe une énorme opportunité au niveau du moulage par extrusion-soufflage. De nombreux propriétaires de marques préfèrent externaliser cette tâche en raison de la complexité de la production de bouteilles plus légères intégrant du contenu recyclé : une infime variation de la composition de la résine peut en effet entraîner d'énormes volumes de rejets. La régulation de la température en boucle fermée peut résoudre ce problème.
Les fabricants n'adoptent pas des stratégies plus durables uniquement pour leurs opérations d'emballage principales. Des opérations secondaires comme la mise en cartons et la palettisation sont également concernées par cette transformation.

Les palettes flexibles déconcertent les contrôleurs robotiques

À mesure que les petites commandes de plusieurs références deviennent la norme dans la chaîne d'approvisionnement de détail, l'une des manières les plus évidentes pour les fabricants de biens de consommation courante de tirer des bénéfices sur le volet développement durable est d'optimiser les palettes qu'ils expédient. Cependant, du point de vue de la palettisation, cela pourrait être un vrai casse-tête, et les fabricants choisiront généralement d'envoyer deux palettes plutôt que d'essayer de regrouper deux produits différents sur une seule palette. Pourquoi ? Parce que les algorithmes de la plupart des palettiseurs robotisés utilisés aujourd'hui ont été écrits pour programmer des schémas de palettes avec des boîtes identiques. Or, il s'agit de programmes autonomes intégrés au contrôleur du bras du robot lui-même, ce qui limite les possibilités de travailler avec plusieurs configurations de palettisation.
Le développement d'une solution qui permet de disposer plusieurs couches sur une palette et qui pourrait contrôler plusieurs stations de palettisation représente un défi majeur. Cependant, nos ingénieurs y travaillent et ont amélioré le processus de palettisation, en intégrant un « bloc de fonction » facile à utiliser dans notre système d'automatisation. Celui-ci permet de configurer différentes couches et de contrôler plusieurs stations à partir d'un seul contrôleur. Grâce à cette solution de palettisation, les intégrateurs de systèmes peuvent facilement construire des systèmes de palettisation flexibles sans reprogrammation importante, d'où des économies en termes d'ingénierie, de mise en œuvre et d'intégration.

La boucle est bouclée

La circularité constituant un thème important dans l'emballage durable, il est logique que cet article reviennent à son problème de départ. Grâce à un contrôle et une automatisation intelligents, les cartons de grande taille et les éléments de remplissage inutiles pourraient bientôt disparaître. Notre technologie a aidé nos constructeurs de machines partenaires à développer une plate-forme de fabrication basée sur notre plate-forme de contrôle d'axes de pointe. L'objectif : préparer des cartons « sur mesure » afin que vos produits soient livrés dans une boîte de taille adaptée.
Le passage à un emballage à faible impact est rarement simple, mais grâce à des technologies avancées d'automatisation et de contrôle qui prennent en charge la flexibilité, c'est possible. Nous contacter pour plus d'informations

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  • Patricia Torres

    Patricia Torres

    Patricia is Industry Marketing Manager Food and Commodities Solutions at Omron Industrial Automation Europe.