L'automazione si adatta al packaging sostenibile
Pubblicato il 16 Agosto 2022 a AI
Hai mai ordinato online un articolo di piccole dimensioni per poi infuriarti vedendolo arrivare in una scatola oversize con pluriball, cuscini riempiti d'aria o inserti di carta?
I consumatori (me inclusa) sono subito pronti a criticare, soprattutto quando si tratta di un imballaggio di dimensioni eccessive. Non apprezzano il fatto che il rivenditore di e-commerce potrebbe non essere in grado di sostenere i costi più elevati associati allo stoccaggio di 10 dimensioni diverse di scatole o a un sistema di automazione in grado di gestire dimensioni variabili.
Ai consumatori poco importa degli ostacoli che le aziende devono superare per rendere il loro packaging più sostenibile. Scatole più piccole. Pareti più sottili. Pesi inferiori. Basso contenuto di plastica vergine. Siamo sicuri che sia così semplice?
In realtà non lo è mai. Che si tratti di passare da un imballaggio rigido a uno flessibile, ridurre il peso e lo spessore delle pareti, integrare contenuto riciclato, optare per un materiale monostrato al posto di uno multistrato o migrare dalla plastica alla carta, ripensare il packaging per renderlo più sostenibile è un processo estremamente complesso.
Le tecnologie Black Box hanno le risposte
Una delle principali sfide che i produttori di beni di largo consumo (FMCG) devono affrontare durante la riprogettazione del packaging è l'adattamento delle linee di produzione e imballaggio a nuovi materiali, formati e design. In questo caso, la chiave per una transizione indolore al packaging sostenibile risiede nelle tecnologie invisibili "black box". Algoritmi. Motion control. Programmazione. Sensori. Intelligenza artificiale. Occorre sfruttarli per creare soluzioni di automazione flessibili e all'avanguardia, intelligenti e dinamiche, in grado di affrontare qualsiasi situazione.
Prendiamo, ad esempio, i film flessibili utilizzati per processi di formatura, riempimento e sigillatura, imballaggio a flusso e creazione di buste. Si tratta di un'enorme area di interesse per l'innovazione, in quanto non solo c'è un flusso costante di marchi che desiderano passare da formati rigidi a flessibili, ma esiste anche un'ampia base di utenti di film che desiderano passare a film più ecocompatibili. Le loro strategie spaziano dalla riduzione dello spessore per film più sottili al passaggio a film monostrato riciclabili, film biodegradabili, film in carta o film con contenuto riciclato.
Quando i nuovi materiali incontrano le vecchie macchine…
La maggior parte delle macchine per l'imballaggio attualmente in funzione non è stata progettata per accogliere questi nuovi film, bensì per gestire film in plastica vergine di un certo spessore. I "punti dolenti" che devono essere affrontati durante l'adattamento delle apparecchiature per la gestione dei materiali emergenti sono il controllo della tensione dei film e la sigillatura: i film sottili sono più soggetti a bruciature e si aggrovigliano più facilmente, i film in carta si lacerano e i film con elevato contenuto riciclato sono intrinsecamente variabili da un lotto all'altro.
Anche lievi cambiamenti nello spessore del film determinano avvolgimento e svolgimento irregolari e aumentano la tensione sul film. Una tensione non uniforme, a sua volta, provoca difetti durante la formatura o la sigillatura delle buste, come arricciature, strappi, piegature o disallineamenti.
Questi problemi non solo rendono i film inutilizzabili, ma hanno anche un'implicazione legata alla generazione di scarti, che vanifica l'obiettivo di passare a un film "più ecologico".
OMRON ha affrontato questo problema attraverso lo sviluppo del sistema di controllo della tensione dei film, che fornisce un controllo sincronizzato della tensione, dell'alimentazione e del taglio. Questo sistema fa parte della serie di "blocchi funzione" per ottimizzare la lavorazione dei film nelle macchine per formatura, riempimento e sigillatura. In sostanza, i nostri tecnici hanno sviluppato un algoritmo e lo hanno programmato nella nostra piattaforma di motion control, rendendo più semplice per OEM e integratori di sistemi l'integrazione di questa funzionalità in una macchina.
Controllo della temperatura intelligente
Nel processo di sigillatura, il controllo della temperatura è la chiave. I film più sottili sono molto soggetti a bruciature e la variabilità dei film riciclati implica dei difetti durante l'esecuzione del processo di sigillatura a temperatura costante. In questo caso, una delle soluzioni consiste nell'utilizzare l'intelligenza artificiale (IA) per abilitare il controllo dinamico della temperatura. Un sensore sulla barra sigillatrice si collega a un algoritmo adattivo all'interno del sistema di controllo per regolare automaticamente la temperatura di sigillatura in caso di variabilità nei materiali.
Il controllo dinamico della temperatura basato su IA ha un valore potenziale non solo sulle linee di film flessibili, ma in qualsiasi applicazione di imballaggio che implichi calore e materiali variabili. Intravediamo un'enorme opportunità nello stampaggio per soffiaggio. Molti proprietari di marchi scelgono di esternalizzare lo stampaggio per soffiaggio a causa della complessità della produzione di bottiglie più leggere con contenuto riciclato: una lieve variazione nella composizione della resina può comportare enormi volumi di scarti. Il controllo della temperatura a circuito chiuso può risolvere questo problema.
Non è solo sulle operazioni di imballaggio primario che i produttori stanno adottando strategie di packaging più sostenibili; anche le operazioni di imballaggio secondario, come l'inscatolamento e la pallettizzazione, sono in fase di trasformazione.
I pallet flessibili confondono i controllori robotici
Via via che ordini più piccoli di diverse SKU diventano la norma nella catena di distribuzione retail, uno dei modi più ovvi per consentire ai produttori di FMCG di aumentare la sostenibilità è ottimizzare le spedizioni di pallet. Tuttavia, dal punto di vista della pallettizzazione, ciò potrebbe essere problematico e con ogni probabilità i produttori decideranno di inviare due pallet piuttosto che cercare di razionalizzare due diversi prodotti su un pallet unico. Questo è dovuto al fatto che gli algoritmi della maggior parte dei pallettizzatori robotici attualmente utilizzati sono stati scritti per la programmazione di schemi di pallet con scatole identiche e sono programmi indipendenti integrati nel controllore stesso del braccio robotico, limitando le possibilità di lavorare con più layout di pallettizzazione.
Lo sviluppo di una soluzione che consenta di disporre diversi strati in un solo pallet e di controllare più stazioni di pallettizzazione è una delle sfide principali. Tuttavia, i nostri tecnici ci stanno lavorando e hanno migliorato il processo di pallettizzazione, integrando un "blocco funzione" di facile utilizzo nel nostro sistema di automazione per configurare diversi strati e controllare più stazioni da un unico controllore. Grazie a questa soluzione di pallettizzazione, gli integratori di sistemi possono creare facilmente sistemi di pallettizzazione flessibili senza una riprogrammazione estesa, risparmiando sui costi di progettazione, implementazione e integrazione.
Approccio alla circolarità
La circolarità è un tema importante nel packaging sostenibile, quindi è giusto che questo articolo torni sulla questione iniziale. Grazie al controllo e all'automazione intelligenti, cartoni oversize e inutili materiali di riempimento potrebbero presto essere un ricordo del passato. La nostra tecnologia ha aiutato i costruttori di macchine nostri partner a sviluppare una piattaforma di inscatolamento basata sulla nostra piattaforma di motion control all'avanguardia che consente di realizzare scatole di cartone "su misura", in modo che i prodotti possano essere consegnati all'interno di scatole di dimensioni appropriate.
Il passaggio a imballaggi con un minore impatto ambientale non è semplice ma, grazie alle tecnologie avanzate di automazione e controllo che supportano la flessibilità, è uno scenario raggiungibile.
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