Sfruttare il potenziale, affrontare le sfide, plasmare il futuro: come la digitalizzazione e l’intelligenza artificiale potranno far progredire l’industria delle materie plastiche
a cura di Messe Düsseldorf
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. Da questo punto di vista, la 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 ai requisiti più stringenti del mercato.
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 in questo campo. 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 dei macchinari 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 degli espositori dell’ultima fiera K, che si era posta l’obiettivo di affrontare le principali sfide del momento e di presentare soluzioni concrete dall’8 al 15 ottobre 2025 a Düsseldorf, in Germania. Questo approccio si rifletteva anche in uno dei temi guida della fiera: “Embracing Digitalisation”.
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 veri e propri game-changer per l’economica circolare 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 in un’intervista Alexander Kronimus, vicedirettore generale di PlasticsEurope Deutschland.
L’apprendimento automatico accelera anche i cicli di sviluppo e migliora il controllo dei processi. I “gemelli digitali” (digital twin) fanno un ulteriore passo avanti: 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 selezione supportata 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 selezione supportati dall’IA con sensori operanti nel vicino infrarosso (NIR) identificano i diversi tipi di polimero, separano i riciclati di alta qualità dalle impurità e migliorano la qualità del materiale riciclato. Questo aumenta il tasso di riciclo 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 riciclo. 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) durante una sua relazione presso l’Industrievereinigung Kunststoffverpackungen (IK).
Un altro ostacolo è la carenza di manodopera qualificata. Per introdurre tecnologie di automazione, IA e 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.
I visori 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 si possono accelerare i processi di manutenzione e formazione senza la necessità di avere sempre a disposizione esperti esterni.
Conclusioni e prospettive
La digitalizzazione si sta rivelando una sorta di 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. In questo modo, è inoltre 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, pari al 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.
