Мировая индустрия пластмасс сталкивается с серьезными глобальными экономическими и регуляторными вызовами. Усиление конкуренции и ужесточение экологических требований вызывают спрос на инновационные решения. Прогресс цифровизации открывает здесь новые возможности для более эффективного и устойчивого производства. Автоматизированные процессы и «умные» системы управления на основе цифровых данных уже сейчас облегчают многим предприятиям адаптацию к более строгим требованиям.
Возрастающее значение искусственного интеллекта
Все более важным фактором в этом процессе становится искусственный интеллект (ИИ). Согласно исследованию Bitkom, 78 % респондентов в опрошенных промышленных компаниях считают ИИ критически важным для своей конкурентоспособности, при этом более половины сначала ожидают опыта других. В то же время 48 % не имеют необходимых навыков в области ИИ, а 91 % требуют уменьшения числа нормативных барьеров, препятствующих инновациям в области ИИ. Эти цифры подчеркивают, что, хотя существует широкий консенсус в отношении важности перехода на цифровые технологии, многие предприятия все еще не решаются применять их на практике.
Вместе с тем цифровое управление машинами и их сетевое взаимодействие являются основой для новых автоматизированных технологий. Киберфизические системы (CPS) и Интернет вещей (IoT) позволяют непрерывно собирать производственные данные и оценивать их в режиме реального времени. Например, различные датчики контролируют температуру, заполнение и (или) давление внутри литьевой формы и передают значения в облачные приложения. Важной стандартизированной платформой связи при этом является коммуникационный стандарт OPC UA, который обеспечивает сетевое взаимодействие и безопасный обмен данными с внешними устройствами.
ИИ придает цифровым процессам новый импульс, позволяя самообучающимся алгоритмам анализировать большие объемы данных и гибко оптимизировать процессы.
«ИИ и цифровизация меняют правила игры в круговороте пластмасс. Полностью автоматизированные производственные процессы, цифровые паспорта продукции и моделирование позволяют оптимизировать рабочие процессы и помогают экономить ресурсы по всей цепочке создания стоимости продукции»
говорит д-р Александр Кронимус (Alexander Kronimus), заместитель генерального директора PlasticsEurope Deutschland.
Машинное обучение и цифровые двойники
Машинное обучение также ускоряет циклы разработки и улучшает управление технологическими процессами. Цифровые двойники делают еще один шаг вперед: они виртуально отображают реальные производственные линии и предоставляют структурированную информацию об использовании оборудования. Кроме того, они обеспечивают возможность хранения машинных данных и информации в машиночитаемом виде в течение всего срока службы оборудования, ускоряют процессы производства и упрощают стратегии технического обслуживания. Цифровые двойники также должны соответствовать требованиям цифрового паспорта продукта (DPP), который был введен в действие в соответствии с регламентом ЕС по экологическому дизайну (ESPR), вступившим в силу в июле 2024 г.
В области обеспечения качества системы видеокамер и обработки изображений на основе ИИ поддерживают производственные процессы. Они обнаруживают отклонения формы и размеров изделий, дефекты поверхности или загрязнения материала во время производства и обеспечивают стабильный уровень качества продукции. Эти технологии позволяют своевременно обнаруживать неисправности, сокращая количество брака и повышая эффективность использования ресурсов.
Цифровизация и рециклинг
В связи с ужесточением экологических требований и растущими требованиями потребителей способность пластмасс к рециклингу становится все более важным фактором в полимерном бизнесе. Системы сортировки на основе ИИ и ИК-контроля в ближней области (NIR) позволяют идентифицировать различные виды пластмасс, отделять высококачественные отходы от загрязнений и улучшать качество регранулята. Это увеличивает скорость вторичной переработки и способствует выполнению нормативных требований. Цифровые системы также тесно связаны с DPP, который предоставляет исчерпывающую информацию об используемом сырье, производственных процессах и способах переработки. В целом эти технологии помогают компаниям наладить замкнутый цикл производства, снизить воздействие на окружающую среду и соответствовать требованиям ESPR.
Дефицит средств и нехватка квалифицированных кадров
Несмотря на многочисленные новаторские проекты, прогресс во многих компаниях замедляется.
«Многие малые и средние предприятия еще недостаточно инвестировали в цифровизацию, поскольку это требует значительных затрат и особой компетентности от сотрудников»
говорит Мауритиус Шмитц (Mauritius Schmitz) из Института переработки пластмасс (IKV, г. Аахен, Германия).
Еще одним препятствием является нехватка квалифицированных кадров. Тем, кто хочет внедрить автоматизацию, ИИ и IoT, нужны специалисты по анализу данных и IT-безопасности. Этот недостаток персонала и знаний иногда тормозит реализацию цифровых технологий, даже если технические решения уже существуют. Средства дополненной реальности (Augmented Reality) могут помочь решить эту проблему, выводя инструкции по техническому обслуживанию или обучающий контент непосредственно в поле зрения сотрудников. Таким образом, процессы техобслуживания и инструктажа могут быть ускорены без необходимости постоянного присутствия внешних экспертов на рабочем месте.
Заключение
Цифровизация становится катализатором создания более устойчивой и эффективной индустрии пластмасс. Сетевые производственные системы обеспечивают оптимизацию в режиме реального времени, что позволяет снизить процент брака и более уверенно справляться с колебаниями рынка. В то же время могут быть разработаны новые бизнес-модели, например, с помощью цифровых платформ и услуг по техобслуживанию. Однако большую роль в этом процессе будет играть финансирование. По данным Центра европейских экономических исследований имени Лейбница (ZEW), расходы на инновации в индустрии пластмасс равны 2,2 млрд евро, что составляет всего 1,65 % от расходов на инновации всего производственного сектора. Вместе с тем в ZEW отмечают, что 63 % компаний в отрасли внедряют инновации в сферах продуктов или процессов, что выше, чем в среднем в производственном секторе (57 %). Эти цифры показывают, что стремление к инновациям существует, но для последовательной реализации цифровых проектов требуются финансовые и кадровые ресурсы.
Огромный потенциал, который цифровизация открывает для индустрии пластмасс, будет продемонстрирован на K-2025 как на более чем 3000 стендов экспонентов, так и на различных специальных мероприятиях, Речь в первую очередь идет о специальном форуме «Пластмассы формируют будущее» (Plastics Shape the Future), традиционно организуемом Plastics Europe Deutschland, а также о форуме Союза немецких машиностроителей VDMA.
Пресс-центр Messe Duesseldorf
The Key Theme K-2025: Digitalization
K-2025, the world-leading trade fair of the plastics and rubber industry, has set out to tackle the central challenges of our time and present concrete solutions from 8 to 15 October in Düsseldorf. This aim is also reflected by its guiding topics. One of them reads «Embracing Digitalisation». The plastics industry faces major economic and regulatory disruptions worldwide. Rising competitive pressure, stricter environmental regulations and higher demands made on circularity increase the pressure to innovate. On-going digitalisation offers new opportunities for producing more efficiently and sustainably here. Automated processes, data-based control systems and smart connectivity already ease adaptation to stricter requirements in many companies today.
Опубликовано в журнале «Полимерные материалы» № 4 (311) 2025 г., с. 12-14.
