Il caro energia sta impattando in maniera consistente tutti i processi industriali. Attraverso il monitoraggio energetico industriale nelle lavorazioni della plastica è oggi possibile ottimizzare i processi e tagliare i costi.

Essere in grado di gestire e monitorare adeguatamente la produzione è fondamentale per ottenere buoni risultati in termini di efficientamento energetico, riduzione fermi macchina e costi di produzione.

L’industria della plastica è un settore altamente energivoro, sia da un punto di vista energetico che termico. Risparmiare sui costi è fondamentale per le imprese che vogliono efficientare i processi industriali ed ottenere un ritorno di tipo economico sull’investimento in industria 4.0. Attraverso il monitoraggio energetico industriale, le tecnologie IoT permettono di controllare costi e consumi, efficientandone i processi.

Lavorazioni plastiche: Industria 4.0 in Italia

Quanto sono digitalizzate le imprese italiane, quanto sono pronte ad intraprendere una transizione completa verso l’Industria 4.0? Come fare per attuare un monitoraggio energetico industriale attento e complessivo in grado di soddisfare tutte le esigenze delle imprese?

Nonostante i numerosi incentivi del governo, guidati dal piano Transizione 4.0 e PNRR, una digitalizzazione completa è possibile solo se adeguatamente supportata da un punto di vista economico e dei processi.

Competitività e Innovazione sono le parole d’ordine su cui puntare per essere attrattivi a livello di mercato e rimanere al passo con le continue innovazioni e sfide che arrivano dalle altre parti del mondo.

Diventare smart significa, per le aziende nel settore della plastica (ma non solo), adottare un percorso completo di transizione ad Industria 4.0, godendo dei vantaggi che la digitalizzazione dei macchinari permette di ottenere.

Lavorazioni e processi di efficientamento energetico

Le produzioni in ambito plastica riguardano principalmente due tipologie di lavorazioni, a seconda del modo con cui avviene il trasferimento di energia termica (calore) da un corpo ad un altro.

• A caldo: lavorazioni di tornitura, alesatura e fresatura, che permettono di effettuare scanalature e sagome personalizzate dei prodotti
• A freddo: la lavorazione prevede la rimozione delle parti in eccesso tramite macchinari utensili e banchi di lavoro a controllo numerico

Si tratta di processi che consumano un’elevata quantità di energia e che, di conseguenza, necessitano di essere costantemente monitorati. Per qualsiasi tipologia di produzione, infatti, il monitoraggio energetico industriale e il controllo  di consumi e costi permette di implementare strategie di ottimizzazione e, di conseguenza, un miglioramento complessivo dei processi.

Ridurre il consumo generale di elettricità, ad esempio, significa orientare i propri piani di investimento verso scelte di macchinari con capacità minori di consumo.

L’utilizzo delle tecnologie Industrial IoT permette di dare inizio ad un processo di identificazione e mappatura delle azioni dove è maggiormente necessario intervenire, permettendo, di conseguenza, di allinearsi con il fabbisogno energetico del macchinario e delle necessità generali dell’impianto.

Ottimizzare i processi industriali con le tecnologie IoT

Perché utilizzare tecnologie IoT nell’Industria della plastica? I numerosi vantaggi derivanti dall’utilizzo di soluzioni 4.0 per il monitoraggio energetico industriale e l’ottimizzazione dei processi, riguardano soprattutto:

• Maggiore automazione dei processi
• Velocità di realizzazione, dal prototipo alla produzione in serie
• Realizzazione di prodotti “customizzati” con forme e colori diversi
• Riduzione e minimizzazione tempi di inattività
• Maggiore flessibilità, attraverso produzione di lotti a costi di economia di scala
• Miglioramento della qualità del prodotto finale
• Minimizzazione degli scarti
• Riduzione dei consumi energetici

Le tecnologie IoT permettono, in maniera semplice ed immediata, di ottenere una produzione dinamica con processi più fluidi ed interconnessi, in grado di utilizzare al meglio le risorse disponibili. La trasformazione 4.0 digitale deve abilitare le imprese e i macchinari ad essere in grado di “produrre di più sprecando di meno”. I benefici che la transizione ad Industria 4.0, sono infatti molteplici per le industrie: secondo uno studio condotto dalla Commissione Attività Produttive, le imprese che hanno già introdotto l’Industria 4.0 stimano una crescita di efficienza produttiva pari al 30-50%.

Machine Learning per l’ottimizzazione della produzione 

Uno dei più grandi vantaggi dell’utilizzo di sistemi intelligenti e tecnologie IoT durante i processi di produzione riguarda, senz’altro, l’interfacciamento e comunicazione costante tra i macchinari.

I dati vengono continuamente  estratti ed elaborati on-the-edge,in modo tale da rendere più semplice la loro codifica ed elaborazione. L’utilizzo di tecniche di machine learning permette di venire incontro a queste esigenze, rendendo semplice la fruizione e comprensione dei dati riguardanti il funzionamento dei macchinari, facile ed efficiente il monitoraggio energetico industriale.

L’utilizzo di paradigmi di intelligenza artificiale permette di automatizzare i processi e costruire  modelli analitici in grado di minimizzare l’intervento umano sui processi decisionali. Nei casi più avanzati,  vengono utilizzati i dati a disposizione per insegnare all’algoritmo cosa aspettarsi dalle macchine monitorate, addestrando quindi un modello di AI capace di decidere autonomamente.

Utilizzando gli algoritmi di machine learning è possibile definire e controllare il comportamento energetico ottimale di un asset per poter poi modificare rapidamente possibili anomalie e agire di conseguenza. Le spese energetiche per l’industria della plastica sono molto alte, infatti rappresentano la terza voce di costo in bilancio e il loro contenimento risulta essere una possibilità per mantenere elevata la competitività sul mercato.

L’utilizzo di tecnologie 4.0 permetterebbe, in questo contesto (ma non solo) di monitorare in modo semplice e automatico i consumi dei macchinari presenti nell’industria della plastica, non solo quelli che producono direttamente il prodotto ma anche quelli di servizio, ossia ausiliari e complementari alla produzione.

La soluzione Zerynth

Le Zerynth Industrial IoT & AI APP vengono incontro alle necessità dei clienti, proponendo soluzioni 4.0 per il monitoraggio energetico industriale, il controllo dei processi e il supporto dei decision maker nelle strategie di efficientamento della produzione.

L’APP Machine Insights, ad esempio, permette di  monitorare  prestazioni e utilizzo dei propri macchinari, con un focus specifico su OEE, disponibilità, performance e qualità dei prodotti realizzati. I dati possono essere mostrati per le singole macchine e anche a livello aggregato.

Il vantaggio è legato, inoltre, alla possibilità di osservare i dati relativi a consumi e costi di produzione, sia attraverso viste aggregate (Fig 1), sia a livello di singola macchina, in modo da poter evitare eventuali anomalie che per attuare tecniche di monitoraggio energetico industriale.

Fig 1. Vista aggregata sui macchinari di produzione con APP Machine Insights.

Poter monitorare i propri macchinari industriali real time e da remoto permette di poter visualizzare, in qualsiasi momento, i tempi di produzione, lo stato dei macchinari e i consumi in modo da prendere decisioni strategiche immediate più facilmente.

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