Comment la numérisation et l'IA font avancer l’industrie des plastiques
Le salon K 2025, leader mondial de l'industrie des matières plastiques et du caoutchouc, s'est donné pour mission d'aborder les défis centraux de notre époque et de présenter des solutions concrètes du 8 au 15 octobre à Düsseldorf. C'est ce que reflètent également ses thèmes directeurs. L'un d'entre eux est 'Embracing Digitalisation'.
La numérisation croissante
L'industrie du plastique est confrontée à de grands bouleversements économiques et réglementaires dans le monde entier. La pression croissante de la concurrence, les réglementations environnementales plus strictes et les exigences accrues en matière d'économie circulaire augmentent la pression d'innovation.
La numérisation croissante offre de nouvelles possibilités pour produire de manière plus efficace et durable. Les processus automatisés, les systèmes de contrôle basés sur les données et la mise en réseau intelligente facilitent dès aujourd’hui dans de nombreuses entreprises l'adaptation à des directives plus strictes.
L'indice de numérisation 2024 du Ministère fédéral de l'économie et de la protection du climat (BMWK) donne une indication sur le degré croissant de numérisation, selon lequel l'économie allemande a augmenté sa numérisation d'environ 14 % au cours des cinq dernières années. La catégorie 'Processus', qui reflète à la fois le degré de maturité numérique des processus internes de l'entreprise et la mise en réseau avec des partenaires externes, a connu une hausse particulièrement importante.
L'intelligence artificielle (IA) est considérée comme une étape décisive dans ce contexte. Selon une étude de la Bitkom, 78 % des entreprises industrielles interrogées considèrent l'IA comme décisive pour leur compétitivité, tandis que plus de la moitié attendent d'abord les expériences des autres.
Parallèlement, 48 % ne disposent pas des compétences nécessaires en matière d'IA et 91 % demandent moins d'obstacles réglementaires afin de ne pas freiner les innovations en matière d'IA. Ces chiffres soulignent qu'il existe certes un large consensus sur l'importance de la numérisation, mais que de nombreuses entreprises hésitent à la mettre en œuvre dans la pratique.
Technologies numériques clefs: mise en réseau et IoT
La commande numérique et la mise en réseau des machines sont à la base des nouvelles technologies. "Dans la construction de machines pour le plastique, on automatise depuis plus de 40 ans déjà. Maintenant, presque tout le monde va plus loin et mise sur la numérisation", explique Ulrich Reifenhäuser, président du comité des exposants de la K à Düsseldorf.
Les systèmes cyber-physiques (CPS) et l'Internet des objets (IoT) permettent de collecter des données de production en intégralité et de les évaluer en temps réel. Des capteurs surveillent par exemple la température, le débit ou la pression d'empreinte et en transmettent les valeurs à des applications en nuage. Une norme de communication importante dans ce domaine est OPC UA, qui permet un échange de données sécurisé et multi-constructeurs.
La quantité croissante de données soulève des questions sur leur utilisation. Selon les fédérations industrielles, le 'EU Data Act' a entre-temps clarifié la situation. La nouvelle loi sur les données oblige les fabricants de machines à mettre à la disposition de l'utilisateur de la machine, de manière simple et compréhensible, les données générées pendant l'exploitation.
Parallèlement, l'accent est mis sur la maintenance prédictive, car les analyses en temps réel permettent de détecter les anomalies à un stade précoce et de réduire les arrêts non planifiés.
Intelligence artificielle et automatisation
L'IA donne une nouvelle dynamique aux processus numériques grâce à des algorithmes auto-apprenants qui analysent de grandes quantités de données et optimisent les processus de manière flexible.
"L'IA et la numérisation sont des game changers pour le recyclage des matières plastiques. Les processus de production entièrement automatisés, les passeports produits numériques et les simulations permettent d'optimiser les flux de travail et contribuent à économiser des ressources tout au long de la chaîne de valeur", déclare Dr. Alexander Kronimus, directeur général adjoint de PlasticsEurope Allemagne, dans une interview accordée au secteur.
L'apprentissage automatisé accélère en outre les cycles de développement et améliore le contrôle des processus. Les jumeaux numériques vont encore plus loin : ils reproduisent virtuellement des lignes de production réelles et fournissent des informations structurées sur l'ensemble de l'utilisation des machines. En outre, ils offrent la possibilité de stocker des données et des informations sur les machines de manière structurée et lisible par des machines pendant toute leur durée de vie.
Les jumeaux numériques doivent également se prêter aux exigences du passeport produit numérique (DPP), introduit par le règlement européen sur l'écodesign (ESPR) entré en vigueur en juillet 2024. Ces représentations virtuelles d'installations de production réelles accélèrent les phases de développement et facilitent les stratégies de maintenance.
Contrôle de qualité optique & tri assisté par IA
Dans le domaine de l'assurance qualité, les systèmes de caméras et le traitement d'images basé sur l'IA soutiennent les processus de production. Ils détectent les écarts de forme, les défauts de surface ou les impuretés des matériaux pendant la fabrication et garantissent un niveau de qualité cohérent. Ces technologies permettent une détection précoce des défauts, ce qui réduit les rebuts et permet une utilisation plus efficace des ressources.
Dans le cadre du renforcement des réglementations environnementales et des exigences croissantes des clients, la recyclabilité des plastiques vient également au centre des préoccupations. Les systèmes de tri basés sur l'IA et les capteurs proche infrarouge (NIR) identifient les différents types de plastique, séparent les recyclats de haute qualité des impuretés et améliorent la qualité du recyclage. Cela augmente le taux de recyclage et contribue à la mise en œuvre des directives réglementaires.
Les systèmes numériques sont également étroitement liés au DPP, qui fournit des informations complètes sur les matières premières utilisées, les processus de production et les voies de recyclage. Ces technologies aident les entreprises à établir des cycles de matériaux fermés, à réduire l'impact environnemental et à répondre aux exigences de l'ESPR.
Défis et pénurie de main-d'œuvre qualifiée
Malgré de nombreux projets pionniers, les progrès stagnent dans de nombreuses entreprises, notamment dans les PME. "De nombreuses petites et moyennes entreprises n'ont pas encore suffisamment investi dans la numérisation, car cela implique des coûts considérables et requiert des compétences spécifiques", rapporte Mauritius Schmitz de l'Institut pour la transformation des matières plastiques (IKV) à la Fédération de l'industrie des emballages en plastique (IK).
Un autre obstacle est le manque de personnel qualifié. Qui veut introduire l'automatisation, l'IA et les technologies IoT a besoin de spécialistes en analyse des données et en sécurité informatique. Ce manque de personnel et de connaissances freine parfois la mise en œuvre, même si les solutions techniques existent déjà.
Les lunettes AR (à réalité augmentée) peuvent y remédier en affichant des instructions de maintenance ou des contenus de formation directement dans le champ de vision des collaborateurs. Les processus de maintenance et de formation peuvent ainsi être accélérés sans qu'il ne soit toujours nécessaire de faire appel sur place à des experts externes.
Conclusion et perspectives
La numérisation se révèle être un catalyseur pour une industrie plastique plus durable et plus efficace. Les systèmes de production en réseau permettent une optimisation en temps réel, ce qui permet de réduire les taux de rebut et d'amortir les fluctuations du marché de manière plus souveraine. Parallèlement, de nouveaux modèles commerciaux peuvent être développés, par exemple par le biais de plateformes numériques et de services de maintenance. Le financement y jouera toutefois un rôle important.
Selon le Leibniz-Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW), les dépenses d'innovation de l'industrie plastique s'élèvent à 2,2 milliards d'euros, ce qui ne représente que 1,65 % des dépenses d'innovation de l'ensemble de l'industrie manufacturière. Dans le même temps, le ZEW indique que 63 % des entreprises du secteur réalisent des innovations de produits ou de processus, ce qui est supérieur à la moyenne de 57 % de l'industrie manufacturière.
Ces chiffres montrent clairement que la volonté d'innover est présente, mais qu'il faut des ressources financières et humaines pour mettre en œuvre des projets de numérisation de manière systématique.
L'énorme potentiel de la numérisation pour l’industrie des plastiques sera visible sur les plus de 3000 stands des exposants de la K 2025, mais également dans les différents Specials qui discuteront eux aussi des défis, en particulier l'exposition spéciale officielle de la K 'Plastics Shape the Future', organisée par Plastics Europe Deutschland, ou encore le VDMA Forum.
Plus d'informations sur www.k-online.com.
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