Il packaging primario, secondario e terziario deve vincere la sfida dei materiali sostenibili e dell’integrazione delle macchine in linee intelligenti. Lo chiedono i grandi clienti multinazionali,  lo impongono le direttive dei governi; e gradualmente lo preferiscono i consumatori.

“L’investimento paga a medio-lungo termine”, ci dice Guillem Clofent, ad di Mespack del gruppo Duravant (Chicago), con sede a Barcellona e produzione in Spagna, Usa e India. “Gli imperativi economici e gli obiettivi ambientali si allineano, anche quando serve un investimento”. I clienti globali di Mespack hanno deciso di adottare le normative Epr¹ sui materiali da imballaggio.

Cama Group, Oem² partita da Lecco 40 anni fa e oggi in Francia, Regno Unito, Nord Europa, Asia, Australia e Usa, ha una sfida simile. Da un paio d’anni ha acquisito un grande cliente di cui è ora fornitore di macchine per il packaging secondario nel settore dell’alimentare

per uomo e animali. “I clienti molti importanti, che a loro volta forniscono sistemi completi, hanno bisogno di una notevole flessibilità e versatilità, ma le nostre macchine soddisfano tutti i loro mercati, e facciamo il possibile perché siano pronte per a prova di pronte per le esigenze future”, ci dice Billy Goodman, ad di Cama North America, da lui fondata 13 anni fa.

Abbiamo incontrato entrambi al grande evento Rockwell Automation Fair³ a Boston a novembre. I due produttori di soluzioni per il packaging – e non più solo macchine, crescono a buon ritmo ed entrambi hanno un comune vantaggio: stanno attrezzando i loro prodotti per l’utilizzo di materiali compostabili, meno scarti e meno materiale utilizzato, aumentando quindi l’Oee⁴ – e la soddisfazione dei clienti. Quelli compostabili, ci dicono, non sono materiale facili e, soprattutto, le loro macchine li devono gestire alla perfezione, ma è una sfida che va a loro vantaggio, perché è un valore aggiunto.

“Della gestione ottimale di questi materiali, imballaggi secondari più sostenibili ed efficaci – per il cliente finale che si interfaccerà al consumatore – noi a Cama ce ne assumiamo la responsabilità, anche quando i sistemi che sviluppiamo assieme ai nostri clienti richiedono velocità molto più elevate, maggiore complessità nel tipo di imballaggio”, spiega Goodman . “Ne ricaviamo un vantaggio competitivo”, anche dopo l’investimento di avere un intero reparto di ricerca sui materiali da packaging con tre ingegneri specializzati  a tempo pieno. “Una parte della posta in gioco è la sostenibilità – materiali giusti usati al meglio e con minimi scarti, un’altra è la soddisfazione del cliente – che sia un packaging visualizzabile, facile da strappare… Così cresciamo con la ricerca e ci espandiamo quando si espandono i nostri clienti”.

Mespack ha a livello globale il più grande portafoglio di prodotti del settore primario: imballaggi primari orizzontali e verticali (pouch, sleeves, zipper, stick, buste stand-up, ecc.) e pod solubili in acqua; oltre a macchinari per una linea completa.

“Quattro anni fa, le multinazionali ci hanno chiesto di aiutarle ad avanzare nell’impegno verso l’economia circolare con nuove imballaggi sostenibili e compatibili sia con le macchine esistenti sia con quelle nuove. La riduzione della CO₂ e la sostenibilità sono diventati centrali per noi”, riferisce Clofent.

Non è stato facile. I materiali usati finora sono flessibili proprio perché multi-strato; ciascuno con una struttura, molecole e proprietà differenti – barriera contro l’ossigeno o l’umidità o resistenza meccanica… “ I clienti volevano un mono-materiale che però, mancando le strutture molecolari della plastica – che è riciclabile ma non compostabile – è molto più delicato soprattutto nello stiramento, più ancora se si tratta di carta“. La carta è compostabile e biodegradabile, ma non è sigillabile. “Se la riscaldi la bruci, se la tiri la strappi”, continua Clofent. “Abbiamo trovato la soluzione in uno strato sottilissimo di colla, che rende la carta sigillabile; modificando l’arco della temperatura, la pressione e la tensione; e incorporando vari meccanismi sigillanti forniti da Rockwell”. Il risultato sono macchine più flessibili e  dal movimento più graduale grazie a leve e parti meccaniche più morbide, ma anche nuovi sensori per la temperatura, la pressione e la tensione sulla carta a partire dalla bobina iniziale.

“In un secondo produciamo tre, talvolta sei pouch. Il film di carta potrebbe essere lungo 100 m e ogni metro si può comportare diversamente, per temperatura o umidità o perché è l’inizio o la fine della bobina. Per regolare i parametri in tempo reale l’unica strada era aggiungere edge computing ai Plc di ogni macchina. Da due anni, con la tecnologia e i software fornitici da Rockwell, le nostre macchine in modalità AutoPilot modificano i parametri con decisioni prese in tempo reale sulla base dei dati dai sensori. Siamo gli unici nel settore a fornire su base standard capacità computazionale in ogni macchina”.

Anche laddove i clienti finali del packaging secondario sono delle pmi più lente nel percorso di Industria 4.0, paradossalmente “queste tecnologie sono ancora più importanti, perché si tratta di imprese che hanno meno esperienza – e quindi acquistano questi strumenti sempre di più”, spiega Goodman. “Quando abbiamo presentato i manuali digitali inizialmente una parte di loro non ne comprendeva il ritorno economico. Ora che sono standardizzati e hanno visto altri operatori del settore usarli, non li vogliono più come optional, ma come parte della loro macchina”.

Cama Group ha preso sul serio Industria 4.0. “Cinque anni fa abbiamo iniziato a includere tecnologie che altri cominciano a usare solo oggi. Nelle nostre macchine disponiamo di pacchetti Industria 4.0 prontamente utilizzabili che funzionano magnificamente. In alcune aree siamo oltre, ma continuiamo a sviluppare e migliorare le funzionalità già presenti nelle nostre macchine”, precisa Goodman.

La richiesta di un packaging più sostenibile dimostra che le aziende grandi e piccole hanno capito il valore aggiunto sempre crescente di implementare tecnologie che garantiscano una maggiore sostenibilità. Un cliente importante, per esempio, ha chiesto a Mespack per un impianto in Polonia un pod solubile dal rivestimento standard in carta per sostituire definitivamente la plastica. “Lo vedrete molto presto anche sugli scaffali in Italia”, dice Clofent.

Per Cama Group, spiega Goodman, a dare loro ancora un vantaggio competitivo è proprio la volontà di ascoltare i clienti riguardo a ciò che desiderano e su come Cama Group li può aiutare. “La nostra Ricerca & Sviluppo è molto vasta e facciamo molte ricerche di mercato e interviste ai nostri clienti, che diventano i nostri consulenti. Sono loro i nostri esperti di R&S: ci dicono che cosa serve oggi, domani e come possiamo sviluppare soluzioni per ciò che prevedono per il futuro”.

I grandi clienti ne sono un esempio: “Da loro abbiamo parlato con ingegneri, marketing, team di manutenzione e operatori prima di iniziare qualsiasi progettazione o a tagliare metallo. Siamo stati molto chiari: dovevamo sapere che cosa avevano in mente o piaceva o non piaceva loro delle loro macchine esistenti. Elaborate queste informazioni,  abbiamo costruito il più velocemente possibile una macchina che funzionasse al meglio nel loro ambiente, che sarà sempre diverso da quello di un altro cliente”. Goodman precisa che all’inizio di un progetto ci vuole da parte di Cama sempre un impegno addizionale per capire bene che cosa serve al cliente. Spesso nemmeno loro visualizzano in anticipo chiaramente ciò di cui hanno bisogno”, sorride Goodman.

“A sostegno di questo approccio,  immettiamo i nostri prodotti sul mercato su base modulare. Formatura, caricamento robotizzato, chiusura… sono tutti moduli”, aggiunge Goodman. Combiniamo questi moduli in una piattaforma sempre personalizzata che poggia sui  dati della progettazione e della robotica avanzata e incorpora i dati dalle macchine o dall’edge computer. Nella maggior parte dei casi, ciò che rende le nostre soluzioni uniche è il modo in cui combiniamo questi moduli, l’analisi dei dati e la continua connettività“. Cama Usa si è da poco trasferita in un nuovo edificio all’avanguardia di circa 20.000 m², al fine non solo di consolidare la produzione ma anche di realizzare sempre più sistemi chiavi in mano.

Le soluzioni chiavi-in-mano hanno un elemento centrale che sono i dati – di produzione, delle macchine, dei materiali, che permettono di integrare le macchine e soprattutto il software in tutta la linea al meglio: dalla formazione dei contenitori alla palletizzazione.

Essendo all’avanguardia e aumentando la complessità delle lavorazioni, Mespack abbina alle soluzioni chiavi in mano ad Athena⁵, la piattaforma software lanciata da 3 anni che è gestita dai Plc Asem di Rockwell  alla quale ha aggiunto da allora varie nuove tecnologie e funzionalità – vedi Asem qui.

“L’aspetto più importante sono i dati raccolti nello storico, nell’Historian”, ricorda Clofent. “Generano un valore significativo per i nostri clienti, che da questi dati apprendono quale lotto è stato più produttivo, quale meno. Identificando le differenze – 1 Pascal o 1 psi meno o più 0,2° C – è semplice aumentare l’efficienza. In altre parole, i dati che l’utilizzo delle nostre macchine genera sono nelle mani dei clienti uno strumento che le rende preziose per loro. È ora il nostro focus e cominciamo ad arricchirlo con algoritmi di intelligenza artificiale per avere presto il primo vero copilota per gli operatori”.

Oltre alla manutenzione predittiva e assistita con l’augmented reality (Ar), dove con un tablet si entra virtualmente dentro alla macchina, e ai manuali digitali per gli operatori o i team di manutenzione, entrambi i clienti di Rockwell sfruttano la connettività, che permette i digital twin, la simulazione e il funzionamento virtuale di una macchina, l’Ar e i digital twin per performance, manutenzione, gestione ricette, tracciabilità, edge computing per alimentare le data analytics e l’addestramento degli operatori.

Cama utilizzano la realtà virtuale (Vr) e l’Ar in particolare sul lato vendita: “I clienti possono vedere subito la macchina che stanno acquistando in un modello 3D. Il training è un importante valore aggiunto dell’Ar e della Vr, ma lo è anche la fidelizzazione dei dipendenti. I più giovani sono a proprio agio con queste tecnologie non solo per essere più produttivi, ma anche per apprezzare ciò che fanno, come i disegni 3D. Nelle aziende Usa, dove il turnover è molto alto, utilizzando la Vr i nuovi operatori si formano offline. “Ciò aumenta il Roi”, dice Goodman, “perché non solo facilita e accelera la risoluzione dei problemi, ma riqualifica anche il personale ovviando per la necessità di recarci noi dal cliente per farla”. Cama risolve già in remoto e virtualmente con l’Ar e la Vr i anche le anomalie in macchine che stanno in un altro continente, risparmiando così tempo, denaro e CO₂, ma nella loro ricerca guardano al futuro,  a un uso più estensivo della Vr.

La computer vision automatizza il controllo qualità. “I più sofisticati usano anche telecamere OCR per controllare l’estetica della busta”, spiega Clofent. “Per noi, il controllo qualità più critico riguarda le micro-perdite, che potrebbero evidenziarsi nel peggiore dei casi quando il prodotto è sullo scaffale. Ciò non può accadere, quindi usiamo telecamere termiche che controllano che attorno a ogni busta o pouch non ci siano aree fredde”.

Per l’immagazzinamento dei dati nei plant delle grandi multinazionali, proprio per il valore di intelligence competitiva che questi dati rappresentano, Mespack li raccoglie con la piattaforma IIoT dai computer che stanno nei Plc in ogni macchina, ossia all’edge. Oltre una certa capacità, poi sono immagazzinati in server on-prem, in server in loco. I clienti di meno grandi, che di solito non possono permettersi l’investimento in un’infrastruttura di server in loco, preferiscono il cloud. Il vantaggio di lavorare con una azienda come Rockwell è che si sa in partenza che l’hardware e il software sono sicuri. “Questa è una condizione sine qua non per i nostri clienti disponibili a utilizzare il cloud, ma che sono tutti molto preoccupati per la cybersicurezza”, dice Clofent.

Cama Usa rappresenta il 40% del fatturato globale di Cama Group. “Cresciamo in modo molto significativo e più velocemente del resto del mondo”, dice Goodman. “Poiché negli Usa Rockwell Automation ha una posizione dominante, è Rockwell la tecnologia di scelta dei clienti di Cama Nord America, dettando una tendenza che si sta estendendo quanto al fornitore di tecnologia”. Un altro trend che Cama Usa registra è la richiesta di imballaggi secondari multi prodotto: non un solo sapore, ma diversi e tutti nella stessa scatola. “Ci siamo riusciti escogitando molte tecniche, anche grazie ai carrelli indipendenti di Rockwell”, aggiunge Goodman. “Per le nostre macchine il prossimo passo è: più veloci, più piccole, più flessibili”.

Più veloci, piccole e flessibili sono le macchine, minore è la loro impronta quanto a consumo di materiale, risorse ed energia. Per i produttori di macchine del packaging e per i loro clienti ciò si traduce in minori costi e in un graduale avvicinarsi agli obiettivi dell’Erp, ovvero a poter dire ai clienti – e loro ai consumatori finali – che gli imballaggi primari, secondari e terziari sono i più sostenibili sul mercato.

“Il futuro è una responsabilità di tutti e come agenti del settore del packaging flessibile abbiamo un ruolo da svolgere nello sviluppare nuove abitudini e processi che integrino il packaging nell’economia circolare”, conclude Clofent.

 

1. Il principio della responsabilità estesa prevede che il produttore sia tenuto a farsi carico della corretta gestione dell’imballaggio quando diventa rifiuto, preferendo soluzioni riciclabili e recuperabili.
2. Un OEM, acronimo di “Original Equipment Manufacturer” (produttore di apparecchiature originali), realizza una parte o un componente o un macchinario utilizzato nei prodotti di un’altra società.
3. Rockwell Automation Fair è il grande evento mondiale dell’automazione industriale e della trasformazione digitale: tre giorni di stimolanti presentazioni con expo di soluzioni e centinaia di sessioni con certificazione professionale. Nel 2024 si terrà 18-21 novembre ad Anaheim, California, Usa.OEE significa “Overall Equipment Effectiveness”, ovvero Efficienza Globale dell’intero Impianto. È un indicatore percentuale che rappresenta il rendimento di una risorsa o di un reparto produttivo composto da più risorse (siano esse macchinari o risorse umane) in un determinato periodo di tempo.
4. La piatttaforma Athena è nel processo di essere certificata da una terza parte.