Control inteligente de los procesos en la máquina sopladora

Con Contiloop AI Krones ha desarrollado un sistema inteligente para la máquina sopladora Contiform: la combinación de un software basado en la inteligencia artificial y un hardware de nuevo desarrollo que permiten detectar las más mínimas variaciones en la distribución de material durante la fabricación de envases de PET con el fin de ajustar los parámetros relevantes de soplado de forma automática y en tiempo real, garantizando así que la calidad de las botellas sea constante.

Los retos en la fabricación de los envases de PET son actualmente variados y complejos. Los cambios diarios en la temperatura y en la humedad ambiental en la sala de producción puede hacer necesario incluso un reajuste manual de algunos parámetros del proceso de forma regular si las ventanas de proceso son reducidas a fin de garantizar la calidad prevista de las botellas.

Otro reto es el aumento constante de las tasas de producción: mientras que en el año 2000 el rendimiento máximo por estación de soplado era todavía de 1.600 envases por hora, hoy en día se alcanzan rendimientos por estación de hasta 2.750 botellas, lo que actualmente permite lograr rendimientos máximos de 100.000 envases por hora y máquina. Está claro que, con estos elevados rendimientos, incluso las más mínimas desviaciones de las condiciones ideales pueden tener un gran impacto sobre el resultado de la producción en muy poco tiempo.

Si, por ejemplo, cambia la temperatura en la sala de producción en el transcurso del día, a menudo es necesario ajustar los parámetros del proceso en la máquina sopladora. Ahora la Contiloop AI lo hace automáticamente.

No obstante, no solo está cambiando la ingeniería mecánica, sino también las condiciones del personal operador en su entorno de trabajo diario: la tecnología más avanzada y la creciente automatización en todas las áreas de embotellado hacen que se requiera menos personal que antes para garantizar la producción. La consecuencia: hoy en día un operador es responsable de varias máquinas y sistemas, por lo que se dispone de menos tiempo para realizar controles visuales de calidad y para controlar manualmente los procesos de la máquina sopladora.

Sin embargo, hay otras dos tendencias cruciales a tener en cuenta. Una de ellas es el uso de material de PET reciclado (rPET), cada vez más demandado especialmente por los consumidores finales. Para los productores de bebidas, combinar las ventajas de los envases de PET con el factor sostenibilidad significa ir aumentando gradualmente la cuota de rPET en las botellas hasta llegar al 100 por cien. Pero no todo el rPET es igual, dependerá de la calidad y de la composición del material, y son precisamente estas propiedades, a veces fluctuantes, las que hay que compensar durante el soplado porque, en última instancia, cada envase producido deberá cumplir con los requisitos de calidad establecidos. Asimismo, los productores de bebidas siguen esforzándose por reducir el peso del envase porque el PET, ya sea reciclado o nuevo, es caro y el rPET de calidad, escaso. Ante este panorama, es lógico que se persiga reducir el peso del envase allí donde sea posible, para así ahorrar material durante la producción y reducir aún más la “huella” del envase.

*El uso de preformas hechas con rPET también tiene su impacto en el proceso de moldeo por estirado-soplado.*

Monitorización automática y control inteligente del proceso de estirado-soplado

Krones ha desarrollado Contiloop AI para ayudar a los productores de bebidas a superar todos estos retos y a no depender únicamente de la intervención manual del operador.

Totalmente integrado en la máquina sopladora, el sistema mide el grado de transmisión de luz de cada envase producido en hasta 32 puntos de medición. Durante la producción, Contiloop AI reacciona a las más mínimas desviaciones en el reparto de material y va ajustando automáticamente el proceso de estirado-soplado en tiempo real. También repercuten otros parámetros marco como la temperatura y la humedad ambientales, o la temperatura de entrada y salida de la preforma. Los ajustes realizados se mostrarán en la pantalla táctil de la máquina para que el operador tenga una visión general del proceso actual.

06 - Image with Hotspots 29938 — La presencia de varios puntos de medición proporcionan información constante y detallada sobre la producción en curso.

Gracias a la inteligencia artificial es posible entrenar y optimizar el sistema

Pero Krones no se conforma con la mera regulación de una fórmula sobre la base de los constantes cambios mencionados en el modo de producción. En un primer momento se llevan a cabo diversos ajustes del proceso para el sistema en cuestión en el marco de una prueba automatizada, y los resultados de medición resultantes son enviados a la plataforma IIoT de Krones (IIoT: Industrial Internet of Things). Una vez allí, los datos fluyen hacia el canal de IA de Krones con el que se entrena el agente inteligente, el algoritmo de reglas futuras. Una vez completado el entrenamiento, es este agente inteligente el que es enviado a la Contiloop AI de la máquina para que esté disponible pues para la producción.

El principio de funcionamiento de la Contiloop AI durante la producción...

… y para entrenar y optimizar el sistema.

“Las ventajas de este sistema son manifiestas. Por un lado es posible facilitarle al cliente los agentes inteligentes adecuados de Krones de manera fiable y segura para otros tipos de envases para que sean producidos posteriormente en dicha máquina sopladora; por otro lado, los agentes ya instalados también son revisados regularmente para su reentrenamiento si las condiciones generales cambian mucho, haciéndolos así aún más inteligentes”, explica Robert Aust, Jefe de la Gestión de Productos de Plastics y Bloc Technology de Krones.

Especialmente gratificante cuando se trata de rPET

Precisamente cuando se trata de rPET la ventana del proceso disponible suele ser muy estrecha y fluctuar más que cuando se utiliza material de PET recién producido. Esta ventana sigue siendo estrecha incluso con altos rendimientos y cuando el peso de los envases es reducido. Al mismo tiempo, Contiloop AI garantiza que la calidad de los envases sea muy alta, permitiendo mantener la tasa de rechazos a muy bajo nivel.

Pero Contiloop AI no solo ofrece numerosas ventajas en lo que respecta los materiales y los procesos, sino que también facilita considerablemente el trabajo del personal operador. Esto se debe a que, por un lado, se requiere mucha menos intervención manual en la máquina gracias al control automático y, por otro, a que el control offline de calidad también puede reducirse a un mínimo.

Perspectivas de futuro

Para Krones lleva tiempo siendo prioritario el aspecto de la facilidad de manejo de las máquinas junto con el mantenimiento de los más altos criterios de calidad. En el futuro, Krones seguirá desarrollando Contiloop AI y utilizará tecnologías basadas en la nube y en la inteligencia artificial para ampliar los límites del sistema y ofrecerles a nuestros clientes un apoyo aún mayor a la hora de superar los retos diarios en la producción.