【K 2025预览】发掘潜力，应对挑战，塑造未来： 数字化与人工智能如何推动塑料行业发展

K 2025，全球领先的塑料与橡胶工业贸易博览会，将于10月8日至15日在杜塞尔多夫举行，致力于应对当今时代的核心挑战并展示具体解决方案。其指导主题也反映了这一目标。其中之一便是“拥抱数字化”。

全球塑料行业正面临重大的经济和监管动荡。日益激烈的竞争压力、更严格的环境法规以及对循环性的更高要求，都加大了创新压力。持续的数字化为此提供了新的机遇，以实现更高效和可持续的生产。自动化流程、基于数据的控制系统和智能连接已在许多企业中助力适应更严格的要求。德国联邦经济事务和气候保护部（BMWK）的《2024年数字化指数》表明，数字化水平正在不断提高，并发现过去五年德国经济的数字化程度提高了约14%。这一增长在“流程”类别中尤为迅速，该类别描述了企业内部工作流的数字化成熟度以及与外部合作伙伴的连接度。

人工智能（AI）被认为是这一进程中的一个关键里程碑。根据Bitkom的一项研究，78%的受访工业企业认为AI对其竞争力至关重要，但超过一半的企业仍在观望他人的进展。同时，48%的企业缺乏必要的AI技能，91%的企业要求减少监管障碍，以免阻碍AI创新。这些数据表明，尽管对数字化的相关性存在广泛共识，但许多企业在实际实施方面仍持谨慎态度。

数字关键技术：互联互通与物联网（IoT）

设备的数字化控制和互联互通构成了新技术的基础。K展杜塞尔多夫顾问委员会主席Ulrich Reifenhäuser表示：“在塑料机械制造领域，自动化已持续进行了40多年。如今几乎所有企业都更进一步，押注于数字化。”信息物理系统（CPS）和物联网（IoT）使得无缝实时采集和评估生产数据成为可能。例如，传感器监控温度、流速或模内压力，并将数值传输至云端应用。实现安全且跨制造商数据交换的一个重要通信标准是OPC UA。

不断增长的数据量引发了数据使用的问题。据行业协会称，所谓的“欧盟数据法案”（EU Data Act）现已为此提供了明确规则。新数据法案要求机械设备制造商以简单易懂、机器可读的方式向机器用户提供运行期间产生的数据。与此同时，预测性维护成为焦点，因为实时分析能够及早检测偏差，减少计划外停机时间。

人工智能与自动化

AI通过自学习算法分析海量数据并灵活优化流程，为数字化进程注入了新的活力。德国塑料欧洲协会（PlasticsEurope Deutschland）副常务董事Alexander Kronimus博士在接受行业采访时表示：“AI和数字化是塑料循环经济的变革者。全自动制造流程、数字产品护照和仿真模拟有助于优化工作流，并在整个价值链中节约资源。”

此外，机器学习加速了开发周期并改进了过程控制。数字孪生更进一步：它们在虚拟环境中映射真实的生产线，并提供关于设备整体利用率的结构化数据。更重要的是，它们提供了在整个生命周期内以结构化、机器可读的格式保存机器数据和信息的可能性。据悉，数字孪生也符合数字产品护照（DPP）的要求。DPP是随着欧盟《可持续产品生态设计条例》（ESPR）于2024年7月生效而引入的。这些真实制造工厂的虚拟孪生加速了开发周期并简化了维护策略。

光学质量检测与AI辅助分选

在质量保证领域，摄像头系统和基于AI的图像处理技术为制造流程提供支持。它们能在生产过程中检测形状偏差、表面缺陷或材料杂质，确保持续稳定的质量水平。这些技术可实现早期缺陷检测，从而减少废品并确保更高效的资源利用。

随着环境法规日益严格和客户期望不断提高，塑料的循环适用性也成为焦点。配备近红外传感器（NIR）的AI辅助分选系统可识别不同塑料类型，将高质量回收料从杂质中分离出来，并提高回收质量。这增加了再利用率，并有助于满足法规要求。

此外，数字系统与数字产品护照（DPP）紧密相连，后者包含有关所用原材料、生产工艺和回收路径的全面信息。这些技术帮助企业建立封闭的材料循环，减轻环境负担并遵守ESPR条例。

挑战与技能人才短缺

尽管有许多灯塔项目，但在许多企业，尤其是中小型企业（SME）中，进展仍然缓慢。塑料加工研究所（IKV）的Mauritius Schmitz在接受塑料包装行业协会（IK）采访时表示：“许多中小型企业尚未对数字化进行充分投资，因为这涉及大量成本且依赖于特定技能。”另一个障碍是技能人才短缺。希望引入自动化、AI和IoT技术的企业需要数据分析和IT安全方面的专家。这种人员和技能的短缺有时会拖慢实施进度，尽管技术解决方案已然存在。增强现实（AR）眼镜可在此提供帮助，它将维护说明或培训内容直接显示在员工的视野中。这加速了维护和入职流程，无需外部专家始终在场。

总结与展望

事实证明，数字化是推动塑料行业更具可持续性和效率的催化剂。互联的生产系统实现了实时优化，从而降低废品率并更从容地缓冲市场波动。同时，可以开发新的商业模式——例如数字平台和维护服务。然而，资金支持将扮演关键角色。根据莱布尼茨欧洲经济研究中心（ZEW）的数据，塑料行业在创新方面投入了22亿欧元，这一数字仅相当于整个加工制造业创新支出的1.65%。同时，ZEW指出，该行业63%的企业活跃于产品或流程创新，超过了加工贸易领域57%的平均水平。这些数据表明，企业有创新的意愿，但需要财力和人力资源来持续实施数字化项目。

在K 2025上，数字化为塑料行业带来的巨大潜力将在超过3,000家参展商的展位上得以彰显，并在多个特别活动中得到强调，这些活动也探讨了相关挑战——首当其冲的是由德国塑料欧洲协会（Plastics Europe Deutschland）组织的官方K特别活动“塑料塑造未来”（Plastics Shape the Future），以及VDMA论坛。