Ja! De verpakkingsindustrie staat voor verschillende uitdagingen op het gebied van efficiëntie, prestaties en duurzaamheid. Naast andere innovaties kan kunstmatige intelligentie (AI) helpen om deze uitdagingen aan te gaan door een efficiënter gebruik van grondstoffen, het ontwerpen van ecologisch verantwoorde verpakkingen, het koppelen van verpakkingen aan klanten, het optimaliseren van logistiek en traceerbaarheid en het verbeteren van recycling en composteerbaarheid.
Ja! De verpakkingsindustrie staat voor verschillende uitdagingen op het gebied van efficiëntie, prestaties en duurzaamheid. Naast andere innovaties kan kunstmatige intelligentie (AI) helpen om deze uitdagingen aan te gaan door een efficiënter gebruik van grondstoffen, het ontwerpen van ecologisch verantwoorde verpakkingen, het koppelen van verpakkingen aan klanten, het optimaliseren van logistiek en traceerbaarheid en het verbeteren van recycling en composteerbaarheid.
AI kan het efficiënte gebruik van middelen voor de productie en het transport van verpakkingen verbeteren door productieprocessen te optimaliseren. Het kan gegevens van verschillende productiefasen analyseren om inefficiënties te identificeren en verbeteringen voor te stellen. Machine learning-algoritmen kunnen bijvoorbeeld machine-instellingen optimaliseren om materiaalverspilling te minimaliseren tijdens de productie van verpakkingsmaterialen zoals karton, kunststof of metaal.
Door het bevorderen van connectiviteit, niet alleen binnen de productieomgeving maar ook in de hele toeleveringsketen, ondersteunen deze technologieën gegevensgestuurde besluitvorming en helpen ze fabrikanten van voedingsmiddelen en dranken bij het verbeteren van de productiviteit, voedselveiligheid, kwaliteit en productieflexibiliteit.
Cobots zijn robots die direct samenwerken met mensen en geprogrammeerd zijn met behulp van kunstmatige intelligentie.
Het in Duitsland gevestigde bedrijf ZF¹, een toeleverancier voor de auto-industrie, stond voor de uitdaging om een balans te vinden tussen flexibiliteit en precisie bij het automatiseren van de werkstukinvoer van een hoog-volume freesstation waar tandwielen worden gemaakt.
ZF maakte gebruik van een AI-controller en een collaborative robot (cobot) binnen een geautomatiseerde werkstukopstelling. De cobot positioneert zichzelf boven de ringen in de kist met behulp van zijn eigen controller. Vervolgens neemt het systeem de controle over en beweegt de robot autonoom naar de volgende ring om de grijper nauwkeurig driedimensionaal te positioneren. Vervolgens neemt de robot de controle weer over, pakt de ring op en plaatst deze op de transportband voor plaatsing.
AI-gestuurde ontwerptools kunnen verpakkingsmaterialen optimaliseren voor recycleerbaarheid door factoren zoals materiaalsamenstelling, vorm en etikettering te analyseren. Deze tools helpen ontwerpers bij het maken van verpakkingen die gemakkelijker te scheiden en te verwerken zijn in recyclingfaciliteiten, waardoor de kans op succesvolle recycling toeneemt en er minder verpakkingsafval op stortplaatsen terechtkomt.
AI kan ook helpen bij de ontwikkeling van composteerbare verpakkingen door afbraakprocessen te simuleren en de milieu-impact van verschillende materialen te voorspellen. Door biologisch afbreekbare materialen te identificeren die veilig kunnen worden afgebroken tot organisch materiaal, maken AI-algoritmen het mogelijk om verpakkingen te maken die samen met organisch afval kunnen worden gecomposteerd, wat bijdraagt aan een circulaire economie en de afhankelijkheid van fossiele materialen vermindert. Deze voorbeelden illustreren hoe AI-technologieën kunnen worden ingezet om verpakkingsoplossingen te ontwerpen die niet alleen duurzamer, maar ook efficiënter en kosteneffectiever zijn, wat bijdraagt aan het doel om de ecologische voetafdruk van de productie en consumptie van verpakkingen te verkleinen.
AI-technologieën verbeteren de recyclebaarheid en composteerbaarheid van verpakkingsmaterialen door efficiënter sorteren mogelijk te maken, kwaliteitscontroleprocessen te verbeteren, composteringsactiviteiten te optimaliseren en het ontwerp van duurzamere verpakkingsoplossingen te sturen. Deze vooruitgang, die wordt geïllustreerd door initiatieven zoals het Perfect Sorting Consortium², draagt bij aan hogere recyclingpercentages, een betere kwaliteit van de recyclaten en een grotere duurzaamheid in de hele levenscyclus van verpakkingen.
Kunstmatige intelligentie bestuurt de robotarmen om afval te sorteren.
PepsiCo³ en acht andere merken, waaronder Nestle en P&G, hebben zich aangesloten bij het onlangs gestarte Perfect Sorting Consortium met als doel het sorteren van verpakkingsafval te verbeteren met behulp van kunstmatige intelligentie. Het Nationaal Testcentrum Circulaire Plastics (NL) zal een breed scala aan verpakkingsproducten testen die door de merkeigenaren worden aangeleverd met behulp van een AI-beslissingsmodel ter ondersteuning van het sorteren van verpakkingsafval, als aanvulling op bestaande technologieën.
Door producten te detecteren en te sorteren op basis van meerdere kenmerken, zoals kleur, toepassing, vorm of materiaal, zou dit AI-beslissingsmodel het sorteren en recycleren van verpakkingsafval en de kwaliteit van het recyclaat kunnen verbeteren. Uiteindelijk willen de partners het AI-beslissingsmodel aan het einde van het tweejarige project testen in een industriële sorteerinstallatie.
AI kan bezorgroutes in realtime dynamisch aanpassen op basis van gegevens en historische verkeerspatronen, waarbij verkeersopstoppingen worden vermeden en reistijden worden geminimaliseerd, zodat het brandstofverbruik en de transportkosten dalen. Het kan ook het laden van verpakkingsmaterialen en producten op voertuigen optimaliseren waardoor de ruimte optimaal wordt benut en het aantal benodigde ritten wordt geminimaliseerd.
Door rekening te houden met factoren zoals grootte, gewicht en stapelbehoeften, kunnen AI-algoritmen de meest efficiënte indeling van goederen in vrachtwagens of containers bepalen, waardoor het volume van de zending afneemt en de transportgerelateerde uitstoot afneemt. UPS⁴ maakt bijvoorbeeld gebruik van kunstmatige intelligentie om de leveringsroutes te optimaliseren via het vlootsysteem ORION (On-Road Integrated Optimization and Navigation). Dit is een manier om in te spelen op het toegenomen pakketvolume, de complexiteit van de leveringen, de druk op de marges, de noodzaak om kosten te besparen, de uitdagingen om chauffeurs te werven en te behouden en de zorgen over het milieu.
De geavanceerde algoritmen van ORION genereren optimale routes voor bezorgers op basis van gegevens die worden aangeleverd door klanten, chauffeurs en voertuigen, waarbij de routes worden aangepast op basis van veranderende weersomstandigheden of ongevallen. De kosten-, tijdsbesparing en emissiereductie die voortvloeien uit deze optimalisatie zijn aanzienlijk. UPS verwacht het aantal bezorgkilometers met 100 miljoen te verminderen.
Kunstmatige intelligentie zorgt voor een revolutie in de manier waarop we omgaan met verpakkingen en het beheer ervan, en biedt innovatieve oplossingen die niet alleen de betrokkenheid van de consument vergroten, maar ook de duurzaamheid bij afvalbeheer bevorderen. Door de ontwikkeling van connected packaging en de integratie van AI in tracking- en recyclingprocessen zet AI een nieuwe standaard in de verpakkingsindustrie.
Opkomende technologieën, zoals connected digital packaging, bieden nieuwe mogelijkheden voor merken om interactiever en meer informatief met hun klanten om te gaan. Een opmerkelijk voorbeeld van deze innovatie is Tetra Pak's⁵ initiatief, waarbij intelligente en interactieve verpakkingsexperimenten op kartonnen dozen voor een grote Europese producent van vruchtensap werden geïntroduceerd. Elke verpakking is voorzien van een QR-code die, wanneer deze wordt gescand, de klant linkt naar een interactieve persoonlijkheidstest, waarbij het vruchtensap wordt onthuld dat het beste bij zijn voorkeuren past of nieuwe cocktailrecepten worden voorgesteld. Deze aanpak, die is ontwikkeld in samenwerking met Appetite Creative en de vereniging voor intelligente verpakkingen AIPIA, laat zien hoe connected packaging de betrokkenheid van de consument aanzienlijk kan vergroten en producenten waardevolle inzichten kan bieden.
Tegelijkertijd speelt AI een cruciale rol bij het waarborgen van de juiste recycling of compostering van verpakkingen. Door verpakkingsmaterialen te voorzien van RFID-tags, die unieke identificatiecodes bevatten, kunnen AI-algoritmen de levenscyclus van deze materialen volgen, van productie tot afval.
Deze technologie maakt het mogelijk om verpakkingen door de verschillende stadia van de toeleveringsketen te volgen, zodat ze aan het einde van hun levenscyclus op de juiste manier worden gerecycleerd of gecomposteerd. Het gebruik van barcode- of QR-code-informatie voor het volgen van het traject van de verpakking van productie tot afvalverwijdering toont nog eens aan dat AI in staat is om de juiste verwerking bij recycling- of composteringsfaciliteiten te verifiëren, waardoor het gemakkelijker wordt om materialen van stortplaatsen weg te leiden naar de juiste afvalverwerkingsstromen.
Bovendien zorgt de integratie van AI met blockchaintechnologie voor meer transparantie en verantwoordingsplicht binnen de toeleveringsketen. Deze combinatie creëert onveranderbare registraties van verpakkingsbewegingen en -transformaties, waardoor de effectieve toepassing van sociale en milieunormen in mondiale toeleveringsketens wordt gewaarborgd. Circulor⁶ is gespecialiseerd in het leveren van oplossingen die toeleveringsketens traceerbaar, ethisch en duurzaam maken, en helpt industrieën zoals die van elektrische voertuigen, winningsindustrieën en kunststofrecycling bij het bereiken van transparantie en naleving van milieu- en ethische normen. Nu verwacht wordt dat de wereldwijde blockchainmarkt aanzienlijk zal groeien, is het potentieel voor vooruitgang in deze technologie om de duurzaamheid van verpakkingen verder te verbeteren enorm.
Door deze innovaties overbrugt AI de kloof tussen consumentenbetrokkenheid en duurzame verpakkingsoplossingen en laat het zien dat het een cruciale rol speelt in de transformatie van de verpakkingsindustrie. Door AI in te zetten voor zowel het verbeteren van de klantervaring door middel van connected packaging als voor het ethisch recycleren en composteren van verpakkingsmaterialen, zet de industrie grote stappen op het gebied van duurzaamheid en milieuverantwoordelijkheid.
Samengevat heeft AI zich ontpopt als een onmisbaar hulpmiddel in de verpakkingssector, dat efficiëntie en duurzaamheidsvoordelen biedt gedurende de gehele levenscyclus van verpakkingen.
Maar terwijl we deze vooruitgang omarmen, zet het ons aan tot nadenken: Welke nieuwe kansen en uitdagingen kunnen ontstaan door de verdere integratie van AI in packaging? Hoe kunnen we ervoor zorgen dat deze technologieën op betrouwbare en ethisch verantwoorde wijze worden ingezet?
Door te blijven innoveren en samenwerken maken we de weg vrij voor een toekomst waarin AI-gebaseerde oplossingen een essentiële rol zullen spelen in verpakkingsontwerp en -productie, maar ook in de uitbreiding van duurzame praktijken.
Bronnen:
1- Duits bedrijf:
https://www.controleng.com/articles/software-improves-ai-automation-flexibility/
2- The perfect Sorting Consortium:
https://packagingeurope.com/news/new-consortium-to-develop-artificial-intelligence-model-for-packaging-waste-sorting/8057.article
https://ntcp.nl/perfect-sorting-consortium-assessing-the-future-of-packaging-waste-sorting-nl
3- PepsiCo:
https://www.pepsico.com/our-impact/esg-topics-a-z/packaging
https://www.packagingnews.co.uk/news/waste-management/pepsico-nestle-pg-join-project-use-ai-pack-waste-sorting-31-03-2022
4- UPS:
https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2018/06/15/the-brilliant-ways-ups-uses-artificial-intelligence-machine-learning-and-big-data/?sh=102893755e6d
https://www.marketingaiinstitute.com/blog/how-ups-uses-artificial-intelligence-to-save-200-million-per-year
https://www.ups.com/assets/resources/media/knowledge-center/UPS_Routes-to-the-Future-Vol1.pdf
5- Tetra Pak:
https://www.letc.news/tetra-pak-se-lance-dans-les-emballages-intelligents-et-connectes
https://www.tetrapak.com/fr-fr/about-tetra-pak/stories/connectivity-creates-opportunities-food-manufacturers
6- Circulor:
https://www.circulor.com/
https://originstamp.com/blog/blockchain-adoption-for-provenance-traceability/