Il settore del food & beverage sta vivendo una fase di profonda trasformazione: la transizione verso l’industria 5.0, la riduzione degli sprechi nel packaging, la domanda di prodotti sempre più sostenibili sono solo alcuni dei trend che stanno ridefinendo il settore.
Il percorso lineare tradizionale, in cui il fornitore interagisce con l’Original Equipment Manufacturer (OEM) e quest’ultimo con il cliente finale, sta cambiando grazie a nuovi modelli relazionali che coinvolgono tutti gli attori mettendo il cliente finale al centro con le proprie esigenze e sfide, e creando un sistema integrato di competenze e tecnologie.
Ed è questa visione di ecosistema che anima l’innovazione di Siemens e il suo impegno nell’abilitare la digitalizzazione di tutta la catena del valore nel settore del packaging alimentare. Temi, questi, che sono stati al centro di un evento dedicato agli operatori del settore dove, anche attraverso la presentazione di casi reali, si è voluto porre l’accento sui vantaggi delle tecnologie 4.0 e 5.0 a supporto di efficienza, produttività, sostenibilità e competitività delle aziende che operano in questa catena del valore.
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Competenze, tecnologie e partnership strategiche: l’ecosistema di Siemens per la digital transformation nel packaging alimentare
In un contesto di mercato sempre più incerto – dove non è più possibile fare previsioni affidabili sull’evoluzione della domanda – e in uno scenario di transizione sostenibile, le aziende del food & beverage si trovano davanti alla sfida di migliorare l’efficienza, la flessibilità e la sostenibilità dei propri processi.
Siemens supporta le aziende nell’affrontare queste sfide affiancando alla proposta di soluzioni di automazione “tradizionali” anche tecnologie avanzate come il Digital Twin e il Metaverso industriale, che permettono di simulare e ottimizzare processi produttivi complessi, migliorando la sostenibilità e riducendo i costi.
Il Digital Twin offre agli OEM del settore una serie di vantaggi significativi – dalla riduzione dei tempi di time-to-market di nuovi prodotti a processi di progettazione, aggiornamento e manutenzione più rapidi, efficienti e collaborativi – che si traducono in efficienza operativa e competitività sul mercato.
Proprio l’approccio al Digital Twin è un esempio concreto della visione con cui Siemens supporta la digitalizzazione nell’industria. L’azienda ha infatti puntato già da tempo su questa tecnologia, investendo oltre 10 miliardi di dollari a partire dal 2007 – anno in cui acquisì UGS – per sviluppare competenze nel campo dei gemelli digitali e della simulazione.
L’azienda, attraverso il PackTeam, ha adottato già da molti anni un approccio strategico per diventare un punto di riferimento per gli OEM del settore Packaging. Il Pack Team mira a promuovere e spiegare le soluzioni tecniche offerte dall’azienda. Oggi supporta direttamente costruttori di macchine e si avvale di numerosi applicativi situati nei centri di competenza di Bologna e Milano.
Siemens ha dimostrato l’efficacia del Digital Twin nei grandi clienti del Food and Beverage ma anche in settori affini come il farmaceutico e l’intralogistica, aiutando i clienti ad abilitare vantaggi che hanno superato le aspettative.
“Grazie alla trasparenza dei dati e alla maggiore flessibilità, possiamo trasformare una produzione classica in una produzione più adattiva, mantenendo sempre elevati standard di qualità”, spiega Simone Brisacani, responsabile del Pack team di Siemens.
“Questo risultato è frutto di partnership di valore, e la piattaforma Siemens Xcelerator, una piattaforma di business digitale aperta e flessibile, ne è un esempio. I tre pilastri di questa piattaforma sono un portafoglio di soluzioni hardware e software, un ecosistema di partner di valore e un marketplace per lo scambio di informazioni”, aggiunge.
Per essere sempre più un punto di riferimento per i costruttori di macchine per il packaging, l’azienda affianca gli investimenti nella costruzione delle competenze interne con partnership strategiche che le permettono di sviluppare soluzioni in grado di rispondere alle esigenze dei costruttori di macchine e degli utilizzatori finali.
“Fare sistema tra tutti gli attori in gioco, mettendo il cliente finale al centro, è fondamentale per vincere le sfide di un mercato sempre più internazionale”, spiega Denny Tieghi, Vertical Sales Food and Beverage di Siemens.
Per affrontare le sfide sempre più complesse del settore food & beverage, Siemens ha infatti stretto partnership strategiche con aziende leader nel campo della tecnologia, come Microsoft e Sony. Queste collaborazioni mirano a introdurre innovazioni che rendano le macchine più flessibili, automatizzate e adattabili, rispondendo in modo efficace alle mutevoli esigenze del mercato.
La partnership con Microsoft si concentra sull’introduzione di Siemens Industrial Copilot, l’assistente basato su intelligenza artificiale generativa, che include informazioni sull’automazione e sulla simulazione dei processi a partire dalla piattaforma digitale Siemens Xcelerator.
“L’obiettivo è quello di generare in maniera semplice e veloce il software per il TIA Portal, facilitando la programmazione e la manutenzione delle macchine”, afferma Nicolò Nobili, Business Development Digitalization for Machine Builder di Siemens.
Grazie a questa collaborazione, Siemens è in grado di offrire soluzioni che automatizzano la generazione del codice PLC e delle interfacce HMI, migliorando l’efficienza e riducendo i tempi di sviluppo. Il Copilot può anche assistere nella manutenzione, fornendo insight e informazioni utili per il troubleshooting, riducendo la necessità di interventi manuali e aumentando la disponibilità delle macchine.
La partnership con Sony, invece, introduce l’immersive design, una tecnologia che permette di ingegnerizzare i prodotti in modo immersivo. “Questa tecnologia permetterà di aumentare la produttività, ridurre i prototipi che si fanno e aumentare la collaborazione nell’ingegneria”, spiega Nobili.
Grazie all’immersive design, gli ingegneri possono lavorare in un ambiente virtuale che replica fedelmente le condizioni reali, facilitando la collaborazione a distanza e riducendo gli errori di progettazione. Questo approccio non solo accelera il processo di sviluppo, ma migliora anche la qualità dei prodotti finiti.
Siemens sta poi investendo sull’Industrial Metaverse, che combina il Digital Twin con il metaverso per creare simulazioni altamente realistiche. Questo ambiente virtuale consente di addestrare algoritmi di intelligenza artificiale in condizioni che replicano esattamente quelle del mondo reale, migliorando l’accuratezza delle previsioni e ottimizzando i processi produttivi.
Queste partnership e innovazioni tecnologiche permettono a Siemens di offrire soluzioni complete e integrate, che aiutano gli OEM a creare macchine più efficienti, sostenibili e pronte a rispondere rapidamente alle esigenze del mercato.
“Fare delle macchine che seguono questi trend è sicuramente complicato, ma grazie a queste collaborazioni e tecnologie, possiamo affrontare le sfide del futuro con maggiore sicurezza e competitività”, conclude Nobili.
Con una presenza globale nel settore del food & beverage, Siemens si avvale di una vasta rete di conoscenze ed esperienze per supportare i propri clienti nelle decisioni strategiche.
I vantaggi dell’approccio di Siemens alla trasformazione digitale per le aziende del food and packaging: la testimonianza del Gruppo Martini
Esempio di come l’ecosistema di Siemens promuove valore lungo tutta la supply chain – quindi non solo per gli OEM, ma anche per gli end-user – è il processo di digital transformation intrapreso dal Gruppo Martini, terzo gruppo nel settore alimentare delle carni in Italia.
Fondata oltre un secolo fa, l’azienda si occupa della trasformazione delle carni di pollo, suino e coniglio, gestendo una filiera integrata che va dalla produzione di mangimi all’allevamento, fino alla lavorazione nei loro sette stabilimenti. Con un fatturato che sfiora il miliardo di euro e una forza lavoro di circa 2.600 dipendenti, il gruppo è in costante crescita.
Emanuele Costa, Direttore Tecnico del gruppo Martini, spiega: “Abbiamo iniziato a sviluppare negli ultimi anni lo stabilimento Magema, il più grande del nostro gruppo, introducendo avanzati sistemi di accumulo e utilizzo delle acque, gestiti completamente da sensoristica e PLC”.
Tra i progetti di digitalizzazione implementati, spicca l’introduzione di robot a doppio asse di controllo nel processo di macellazione suina per ottimizzare la produzione e ridurre la manodopera. Questo ha permesso di aumentare l’efficienza produttiva e migliorare la precisione delle operazioni.
Un altro intervento significativo riguarda l’ottimizzazione energetica delle centrali frigorifere tramite monitoraggio e unificazione dei sistemi di controllo. “Abbiamo ottenuto un risparmio energetico del 16% nelle centrali frigorifere, che rappresentano il 60% del consumo elettrico dello stabilimento”, spiega Costa. Questo risultato è stato possibile grazie all’uso di inverter e moduli AI per analizzare e ottimizzare le condizioni operative. La riduzione dei consumi energetici ha comportato anche una diminuzione dei costi operativi e un minore impatto ambientale.
Uno degli aspetti più rivoluzionari della trasformazione digitale del Gruppo Martini è rappresentato dall’adozione della manutenzione predittiva, che ha significativamente ridotto la necessità di interventi correttivi e migliorato l’affidabilità delle macchine.
“Abbiamo installato sistemi di controllo vibrazionale che ci permettono di monitorare h24 i motori e i compressori, prevenendo guasti e riducendo la necessità di interventi di manutenzione”, afferma Costa. Questi sistemi avanzati non solo monitorano i parametri operativi in tempo reale, ma utilizzano l’intelligenza artificiale per analizzare le variazioni frequenziali e prevedere potenziali problemi.
La manutenzione predittiva consente di intervenire prima che si verifichino guasti, evitando costosi fermi produttivi e riducendo lo stress sui componenti delle macchine. “Grazie all’analisi dei dati, possiamo identificare in anticipo problemi come il disallineamento degli assi o l’usura dei cuscinetti, permettendoci di intervenire tempestivamente”, spiega Costa. Questo approccio ha non solo migliorato la continuità operativa, ma ha anche prolungato la vita utile delle attrezzature, riducendo i costi di sostituzione e manutenzione.
L’implementazione di automatismi e sistemi centralizzati ha inoltre migliorato la qualità e la precisione dei report di produzione, facilitando l’ottenimento di certificazioni esterne necessarie per l’esportazione verso mercati come la Cina e gli Stati Uniti. “I report automatici ci consentono di essere molto più puntuali e precisi, aprendo la strada a nuove certificazioni”, sottolinea Costa.
La trasformazione digitale ha anche contribuito a una maggiore sostenibilità ambientale. Ottimizzando i consumi di energia elettrica, fluidi, energia frigorifera e termica, il Gruppo Martini riduce l’impatto ambientale delle proprie operazioni.
Infine, la digitalizzazione ha aumentato la flessibilità operativa dell’azienda. I sistemi di controllo centralizzati permettono di adattare rapidamente i volumi di produzione in funzione delle richieste commerciali, migliorando la reattività del gruppo alle variazioni del mercato.
“Possiamo modulare i sistemi solo per il livello di potenza di cui abbiamo bisogno, adattandoci rapidamente alle richieste”, conclude Costa.
Progettare le macchine per il packaging del futuro: la sfida del nuovo regolamento imballaggi e l’opportunità della simulazione multifisica
Nel futuro prossimo una delle principali sfide che i costruttori di macchine per il packaging nel settore alimentare si troveranno ad affrontare è quella dei nuovi materiali. Una trasformazione spinta non solo dalla domanda di prodotti più sostenibili, ma anche dalle stringenti normative europee.
In particolare, il regolamento europeo sugli imballaggi e i rifiuti di imballaggi pone importanti sfide in ambito di progettazione e aggiornamento delle macchine per il packaging dovute sia agli obblighi stringenti introdotti che alle tante incertezze in merito ai materiali che potranno essere utilizzati.
Attualmente in fase di finalizzazione, il regolamento è frutto di una proposta avanzata nel novembre 2022 e dovrebbe entrare in vigore nell’ultimo trimestre del 2024.
Il regolamento, che conta più di 70 articoli, 60 definizioni e 12 allegati, si divide in due macroaree: una rivolta alle istituzioni pubbliche per implementare azioni come il raggiungimento dei target di riciclo e la riduzione degli imballaggi sul mercato, e l’altra che condiziona la progettazione e produzione degli imballaggi del futuro.
Tra gli obblighi previsti, entro il 2030 tutti gli imballaggi immessi sul mercato dovranno essere riciclabili, con la Commissione europea che definirà i criteri di progettazione per il riciclaggio entro il 1° gennaio 2028. Inoltre, gli imballaggi in plastica dovranno contenere una percentuale minima di materiale riciclato da plastiche post-consumo.
“Questo regolamento prevede diverse esenzioni e la possibilità per la Commissione europea di emettere atti delegati negli anni successivi per aggiustare, limitare o smussare le disposizioni”, spiega Girolamo Dagostino, responsabile area ambiente e sostenibilità di Amaplast, Ucima e Acimac, evidenziando l’elevato tasso di incertezza che caratterizza il regolamento.
Il regolamento introduce anche nuove definizioni e concetti, come l’imballaggio monouso e riutilizzabile, e prevede restrizioni su sostanze chimiche pericolose come il bisfenolo A e le sostanze perfluoroalchiliche (PFAS), che non dovranno essere presenti negli imballaggi a partire da 18 mesi dopo l’entrata in vigore del regolamento.
Inoltre, entro il 2030 saranno vietati gli imballaggi multipli in plastica monouso, come i film estensibili e termoretraibili, utilizzati ad esempio per tenere insieme le bottiglie nei supermercati.
Gli obblighi e le limitazioni che verranno introdotte da questo regolamento, oltre all’incertezza relativa a quali materiali potranno, in seconda battuta, essere esclusi, richiederà un’attenta pianificazione e adattamento da parte delle aziende.
“L’Unione europea richiede che entro il 2025 il 65% dei rifiuti plastici sia composto da materiale riciclato ed entro il 2030 bisognerà arrivare a circa il 70% di materiale riciclato all’interno dei nostri materiali plastici”, spiega Giulia Tarantino, Business Developer Packaging di Siemens.
“Questo ha delle implicazioni ovviamente nei film che vengono utilizzati all’interno delle macchine da packaging, in quanto questi nuovi film, contenendo del materiale riciclabile all’interno, saranno molto più complessi da utilizzare”, aggiunge.
Siemens sta giocando un ruolo cruciale nel supportare i costruttori di macchine per il packaging a rispettare questi nuovi e stringenti requisiti, grazie all’uso di tecnologie avanzate come la simulazione multifisica.
“Una delle soluzioni che viene proposta è quella di utilizzare dei software di simulazione multifisica come Simcenter Amesim”, spiega Tarantino. Questi software permettono di modellizzare e analizzare in anticipo come una macchina risponderà a materiali particolari, riducendo i rischi di malfunzionamento e ottimizzando le prestazioni.
Un caso di successo riguarda un cliente per cui Siemens ha studiato il tensionamento del ballerino in una macchina da imballaggio, prevenendo lo strappo del materiale. Questo approccio ha permesso di predire il comportamento del materiale prima ancora di inserirlo fisicamente nella macchina, risparmiando tempo e risorse.
Tra i vantaggi di questo metodo, vi è la possibilità di testare differenti materiali in un unico batch di simulazione, facilitando la comparazione dei risultati. Inoltre, questa tecnologia agevola la fase di prevendita, consentendo di mostrare ai clienti come la macchina reagisce ai diversi materiali tramite simulazioni realistiche.
L’integrazione tra simulazione multifisica e gemello digitale permette di alimentare il modello multifisico con il programma di macchina scritto nel PLC, ottenendo una risposta fisica realistica della macchina. Questo approccio consente di effettuare un condition monitoring continuo, individuando eventuali problemi prima che si manifestino.
“Possiamo vedere come la posizione del ballerino cambia in base ai parametri modificati, ottenendo una risposta sincrona e realistica”, conclude Tarantino.
Siemens sta quindi aiutando i propri clienti a stare al passo con le direttive europee, offrendo soluzioni che integrano moduli digitali e reali, migliorando continuamente le prestazioni delle macchine e riducendo i costi.
La cyber security in una manifattura sempre più connessa e aperta
Altra sfida cruciale per le aziende del packaging alimentare, così come per altri settori industriali, riguarda la cyber security.
Con l’integrazione sempre più diffusa delle tecnologie digitali nei processi produttivi, le aziende hanno raggiunto nuovi livelli di efficienza e produttività, elementi essenziali per mantenere la competitività in un contesto globale. Tuttavia, questa digitalizzazione espone il settore a rischi informatici finora sconosciuti nel campo delle tecnologie operative (OT).
Gli attacchi cyber che un tempo colpivano prevalentemente le infrastrutture IT, ora si estendono anche al comparto OT, con effetti potenzialmente devastanti. Evidenze statistiche mostrano che oltre il 33% delle aziende industriali a livello mondiale ha subito attacchi informatici, con una percentuale che supera il 60% per il settore dello smart manufacturing.
“Questo scenario ha spinto diverse organizzazioni internazionali e governi a implementare normative stringenti per garantire la sicurezza delle infrastrutture produttive. La crescente frequenza e sofisticazione degli attacchi evidenzia l’urgenza di proteggere le reti e i sistemi del packaging alimentare per salvaguardare non solo l’efficienza operativa, ma anche la sicurezza alimentare e la fiducia dei consumatori”, spiega Angelo Candian, Digital Connectivity & Power Business Segment Head, di Siemens.
La direttiva NIS 2, che entrerà in vigore quest’anno, amplia significativamente la copertura rispetto alla precedente NIS 1, includendo oltre alle infrastrutture critiche come energia e trasporti, anche settori come alimentare, farmaceutico e manifatturiero. Le aziende con più di 50 dipendenti e un fatturato superiore a 10 milioni di euro sono ora tenute a conformarsi a requisiti stringenti di gestione dei rischi di cyber security. Vincoli che riguardano anche i fornitori delle aziende che operano in questi settori.
“La direttiva introduce anche delle sanzioni molto più importanti”, spiega Candian, con multe che possono arrivare fino a 10 milioni di euro per mancata compliance. Tra gli obblighi, le aziende devono segnalare tempestivamente alle autorità competenti eventuali attacchi informatici, entro 24 ore per una prima notifica e entro 72 ore per una relazione più dettagliata dell’impatto. Inoltre, sono richiesti piani di business continuity e disaster recovery, oltre a misure di autenticazione, regolamentazione degli accessi remoti e log di sicurezza.
Siemens risponde a queste sfide con un approccio integrato e completo, basato sullo standard IEC 62443 per la cyber security OT. “Abbiamo sviluppato un modello di offerta di soluzioni e servizi che può supportare i clienti sia per quanto riguarda la sicurezza del plant che per quanto riguarda la sicurezza delle infrastrutture di rete, oltre che l’integrità di sistema”, afferma Candian.
Ad esempio, Siemens ha creato un’architettura di rete sicura per un impianto di bakery, che può essere adattata a diversi tipi di impianti. Questo modello di rete integra best practice e offre servizi di consulenza per personalizzare l’architettura in base alle esigenze specifiche del cliente.
Inoltre, Siemens fornisce tecnologie avanzate come soluzioni di endpoint protection, patch management e sistemi di log per rilevare modifiche hardware e software. “Possiamo supportare le aziende con un catalogo di servizi in grado di guidarle nello sviluppo di applicazioni e di progetti di cyber security con un approccio end-to-end”, aggiunge Candian.
Questo include servizi di consulenza per l’assessment dei rischi, lo sviluppo di macchine conformi alle normative e l’ottimizzazione continua dei processi, con piani completi di disaster recovery e business continuity.
Per gli OEM, i servizi abbracciano anche il supporto per la compliance con il nuovo regolamento macchine. Destinato ad entrare in vigore entro il 2027, il regolamento richiede che le macchine siano protette contro attacchi intenzionali o involontari e dotate di sistemi di log per tracciare qualsiasi modifica.
“Bisognerà dotare la macchina di sistemi di log per andare a rilevare tutte quelle che sono le modifiche hardware e software, in modo da tracciare qualsiasi tipo di modifica al fine di dimostrare la conformità della macchina”, spiega Candian.
Siemens supporta i costruttori anche in questo ambito, offrendo soluzioni per la protezione contro attacchi cyber e per la gestione sicura degli accessi remoti.
