El futuro del envase y la industria 4.0

No todos los usuarios tienen la misma idea de lo que debe permitirse en un sistema de envasado. Algunos esperan un sistema completo de servicios, otros lo hacen en parte sin pensarlo. Ahí surge la pregunta ¿dónde estarán los desafíos del envase en el futuro y cuál será el aporte que podrán cumplir los sistemas innovadores? Dentro del marco de la Industria 4.0 va crecer la importancia del envase, si se entiende bien su función. Gracias a la digitalización obtendrá un nuevo valor y dimensión. Las expectativas con el envase son muy altas, pues en el futuro se va a transformar en una herramienta de comunicación inteligente dentro de la cadena de valor y va a proveer información en tiempos muy cortos ¿pero cómo será dará todo ello?

La economía mundial está en un momento crucial de una cuarta revolución industrial. A través de Internet, el mundo real y virtual se transformarán en el “Internet de las Cosas”. En el futuro las exigencias a la producción serán altas: la producción tendrá que ser inteligente, cambiante, eficiente y sostenible. La Industria 4.0 representa la combinación inteligente entre el hombre, la máquina, el objeto y el medio ambiente. Todo esto se muestra en el contexto de una transformación mundial. Por un lado, se muestra el cambio tecnológico apoyado en la investigación y desarrollo en las áreas de automatización, robótica e impresión 3D, teléfonos inteligentes, tecnología de sensores en el campo del Internet de las Cosas, y la generación de grandes volúmenes de datos, “Big Data”. Por el otro lado se está manifestando un cambio en la sociedad debido a las influencias de la globalización, individualización, las crecientes actividades de los medios sociales, los cambios en las tendencias demográficas, una mayor urbanización mundial y una generación con una nueva consciencia y valores nuevos. Al mismo tiempo la más grande complejidad de las modernas “cadenas de suministro” requiere mayor transparencia y conectividad. ¿y cuál será el papel del envase en todo esto?

El potencial del envase en la Industria 4.0

El aumento en la individualidad de los productos y, en consecuencia, la creciente diversidad de los envases en sus diseños, necesidades, exigencias, dimensiones y heterogeneidad llevan a grandes retos en lo que se refiere al cumplimiento de las tareas logísticas. Paralelamente crece también la tendencia a la digitalización de los envases. Pedidos a través de internet con la consiguiente entrega al cliente final en su residencia, en casa del vecino, en el trabajo, o en depósitos de paquetes ya se están convirtiendo más en la norma que en la excepción. Pero los sistemas inteligentes de envase todavía no se han desarrollado en el mismo grado.

El requisito más importante para las redes de valor del mañana es la transparencia – y esta creará las alternativas de envase en el futuro. En la logística el envase es principalmente un instrumento que protege al producto. Actualmente en logística el envase es fundamentalmente un instrumento que protege a los productos. Y ahora se está convirtiendo más y más en un portador de información, que tiene varias funciones: En primer lugar, se puede seleccionar cualquier envase a través de un código de identificación único que se puede trazar a lo largo de toda la cadena de suministro. Es decir, el envase debe llevar la información pertinente para el control de procesos en red. En segundo lugar, se conoce el contenido del envase, así como su remitente y destinatario, y de esta forma el envase se puede comunicar con su entorno. Esto significa que tiene que tener una identificación que permita el intercambio de datos relevantes con los sistemas externos de la Industria 4.0, y que permite un monitoreo adecuado. En tercer lugar, un envase con sus correspondientes sensores adecuados puede recibir datos adicionales y también proveer información. Esto posibilita el flujo de informaciones y simplifica notablemente la administración o gestión de la cadena de suministro.

En el identificador único (serialización) está la base de los envases inteligentes y smart en el mundo digital. Sólo a través de la serialización se puede llevar a cabo una identificación única y la asignación a los usuarios. Ese hace posible recopilar información de hora, la velocidad de rotación, daños, desaparición, reducción de tarifas, y reconstruir todo ello a través de la vida de un envase. Pero la “serialización” es también una condición necesaria para ligar el flujo de información con el enlace real de flujo de material real. Solamente así se deja casar la mercancía con el envase, lo que como consecuencia puede llevar a notables simplificaciones en la gestión de la cadena de suministro. Debido a este hecho se pueden organizar y dirigir de una forma completamente diferente los procesos logísticos dentro de la cadena de suministro.

Para proveerle al envase una “inteligencia” propia de interacción con otros participantes y las empresas se ofrecen ya hoy servicios de almacenamiento de datos electrónicos como portadores de información. Con esto el envase se transforma en lo que se puede llamar “un objeto inteligente” dentro del marco de la cuarta revolución industrial. La comunicación y el intercambio de datos, respectivamente, pueden suceder tanto activa como pasivamente realizado. En la comunicación pasiva el envase es conectado desde afuera y devuelve información. En la comunicación activa la acción es iniciada directamente desde el envase. Esto, por ejemplo, puede ser una alarma si una temperatura predefinida se ha sobrepasado, no se ha alcanzado, o no se ha respetado el plazo de entrega notificado. Las tecnologías para ello pueden ser dispositivos RFID, sensores, actuadores o pantallas (displays), que actualmente se ofrecen ampliamente en el mercado. Poco a poco los envases son más inteligentes y no solamente tienen la finalidad de proteger las mercancías a transportar o contener, sino también conectar a los diferentes actores de la cadena completa de suministro y dejarlos participar en tiempo real de forma interactiva.

Hoy ya no es raro que palés y contenedores estén equipados con portadores de datos del sistema Auto-ID, como demuestra el proyecto “Máquina Automática de Etiquetado de Palés” –también nominado de forma breve APEM. Hasta la mundialmente conocida “Europallett” de madera puede ser adaptada a un precio adicional en euros con un chip RFID, a la nueva era de la industria 4.0. Desde que las grandes cadenas y empresas de descuento prefieren palés de plástico, el chip RFID pertenece al equipamiento básico de éstos.

Pero la transparencia adicional no es el único beneficio. El envase digitalizado también ayuda en temas calidad de producto y seguridad contra la falsificación. El envase es capaz de informar cómo se ha ejecutado el transporte o, por ejemplo, si los alimentos se han mantenido bajo la cadena de frío, y de esta forma se sabe de la condición de los productos. En la digitalización también se integran enfoques ya probados, por ejemplo el del Inventario Administrado por el Proveedor (VMI, por su sigla en inglés) que observa continuamente los requisitos del fabricante, con base en los cambios en los inventarios, de forma continua y automática, desencadenando así la post-producción. Aquí se cierra el ciclo y la experiencia en materia de VMI es un factor clave para la digitalización.

Aparte de la digitalización las tendencias actuales de desarrollo a más sostenibilidad y reusabilidad, aumento en la flexibilidad del envase con el fin de minimizar el uso del material y los volúmenes. Especialmente el segmento B2C está muy enfocado en papeles y cartones. La meta es un tipo de envase para transporte para casos de uso distintos bajo el nombre “Envase sobre demanda”. Ya hoy en día la técnica de maquinaria sofisticada facilita los diferentes cortes de envases para grandes volúmenes, y esto ya está en gran escala optimizado y automatizado. En este contexto también es elevada la demanda de envases específicos de productos para piezas individuales, prototipos o lotes pequeños que no tienen medidas estandarizadas. La impresión 3D es especialmente importante para piezas individuales de alta calidad, y esto se convierte en un serio competidor para la espuma y los termoformados.

Además de la impresión 3D existe una tecnología adicional que es la electrónica impresa. Sin embargo, en este punto todavía hay mucho camino por recorrer.

¿Dónde está parada la industria del envase actualmente?

No obstante, la realidad de hoy todavía se desvía notablemente de las posibilidades tecnológicas. Principalmente no se han desarrollado sistemas de envases inteligentes al mismo ritmo. Específicamente raras veces se encuentra la infraestructura interna y el apoyo del software para aprovechar todas las potencialidades de tales envases.

Frecuentemente son un reto adicional los estándares faltantes para el intercambio de datos entre empresas y los interfaces de tecnología de la información. Incluso en el etiquetado no existe uniformidad y, como consecuencia, se buscan sin éxito los envases con códigos únicos. Como resultado las empresas esperan las recomendaciones, directrices y decisiones de las organizaciones de estandarización o hasta de los políticos que muchas veces desisten de inversiones en sistemas de envases inteligentes.

Como siempre muchas decisiones se toman, en primera instancia, basadas en los costos…un principio razonable, cuando se conocen los costos. En relación con los envases se pone como principio de decisión el precio de compra. Pero debido a que el envase influye decisivamente en los costos logísticos aquí se requiere una consideración más integral. En la actual realidad se suman en promedio aproximadamente tres cuartas partes de los costos de envase a los costos indirectos y logísticos como el transporte, la devolución, la manipulación, el almacenamiento, los daños, y el desecho.

Por esta razón es necesario considerar para la elección y el uso de envases para transporte y envío no solamente el precio de compra, sino también las ventajas de los envases a lo largo de la cadena logística completa. En cuanto a los envases es necesario ver la logística cada vez más como un criterio de decisión, y no solamente como medio de cumplimiento. Lo correcto sería en primera instancia alinear el envase a los retos de almacenamiento y transporte y no al contrario. Y luego ver si tienen un futuro viable en el desarrollo del sector respectivo.

Solamente en este orden se pueden abrir oportunidades de ahorro considerables.

Naturalmente la adaptación de la tecnología en la industria del envase está relacionada con la inversión, sobre todo en la producción del propio envase. También el montaje de un sistema que funcione requiere de los medios de financiación correspondientes.

Logística de empaque y el Instituto Fraunhofer IML

Los expertos en el departamento de envases y logística de Retail y Tecnologías Auto-ID en el Instituto Fraunhofer IML en Dortmund, Alemania, se dedican por un lado a la planeación, el desarrollo y la optimización de sistemas de envasado y su logística, al área de integración de estos sistemas con las estructuras empresariales existentes. También apoyan a las empresas en la selección y aplicación de las tecnologías de Auto-ID y el software asociado, y al desarrollo de aplicaciones.

Con el llamado ”inBin” el instituto Fraunhofer IML ha desarrollado un envase realmente inteligente. El “InBin” se comunica con las personas y las máquinas, toma decisiones propias, vigila las condiciones de su entorno y conduce procesos de logística. Con esto el envase se transforma a un “co-pensador”. El “InBin” es autosuficiente en términos de energía, obtiene energía del entorno, sin necesitar fuentes adicionales. Ya a partir de 400 lux se prenden células solares especiales y el “InBin” “se despierta”. Este envase no solamente puede comunicarse y hacer pedidos, sino también puede entrar en contacto con las personas mediante el módulo pick-by-voice y pantallas gráficas.  De esta forma, desde la indicación del producto, vía confirmación, hasta el aviso de faltas, son efectuados directamente desde el “envase”.

Adicionalmente este instituto adelanta trabajos científicos de investigación y desarrollo en los campos de “Realidad Aumentada” para el apoyo de actividades logísticas manuales (como SmARPro), y de los drones para recepción autónoma y servicio de entrega (DelivAIRy), o para localización de inventarios en almacenamiento (InventAIRy).

Entre otras cosas el software “databirds” es utilizado para la conectividad de los actores de la cadena de suministro y para trazabilidad en tiempo real de envases y mercancías. La aplicación del teléfono inteligente “Pallet Check Express” regula un intercambio seguro y documentado entre los socios. Por la experiencia de largos años en la creación de procesos y su optimización, y además con la tecnología Auto-ID, los expertos del Fraunhofer IML le hacen entendibles a las empresas la Industria 4.0, acogen tecnológicamente a las empresas y les ofrecen también la posibilidad de probar las nuevas tecnologías y su entorno en salas de experimentación.

Traducción del alemán: Ulrich G. Rüger, consultor internacional.

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