塑料因其輕量化、耐用且易加工的特性，成為包裝領(lǐng)域的全能材料。在德國，超過60%的商品采用塑料進行包裹、袋裝或盒裝。塑料行業(yè)當前的目標是通過理想的包裝設(shè)計（可回收設(shè)計）支持循環(huán)經(jīng)濟，在最小化環(huán)境影響的同時為商品提供最佳保護。根據(jù)歐盟新規(guī)，到2030年塑料包裝中再生材料占比需至少達到35%。
為此，隸屬于"塑料包裝AI應(yīng)用中心"的創(chuàng)新實驗室KIOptiPack聯(lián)合弗勞恩霍夫加工工程與包裝研究所（IVV），利用人工智能突破回收技術(shù)瓶頸，推動再生材料在包裝生產(chǎn)中的高效應(yīng)用。這一合作旨在減少塑料廢棄物、提升包裝可持續(xù)性，并通過再生材料利用降低對原生原料的需求，從而增強歐洲供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。
數(shù)據(jù)空間驅(qū)動的AI優(yōu)化工具
弗勞恩霍夫IVV開發(fā)了基于人工智能的優(yōu)化工具，并通過數(shù)據(jù)空間實現(xiàn)系統(tǒng)連接。該方法能高效平衡塑料包裝需滿足的多重標準——在考量環(huán)境兼容性、功能設(shè)計、消費者接受度和生產(chǎn)可行性的基礎(chǔ)上，AI工具會推薦最優(yōu)包裝方案，同時最大限度減少材料使用。數(shù)據(jù)空間整合了材料特性、來源與去向等全鏈路數(shù)字信息，其底層數(shù)據(jù)模型由弗勞恩霍夫IVV開發(fā)，首次實現(xiàn)了跨利益相關(guān)方的數(shù)據(jù)共享。
數(shù)字化材料流保障品質(zhì)安全
"構(gòu)建共享數(shù)據(jù)空間對提升再生材料利用率至關(guān)重要，"弗勞恩霍夫IVV所長Andrea Büttner強調(diào)，"再生塑料是寶貴資源，但其質(zhì)量必須達標。"若混入其他塑料、印刷油墨或降解產(chǎn)物等污染物，材料品質(zhì)將嚴重受損甚至無法使用。當前行業(yè)面臨的核心挑戰(zhàn)在于：從再生材料生產(chǎn)商、包裝薄膜制造商到食品企業(yè)，全產(chǎn)業(yè)鏈亟需建立統(tǒng)一的塑料數(shù)據(jù)語言。聚烯烴類材料作為塑料主力軍，其加工過程中的性狀變化尤為需要系統(tǒng)監(jiān)測。
AI精準匹配回收工藝
"高質(zhì)量塑料回收離不開AI工具，"弗勞恩霍夫IVV貨架期與包裝建模組負責人Matthias Reinelt介紹，"我們開發(fā)的模塊化軟件能分析材料特性，并關(guān)聯(lián)多維度信息流，從而為性能波動的再生材料匹配最佳應(yīng)用場景。"例如，AI工具會基于再生材料數(shù)據(jù)優(yōu)化加工鏈條，最終產(chǎn)出壁厚均勻、造型合格的可持續(xù)酸奶杯。研究團隊還采用色譜分析法結(jié)合AI物質(zhì)識別技術(shù)，嚴防不合格再生材料進入循環(huán)系統(tǒng)——即使經(jīng)過嚴格分選，污染風險依然存在。
目前，弗勞恩霍夫IVV的AI優(yōu)化工具與數(shù)據(jù)空間已直接接入部分制造商的生產(chǎn)流程，可根據(jù)現(xiàn)場機器使用的再生材料實時給出加工建議。
破解再生材料供需缺口
盡管再生塑料使用率持續(xù)上升，但未來幾年供需差距仍將擴大。預(yù)計到2030年，再生材料需求將超過供應(yīng)量30%。"解決塑料行業(yè)回收缺口不能依賴孤立方案，"Büttner指出，"我們正通過AI工具串聯(lián)材料流與信息流，聯(lián)合跨行業(yè)利益相關(guān)方共同應(yīng)對資源短缺。"
7月1日至3日，德國各界專家將齊聚柏林"塑料循環(huán)未來論壇"，探討塑料包裝全生命周期創(chuàng)新方案。為最大限度實現(xiàn)塑料閉環(huán)，51家產(chǎn)學研機構(gòu)在兩大創(chuàng)新實驗室展開合作：專注包裝設(shè)計與生產(chǎn)的KIOptiPack，以及主攻材料分揀回收的K3I-Cycling。這兩個實驗室通過數(shù)據(jù)互通，確保價值鏈各環(huán)節(jié)的技術(shù)成果得到整體優(yōu)化。
精選文章：
Character.AI 發(fā)布全新創(chuàng)作模式
多數(shù)設(shè)計師認為AI優(yōu)化了工作流程，但倫理隱憂猶存