Værktøjsmaskineindustriens fremtid

Blandingen af ​​efterspørgsel med teknologitransformation
Udover de massive effekter fra COVID-19-pandemien, fører adskillige eksterne og interne effekter til faldende efterspørgsel på værktøjsmaskinmarkedet.Transformationen af ​​bilindustrien fra forbrændingsmotorer til elektriske drivlinjer repræsenterer en væsentlig udfordring for værktøjsmaskinindustrien.Mens en forbrændingsmotor kræver mange meget præcise metaldele, er det samme ikke tilfældet for elektriske drivlinjer, som har færre værktøjsdele.Bortset fra virkningen af ​​pandemien er dette hovedårsagen til, at ordrer på metalskærings- og formningsmaskiner er faldet markant i de seneste 18 måneder.
Udover al den økonomiske usikkerhed er branchen i en alvorlig disruptionsfase.Aldrig før har maskinbyggere oplevet en så stor forandring i deres branche som den, der er drevet af digitalisering og nye teknologier.Tendensen mod større fleksibilitet i fremstillingen driver produktinnovationer som multitasking og additiv fremstilling som passende alternativer til traditionelle værktøjsmaskiner.
Digitale innovationer og dyb forbindelse repræsenterer værdifulde funktioner.Sensorintegration, udnyttelse af kunstig intelligens (AI) og integrationen af ​​sofistikerede simuleringsfunktioner muliggør fremskridt inden for maskinydelse og overordnet udstyrseffektivitet (OEE).Nye sensorer og nye måder til kommunikation, styring og overvågning muliggør nye muligheder for smarte tjenester og nye forretningsmodeller på markedet for værktøjsmaskiner.Digitalt forbedrede tjenester er ved at blive en del af hver OEMs portefølje.Det unikke salgsforslag (USP) skifter tydeligt mod digital merværdi.COVID-19-pandemien kan yderligere accelerere denne tendens.

Aktuelle udfordringer for maskinbyggere
Kapitalgodsindustrien er følsom over for generelle økonomiske nedture.Da værktøjsmaskiner hovedsageligt bruges til at producere andre kapitalgoder, gælder dette især for værktøjsmaskiner, hvilket gør den sårbar over for økonomiske udsving.Den seneste økonomiske afmatning udløst af pandemien og andre negative virkninger blev nævnt som den største udfordring, som de fleste maskinbyggere står over for.
I 2019 førte voksende økonomisk usikkerhed gennem geopolitiske begivenheder som den amerikanske handelskrig i Kina og Brexit til en afmatning af den globale økonomi.Importafgifter på råvarer, metalkomponenter og maskiner påvirkede værktøjsmaskinindustrien og eksporten af ​​værktøjsmaskiner.Samtidig udfordrede det voksende antal konkurrenter i lavkvalitetssegmentet, primært fra Kina, markedet.
På kundesiden har paradigmeskiftet i bilindustrien mod elektriske drivlinjer resulteret i en strukturel krise.Det tilsvarende fald i efterspørgslen efter biler drevet af forbrændingsmotorer fører til et fald i efterspørgslen efter mange fremstillingsteknologier i automotivets drivlinje.Bilproducenter er tilbageholdende med at investere i nye produktionsaktiver på grund af den usikre fremtid for konventionelle motorer, mens oprykningen af ​​nye produktionslinjer til e-biler stadig er i de tidlige stadier.Dette påvirker hovedsageligt maskinbyggere, der fokuserer på specialiserede skærende værktøjsmaskiner til bilindustrien.
Det er dog ret usandsynligt, at den faldende efterspørgsel efter værktøjsmaskiner fuldt ud kan erstattes af de nye produktionslinjer, da produktionen af ​​e-biler kræver færre højpræcisions metaldele.Men diversificeringen af ​​drivlinjen ud over forbrændings- og batteridrevne motorer vil kræve nye produktionsteknologier i de næste år.

Konsekvenser af COVID-19-krisen
Den enorme påvirkning af COVID-19 mærkes i værktøjsmaskinindustrien såvel som i de fleste andre industrier.Den generelle økonomiske afmatning på grund af den globale pandemi førte til et massivt fald i efterspørgslen i de første to kvartaler af 2020. Fabrikslukninger, afbrudte forsyningskæder, mangel på indkøbsdele, logistiske udfordringer og andre problemer forværrede situationen.
Blandt de interne konsekvenser rapporterede to tredjedele af de adspurgte virksomheder om generelle omkostningsbesparelser på grund af den nuværende situation.Afhængigt af den vertikale integration i produktionen resulterede dette i længere perioder med kortvarigt arbejde eller endda fyringer.
Mere end 50 procent af virksomhederne er ved at genoverveje deres strategi med hensyn til de nye omstændigheder i deres markedsmiljø.For en tredjedel af virksomhederne resulterer det i organisatoriske ændringer og omstruktureringsaktiviteter.Mens SMV'er har en tendens til at reagere med mere radikale ændringer i deres operative forretning, justerer de fleste store virksomheder deres eksisterende struktur og organisation for bedre at tilpasse sig den nye situation.
Langsigtede konsekvenser for værktøjsmaskinindustrien er svære at forudsige, men de skiftende forsyningskædekrav og stigende efterspørgsel efter digitale tjenester vil sandsynligvis blive permanent.Da tjenester stadig er nødvendige for at holde de installerede maskiner produktive, udvider OEM'er og leverandører deres serviceportefølje med fokus på digitalt forbedrede serviceinnovationer som fjerntjenester.De nye omstændigheder og den sociale distancering fører til en stigende efterspørgsel efter avancerede digitale tjenester.
På kundesiden er permanente ændringer tydeligere synlige.Luftfartsindustrien lider under verdensomspændende rejserestriktioner.Airbus og Boeing annoncerede planer om at reducere deres produktion i de næste par år.Det samme gælder for skibsbygningsindustrien, hvor efterspørgslen efter krydstogtskibe er faldet til nul.Disse produktionsnedskæringer vil også have en negativ indvirkning på efterspørgslen efter værktøjsmaskiner i de næste par år.

Potentialet for nye teknologiske tendenser
Ændring af kundekrav
Massetilpasning, reduceret tid til forbruger og byproduktion er nogle få tendenser, der kræver øget maskinfleksibilitet.Udover kerneaspekter som pris, brugervenlighed, lang levetid, proceshastighed og kvalitet, bliver større maskinfleksibilitet vigtigere som en af ​​de vigtigste egenskaber ved nye maskiner.
Fabriksledere og ansvarlige produktionsledere anerkender den stigende betydning af digitale funktioner for at forbedre produktiviteten og effektiviteten af ​​deres aktiver.Datasikkerhed, åbne kommunikationsgrænseflader og nyeste informations- og kommunikationsteknologi (IKT) er afgørende for at integrere digitale applikationer og løsninger til en højere grad af automatisering og serieproduktion.Nutidens mangel på digital knowhow og økonomiske ressourcer og tidsbegrænsninger hindrer implementeringen af ​​digitale forbedringer og nye tjenester til slutbrugere.Desuden bliver konsekvent sporing og lagring af procesdata vigtig og et obligatorisk krav i mange kundebrancher.

Positive udsigter for bilindustrien
Trods modvind ser bilindustrien lys ud globalt.Ifølge industrikilder har globale produktionsenheder til lette køretøjer været bemærkelsesværdige og forventes at fortsætte med at vokse.APAC forventes at registrere de højeste vækstrater i form af produktionsmængder efterfulgt af Nordamerika.Desuden stiger salget og produktionen af ​​elektriske køretøjer rekordartet, hvilket skaber en efterspørgsel efter værktøjsmaskiner og andet udstyr i forbindelse med fremstillingsprocessen.Værktøjsmaskiner har en bred vifte af applikationer i bilindustrien som CNC fræsning (gearkassekasser, transmissionshuse, motorcylindre osv.), drejning (bremsetromler, rotorer, svinghjul osv.) boring osv. med fremkomsten af ​​avanceret teknologier og automatisering, vil efterspørgslen efter maskine kun stige for at opnå produktivitet og præcision.

CNC-værktøjsmaskiner forventes at dominere markedet globalt
De numeriske computerstyringsmaskiner strømliner mange operationelle processer ved at reducere produktionstiden og minimere menneskelige fejl.Den voksende efterspørgsel efter automatiseret fremstilling i industrisektoren har resulteret i den stigende brug af CNC-maskiner.Etableringen af ​​produktionsfaciliteter i Asien-Stillehavsområdet har også ansporet brugen af ​​computernumeriske kontroller i sektoren.
Et stærkt konkurrencepræget marked har tvunget spillere til at fokusere på effektive fremstillingsteknikker, der forsøger at opnå konkurrencefordele ved at omdesigne deres faciliteter, som omfatter CNC-maskiner.Bortset fra dette er integrationen af ​​3D-print med CNC-maskiner en unik tilføjelse til nogle af de nye produktionsenheder, som forventes at tilbyde bedre multi-materiale kapacitet med lidt ressourcespild.
Sammen med dette, med den stigende bekymring over global opvarmning og udtømning af energireserver, bliver CNC-maskiner aktivt brugt til elproduktion, da denne proces kræver omfattende automatisering.

Konkurrencedygtigt landskab
Værktøjsmaskinmarkedet er ret fragmenteret af natur med tilstedeværelsen af ​​store globale aktører og små og mellemstore lokale aktører med ganske få aktører, der optager markedsandelen.Store konkurrenter på globale markeder for værktøjsmaskiner omfatter Kina, Tyskland, Japan og Italien.For Tyskland, bortset fra flere hundrede salgs- og servicedatterselskaber eller filialer af tyske værktøjsmaskineproducenter over hele verden, er der sandsynligvis mindre end 20 tyske virksomheder, der i øjeblikket producerer komplette enheder i udlandet.
Med den stigende præference for automatisering satser virksomhederne på at udvikle mere automatiserede løsninger.Industrien er også vidne til tendensen til konsolidering med fusioner og opkøb.Disse strategier hjælper virksomhederne med at komme ind på nye markedsområder og få nye kunder.

Værktøjsmaskiners fremtid
Fremskridt inden for hardware og software ændrer værktøjsmaskinindustrien.Industritendenser i de kommende år vil sandsynligvis fokusere på disse fremskridt, især da de vedrører automatisering.
Værktøjsmaskinindustrien forventes at se fremskridt inden for:
Inkludering af smarte funktioner og netværk
Automatiske og IoT-klare maskiner
 Kunstig intelligens (AI)
CNC-softwarefremskridt

Inkludering af smarte funktioner og netværk
Fremskridt inden for netværksteknologi har gjort det nemmere end nogensinde at forbinde smarte enheder og bygge lokale netværk.
For eksempel forventes mange enheder og industrielle edge computing-netværk at bruge single-pair Ethernet (SPE) kabler i de kommende år.Teknologien har eksisteret i årevis, men virksomheder er begyndt at se den fordel, den giver ved at bygge smarte netværk.
SPE er i stand til at overføre strøm og data samtidigt og er velegnet til at forbinde smarte sensorer og netværksenheder til de mere kraftfulde computere, der driver industrielle netværk.Halvt så stort som et konventionelt Ethernet-kabel, det kan passe flere steder, bruges til at tilføje flere forbindelser på samme plads og eftermonteres til eksisterende kabelnetværk.Dette gør SPE til et logisk valg til opbygning af smarte netværk i fabriks- og lagermiljøer, der måske ikke er egnede til nuværende generations WiFi.
Low-power wide-area networks (LPWAN) gør det muligt at overføre data trådløst til tilsluttede enheder over en større rækkevidde end tidligere teknologier.Nyere iterationer af LPWAN-sendere kan gå et helt år uden udskiftning og overføre data op til 3 km.
Selv WiFi bliver mere egnet.Nye standarder for WiFi, der i øjeblikket er under udvikling af IEEE, vil bruge 2,4 GHz og 5,0 GHz trådløse frekvenser, hvilket øger styrke og rækkevidde ud over, hvad nuværende netværk er i stand til.
Den øgede rækkevidde og alsidighed fra ny kablet og trådløs teknologi gør automatisering mulig i større skala end før.Ved at kombinere avancerede netværksteknologier vil automatisering og smarte netværk blive mere almindeligt over hele linjen i den nærmeste fremtid, lige fra flyproduktion til landbrug.

Automatiserede og IoT-klare maskiner
Efterhånden som industrien fortsætter med at anvende flere digitale teknologier, vil vi se fremstillingen af ​​flere maskiner bygget til automatisering og det industrielle internet of things (IIoT).På nogenlunde samme måde har vi set en stigning i tilsluttede enheder - fra smartphones til smarte termostater - vil produktionsverdenen omfavne forbundet teknologi.
Smarte værktøjsmaskiner og robotter vil sandsynligvis håndtere en større procentdel af arbejdet i industrielle omgivelser, efterhånden som teknologien udvikler sig.Især i de situationer, hvor arbejdet er for farligt for mennesker at udføre, vil automatiserede værktøjsmaskiner blive mere udbredt.
Efterhånden som flere internet-tilsluttede enheder befolker fabriksgulvet, vil cybersikkerhed blive en øget bekymring.Industriel hacking har resulteret i adskillige bekymrende brud på automatiserede systemer gennem årene, hvoraf nogle kunne have resulteret i tab af menneskeliv.Efterhånden som IIoT-systemer bliver mere integrerede, vil cybersikkerhed kun blive vigtigere.

AI
Især i store industrielle omgivelser vil brugen af ​​kunstig intelligens til at programmere maskiner øges.Efterhånden som maskiner og værktøjsmaskiner bliver automatiseret i højere grad, skal programmer skrives og udføres i realtid for at styre disse maskiner.Det er her AI kommer ind.
I forbindelse med værktøjsmaskiner kan AI bruges til at overvåge de programmer, maskinen bruger til at skære dele af, og sikre sig, at de ikke afviger fra specifikationerne.Hvis noget går galt, kan kunstig intelligens slukke for maskinen og køre diagnosticering, hvilket minimerer skaden.
AI kan også hjælpe med vedligeholdelse af værktøjsmaskiner for at minimere og løse problemer, før de opstår.For eksempel er der for nyligt skrevet et program, der kan registrere slid i kugleskruetræk, noget som før skulle gøres manuelt.AI-programmer som dette kan hjælpe med at holde et maskinværksted kørende mere effektivt og holde produktionen jævn og uafbrudt.

Forbedringer i CNC-software
Fremskridt inden for computerstøttet fremstilling (CAM)-software, der bruges i CNC-bearbejdning, giver mulighed for endnu mere præcision i fremstillingen.CAM-software giver nu maskinmestrene mulighed for at bruge digital twinning - processen med at simulere et fysisk objekt eller en proces i den digitale verden.
Inden en del bliver fysisk fremstillet, kan der køres digitale simuleringer af fremstillingsprocessen.Forskellige værktøjssæt og metoder kan testes for at se, hvad der sandsynligvis vil give det optimale resultat.Det reducerer omkostningerne ved at spare materiale og mandetimer, som ellers kunne have været brugt til at forfine fremstillingsprocessen.
Nyere versioner af bearbejdningssoftware som CAD og CAM bliver også brugt til at uddanne nye arbejdere, der viser dem 3D-modeller af de dele, de laver, og maskinen, de arbejder med for at illustrere koncepter.Denne software letter også hurtigere behandlingshastigheder, hvilket betyder mindre forsinkelse og hurtigere feedback for maskinoperatører, mens de arbejder.
Fleraksede værktøjsmaskiner er mere effektive, men de har også en højere risiko for kollision, da flere dele arbejder på én gang.Avanceret software reducerer denne risiko, hvilket igen reducerer nedetid og tabte materialer.

Maskiner arbejder smartere
Fremtidens værktøjsmaskiner er smartere, nemmere at netværke og mindre tilbøjelige til at fejle.Efterhånden som tiden går, vil automatisering blive lettere og mere effektiv gennem brug af værktøjsmaskiner styret af AI og avanceret software.Operatører vil nemmere kunne styre deres maskiner via computergrænsefladen og lave dele med færre fejl.Netværksfremskridt vil gøre smarte fabrikker og lagre nemmere at opnå.
Industry 4.0 har også evnen til at forbedre udnyttelsen af ​​værktøjsmaskiner i fremstillingsoperationer ved at reducere tomgangstid.Industriforskning har vist, at værktøjsmaskiner typisk skærer metal aktivt mindre end 40 % af tiden, hvilket nogle gange går helt ned til 25 % af tiden.Analyse af data relateret til værktøjsændringer, programstop osv. hjælper organisationer med at bestemme årsagen til inaktiv tid og adressere den.Dette resulterer i en mere effektiv brug af værktøjsmaskiner.
Da Industry 4.0 fortsætter med at tage hele produktionsverdenen med storm, er værktøjsmaskiner også ved at blive en del af det smarte system.Også i Indien er konceptet, selv om det er i begyndende stadier, langsomt ved at vinde frem, især blandt store værktøjsmaskiner, som er ved at innovere i denne retning.Værktøjsmaskineindustrien ser primært på Industry 4.0 for at imødekomme stigende kundekrav om forbedret produktivitet, reduceret cyklustid og større kvalitet.Indførelsen af ​​Industry 4.0-konceptet er således kernen i at nå det ambitiøse mål om at gøre Indien til et globalt knudepunkt for fremstilling, design og innovation og øge produktionens andel af BNP fra de nuværende 17 % til 25 % inden 2022.