Prihodnost industrije strojnih orodij

Prihodnost industrije strojnih orodij

Mešanica povpraševanja s preobrazbo tehnologije
Poleg ogromnih učinkov pandemije COVID-19 več zunanjih in notranjih učinkov vodi do upada povpraševanja na trgu obdelovalnih strojev.Preobrazba avtomobilske industrije z motorjev z notranjim zgorevanjem na električne pogone predstavlja pomemben izziv za industrijo obdelovalnih strojev.Medtem ko motor z notranjim zgorevanjem zahteva veliko zelo natančnih kovinskih delov, to ne velja za električne pogone, ki imajo manj delov z orodjem.Poleg vpliva pandemije je to glavni razlog, zakaj so se naročila strojev za rezanje in preoblikovanje kovin v zadnjih 18 mesecih močno zmanjšala.
Poleg vse gospodarske negotovosti je industrija v fazi resnih motenj.Proizvajalci obdelovalnih strojev še nikoli niso doživeli tako velike spremembe v svoji panogi, kot so jo poganjali digitalizacija in nove tehnologije.Trend k večji prilagodljivosti v proizvodnji spodbuja inovacije izdelkov, kot sta večopravilnost in aditivna proizvodnja kot primerni alternativi tradicionalnim strojnim orodjem.
Digitalne inovacije in globoka povezljivost predstavljajo dragocene lastnosti.Integracija senzorjev, uporaba umetne inteligence (AI) in integracija sofisticiranih simulacijskih funkcij omogočajo napredek v zmogljivosti strojev in splošni učinkovitosti opreme (OEE).Novi senzorji in novi načini komunikacije, krmiljenja in spremljanja omogočajo nove priložnosti za pametne storitve in nove poslovne modele na trgu obdelovalnih strojev.Digitalno izboljšane storitve bodo kmalu postale del portfelja vsakega proizvajalca originalne opreme.Edinstvena prodajna ponudba (USP) se očitno premika k digitalni dodani vrednosti.Pandemija COVID-19 lahko ta trend še pospeši.

Trenutni izzivi za proizvajalce obdelovalnih strojev
Panoge investicijskega blaga so občutljive na splošne gospodarske upade.Ker se obdelovalni stroji večinoma uporabljajo za proizvodnjo drugega investicijskega blaga, to velja zlasti za industrijo obdelovalnih strojev, zaradi česar je občutljiva na gospodarska nihanja.Nedavni gospodarski upad, ki so ga sprožili pandemija in drugi negativni učinki, je bil omenjen kot največji izziv, s katerim se sooča večina proizvajalcev strojev.
V letu 2019 je naraščajoča gospodarska negotovost zaradi geopolitičnih dogodkov, kot sta trgovinska vojna ZDA in Kitajske ter brexit, povzročila upočasnitev svetovnega gospodarstva.Uvozne dajatve na surovine, kovinske komponente in stroje so vplivale na industrijo obdelovalnih strojev in izvoz obdelovalnih strojev.Hkrati je izziv za trg predstavljalo naraščajoče število konkurentov v segmentu nizke kakovosti, predvsem iz Kitajske.
Na strani strank je sprememba paradigme v avtomobilski industriji v smeri električnih pogonov povzročila strukturno krizo.Ustrezen upad povpraševanja po avtomobilih, ki jih poganjajo motorji z notranjim zgorevanjem, povzroči upad povpraševanja po številnih proizvodnih tehnologijah v avtomobilskem pogonu.Proizvajalci avtomobilov zaradi negotove prihodnosti običajnih motorjev neradi vlagajo v nova proizvodna sredstva, medtem ko je zagon novih proizvodnih linij za e-avtomobile še vedno v zgodnjih fazah.To vpliva predvsem na izdelovalce strojev, ki se osredotočajo na specializirana rezalna orodja za avtomobilsko industrijo.
Vendar pa je precej malo verjetno, da bi bilo mogoče upadajoče povpraševanje po obdelovalnih strojih v celoti nadomestiti z novimi proizvodnimi linijami, saj proizvodnja električnih avtomobilov zahteva manj visoko natančnih kovinskih delov.Toda diverzifikacija pogonskega sklopa izven motorjev z zgorevanjem in baterijskim pogonom bo v naslednjih letih zahtevala nove proizvodne tehnologije.

Posledice krize COVID-19
Ogromen vpliv COVID-19 je čutiti tako v industriji strojnih orodij kot tudi v večini drugih panog.Splošni gospodarski upad zaradi svetovne pandemije je povzročil velik upad povpraševanja v prvih dveh četrtletjih leta 2020. Zaprtje tovarn, prekinjene dobavne verige, pomanjkanje nabavnih delov, logistični izzivi in ​​druge težave so poslabšale situacijo.
Med notranjimi posledicami sta dve tretjini anketiranih podjetij navedli splošno zniževanje stroškov zaradi trenutnih razmer.To je glede na vertikalno integracijo v proizvodnji povzročilo daljša obdobja skrajšanega delovnega časa ali celo odpuščanja.
Več kot 50 odstotkov podjetij je tik pred premislekom o svoji strategiji glede na nove okoliščine svojega tržnega okolja.Pri tretjini podjetij to povzroči organizacijske spremembe in aktivnosti prestrukturiranja.Medtem ko se mala in srednja podjetja ponavadi odzovejo z bolj radikalnimi spremembami v svojem operativnem poslovanju, večina velikih podjetij prilagodi svojo obstoječo strukturo in organizacijo, da se bolje prilagodi novim razmeram.
Dolgoročne posledice za industrijo obdelovalnih strojev je težko predvideti, vendar bodo spreminjajoče se zahteve dobavne verige in vse večje povpraševanje po digitalnih storitvah verjetno postali trajni.Ker so storitve še vedno potrebne za ohranjanje produktivnosti nameščenih strojev, proizvajalci originalne opreme in dobavitelji širijo svoj portfelj storitev, osredotočen na digitalno izboljšane storitvene inovacije, kot so storitve na daljavo.Nove okoliščine in socialna distanca vodijo do vse večjega povpraševanja po naprednih digitalnih storitvah.
Na strani kupca so trajne spremembe jasneje vidne.Letalska industrija trpi zaradi omejitev potovanj po vsem svetu.Airbus in Boeing sta napovedala načrte za zmanjšanje proizvodnje v naslednjih nekaj letih.Enako velja za ladjedelništvo, kjer je povpraševanje po križarkah padlo na nič.Ta zmanjšanja proizvodnje bodo negativno vplivala tudi na povpraševanje po obdelovalnih strojih v naslednjih nekaj letih.

Potencial novih tehnoloških trendov
Spreminjanje zahtev strank

Množično prilagajanje, skrajšani čas do potrošnika in urbana proizvodnja je nekaj trendov, ki zahtevajo večjo prilagodljivost strojev.Poleg ključnih vidikov, kot so cena, uporabnost, dolgoživost, hitrost postopka in kakovost, postaja večja prilagodljivost strojev pomembnejša kot ena glavnih značilnosti novih strojev.
Vodje obratov in odgovorni vodje proizvodnje priznavajo vse večji pomen digitalnih funkcij za izboljšanje produktivnosti in učinkovitosti njihovih sredstev.Varnost podatkov, odprti komunikacijski vmesniki in najnovejša informacijska in komunikacijska tehnologija (IKT) so bistveni za integracijo digitalnih aplikacij in rešitev za višjo stopnjo avtomatizacije in serijske proizvodnje.Današnje pomanjkanje digitalnega znanja in izkušenj ter finančnih sredstev in časovne omejitve ovirajo implementacijo digitalnih izboljšav in novih storitev za končne uporabnike.Poleg tega dosledno sledenje in shranjevanje procesnih podatkov postane pomembno in obvezna zahteva v številnih panogah strank.

Pozitivni obeti za avtomobilsko industrijo
Kljub nekaterim nasprotnim vetrovom je avtomobilska industrija globalno videti svetla.Glede na vire iz industrije so bile globalne proizvodne enote lahkih vozil izjemne in pričakuje se, da bodo še naprej rasle.Pričakuje se, da bo APAC zabeležil najvišjo stopnjo rasti v smislu obsega proizvodnje, sledila ji bo Severna Amerika.Poleg tega se prodaja in proizvodnja električnih vozil rekordno povečujeta, kar ustvarja povpraševanje po obdelovalnih strojih in drugi opremi, povezani s proizvodnim procesom.Strojna orodja imajo široko paleto aplikacij v avtomobilski industriji, kot so CNC rezkanje (ohišja menjalnika, ohišja menjalnika, glave cilindrov motorja itd.), struženje (zavorni bobni, rotorji, vztrajnik itd.), vrtanje itd. s prihodom naprednih tehnologij in avtomatizacije se bo povpraševanje po strojih le še povečalo, da bi povečali produktivnost in natančnost.

CNC strojna orodja naj bi prevladovala na svetovnem trgu
Stroji z računalniškim numeričnim krmiljenjem racionalizirajo številne operativne procese tako, da skrajšajo proizvodni čas in čim bolj zmanjšajo človeške napake.Naraščajoče povpraševanje po avtomatizirani proizvodnji v industrijskem sektorju je povzročilo vse večjo uporabo CNC strojev.Poleg tega je vzpostavitev proizvodnih obratov v azijsko-pacifiški regiji spodbudila uporabo računalniških numeričnih kontrol v sektorju.
Zelo konkurenčen trg je prisilil igralce, da se osredotočijo na učinkovite proizvodne tehnike, da bi pridobili konkurenčno prednost s preoblikovanjem svojih objektov, ki vključujejo CNC stroje.Poleg tega je integracija 3D-tiskanja s CNC-stroji edinstven dodatek k nekaterim novim proizvodnim enotam, za katere se pričakuje, da bodo nudile boljšo zmogljivost za več materialov z malo izgube virov.
Ob vse večji zaskrbljenosti zaradi globalnega segrevanja in izčrpavanja zalog energije se CNC stroji aktivno uporabljajo pri proizvodnji električne energije, saj ta proces zahteva obsežno avtomatizacijo.

Konkurenčna pokrajina
Trg strojnih orodij je po naravi precej razdrobljen s prisotnostjo velikih globalnih igralcev ter majhnih in srednje velikih lokalnih igralcev s kar nekaj igralci, ki zasedajo tržni delež.Glavni konkurenti na svetovnih trgih obdelovalnih strojev so Kitajska, Nemčija, Japonska in Italija.Za Nemčijo, razen več sto prodajnih in servisnih podružnic ali podružnic nemških proizvajalcev obdelovalnih strojev po vsem svetu, je trenutno verjetno manj kot 20 nemških korporacij, ki proizvajajo celotne enote v tujini.
Z vse večjo prednostjo avtomatizacije se podjetja osredotočajo na razvoj bolj avtomatiziranih rešitev.Panoga je prav tako priča trendu konsolidacije z združitvami in prevzemi.Te strategije pomagajo podjetjem vstopiti na nova tržna področja in pridobiti nove stranke.

Prihodnost strojnih orodij
Napredek strojne in programske opreme spreminja industrijo obdelovalnih strojev.Industrijski trendi v prihodnjih letih se bodo verjetno osredotočali na te napredke, zlasti ker se nanašajo na avtomatizacijo.
Pričakuje se, da bo industrija strojnega orodja napredovala v:
 Vključitev pametnih funkcij in omrežij
 Avtomatizirani stroji, pripravljeni na IoT
 Umetna inteligenca (AI)
 Napredek programske opreme CNC

Vključitev pametnih funkcij in omrežij
Napredek v omrežni tehnologiji je povezovanje pametnih naprav in gradnjo lokalnih omrežij olajšal kot kdaj koli prej.
Na primer, pričakuje se, da bodo številne naprave in industrijska robna računalniška omrežja v prihodnjih letih uporabljale kable Ethernet z enim parom (SPE).Tehnologija je prisotna že leta, vendar podjetja začenjajo opažati prednosti, ki jih ponuja pri gradnji pametnih omrežij.
Z možnostjo istočasnega prenosa energije in podatkov je SPE zelo primeren za povezovanje pametnih senzorjev in omrežnih naprav z zmogljivejšimi računalniki, ki poganjajo industrijska omrežja.Polovica velikosti običajnega ethernetnega kabla se lahko prilega na več mest, uporablja se za dodajanje več povezav v istem prostoru in se naknadno vgradi v obstoječa kabelska omrežja.Zaradi tega je SPE logična izbira za gradnjo pametnih omrežij v tovarniških in skladiščnih okoljih, ki morda niso primerna za trenutno generacijo WiFi.
Široka omrežja z nizko porabo energije (LPWAN) omogočajo brezžičen prenos podatkov do povezanih naprav v večjem obsegu kot prejšnje tehnologije.Novejše iteracije oddajnikov LPWAN lahko delujejo celo leto brez zamenjave in prenašajo podatke do 3 km.
Tudi WiFi postaja zmogljivejši.Novi standardi za WiFi, ki jih trenutno razvija IEEE, bodo uporabljali brezžične frekvence 2,4 GHz in 5,0 GHz, kar bo povečalo moč in doseg, ki presega zmogljivosti trenutnih omrežij.
Povečan doseg in vsestranskost, ki ju zagotavlja nova žična in brezžična tehnologija, omogočata avtomatizacijo v večjem obsegu kot prej.Z združevanjem naprednih omrežnih tehnologij bodo avtomatizacija in pametna omrežja v bližnji prihodnosti postala pogostejša na vseh področjih, od vesoljske proizvodnje do kmetijstva.

Avtomatizirani stroji, pripravljeni na internet stvari
Ker bo industrija še naprej sprejemala več digitalnih tehnologij, bomo videli proizvodnjo več strojev, izdelanih za avtomatizacijo in industrijski internet stvari (IIoT).Na približno enak način, kot smo bili priča porastu povezanih naprav – od pametnih telefonov do pametnih termostatov – bo svet proizvodnje sprejel povezano tehnologijo.
Pametna strojna orodja in robotika bodo z napredkom tehnologije verjetno opravili večji odstotek dela v industrijskih okoljih.Zlasti v situacijah, ko je delo prenevarno za ljudi, se bodo avtomatizirana strojna orodja vse bolj uporabljala.
Ker bo v tovarnah vse več naprav, povezanih z internetom, bo kibernetska varnost postala vse večja skrb.Industrijsko vdiranje je v preteklih letih povzročilo več zaskrbljujočih vdorov v avtomatizirane sisteme, od katerih bi lahko nekatere povzročile izgubo življenj.Ko bodo sistemi IIoT postali bolj integrirani, bo kibernetska varnost samo še bolj pomembna.

AI
Zlasti v velikih industrijskih okoljih se bo povečala uporaba AI za programiranje strojev.Ker bodo stroji in obdelovalna orodja v večji meri avtomatizirani, bo treba programe pisati in izvajati v realnem času za upravljanje teh strojev.Tu nastopi AI.
V okviru strojnih orodij se lahko AI uporablja za spremljanje programov, ki jih stroj uporablja za rezanje delov, in tako poskrbi, da ne odstopajo od specifikacij.Če gre kaj narobe, lahko umetna inteligenca izklopi stroj in izvede diagnostiko ter zmanjša škodo.
Umetna inteligenca lahko pomaga tudi pri vzdrževanju obdelovalnih strojev, da zmanjša in odpravi težave, preden se pojavijo.Na primer, pred kratkim je bil napisan program, ki lahko zazna obrabo krogličnih vijačnih pogonov, kar je bilo prej treba narediti ročno.Programi umetne inteligence, kot je ta, lahko pripomorejo k učinkovitejšemu delovanju strojnice, pri čemer je proizvodnja nemotena in neprekinjena.

Napredek programske opreme CNC
Napredek v programski opremi za računalniško podprto proizvodnjo (CAM), ki se uporablja pri CNC obdelavi, omogoča še večjo natančnost v proizvodnji.Programska oprema CAM zdaj strojnikom omogoča uporabo digitalnega twinninga – procesa simulacije fizičnega predmeta ali procesa v digitalnem svetu.
Preden je del fizično izdelan, je mogoče zagnati digitalne simulacije proizvodnega procesa.Preizkusiti je mogoče različne nabore orodij in metod, da ugotovimo, kaj bo verjetno prineslo optimalen rezultat.To zmanjša stroške s prihrankom materiala in delovnih ur, ki bi jih sicer lahko porabili za izboljšanje proizvodnega procesa.
Novejše različice strojne programske opreme, kot sta CAD in CAM, se uporabljajo tudi za usposabljanje novih delavcev, ki jim za ponazoritev konceptov prikazujejo 3D modele delov, ki jih izdelujejo, in stroja, s katerim delajo.Ta programska oprema omogoča tudi večje hitrosti obdelave, kar pomeni krajši čas zamika in hitrejše povratne informacije za upravljavce strojev med delom.
Večosna strojna orodja so učinkovitejša, vendar so tudi izpostavljena večjemu tveganju trka, saj več delov deluje hkrati.Napredna programska oprema zmanjša to tveganje, s čimer skrajša čas izpada in izgubo materiala.

Stroji delujejo pametneje
Strojna orodja prihodnosti so pametnejša, enostavnejša za mreženje in manj dovzetna za napake.Sčasoma bo avtomatizacija postala lažja in učinkovitejša z uporabo strojnih orodij, ki jih vodi AI in napredna programska oprema.Operaterji bodo lahko lažje upravljali svoje stroje prek računalniškega vmesnika in izdelovali dele z manj napakami.Napredek v omrežju bo olajšal doseganje pametnih tovarn in skladišč.
Industrija 4.0 ima tudi možnost izboljšati uporabo strojnih orodij v proizvodnih operacijah s skrajšanjem časa nedelovanja.Raziskave v industriji so pokazale, da obdelovalni stroji običajno aktivno režejo kovino manj kot 40 % časa, kar včasih doseže celo 25 % časa.Analiza podatkov, povezanih s spremembami orodij, zaustavitvami programov itd., pomaga organizacijam ugotoviti vzrok nedejavnosti in ga odpraviti.Posledica tega je učinkovitejša uporaba obdelovalnih strojev.
Ker industrija 4.0 še naprej osvaja celoten svet proizvodnje, postajajo tudi obdelovalni stroji del pametnega sistema.Tudi v Indiji se koncept, čeprav v začetnih fazah, počasi uveljavlja, zlasti med velikimi proizvajalci obdelovalnih strojev, ki uvajajo inovacije v tej smeri.Industrija strojnih orodij se predvsem ozira na industrijo 4.0, da bi izpolnila vse večje zahteve strank po izboljšani produktivnosti, skrajšanem času cikla in večji kakovosti.Tako je sprejetje koncepta industrije 4.0 bistvo doseganja ambicioznega cilja, da Indija postane globalno središče proizvodnje, oblikovanja in inovacij ter poveča delež proizvodnje v BDP s sedanjih 17 % na 25 % do leta 2022.


Čas objave: 28. avgusta 2022