Blandningen av efterfrågan med teknologiomvandling
Förutom de massiva effekterna av covid-19-pandemin, leder flera externa och interna effekter till en minskande efterfrågan på verktygsmaskinmarknaden.Omvandlingen av fordonsindustrin från förbränningsmotorer till elektriska drivlinor utgör en betydande utmaning för verktygsmaskinindustrin.Medan en förbränningsmotor kräver många mycket exakta metalldelar, är detsamma inte sant för elektriska drivlinor, som har färre verktygsdelar.Bortsett från effekterna av pandemin, är detta den främsta anledningen till att beställningar på metallskärnings- och formningsmaskiner minskat avsevärt under de senaste 18 månaderna.
Förutom all ekonomisk osäkerhet befinner sig branschen i en allvarlig störningsfas.Aldrig tidigare har maskinbyggare upplevt en så stor förändring i sin bransch som den som drivs av digitalisering och ny teknik.Trenden mot större flexibilitet i tillverkningen driver produktinnovationer som multitasking och additiv tillverkning som lämpliga alternativ till traditionella verktygsmaskiner.
Digitala innovationer och djupgående anslutningar representerar värdefulla egenskaper.Sensorintegration, utnyttjande av artificiell intelligens (AI) och integrationen av sofistikerade simuleringsfunktioner möjliggör framsteg i maskinprestanda och övergripande utrustningseffektivitet (OEE).Nya sensorer och nya sätt att kommunicera, styra och övervaka möjliggör nya möjligheter för smarta tjänster och nya affärsmodeller på verktygsmaskinmarknaden.Digitalt förbättrade tjänster är på väg att bli en del av varje OEM:s portfölj.Det unika säljförslaget (USP) skiftar tydligt mot digitalt mervärde.Covid-19-pandemin kan ytterligare accelerera denna trend.
Aktuella utmaningar för maskinbyggare
Kapitalvaruindustrierna är känsliga för allmänna ekonomiska nedgångar.Eftersom verktygsmaskiner främst används för att producera andra kapitalvaror, gäller detta särskilt för verktygsmaskiner, vilket gör den sårbar för konjunktursvängningar.Den senaste ekonomiska nedgången som utlöstes av pandemin och andra negativa effekter nämndes som den största utmaningen för de flesta maskinbyggare.
Under 2019 ledde växande ekonomisk osäkerhet genom geopolitiska händelser som USA:s handelskrig i Kina och Brexit till en avmattning av den globala ekonomin.Importtullar på råvaror, metallkomponenter och maskiner påverkade verktygsmaskinindustrin och exporten av verktygsmaskiner.Samtidigt utmanade det växande antalet konkurrenter inom lågkvalitetssegmentet, främst från Kina, marknaden.
På kundsidan har paradigmskiftet i bilindustrin mot elektriska drivlinor resulterat i en strukturell kris.Motsvarande nedgång i efterfrågan på bilar som drivs av förbränningsmotorer leder till en minskad efterfrågan på många tillverkningstekniker i fordonsdrivlinan.Biltillverkarna är ovilliga att investera i nya produktionstillgångar på grund av den osäkra framtiden för konventionella motorer, medan upptrappningen av nya produktionslinjer för e-bilar fortfarande är i ett tidigt skede.Detta drabbar främst verktygsmaskintillverkare som fokuserar på specialiserade skärande verktygsmaskiner för fordonsindustrin.
Det är dock ganska osannolikt att den minskande efterfrågan på verktygsmaskiner helt kan ersättas av de nya produktionslinjerna eftersom produktionen av e-bilar kräver färre högprecisionsmetalldelar.Men diversifieringen av drivlinan bortom förbrännings- och batteridrivna motorer kommer att kräva ny produktionsteknik under de kommande åren.
Konsekvenser av covid-19-krisen
Den enorma påverkan av covid-19 märks i verktygsmaskinersindustrin såväl som i de flesta andra industrier.Den allmänna ekonomiska nedgången på grund av den globala pandemin ledde till en massiv nedgång i efterfrågan under de två första kvartalen 2020. Fabriksstopp, avbrutna leveranskedjor, brist på inköpsdelar, logistikutmaningar och andra problem förvärrade situationen.
Bland de interna konsekvenserna rapporterade två tredjedelar av de tillfrågade företagen generella kostnadsbesparingar på grund av den rådande situationen.Beroende på den vertikala integrationen i tillverkningen resulterade detta i längre perioder av korttidsarbete eller till och med uppsägningar.
Mer än 50 procent av företagen är på väg att ompröva sin strategi angående de nya omständigheterna i deras marknadsmiljö.För en tredjedel av företagen leder detta till organisatoriska förändringar och omstruktureringsaktiviteter.Medan små och medelstora företag tenderar att reagera med mer radikala förändringar av sin operativa verksamhet, justerar de flesta stora företag sin befintliga struktur och organisation för att bättre anpassa sig till den nya situationen.
Långsiktiga konsekvenser för verktygsmaskinsindustrin är svåra att förutse, men de förändrade kraven i leveranskedjan och den ökande efterfrågan på digitala tjänster kommer sannolikt att bli permanenta.Eftersom tjänster fortfarande är nödvändiga för att hålla de installerade maskinerna produktiva, utökar OEM-tillverkare och leverantörer sin tjänsteportfölj med fokus på digitalt förbättrade serviceinnovationer som fjärrtjänster.De nya omständigheterna och den sociala distanseringen leder till en växande efterfrågan på avancerade digitala tjänster.
På kundsidan syns permanenta förändringar tydligare.Flygindustrin lider av världsomspännande reserestriktioner.Airbus och Boeing tillkännagav planer på att minska sin produktion under de närmaste åren.Detsamma gäller för varvsindustrin, där efterfrågan på kryssningsfartyg har sjunkit till noll.Dessa produktionsneddragningar kommer också att ha en negativ inverkan på efterfrågan på verktygsmaskiner under de kommande åren.
Potential för nya tekniska trender
Ändring av kundkrav
Massanpassning, minskad tid till konsument och stadsproduktion är några trender som kräver ökad maskinflexibilitet.Förutom kärnaspekter som pris, användbarhet, livslängd, processhastighet och kvalitet, blir större maskinflexibilitet viktigare som en av de viktigaste egenskaperna hos nya maskiner.
Anläggningschefer och ansvariga tillverkningschefer inser den ökande betydelsen av digitala funktioner för att förbättra produktiviteten och effektiviteten hos sina tillgångar.Datasäkerhet, öppna kommunikationsgränssnitt och den senaste informations- och kommunikationsteknologin (IKT) är avgörande för att integrera digitala applikationer och lösningar för en högre grad av automatisering och serieproduktion.Dagens brist på digitalt kunnande och ekonomiska resurser och tidsbegränsningar hindrar implementeringen av digitala förbättringar och nya tjänster för slutanvändare.Dessutom blir konsekvent spårning och lagring av processdata viktigt och ett obligatoriskt krav i många kundbranscher.
Positiva utsikter för fordonsindustrin
Trots viss motvind ser bilindustrin ljus ut globalt.Enligt industrikällor har globala tillverkningsenheter för lätta fordon varit anmärkningsvärda och förväntas fortsätta att växa.APAC förväntas registrera de högsta tillväxttakten i termer av produktionsvolymer följt av Nordamerika.Dessutom ökar försäljningen och tillverkningen av elfordon i rekordfart, vilket skapar en efterfrågan på verktygsmaskiner och annan utrustning som är kopplad till tillverkningsprocessen.Verktygsmaskiner har ett brett spektrum av applikationer inom bilindustrin som CNC-fräsning (växellådor, transmissionshus, motorcylinderhuvuden, etc.), svarvning (bromstrummor, rotorer, svänghjul, etc.) borrning, etc. med tillkomsten av avancerade teknik och automation, kommer efterfrågan på maskiner bara att öka för att få produktivitet och precision.
CNC-verktygsmaskiner förväntas dominera marknaden globalt
Datorns numeriska styrmaskiner effektiviserar många operativa processer genom att minska produktionstiden och minimera mänskliga fel.Den växande efterfrågan på automatiserad tillverkning inom industrisektorn har resulterat i den ökande användningen av CNC-maskiner.Dessutom har etableringen av tillverkningsanläggningar i Asien-Stillahavsområdet stimulerat användningen av numeriska datorkontroller inom sektorn.
En mycket konkurrensutsatt marknad har tvingat spelare att fokusera på effektiva tillverkningstekniker för att försöka få konkurrensfördelar genom att designa om sina anläggningar, som inkluderar CNC-maskiner.Bortsett från detta är integrationen av 3D-utskrift med CNC-maskiner ett unikt tillägg till några av de nya produktionsenheterna, som förväntas erbjuda bättre multimaterialkapacitet, med litet resursslöseri.
Tillsammans med detta, med den ökande oron över global uppvärmning och uttömmande energireserver, används CNC-maskiner aktivt i kraftgenerering, eftersom denna process kräver storskalig automatisering.
Konkurrenskraftigt landskap
Verktygsmaskinmarknaden är till sin natur ganska fragmenterad med närvaro av stora globala aktörer och små och medelstora lokala aktörer med en hel del aktörer som upptar marknadsandelen.Stora konkurrenter på globala verktygsmaskiner inkluderar Kina, Tyskland, Japan och Italien.För Tyskland, förutom flera hundra försäljnings- och servicedotterbolag eller filialer till tyska verktygsmaskiner över hela världen, finns det förmodligen mindre än 20 tyska företag som tillverkar kompletta enheter utomlands för närvarande.
Med den ökande preferensen för automation fokuserar företagen på att utveckla mer automatiserade lösningar.Branschen bevittnar också trenden med konsolidering med fusioner och förvärv.Dessa strategier hjälper företagen att ta sig in på nya marknadsområden och få nya kunder.
Verktygsmaskiners framtid
Framsteg inom hårdvara och mjukvara förändrar verktygsmaskinersindustrin.Industritrender under de kommande åren kommer sannolikt att fokusera på dessa framsteg, särskilt när de gäller automatisering.
Verktygsmaskinindustrin förväntas se framsteg inom:
Inkludering av smarta funktioner och nätverk
Automatiska och IoT-färdiga maskiner
Artificiell intelligens (AI)
CNC-programvaruframsteg
Inkludering av smarta funktioner och nätverk
Framsteg inom nätverksteknik har gjort det enklare än någonsin att ansluta smarta enheter och bygga lokala nätverk.
Till exempel förväntas många enheter och industriella edge-datornätverk att använda single-pair Ethernet (SPE) kablar under de kommande åren.Tekniken har funnits i flera år, men företag börjar se fördelarna med att bygga smarta nätverk.
SPE kan överföra ström och data samtidigt och är väl lämpad för att ansluta smarta sensorer och nätverksanslutna enheter till de mer kraftfulla datorerna som driver industriella nätverk.Den är hälften så stor som en konventionell Ethernet-kabel, den kan passa på fler ställen, användas för att lägga till fler anslutningar i samma utrymme och eftermonteras i befintliga kabelnätverk.Detta gör SPE till ett logiskt val för att bygga smarta nätverk i fabriks- och lagermiljöer som kanske inte är lämpliga för nuvarande generations WiFi.
Low-power wide-area networks (LPWAN) gör att data kan överföras trådlöst till anslutna enheter över ett större räckvidd än tidigare teknologier.Nyare iterationer av LPWAN-sändare kan gå ett helt år utan ersättning och överföra data upp till 3 km.
Även WiFi blir mer kapabelt.Nya standarder för WiFi som för närvarande utvecklas av IEEE kommer att använda 2,4 GHz och 5,0 GHz trådlösa frekvenser, vilket ökar styrkan och räckvidden utöver vad nuvarande nätverk kan.
Den ökade räckvidden och mångsidigheten som tillhandahålls av ny trådbunden och trådlös teknik gör automatisering möjlig i större skala än tidigare.Genom att kombinera avancerad nätverksteknik kommer automation och smarta nätverk att bli vanligare över hela linjen inom en snar framtid, från flygtillverkning till jordbruk.
Automatiserade och IoT-färdiga maskiner
När branschen fortsätter att anta mer digital teknik kommer vi att se tillverkningen av fler maskiner byggda för automation och det industriella internet of things (IIoT).På ungefär samma sätt har vi sett en ökning av anslutna enheter – från smartphones till smarta termostater – kommer tillverkningsvärlden att anamma uppkopplad teknik.
Smarta verktygsmaskiner och robotik kommer sannolikt att hantera en större andel av arbetet i industriella miljöer när tekniken går framåt.Särskilt i de situationer där arbetet är för farligt för människor att utföra, kommer automatiserade verktygsmaskiner att bli mer utbredda.
När fler internetanslutna enheter befolkar fabriksgolvet kommer cybersäkerhet att bli ett ökat problem.Industriell hackning har resulterat i flera oroande intrång i automatiserade system genom åren, varav några kunde ha resulterat i förlust av liv.När IIoT-systemen blir mer integrerade kommer cybersäkerhet bara att öka i betydelse.
AI
Särskilt i storskaliga industriella miljöer kommer användningen av AI för att programmera maskiner att öka.När maskiner och verktygsmaskiner blir automatiserade i högre grad kommer program att behöva skrivas och köras i realtid för att hantera dessa maskiner.Det är där AI kommer in.
I samband med verktygsmaskiner kan AI användas för att övervaka de program som maskinen använder för att skära delar, och se till att de inte avviker från specifikationerna.Om något går fel kan AI stänga av maskinen och köra diagnostik, vilket minimerar skadorna.
AI kan också hjälpa till med underhåll av verktygsmaskiner för att minimera och åtgärda problem innan de inträffar.Till exempel skrevs nyligen ett program som kan upptäcka slitage i kulskruvsdrifter, något som tidigare behövt göras manuellt.AI-program som detta kan hjälpa till att hålla en maskinverkstad igång mer effektivt och hålla produktionen smidig och oavbruten.
CNC-programvaruutvecklingar
Framsteg inom datorstödd tillverkning (CAM) programvara som används vid CNC-bearbetning möjliggör ännu mer precision i tillverkningen.CAM-programvaran tillåter nu maskinister att använda digital twinning – processen att simulera ett fysiskt objekt eller en process i den digitala världen.
Innan en del är fysiskt tillverkad kan digitala simuleringar av tillverkningsprocessen köras.Olika verktygssatser och metoder kan testas för att se vad som sannolikt ger det optimala resultatet.Det minskar kostnaderna genom att spara material och arbetstimmar som annars skulle ha använts för att förfina tillverkningsprocessen.
Nyare versioner av bearbetningsprogram som CAD och CAM används också för att utbilda nya arbetare och visa dem 3D-modeller av delarna de tillverkar och maskinen de arbetar med för att illustrera koncept.Denna programvara underlättar också snabbare bearbetningshastigheter, vilket innebär mindre fördröjning och snabbare återkoppling för maskinoperatörer medan de arbetar.
Fleraxliga verktygsmaskiner är mer effektiva, men de löper också en högre risk för kollision eftersom flera delar arbetar samtidigt.Avancerad programvara minskar denna risk, vilket i sin tur minskar driftstopp och förlorat material.
Maskiner som fungerar smartare
Framtidens verktygsmaskiner är smartare, lättare att ansluta till nätverk och mindre benägna att göra fel.Med tiden kommer automatisering att bli enklare och effektivare genom användning av verktygsmaskiner styrda av AI och avancerad mjukvara.Operatörer kommer lättare att kunna styra sina maskiner via datorgränssnitt och tillverka delar med färre fel.Nätverksframsteg kommer att göra smarta fabriker och lager lättare att uppnå.
Industry 4.0 har också förmågan att förbättra användningen av verktygsmaskiner i tillverkningsoperationer genom att minska vilotiden.Branschforskning har visat att verktygsmaskiner vanligtvis aktivt skär metall mindre än 40 % av tiden, vilket ibland går så lite som 25 % av tiden.Att analysera data relaterade till verktygsändringar, programstopp etc. hjälper organisationer att fastställa orsaken till vilotid och åtgärda den.Detta resulterar i en mer effektiv användning av verktygsmaskiner.
Eftersom Industry 4.0 fortsätter att ta hela tillverkningsvärlden med storm, blir verktygsmaskiner också en del av det smarta systemet.Även i Indien börjar konceptet, även om det är i begynnande skeden, sakta få fart, särskilt bland stora verktygsmaskiner som förnyar sig i denna riktning.I första hand tittar verktygsmaskinindustrin på Industry 4.0 för att möta ökande kundkrav på förbättrad produktivitet, minskad cykeltid och högre kvalitet.Att anta Industry 4.0-konceptet är alltså kärnpunkten för att uppnå det ambitiösa målet att göra Indien till ett globalt nav för tillverkning, design och innovation, och öka tillverkningens andel av BNP från nuvarande 17 % till 25 % till 2022.
Posttid: 2022-august