Budúcnosť priemyslu obrábacích strojov

Spojenie dopytu s technologickou transformáciou
Okrem masívnych účinkov pandémie COVID-19 vedie k poklesu dopytu na trhu s obrábacími strojmi aj niekoľko vonkajších a vnútorných vplyvov.Transformácia automobilového priemyslu zo spaľovacích motorov na elektrické hnacie ústrojenstvo predstavuje významnú výzvu pre priemysel obrábacích strojov.Kým spaľovací motor vyžaduje veľa vysoko presných kovových dielov, to isté neplatí pre elektrické hnacie ústrojenstvo, ktoré má menej opracovaných dielov.Okrem dopadu pandémie je to hlavný dôvod, prečo za posledných 18 mesiacov výrazne poklesli objednávky strojov na rezanie a tvárnenie kovov.
Okrem všetkej ekonomickej neistoty je priemysel vo fáze vážneho narušenia.Nikdy predtým nezažili výrobcovia obrábacích strojov takú veľkú zmenu vo svojom odvetví, ako je to, ktoré poháňala digitalizácia a nové technológie.Trend smerom k väčšej flexibilite vo výrobe poháňa inovácie produktov, ako je multitasking a aditívna výroba, ako vhodné alternatívy k tradičným obrábacím strojom.
Digitálne inovácie a hlboká konektivita predstavujú cenné funkcie.Integrácia senzorov, využitie umelej inteligencie (AI) a integrácia sofistikovaných simulačných funkcií umožňujú pokroky vo výkonnosti strojov a celkovej efektívnosti zariadení (OEE).Nové senzory a nové spôsoby komunikácie, riadenia a monitorovania umožňujú nové príležitosti pre inteligentné služby a nové obchodné modely na trhu obrábacích strojov.Digitálne vylepšené služby sa čoskoro stanú súčasťou portfólia každého OEM.Jedinečná predajná ponuka (USP) sa jednoznačne posúva smerom k digitálnej pridanej hodnote.Pandémia COVID-19 môže tento trend ešte urýchliť.

Aktuálne výzvy pre konštruktérov obrábacích strojov
Odvetvia kapitálových statkov sú citlivé na všeobecný hospodársky pokles.Keďže obrábacie stroje sa používajú hlavne na výrobu iného investičného majetku, platí to najmä pre priemysel obrábacích strojov, ktorý ho robí citlivým na ekonomické výkyvy.Nedávny hospodársky pokles vyvolaný pandémiou a inými negatívnymi vplyvmi bol spomenutý ako najväčšia výzva, ktorej čelila väčšina výrobcov obrábacích strojov.
V roku 2019 viedla rastúca ekonomická neistota v dôsledku geopolitických udalostí, ako je obchodná vojna s Čínou v USA a brexit, k spomaleniu globálnej ekonomiky.Dovozné clá na suroviny, kovové súčiastky a stroje ovplyvnili priemysel obrábacích strojov a export obrábacích strojov.Rastúci počet konkurentov v segmente nízkej kvality, najmä z Číny, bol zároveň výzvou trhu.
Na strane zákazníkov viedla zmena paradigmy v automobilovom priemysle smerom k elektrickým pohonom do štrukturálnej krízy.Zodpovedajúci pokles dopytu po automobiloch poháňaných spaľovacími motormi vedie k poklesu dopytu po mnohých výrobných technológiách v automobilovom hnacom ústrojenstve.Výrobcovia automobilov sa zdráhajú investovať do nových výrobných prostriedkov z dôvodu neistej budúcnosti konvenčných motorov, zatiaľ čo nábeh nových výrobných liniek pre elektrické autá je stále v počiatočnom štádiu.Týka sa to najmä výrobcov obrábacích strojov, ktorí sa zameriavajú na špecializované rezacie obrábacie stroje pre automobilový priemysel.
Je však dosť nepravdepodobné, že by klesajúci dopyt po obrábacích strojoch dokázali úplne nahradiť nové výrobné linky, keďže výroba elektromobilov si vyžaduje menej vysoko presných kovových dielov.Diverzifikácia hnacieho ústrojenstva nad rámec spaľovacích a batériových motorov si však v najbližších rokoch vyžiada nové výrobné technológie.

Dôsledky krízy COVID-19
Obrovský vplyv COVID-19 pociťuje priemysel obrábacích strojov, ako aj väčšina ostatných priemyselných odvetví.Všeobecný hospodársky pokles spôsobený globálnou pandémiou viedol k masívnemu poklesu dopytu v prvých dvoch štvrťrokoch roku 2020. Odstávky tovární, prerušené dodávateľské reťazce, nedostatok súčiastok, logistické problémy a ďalšie problémy situáciu zhoršili.
Medzi internými dôsledkami uviedli dve tretiny opýtaných spoločností všeobecné znižovanie nákladov v dôsledku súčasnej situácie.V závislosti od vertikálnej integrácie vo výrobe to viedlo k dlhším obdobiam skráteného pracovného času alebo dokonca k prepúšťaniu.
Viac ako 50 percent spoločností sa chystá prehodnotiť svoju stratégiu vzhľadom na nové okolnosti ich trhového prostredia.Pre jednu tretinu spoločností to vedie k organizačným zmenám a reštrukturalizačným aktivitám.Zatiaľ čo MSP majú tendenciu reagovať radikálnejšími zmenami vo svojom operatívnom podnikaní, väčšina veľkých spoločností prispôsobuje svoju existujúcu štruktúru a organizáciu tak, aby sa lepšie prispôsobili novej situácii.
Dlhodobé dôsledky pre priemysel obrábacích strojov je ťažké predvídať, ale meniace sa požiadavky dodávateľského reťazca a rastúci dopyt po digitálnych službách sa pravdepodobne stanú trvalými.Keďže služby sú stále potrebné na udržanie produktivity inštalovaných strojov, výrobcovia OEM a dodávatelia rozširujú svoje portfólio služieb zamerané na digitálne vylepšené inovácie služieb, ako sú vzdialené služby.Nové okolnosti a sociálny odstup vedú k rastúcemu dopytu po pokročilých digitálnych službách.
Na strane zákazníka sú výraznejšie viditeľné trvalé zmeny.Letecký priemysel trpí celosvetovými cestovnými obmedzeniami.Airbus a Boeing oznámili plány na zníženie produkcie na niekoľko nasledujúcich rokov.To isté platí pre lodiarsky priemysel, kde dopyt po výletných lodiach klesol na nulu.Tieto obmedzenia výroby budú mať v najbližších rokoch negatívny vplyv aj na dopyt po obrábacích strojoch.

Potenciál nových technologických trendov
Zmena požiadaviek zákazníka
Hromadné prispôsobenie, skrátenie času k spotrebiteľovi a mestská výroba sú niekoľko trendov, ktoré si vyžadujú zvýšenú flexibilitu stroja.Okrem základných aspektov, ako je cena, použiteľnosť, životnosť, rýchlosť procesu a kvalita, väčšia flexibilita stroja sa stáva dôležitejšou ako jedna z hlavných charakteristík nových strojov.
Manažéri závodov a zodpovední manažéri výroby si uvedomujú rastúci význam digitálnych funkcií na zlepšenie produktivity a efektívnosti ich aktív.Bezpečnosť dát, otvorené komunikačné rozhrania a najnovšie informačné a komunikačné technológie (IKT) sú nevyhnutné pre integráciu digitálnych aplikácií a riešení pre vyšší stupeň automatizácie a sériovej výroby.Dnešný nedostatok digitálneho know-how a finančných zdrojov a časové obmedzenia bránia implementácii digitálnych vylepšení a nových služieb pre koncových používateľov.Okrem toho sa dôsledné sledovanie a uchovávanie procesných údajov stáva dôležitou a povinnou požiadavkou v mnohých zákazníckych odvetviach.

Pozitívny výhľad pre automobilový priemysel
Napriek niektorým protivetrom vyzerá automobilový priemysel globálne.Podľa priemyselných zdrojov boli globálne výrobné jednotky ľahkých vozidiel pozoruhodné a očakáva sa, že budú naďalej rásť.Očakáva sa, že APAC zaznamená najvyššie miery rastu, pokiaľ ide o objemy výroby, nasledované Severnou Amerikou.Okrem toho predaj a výroba elektrických vozidiel rastie rekordným tempom, čo vytvára dopyt po obrábacích strojoch a ďalších zariadeniach spojených s výrobným procesom.Obrábacie stroje majú široké uplatnenie v automobilovom priemysle, ako je CNC frézovanie (skrine prevodoviek, skrine prevodoviek, hlavy valcov motora atď.), sústruženie (brzdové bubny, rotory, zotrvačníky atď.), vŕtanie atď. technológií a automatizácie sa dopyt po strojoch bude len zvyšovať, aby sa zvýšila produktivita a presnosť.

Očakáva sa, že CNC obrábacie stroje budú celosvetovo dominovať na trhu
Počítačové číslicovo riadené stroje zefektívňujú mnohé prevádzkové procesy tým, že skracujú výrobný čas a minimalizujú ľudské chyby.Rastúci dopyt po automatizovanej výrobe v priemyselnom sektore viedol k rastúcemu používaniu CNC strojov.Založenie výrobných závodov v Ázii a Tichomorí tiež podnietilo používanie počítačového numerického riadenia v tomto sektore.
Vysoko konkurenčný trh prinútil hráčov, aby sa zamerali na efektívne výrobné techniky a snažili sa získať konkurenčnú výhodu prerobením svojich zariadení, ktoré zahŕňajú CNC stroje.Okrem toho je integrácia 3D tlače s CNC strojmi jedinečným doplnkom niektorých nových výrobných jednotiek, od ktorých sa očakáva, že ponúknu lepšie možnosti spracovania viacerých materiálov s malým plytvaním zdrojmi.
Spolu s tým, s rastúcimi obavami z globálneho otepľovania a vyčerpania energetických zásob, sa CNC stroje aktívne využívajú pri výrobe energie, pretože tento proces vyžaduje rozsiahlu automatizáciu.

Konkurenčná krajina
Trh s obrábacími strojmi je svojou povahou značne rozdrobený s prítomnosťou veľkých globálnych hráčov a malých a stredných miestnych hráčov s pomerne malým počtom hráčov, ktorí zaberajú podiel na trhu.Medzi hlavných konkurentov na globálnych trhoch obrábacích strojov patria Čína, Nemecko, Japonsko a Taliansko.Pre Nemecko, okrem niekoľkých stoviek predajných a servisných dcérskych spoločností alebo pobočiek nemeckých výrobcov obrábacích strojov po celom svete, existuje v súčasnosti pravdepodobne menej ako 20 nemeckých korporácií, ktoré vyrábajú kompletné jednotky v zahraničí.
S rastúcou preferenciou automatizácie sa spoločnosti zameriavajú na vývoj automatizovanejších riešení.Odvetvie je tiež svedkom trendu konsolidácie s fúziami a akvizíciami.Tieto stratégie pomáhajú spoločnostiam vstúpiť na nové oblasti trhu a získať nových zákazníkov.

Budúcnosť obrábacích strojov
Pokroky v hardvéri a softvéri menia priemysel obrábacích strojov.Priemyselné trendy v nadchádzajúcich rokoch sa pravdepodobne zamerajú na tieto pokroky, najmä pokiaľ ide o automatizáciu.
Očakáva sa, že priemysel obrábacích strojov zaznamená pokrok v:
Zahrnutie inteligentných funkcií a sietí
Automatizované stroje a stroje pripravené na internet vecí
Umelá inteligencia (AI)
Pokroky v CNC softvéri

Zahrnutie inteligentných funkcií a sietí
Pokrok v sieťových technológiách uľahčil ako kedykoľvek predtým pripojenie inteligentných zariadení a budovanie miestnych sietí.
Očakáva sa napríklad, že mnohé zariadenia a priemyselné počítačové siete budú v nadchádzajúcich rokoch používať jednopárové ethernetové (SPE) káble.Táto technológia existuje už roky, ale spoločnosti začínajú vidieť výhodu, ktorú poskytuje pri budovaní inteligentných sietí.
SPE, ktorý dokáže súčasne prenášať energiu a dáta, je vhodný na pripojenie inteligentných senzorov a sieťových zariadení k výkonnejším počítačom, ktoré riadia priemyselné siete.Polovičná veľkosť bežného ethernetového kábla, zmestí sa na viac miest, dá sa použiť na pridanie viacerých pripojení v rovnakom priestore a dá sa dodatočne namontovať na existujúce káblové siete.Vďaka tomu je SPE logickou voľbou pre budovanie inteligentných sietí v prostredí tovární a skladov, ktoré nemusia byť vhodné pre súčasnú generáciu WiFi.
Rozľahlé siete s nízkou spotrebou energie (LPWAN) umožňujú bezdrôtový prenos údajov do pripojených zariadení vo väčšom rozsahu ako predchádzajúce technológie.Novšie iterácie vysielačov LPWAN môžu fungovať celý rok bez výmeny a prenášať dáta až do vzdialenosti 3 km.
Dokonca aj WiFi je čoraz schopnejšie.Nové štandardy pre WiFi, ktoré v súčasnosti vyvíja IEEE, budú využívať bezdrôtové frekvencie 2,4 GHz a 5,0 GHz, čím sa zvýši sila a presiahne to, čo sú schopné súčasné siete.
Zvýšený dosah a všestrannosť, ktorú poskytuje nová káblová a bezdrôtová technológia, umožňuje automatizáciu vo väčšom rozsahu ako predtým.Spojením pokročilých sieťových technológií sa automatizácia a inteligentné siete v blízkej budúcnosti stanú bežnejšími vo všetkých oblastiach, od leteckej výroby až po poľnohospodárstvo.

Automatizované stroje a stroje pripravené na IoT
Keďže priemysel pokračuje v prijímaní ďalších digitálnych technológií, uvidíme výrobu ďalších strojov vytvorených pre automatizáciu a priemyselný internet vecí (IIoT).V podstate rovnakým spôsobom sme videli nárast pripojených zariadení – od smartfónov po inteligentné termostaty – svet výroby prijme prepojenú technológiu.
Inteligentné obrábacie stroje a robotika pravdepodobne zvládnu väčšie percento práce v priemyselnom prostredí s pokrokom v technológii.Najmä v situáciách, keď je práca príliš nebezpečná na to, aby ju vykonávali ľudia, sa budú vo väčšej miere používať automatizované obrábacie stroje.
Keďže v továrňach bude viac zariadení pripojených na internet, kybernetická bezpečnosť sa stane čoraz väčším problémom.Priemyselné hackovanie viedlo v priebehu rokov k niekoľkým znepokojujúcim narušeniam automatizovaných systémov, z ktorých niektoré mohli viesť k stratám na životoch.So zvyšujúcou sa integráciou systémov IIoT bude kybernetická bezpečnosť len narastať.

AI
Najmä vo veľkých priemyselných prostrediach sa zvýši používanie AI na programovanie strojov.Keďže stroje a obrábacie stroje sa vo väčšej miere automatizujú, na riadenie týchto strojov bude potrebné písať a spúšťať programy v reálnom čase.Tu prichádza na rad AI.
V kontexte obrábacích strojov možno AI použiť na monitorovanie programov, ktoré stroj používa na rezanie dielov, aby sa zabezpečilo, že sa neodchyľujú od špecifikácií.Ak sa niečo pokazí, AI môže vypnúť stroj a spustiť diagnostiku, čím sa minimalizuje poškodenie.
Umelá inteligencia môže tiež pomôcť pri údržbe obrábacích strojov, aby sa minimalizovali a riešili problémy skôr, ako nastanú.Napríklad nedávno bol napísaný program, ktorý dokáže zistiť opotrebovanie pohonov s guľôčkovou skrutkou, čo sa predtým muselo robiť ručne.Programy AI, ako je tento, môžu pomôcť efektívnejšiemu chodu strojárskej dielne, vďaka čomu bude výroba plynulá a neprerušovaná.

Pokroky v CNC softvéri
Pokroky v softvéri počítačom podporovanej výroby (CAM) používaného pri CNC obrábaní umožňujú ešte väčšiu presnosť vo výrobe.Softvér CAM teraz umožňuje strojníkom používať digitálne twinning – proces simulácie fyzického objektu alebo procesu v digitálnom svete.
Pred fyzickou výrobou dielu je možné spustiť digitálne simulácie výrobného procesu.Je možné testovať rôzne sady nástrojov a metódy, aby ste zistili, čo pravdepodobne prinesie optimálny výsledok.To znižuje náklady tým, že šetrí materiál a pracovné hodiny, ktoré by sa inak mohli použiť na zdokonalenie výrobného procesu.
Na školenie nových pracovníkov sa používajú aj novšie verzie obrábacieho softvéru, ako sú CAD a CAM, pričom sa im zobrazujú 3D modely dielov, ktoré vyrábajú, a stroja, s ktorým pracujú, aby sa ilustrovali koncepty.Tento softvér tiež umožňuje vyššie rýchlosti spracovania, čo znamená menej oneskorenia a rýchlejšiu spätnú väzbu pre operátorov strojov počas ich práce.
Viacosové obrábacie stroje sú efektívnejšie, no zároveň sú vystavené vyššiemu riziku kolízie, keďže pracuje viacero dielov naraz.Pokročilý softvér znižuje toto riziko, a tým znižuje prestoje a straty materiálov.

Stroje pracujú inteligentnejšie
Obrábacie stroje budúcnosti sú inteligentnejšie, jednoduchšie zosieťované a menej náchylné na chyby.Postupom času bude automatizácia jednoduchšia a efektívnejšia vďaka použitiu obrábacích strojov riadených AI a pokročilým softvérom.Operátori budú môcť jednoduchšie ovládať svoje stroje cez počítačové rozhranie a vyrábať diely s menším počtom chýb.Pokroky v sieťovaní uľahčia dosiahnutie inteligentných tovární a skladov.
Industry 4.0 má tiež schopnosť zlepšiť využitie obrábacích strojov vo výrobných operáciách skrátením prestojov.Prieskum v priemysle ukázal, že obrábacie stroje zvyčajne aktívne obrábajú kov menej ako 40 % času, niekedy až 25 % času.Analýza údajov súvisiacich so zmenami nástrojov, zastavením programu atď. pomáha organizáciám určiť príčinu nečinnosti a riešiť ju.Výsledkom je efektívnejšie využitie obrábacích strojov.
Keďže Priemysel 4.0 naďalej berie útokom celý výrobný svet, súčasťou inteligentného systému sa stávajú aj obrábacie stroje.Aj v Indii tento koncept, hoci je v počiatočnom štádiu, pomaly naberá na sile, najmä medzi veľkými hráčmi na obrábacích strojoch, ktorí v tomto smere inovujú.V prvom rade sa priemysel obrábacích strojov pozerá na Priemysel 4.0, aby splnil rastúce požiadavky zákazníkov na vyššiu produktivitu, skrátený čas cyklu a vyššiu kvalitu.Prijatie konceptu Industry 4.0 je teda jadrom dosiahnutia ambiciózneho cieľa urobiť z Indie globálne centrum výroby, dizajnu a inovácií a zvýšiť podiel výroby na HDP zo súčasných 17 % na 25 % do roku 2022.