A szerszámgépipar jövője

A kereslet és a technológiai átalakulás keveréke
A COVID-19 világjárvány hatalmas hatásai mellett számos külső és belső hatás is csökkenti a keresletet a szerszámgépek piacán.Az autóipar belső égésű motorokról elektromos hajtásláncokra való átalakulása jelentős kihívást jelent a szerszámgépipar számára.Míg a belső égésű motorokhoz sok rendkívül precíz fém alkatrészre van szükség, ugyanez nem igaz az elektromos hajtásláncokra, amelyekben kevesebb szerszám van.A járvány hatásai mellett ez a fő oka annak, hogy az elmúlt 18 hónapban jelentősen csökkentek a fémforgácsoló és -formázó gépekre vonatkozó megrendelések.
A gazdasági bizonytalanság mellett az ipar komoly zavarszakaszban van.A szerszámgépgyártók még soha nem éltek át olyan jelentős változást iparágukban, mint amit a digitalizáció és az új technológiák vezéreltek.A gyártás nagyobb rugalmasságára irányuló tendencia olyan termékinnovációkat ösztönöz, mint a multitasking és az additív gyártás, mint a hagyományos szerszámgépek megfelelő alternatívái.
A digitális innovációk és a mélyreható kapcsolódási lehetőségek értékes tulajdonságokat képviselnek.A szenzorok integrációja, a mesterséges intelligencia (AI) alkalmazása és a kifinomult szimulációs funkciók integrációja lehetővé teszi a gépek teljesítményének és a berendezések általános hatékonyságának (OEE) fejlődését.Az új érzékelők és új kommunikációs, vezérlési és felügyeleti módok új lehetőségeket teremtenek az intelligens szolgáltatások és új üzleti modellek számára a szerszámgépek piacán.A digitálisan továbbfejlesztett szolgáltatások hamarosan az egyes OEM-ek portfóliójának részévé válnak.Az egyedi eladási ajánlat (USP) egyértelműen a digitális hozzáadott érték felé tolódik el.A COVID-19 világjárvány tovább gyorsíthatja ezt a tendenciát.

A szerszámgépgyártók jelenlegi kihívásai
A tőkejavak iparágai érzékenyek az általános gazdasági visszaesésre.Mivel a szerszámgépeket főként egyéb beruházási javak előállítására használják, ez különösen érvényes a szerszámgépiparra, ami kiszolgáltatottá teszi a gazdasági ingadozásoknak.A világjárvány és más negatív hatások által kiváltott közelmúltbeli gazdasági visszaesést említették a legtöbb szerszámgépgyártó számára a legnagyobb kihívásként.
2019-ben a geopolitikai események, például az amerikai kínai kereskedelmi háború és a Brexit miatti növekvő gazdasági bizonytalanság a globális gazdaság lassulásához vezetett.A nyersanyagokra, fémalkatrészekre és gépekre kivetett importvámok a szerszámgépipart és a szerszámgépek exportját érintették.Ugyanakkor a gyenge minőségű szegmensben növekvő számú, elsősorban Kínából érkező versenytárs kihívás elé állította a piacot.
A vásárlói oldalon az autóiparban az elektromos hajtásláncok felé történő paradigmaváltás strukturális válságot eredményezett.A belső égésű motorral hajtott autók iránti kereslet ennek megfelelő csökkenése számos gyártási technológia iránti kereslet csökkenéséhez vezet az autóipari hajtásláncban.Az autógyártók a hagyományos motorok bizonytalan jövője miatt nem szívesen fektetnek be új gyártóeszközökbe, miközben az e-autók új gyártósorainak felfutása még csak a kezdeti szakaszban van.Ez főként a szerszámgépgyártókat érinti, akik az autóipar speciális forgácsolószerszámaira összpontosítanak.
Valószínűtlen azonban, hogy a szerszámgépek iránti csökkenő keresletet teljesen pótolni tudják az új gyártósorok, mivel az e-autók gyártásához kevesebb nagy pontosságú fémalkatrészre van szükség.A hajtáslánc belső égésű és akkumulátoros motorokon túli diverzifikálásához azonban új gyártási technológiákra lesz szükség a következő években.

A COVID-19 válság következményei
A COVID-19 óriási hatása a szerszámgépiparban és a legtöbb más iparágban is érezhető.A globális világjárvány miatti általános gazdasági visszaesés a kereslet jelentős visszaeséséhez vezetett 2020 első két negyedévében. A gyári leállások, a megszakadt ellátási láncok, az alkatrészek hiánya, a logisztikai kihívások és egyéb problémák súlyosbították a helyzetet.
A belső következmények közül a megkérdezett cégek kétharmada számolt be a jelenlegi helyzet miatti általános költségcsökkentésről.Ez a gyártás vertikális integrációjától függően hosszabb ideig tartó rövidített munkaidőt vagy akár elbocsátásokat is eredményezett.
A cégek több mint 50 százaléka készül újragondolni stratégiáját piaci környezetének új körülményei miatt.Ez a vállalatok egyharmadánál szervezeti változásokat és szerkezetátalakítási tevékenységeket eredményez.Míg a kkv-k általában radikálisabb változtatásokkal reagálnak operatív üzletmenetükre, a legtöbb nagyvállalat úgy alakítja át meglévő struktúráját és szervezetét, hogy jobban igazodjon az új helyzethez.
A szerszámgépiparra gyakorolt ​​hosszú távú következményeket nehéz megjósolni, de az ellátási lánc változó követelményei és a digitális szolgáltatások iránti növekvő kereslet valószínűleg állandósul.Mivel a szolgáltatások továbbra is szükségesek a telepített gépek termelékenységének fenntartásához, az OEM-ek és a beszállítók bővítik szolgáltatási portfóliójukat a digitálisan továbbfejlesztett szolgáltatási innovációkra, például a távoli szolgáltatásokra összpontosítva.Az új körülmények és a társadalmi távolságtartás a fejlett digitális szolgáltatások iránti kereslet növekedéséhez vezet.
Vevői oldalon az állandó változások jobban láthatóak.A repülőgépipar világszerte szenved az utazási korlátozásoktól.Az Airbus és a Boeing bejelentette, hogy a következő néhány évben csökkentik termelésüket.Ugyanez vonatkozik a hajóépítő iparra is, ahol a tengerjáró hajók iránti kereslet nullára csökkent.Ezek a termeléscsökkentések negatív hatással lesznek a következő néhány évben a szerszámgépek iránti keresletre is.

Az új technológiai irányzatok lehetősége
Változó ügyféligények
A tömeges testreszabás, a csökkentett fogyasztói idő és a városi gyártás néhány olyan trend, amely fokozott géprugalmasságot igényel.Az olyan alapvető szempontok mellett, mint az ár, a használhatóság, a hosszú élettartam, a folyamat sebessége és a minőség, a nagyobb géprugalmasság egyre fontosabbá válik, mint az új gépek egyik fő jellemzője.
Az üzemvezetők és a felelős gyártásvezetők felismerik a digitális funkciók növekvő fontosságát eszközeik termelékenységének és hatékonyságának javításában.Az adatbiztonság, a nyílt kommunikációs interfészek, valamint a legújabb információs és kommunikációs technológia (IKT) elengedhetetlenek a digitális alkalmazások és megoldások integrálásához a magasabb fokú automatizálás és sorozatgyártás érdekében.A digitális know-how és pénzügyi források mai hiánya, valamint az időkorlátok hátráltatják a digitális fejlesztések és új szolgáltatások megvalósítását a végfelhasználók számára.Ezenkívül a folyamatadatok következetes nyomon követése és tárolása számos ügyféliparban fontos és kötelező követelmény.

Pozitív kilátások az autóiparban
Némi ellenszél ellenére az autóipar világszinten ragyogónak tűnik.Iparági források szerint a globális könnyűjármű-gyártó egységek figyelemre méltóak, és várhatóan tovább fognak növekedni.A termelési mennyiségek tekintetében az APAC-ban várható a legmagasabb növekedési ütem, majd Észak-Amerikában.Továbbá az elektromos járművek értékesítése és gyártása rekord ütemben növekszik, ami keresletet teremt a gyártási folyamathoz kapcsolódó szerszámgépek és egyéb berendezések iránt.A szerszámgépek széles körben alkalmazhatók az autóiparban, mint például a CNC marás (hajtóműházak, sebességváltóházak, motorhengerfejek stb.), esztergálás (fékdobok, rotorok, lendkerék stb.), fúrás stb. technológiák és automatizálás, a gépek iránti kereslet csak növekedni fog a termelékenység és a pontosság növelése érdekében.

A CNC szerszámgépek várhatóan globálisan uralják a piacot
A számítógépes numerikus vezérlőgépek számos működési folyamatot leegyszerűsítenek a gyártási idő csökkentésével és az emberi hibák minimalizálásával.Az ipari szektorban az automatizált gyártás iránti növekvő kereslet a CNC-gépek növekvő használatához vezetett.Az ázsiai-csendes-óceáni gyáregységek létrehozása szintén ösztönözte a számítógépes numerikus vezérlések használatát az ágazatban.
Az erős versenypiac arra kényszerítette a játékosokat, hogy a hatékony gyártási technikákra összpontosítsanak, és megpróbáljanak versenyelőnyt szerezni létesítményeik – köztük CNC-gépek – újratervezésével.Ezen túlmenően a 3D nyomtatás CNC gépekkel való integrációja egyedülálló kiegészítést jelent néhány új gyártóegységhez, amely várhatóan jobb többanyag-felhasználási képességet kínál, kevés erőforrás-pazarlás mellett.
Ezzel párhuzamosan a globális felmelegedéssel kapcsolatos aggodalmak és az energiatartalékok kimerülése miatt a CNC gépeket aktívan használják az energiatermelésben, mivel ez a folyamat széleskörű automatizálást igényel.

Versenyképes táj
A szerszámgépek piaca természeténél fogva meglehetősen széttöredezett a nagy globális szereplők, valamint a kis- és közepes méretű helyi szereplők jelenléte miatt, jó néhány szereplővel, akik elfoglalják a piaci részesedést.A fő versenytársak a globális szerszámgéppiacokon Kína, Németország, Japán és Olaszország.Németországban, a német szerszámgépgyártók több száz értékesítési és szolgáltató leányvállalatán vagy fiókirodáján kívül világszerte, valószínűleg kevesebb mint 20 német vállalat gyárt külföldön komplett egységeket.
Az automatizálás egyre nagyobb előtérbe kerülésével a vállalatok az automatizáltabb megoldások fejlesztésére összpontosítanak.Az iparág is tanúja a fúziókkal és felvásárlásokkal történő konszolidáció tendenciájának.Ezek a stratégiák segítik a vállalatokat új piaci területekre való belépésben és új ügyfelek megszerzésében.

A szerszámgépek jövője
A hardver és szoftver fejlődése megváltoztatja a szerszámgépipart.Az elkövetkező évek iparági trendjei valószínűleg ezekre a fejlesztésekre fognak összpontosítani, különösen ami az automatizálást illeti.
A szerszámgépiparban előrelépés várható:
Intelligens funkciók és hálózatok beépítése
Automatizált és IoT-kompatibilis gépek
 Mesterséges intelligencia (AI)
CNC szoftverfejlesztés

Intelligens szolgáltatások és hálózatok bevonása
A hálózati technológia fejlődése minden eddiginél egyszerűbbé tette az intelligens eszközök csatlakoztatását és a helyi hálózatok kiépítését.
Például az elkövetkező években várhatóan sok eszköz és ipari számítástechnikai hálózat egypáros Ethernet (SPE) kábeleket használ majd.A technológia már évek óta létezik, de a vállalatok kezdik látni az előnyeit, amelyeket az intelligens hálózatok kiépítésében jelent.
Az energia és az adatok egyidejű átvitelére képes SPE kiválóan alkalmas intelligens érzékelők és hálózati eszközök csatlakoztatására a nagyobb teljesítményű, ipari hálózatokat vezérlő számítógépekhez.Fele akkora, mint a hagyományos Ethernet-kábel, több helyen is elfér, több csatlakozásra is használható ugyanabban a térben, és utólag is felszerelhető a meglévő kábelhálózatokra.Ez logikus választássá teszi az SPE-t az intelligens hálózatok kiépítéséhez olyan gyári és raktári környezetben, amelyek esetleg nem alkalmasak a jelenlegi generációs WiFi-re.
Az alacsony fogyasztású nagy kiterjedésű hálózatok (LPWAN) lehetővé teszik az adatok vezeték nélküli továbbítását a csatlakoztatott eszközökre a korábbi technológiáknál nagyobb hatótávolságon belül.Az LPWAN távadók újabb iterációi egy teljes évet kibírnak csere nélkül, és akár 3 km-re is továbbítanak adatokat.
Még a WiFi is egyre jobban használható.Az IEEE által jelenleg fejlesztés alatt álló új WiFi szabványok 2,4 GHz-es és 5,0 GHz-es vezeték nélküli frekvenciákat fognak használni, növelve az erőt, és túlmutatnak azon, amire a jelenlegi hálózatok képesek.
Az új vezetékes és vezeték nélküli technológia által biztosított megnövelt hatótáv és sokoldalúság a korábbiaknál nagyobb léptékű automatizálást tesz lehetővé.A fejlett hálózati technológiák kombinálásával az automatizálás és az intelligens hálózatok a közeljövőben általánosabbá válnak, a repülőgépgyártástól a mezőgazdaságig.

Automatizált és IoT-kompatibilis gépek
Ahogy az iparág egyre több digitális technológiát alkalmaz, egyre több gépet fognak gyártani automatizálásra és az ipari dolgok internetére (IIoT).Ugyanígy a csatlakoztatott eszközök számának növekedését tapasztaltuk – az okostelefonoktól az intelligens termosztátokig –, a gyártóvilág magáévá teszi az összekapcsolt technológiát.
Az intelligens szerszámgépek és a robotika valószínűleg az ipari környezetben végzett munka nagyobb százalékát fogja megoldani a technológia fejlődésével.Különösen azokban a helyzetekben, ahol a munka túl veszélyes az ember számára, az automatizált szerszámgépek elterjedtebbé válnak.
Ahogy egyre több internetkapcsolattal rendelkező eszköz népesíti be a gyárat, a kiberbiztonság egyre nagyobb aggodalomra ad okot.Az ipari hackelés az automatizált rendszerek számos aggasztó megsértését eredményezte az évek során, amelyek némelyike ​​emberéletet is okozhatott.Ahogy az IIoT rendszerek egyre integráltabbakká válnak, a kiberbiztonság jelentősége csak nő.

AI
Különösen nagy ipari környezetben fog növekedni a mesterséges intelligencia használata a gépek programozására.Ahogy a gépek és szerszámgépek egyre nagyobb mértékben automatizálódnak, a programokat valós időben kell írni és végrehajtani a gépek kezeléséhez.Itt jön be az AI.
A szerszámgépekkel összefüggésben az AI felhasználható a gép által az alkatrészek vágására használt programok figyelésére, ügyelve arra, hogy azok ne térjenek el a specifikációtól.Ha valami elromlik, a mesterséges intelligencia leállíthatja a gépet, és futtathatja a diagnosztikát, minimalizálva a károkat.
A mesterséges intelligencia a szerszámgépek karbantartásában is segíthet, hogy minimalizálja és kezelje a problémákat, mielőtt azok bekövetkeznének.Nemrég például írtak egy programot, amely képes észlelni a golyóscsavar-meghajtók kopását, amit korábban kézzel kellett megtenni.Az ehhez hasonló mesterséges intelligencia-programok segíthetnek a gépműhely hatékonyabb működésében, a termelés zavartalan és megszakítás nélküli fenntartásában.

CNC szoftverfejlesztések
A CNC-megmunkálásban használt számítógépes gyártási (CAM) szoftverek fejlesztései még további pontosítást tesznek lehetővé a gyártásban.A CAM-szoftver immár lehetővé teszi a gépészek számára a digitális ikerintézmény alkalmazását – egy fizikai objektum vagy folyamat szimulálásának folyamatát a digitális világban.
Az alkatrész fizikai gyártása előtt a gyártási folyamat digitális szimulációi futtathatók.Különböző eszközkészleteket és módszereket lehet tesztelni, hogy kiderüljön, mi az, ami valószínűleg az optimális eredményt hozza.Ez csökkenti a költségeket azáltal, hogy olyan anyagokat és munkaórákat takarít meg, amelyeket egyébként a gyártási folyamat finomításához használtak volna fel.
A megmunkáló szoftverek újabb verzióit, például a CAD-et és a CAM-et is használják új dolgozók betanításához, bemutatva nekik az általuk gyártott alkatrészek és a munkagép 3D-s modelljét, hogy szemléltesse a koncepciókat.Ez a szoftver gyorsabb feldolgozási sebességet is lehetővé tesz, ami kevesebb késleltetést és gyorsabb visszajelzést jelent a gépkezelők számára munka közben.
A többtengelyes szerszámgépek hatékonyabbak, de nagyobb az ütközés kockázata is, mivel több alkatrész dolgozik egyszerre.A fejlett szoftverek csökkentik ezt a kockázatot, csökkentve az állásidőt és az elveszett anyagokat.

Okosan működő gépek
A jövő szerszámgépei okosabbak, könnyebben hálózatba köthetők, és kevésbé hajlamosak a hibákra.Az idő előrehaladtával az automatizálás könnyebbé és hatékonyabbá válik a mesterséges intelligencia által vezérelt szerszámgépek és a fejlett szoftverek használatával.A kezelők számítógépes interfészen keresztül könnyebben vezérelhetik gépeiket, és kevesebb hibával készíthetnek alkatrészeket.A hálózati fejlesztések megkönnyítik az intelligens gyárak és raktárak megvalósítását.
Az Ipar 4.0 arra is képes, hogy javítsa a szerszámgépek kihasználtságát a gyártási műveletekben az üresjárati idő csökkentésével.Iparági kutatások kimutatták, hogy a szerszámgépek jellemzően az esetek kevesebb mint 40%-ában dolgoznak aktívan fémet, ami néha az esetek 25%-át is eléri.A szerszámcserékkel, programleállásokkal stb. kapcsolatos adatok elemzése segíti a szervezeteket a tétlenség okának meghatározásában és kezelésében.Ez a szerszámgépek hatékonyabb felhasználását eredményezi.
Ahogy az Ipar 4.0 továbbra is az egész gyártási világot hódítja meg, a szerszámgépek is az intelligens rendszer részévé válnak.Indiában is a koncepció, bár még csak kialakulóban van, lassan lendületet kap, különösen az ebben az irányban újító nagy szerszámgép-szereplők körében.A szerszámgép-ipar elsősorban az Ipar 4.0-val foglalkozik, hogy megfeleljen a vevők növekvő termelékenységi igényének, csökkenti a ciklusidőt és jobb minőséget.Így az Ipar 4.0 koncepció elfogadása annak a ambiciózus célnak a megvalósításában áll, hogy Indiát a gyártás, a tervezés és az innováció globális központjává tegyük, és 2022-ig a feldolgozóipar részarányát a GDP-ben a jelenlegi 17%-ról 25%-ra növeljék.