Maskinverktøyindustriens fremtid

Blandingen av etterspørsel med teknologitransformasjon
Foruten de massive effektene fra COVID-19-pandemien, fører flere eksterne og interne effekter til fallende etterspørsel i maskinverktøymarkedet.Transformasjonen av bilindustrien fra forbrenningsmotorer til elektriske drivlinjer representerer en betydelig utfordring for maskinverktøyindustrien.Mens en forbrenningsmotor krever mange svært presise metalldeler, er det samme ikke sant for elektriske drivlinjer, som har færre verktøydeler.Bortsett fra virkningen av pandemien, er dette hovedårsaken til at bestillinger for skjære- og formingsmaskiner har gått betydelig ned de siste 18 månedene.
Foruten all den økonomiske usikkerheten er industrien inne i en alvorlig avbruddsfase.Aldri før har maskinbyggere opplevd en så stor endring i sin bransje som den drevet av digitalisering og ny teknologi.Trenden mot større fleksibilitet i produksjonen driver produktinnovasjoner som multitasking og additiv produksjon som passende alternativer til tradisjonelle maskinverktøy.
Digitale innovasjoner og dyp tilkobling representerer verdifulle funksjoner.Sensorintegrasjon, bruk av kunstig intelligens (AI) og integrering av sofistikerte simuleringsfunksjoner muliggjør fremskritt i maskinytelse og generell utstyrseffektivitet (OEE).Nye sensorer og nye måter for kommunikasjon, styring og overvåking muliggjør nye muligheter for smarte tjenester og nye forretningsmodeller i maskinverktøymarkedet.Digitalt forbedrede tjenester er i ferd med å bli en del av hver OEMs portefølje.Det unike salgsforslaget (USP) skifter tydelig mot digital merverdi.COVID-19-pandemien kan akselerere denne trenden ytterligere.

Aktuelle utfordringer for maskinbyggere
Kapitalvareindustrien er følsom for generelle økonomiske nedgangstider.Siden maskinverktøy hovedsakelig brukes til å produsere andre kapitalvarer, gjelder dette spesielt for maskinverktøyindustrien, noe som gjør den sårbar for økonomiske svingninger.Den nylige økonomiske nedgangen utløst av pandemien og andre negative effekter ble nevnt som den største utfordringen de fleste maskinverktøybyggere står overfor.
I 2019 førte økende økonomisk usikkerhet gjennom geopolitiske hendelser som USAs handelskrig i Kina og Brexit til en nedgang i den globale økonomien.Importavgifter på råvarer, metallkomponenter og maskiner påvirket maskinverktøyindustrien og eksporten av maskinverktøy.Samtidig utfordret det økende antallet konkurrenter i lavkvalitetssegmentet, hovedsakelig fra Kina, markedet.
På kundesiden har paradigmeskiftet i bilindustrien mot elektriske drivlinjer resultert i en strukturell krise.Den tilsvarende nedgangen i etterspørselen etter biler drevet av forbrenningsmotorer fører til et fall i etterspørselen etter mange produksjonsteknologier i drivverket for biler.Bilprodusenter er motvillige til å investere i nye produksjonsmidler på grunn av den usikre fremtiden til konvensjonelle motorer, mens opptrappingen av nye produksjonslinjer for e-biler fortsatt er i de tidlige stadiene.Dette påvirker hovedsakelig maskinverktøybyggere som fokuserer på spesialiserte skjærende verktøy for bilindustrien.
Det er imidlertid ganske usannsynlig at den fallende etterspørselen etter maskinverktøy kan erstattes fullt ut av de nye produksjonslinjene siden produksjonen av e-biler krever færre høypresisjonsmetalldeler.Men diversifiseringen av drivverket utover forbrennings- og batteridrevne motorer vil kreve ny produksjonsteknologi de neste årene.

Konsekvenser av COVID-19-krisen
Den enorme virkningen av COVID-19 merkes i maskinverktøyindustrien så vel som i de fleste andre bransjer.Den generelle økonomiske nedgangen på grunn av den globale pandemien førte til et massivt fall i etterspørselen i de to første kvartalene av 2020. Fabrikkstans, avbrutt forsyningskjeder, mangel på innkjøpsdeler, logistikkutfordringer og andre problemer forverret situasjonen.
Blant de interne konsekvensene rapporterte to tredjedeler av de undersøkte selskapene om generell kostnadskutt på grunn av dagens situasjon.Avhengig av den vertikale integrasjonen i produksjonen, resulterte dette i lengre perioder med korttidsarbeid eller til og med permitteringer.
Mer enn 50 prosent av selskapene er i ferd med å revurdere sin strategi angående de nye omstendighetene i deres markedsmiljø.For en tredjedel av bedriftene gir dette organisasjonsendringer og omstillingsaktiviteter.Mens SMB har en tendens til å reagere med mer radikale endringer i sin operative virksomhet, justerer de fleste store selskaper sin eksisterende struktur og organisasjon for bedre å tilpasse seg den nye situasjonen.
Langsiktige konsekvenser for maskinverktøyindustrien er vanskelig å forutsi, men de endrede forsyningskjedekravene og økende etterspørselen etter digitale tjenester vil sannsynligvis bli permanente.Siden tjenester fortsatt er nødvendige for å holde de installerte maskinene produktive, utvider OEM-er og leverandører sin tjenesteportefølje med fokus på digitalt forbedrede tjenesteinnovasjoner som eksterne tjenester.De nye omstendighetene og den sosiale distanseringen fører til en økende etterspørsel etter avanserte digitale tjenester.
På kundesiden er permanente endringer tydeligere synlige.Luftfartsindustrien lider av verdensomspennende reiserestriksjoner.Airbus og Boeing annonserte planer om å redusere produksjonen de neste årene.Det samme gjelder for verftsindustrien, hvor etterspørselen etter cruiseskip har sunket til null.Disse produksjonskuttene vil også ha en negativ innvirkning på etterspørselen etter verktøymaskiner de neste par årene.

Potensial for nye teknologiske trender
Endring av kundekrav
Massetilpasning, redusert tid til forbruker og urban produksjon er noen få trender som krever økt maskinfleksibilitet.Foruten kjerneaspekter som pris, brukervennlighet, lang levetid, prosesshastighet og kvalitet, blir større maskinfleksibilitet viktigere som en av hovedkarakteristikkene til nye maskiner.
Fabrikkledere og ansvarlige produksjonsledere anerkjenner den økende betydningen av digitale funksjoner for å forbedre produktiviteten og effektiviteten til sine eiendeler.Datasikkerhet, åpne kommunikasjonsgrensesnitt og nyeste informasjons- og kommunikasjonsteknologi (IKT) er avgjørende for å integrere digitale applikasjoner og løsninger for en høyere grad av automatisering og serieproduksjon.Dagens mangel på digital kunnskap og økonomiske ressurser og tidsbegrensninger hindrer implementering av digitale forbedringer og nye tjenester for sluttbrukere.Videre blir konsistent sporing og lagring av prosessdata viktig og et obligatorisk krav i mange kundebransjer.

Positive utsikter for bilindustrien
Til tross for noe motvind ser bilindustrien lys ut globalt.Ifølge industrikilder har globale produksjonsenheter for lette kjøretøy vært bemerkelsesverdige og forventes å fortsette å vokse.APAC forventes å registrere de høyeste vekstratene når det gjelder produksjonsvolum etterfulgt av Nord-Amerika.Videre øker salget og produksjonen av elektriske kjøretøy i rekordfart, noe som skaper etterspørsel etter maskinverktøy og annet utstyr knyttet til produksjonsprosessen.Maskinverktøy har et bredt spekter av bruksområder i bilindustrien som CNC-fresing (girkassehus, girhus, motorsylinderhoder, etc.), dreiing (bremsetromler, rotorer, svinghjul, etc.) boring, etc. med bruk av avansert teknologier og automatisering, vil etterspørselen etter maskin bare øke for å oppnå produktivitet og presisjon.

CNC-maskinverktøy forventes å dominere markedet globalt
Datamaskinens numeriske kontrollmaskiner effektiviserer mange operasjonelle prosesser ved å redusere produksjonstiden og minimere menneskelige feil.Den økende etterspørselen etter automatisert produksjon i industrisektoren har resultert i økende bruk av CNC-maskiner.Etableringen av produksjonsanlegg i Asia-Stillehavet har også ansporet til bruken av numeriske datamaskinkontroller i sektoren.
Et svært konkurranseutsatt marked har tvunget aktører til å fokusere på effektive produksjonsteknikker som prøver å oppnå konkurransefortrinn ved å redesigne deres anlegg, som inkluderer CNC-maskiner.Bortsett fra dette er integreringen av 3D-utskrift med CNC-maskiner et unikt tillegg til noen av de nye produksjonsenhetene, som forventes å tilby bedre multimaterial-kapasitet, med lite ressurssløsing.
Sammen med dette, med den økende bekymringen over global oppvarming og utarming av energireserver, brukes CNC-maskiner aktivt i kraftproduksjon, da denne prosessen krever omfattende automatisering.

Utfordrende landskap
Maskinverktøymarkedet er ganske fragmentert med tilstedeværelsen av store globale aktører og små og mellomstore lokale aktører med ganske mange aktører som okkuperer markedsandelen.Store konkurrenter på globale maskinverktøymarkeder inkluderer Kina, Tyskland, Japan og Italia.For Tyskland, bortsett fra flere hundre salgs- og servicedatterselskaper eller avdelingskontorer til tyske maskinverktøyprodusenter over hele verden, er det trolig mindre enn 20 tyske selskaper som produserer komplette enheter i utlandet for tiden.
Med økende preferanse for automatisering satser selskapene på å utvikle mer automatiserte løsninger.Bransjen er også vitne til trenden med konsolidering med fusjoner og oppkjøp.Disse strategiene hjelper selskapene med å gå inn i nye markedsområder og få nye kunder.

Fremtiden for verktøymaskiner
Fremskritt innen maskinvare og programvare endrer maskinverktøyindustrien.Industritrender i de kommende årene vil sannsynligvis fokusere på disse fremskrittene, spesielt når de gjelder automatisering.
Maskinverktøyindustrien forventes å se fremskritt innen:
Inkludering av smarte funksjoner og nettverk
Automatiske og IoT-klare maskiner
Kunstig intelligens (AI)
CNC-programvarefremskritt

Inkludering av smarte funksjoner og nettverk
Fremskritt innen nettverksteknologi har gjort det enklere enn noen gang å koble til smarte enheter og bygge lokale nettverk.
For eksempel forventes mange enheter og industrielle datanettverk å bruke enkeltpars Ethernet-kabler (SPE) i de kommende årene.Teknologien har eksistert i årevis, men bedrifter begynner å se fordelene den gir med å bygge smarte nettverk.
SPE er i stand til å overføre strøm og data samtidig, og er godt egnet til å koble smarte sensorer og nettverksenheter til de kraftigere datamaskinene som driver industrielle nettverk.Halvparten av størrelsen på en konvensjonell Ethernet-kabel, den kan passe flere steder, brukes til å legge til flere tilkoblinger på samme plass og ettermonteres i eksisterende kabelnettverk.Dette gjør SPE til et logisk valg for å bygge smarte nettverk i fabrikk- og lagermiljøer som kanskje ikke er egnet for nåværende generasjons WiFi.
Low-power wide-area networks (LPWAN) gjør at data kan overføres trådløst til tilkoblede enheter over et større område enn tidligere teknologier.Nyere iterasjoner av LPWAN-sendere kan gå et helt år uten utskifting og overføre data opptil 3 km.
Selv WiFi blir stadig mer kapabel.Nye standarder for WiFi som for tiden er under utvikling av IEEE vil bruke 2,4 GHz og 5,0 GHz trådløse frekvenser, noe som øker styrke og rekkevidde utover hva dagens nettverk er i stand til.
Den økte rekkevidden og allsidigheten som tilbys av ny kablet og trådløs teknologi gjør automatisering mulig i større skala enn før.Ved å kombinere avanserte nettverksteknologier, vil automatisering og smarte nettverk bli mer vanlig over hele linjen i nær fremtid, fra romfartsproduksjon til landbruk.

Automatiserte og IoT-klare maskiner
Ettersom industrien fortsetter å ta i bruk flere digitale teknologier, vil vi se produksjonen av flere maskiner bygget for automatisering og det industrielle tingenes internett (IIoT).På omtrent samme måte har vi sett en økning i tilkoblede enheter - fra smarttelefoner til smarte termostater - vil produksjonsverdenen omfavne tilkoblet teknologi.
Smarte maskinverktøy og robotikk vil sannsynligvis håndtere en større prosentandel av arbeidet i industrielle omgivelser etter hvert som teknologien skrider frem.Spesielt i de situasjoner hvor arbeidet er for farlig for mennesker å utføre, vil automatiserte maskinverktøy bli mer utbredt.
Etter hvert som flere Internett-tilkoblede enheter fyller fabrikkgulvet, vil cybersikkerhet bli en økt bekymring.Industriell hacking har resultert i flere bekymringsfulle brudd på automatiserte systemer gjennom årene, hvorav noen kan ha ført til tap av liv.Etter hvert som IIoT-systemer blir mer integrerte, vil cybersikkerhet bare øke i betydning.

AI
Spesielt i storskala industrielle omgivelser vil bruken av AI for å programmere maskiner øke.Etter hvert som maskiner og maskinverktøy blir automatisert i større grad, må programmer skrives og kjøres i sanntid for å administrere disse maskinene.Det er der AI kommer inn.
I sammenheng med maskinverktøy kan AI brukes til å overvåke programmene maskinen bruker for å kutte deler, og sørge for at de ikke avviker fra spesifikasjonene.Hvis noe går galt, kan AI slå av maskinen og kjøre diagnostikk, noe som minimerer skade.
AI kan også hjelpe til med vedlikehold av maskinverktøy for å minimere og løse problemer før de oppstår.For eksempel ble det nylig skrevet et program som kan oppdage slitasje i kuleskruetrekk, noe som måtte gjøres manuelt før.AI-programmer som dette kan bidra til å holde en maskinverksted i gang mer effektivt, og holde produksjonen jevn og uavbrutt.

Forbedringer i CNC-programvare
Fremskritt innen datastøttet produksjon (CAM) programvare som brukes i CNC-maskinering gir enda mer presisjon i produksjonen.CAM-programvare lar maskinister nå bruke digital twinning - prosessen med å simulere et fysisk objekt eller en prosess i den digitale verden.
Før en del blir fysisk produsert, kan det kjøres digitale simuleringer av produksjonsprosessen.Ulike verktøysett og metoder kan testes for å se hva som sannsynligvis vil gi det optimale resultatet.Det reduserer kostnadene ved å spare materiell og arbeidstimer som ellers kunne vært brukt til å avgrense produksjonsprosessen.
Nyere versjoner av maskineringsprogramvare som CAD og CAM brukes også til å lære opp nye arbeidere, og viser dem 3D-modeller av delene de lager og maskinen de jobber med for å illustrere konsepter.Denne programvaren letter også raskere prosesseringshastigheter, noe som betyr mindre etterslep og raskere tilbakemelding for maskinoperatører mens de jobber.
Maskinverktøy med flere akser er mer effektive, men de har også en høyere risiko for kollisjon ettersom flere deler fungerer samtidig.Avansert programvare reduserer denne risikoen, og reduserer i sin tur nedetid og tapte materialer.

Maskiner som jobber smartere
Fremtidens maskinverktøy er smartere, lettere koblet til nettverk og mindre utsatt for feil.Etter hvert som tiden går, vil automatisering bli enklere og mer effektiv gjennom bruk av maskinverktøy styrt av AI og avansert programvare.Operatører vil lettere kunne kontrollere maskinene sine via datagrensesnitt og lage deler med færre feil.Nettverksfremskritt vil gjøre smarte fabrikker og varehus enklere å oppnå.
Industry 4.0 har også muligheten til å forbedre bruken av maskinverktøy i produksjonsoperasjoner ved å kutte tomgangstiden.Industriforskning har indikert at maskinverktøy vanligvis aktivt skjærer metall i mindre enn 40 % av tiden, noe som noen ganger går ned til 25 % av tiden.Å analysere data relatert til verktøyendringer, programstopp osv. hjelper organisasjoner med å finne årsaken til inaktiv tid og adressere den.Dette resulterer i en mer effektiv bruk av verktøymaskiner.
Ettersom Industry 4.0 fortsetter å ta hele produksjonsverdenen med storm, blir maskinverktøy også en del av det smarte systemet.Også i India får konseptet, selv om det er i begynnende stadier, sakte fart, spesielt blant store maskinverktøyspillere som innoverer i denne retningen.Maskinverktøyindustrien ser først og fremst på Industry 4.0 for å møte økende kundekrav for forbedret produktivitet, redusert syklustid og høyere kvalitet.Å ta i bruk Industry 4.0-konseptet er derfor kjernen for å nå det ambisiøse målet om å gjøre India til et globalt knutepunkt for produksjon, design og innovasjon, og øke produksjonens andel av BNP fra dagens 17 % til 25 % innen 2022.