Budućnost industrije alatnih mašina

Spoj potražnje sa transformacijom tehnologije
Osim ogromnih efekata pandemije COVID-19, nekoliko vanjskih i internih efekata dovode do pada potražnje na tržištu alatnih mašina.Transformacija automobilske industrije sa motora sa unutrašnjim sagorevanjem na električne pogone predstavlja značajan izazov za industriju alatnih mašina.Dok motor sa unutrašnjim sagorevanjem zahteva mnogo visoko preciznih metalnih delova, isto ne važi za električne pogone, koji imaju manje delova sa alatima.Osim utjecaja pandemije, ovo je glavni razlog zašto su narudžbe za strojeve za rezanje i oblikovanje metala značajno smanjene u posljednjih 18 mjeseci.
Pored sve ekonomske neizvjesnosti, industrija je u ozbiljnoj fazi poremećaja.Nikada prije proizvođači alatnih strojeva nisu doživjeli tako veliku promjenu u svojoj industriji kao onu koju pokreću digitalizacija i nove tehnologije.Trend ka većoj fleksibilnosti u proizvodnji pokreće inovacije proizvoda kao što su multitasking i aditivna proizvodnja kao prikladne alternative tradicionalnim alatnim mašinama.
Digitalne inovacije i duboka povezanost predstavljaju vrijedne karakteristike.Integracija senzora, korištenje umjetne inteligencije (AI) i integracija sofisticiranih funkcija simulacije omogućavaju napredak u performansama mašina i cjelokupnoj efikasnosti opreme (OEE).Novi senzori i novi načini komunikacije, kontrole i nadzora omogućavaju nove mogućnosti za pametne usluge i nove poslovne modele na tržištu alatnih mašina.Digitalno poboljšane usluge uskoro će postati dio portfelja svakog OEM-a.Jedinstvena prodajna ponuda (USP) očito se pomjera prema digitalnoj dodanoj vrijednosti.Pandemija COVID-19 mogla bi dodatno ubrzati ovaj trend.

Trenutni izazovi za proizvođače alatnih mašina
Industrije kapitalnih dobara su osjetljive na opće ekonomske padove.Budući da se alatne mašine uglavnom koriste za proizvodnju drugih kapitalnih dobara, to se posebno odnosi na industriju alatnih mašina, što je čini ranjivom na ekonomske fluktuacije.Nedavni ekonomski pad izazvan pandemijom i drugim negativnim efektima naveden je kao najveći izazov s kojim se suočava većina proizvođača alatnih mašina.
U 2019. rastuća ekonomska neizvjesnost kroz geopolitičke događaje kao što su trgovinski rat SAD-a i Kine i Brexit dovela je do usporavanja globalne ekonomije.Uvozne carine na sirovine, metalne komponente i mašine uticale su na industriju alatnih mašina i izvoz alatnih mašina.Istovremeno, sve veći broj konkurenata u segmentu niske kvalitete, uglavnom iz Kine, predstavljao je izazov tržištu.
Na strani kupaca, promjena paradigme u automobilskoj industriji prema električnim pogonima rezultirala je strukturnom krizom.Odgovarajući pad potražnje za automobilima sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem dovodi do pada potražnje za mnogim proizvodnim tehnologijama u automobilskom pogonu.Proizvođači automobila nerado ulažu u nova proizvodna sredstva zbog neizvjesne budućnosti konvencionalnih motora, dok je podizanje novih proizvodnih linija za e-automobile još uvijek u ranoj fazi.Ovo uglavnom utiče na proizvođače alatnih mašina koji se fokusiraju na specijalizovane alatne mašine za sečenje za automobilsku industriju.
Međutim, malo je vjerovatno da se opadajuća potražnja za alatnim mašinama može u potpunosti zamijeniti novim proizvodnim linijama jer proizvodnja e-automobila zahtijeva manje visoko preciznih metalnih dijelova.Ali diverzifikacija pogonskog sklopa izvan motora sa unutrašnjim sagorijevanjem i motora na baterije će zahtijevati nove proizvodne tehnologije u narednim godinama.

Posljedice krize COVID-19
Ogroman uticaj COVID-19 osjeća se u industriji alatnih mašina, kao i u većini drugih industrija.Opći ekonomski pad zbog globalne pandemije doveo je do ogromnog pada potražnje u prva dva kvartala 2020. Zatvaranje tvornica, prekinuti lanci nabavke, nedostatak dijelova za nabavku, logistički izazovi i drugi problemi pogoršali su situaciju.
Među internim posljedicama, dvije trećine ispitanih kompanija navelo je opšte smanjenje troškova zbog trenutne situacije.Ovisno o vertikalnoj integraciji u proizvodnji, to je rezultiralo dužim periodima skraćenog radnog vremena ili čak otpuštanjima.
Više od 50 posto kompanija se sprema da preispita svoju strategiju s obzirom na nove okolnosti svog tržišnog okruženja.Za jednu trećinu kompanija to rezultira organizacionim promjenama i aktivnostima restrukturiranja.Dok MSP imaju tendenciju da odgovore radikalnijim promjenama u svom operativnom poslovanju, većina velikih kompanija prilagođava svoju postojeću strukturu i organizaciju kako bi se bolje uskladila s novom situacijom.
Teško je predvidjeti dugoročne posljedice za industriju alatnih mašina, ali će promjenjivi zahtjevi u lancu nabavke i povećana potražnja za digitalnim uslugama vjerovatno postati trajni.Budući da su usluge i dalje neophodne da bi instalirane mašine bile produktivne, OEM-ovi i dobavljači proširuju svoj portfelj usluga fokusirajući se na digitalno poboljšane inovacije usluga poput daljinskih usluga.Nove okolnosti i socijalno distanciranje dovode do sve veće potražnje za naprednim digitalnim uslugama.
Na strani korisnika, trajne promjene su jasnije vidljive.Vazdušna industrija pati od ograničenja putovanja širom svijeta.Airbus i Boeing najavili su planove za smanjenje proizvodnje u narednih nekoliko godina.Isto vrijedi i za brodogradnju, gdje je potražnja za kruzerima pala na nulu.Ova smanjenja proizvodnje će također imati negativan utjecaj na potražnju za alatnim mašinama u sljedećih nekoliko godina.

Potencijal novih tehnoloških trendova
Promjena zahtjeva kupaca
Masovna prilagodba, smanjeno vrijeme do potrošača i urbana proizvodnja samo su neki trendovi koji zahtijevaju povećanu fleksibilnost strojeva.Osim ključnih aspekata kao što su cijena, upotrebljivost, dugovječnost, brzina procesa i kvaliteta, veća fleksibilnost strojeva postaje važnija kao jedna od glavnih karakteristika novih strojeva.
Rukovodioci pogona i odgovorni menadžeri proizvodnje prepoznaju sve veći značaj digitalnih funkcija za poboljšanje produktivnosti i efikasnosti svojih sredstava.Sigurnost podataka, otvoreni komunikacioni interfejsi i najnovija informaciona i komunikaciona tehnologija (IKT) neophodni su za integraciju digitalnih aplikacija i rešenja za viši stepen automatizacije i serijske proizvodnje.Današnji nedostatak digitalnog znanja i finansijskih resursa i vremenska ograničenja ometaju implementaciju digitalnih poboljšanja i novih usluga za krajnje korisnike.Nadalje, dosljedno praćenje i skladištenje procesnih podataka postaje važno i obavezan zahtjev u mnogim industrijama kupaca.

Pozitivni izgledi za automobilsku industriju
Uprkos nekim preprekama, automobilska industrija izgleda sjajno, globalno.Prema industrijskim izvorima, globalne proizvodne jedinice lakih vozila bile su izvanredne i očekuje se da će nastaviti da rastu.Očekuje se da će APAC zabilježiti najveće stope rasta u smislu obima proizvodnje, a slijedi Sjeverna Amerika.Nadalje, prodaja i proizvodnja električnih vozila raste rekordnim tempom, što stvara potražnju za alatnim strojevima i drugom opremom povezanom s proizvodnim procesom.Alatni strojevi imaju širok spektar primjena u automobilskoj industriji kao što je CNC glodanje (kućišta mjenjača, kućišta mjenjača, glave cilindra motora, itd.), tokarenje (bubnjevi kočnica, rotori, zamajac, itd.) bušenje, itd. sa pojavom naprednih tehnologije i automatizacije, potražnja za mašinama će se samo povećati kako bi se dobila produktivnost i preciznost.

Očekuje se da će CNC alatni strojevi dominirati na globalnom tržištu
Računalne mašine za numeričko upravljanje pojednostavljuju mnoge operativne procese smanjujući vreme proizvodnje i minimizirajući ljudske greške.Rastuća potražnja za automatiziranom proizvodnjom u industrijskom sektoru rezultirala je sve većom upotrebom CNC strojeva.Takođe, uspostavljanje proizvodnih pogona u Azijsko-pacifičkom regionu podstaklo je upotrebu kompjuterskih numeričkih kontrola u sektoru.
Visoko konkurentno tržište primoralo je igrače da se fokusiraju na efikasne proizvodne tehnike pokušavajući da steknu konkurentsku prednost redizajniranjem svojih objekata, koji uključuju CNC mašine.Osim toga, integracija 3D štampe sa CNC mašinama je jedinstveni dodatak nekim od novih proizvodnih jedinica, za koje se očekuje da će ponuditi bolje multi-materijalne mogućnosti, uz malo rasipanja resursa.
Uz to, uz rastuću zabrinutost zbog globalnog zagrijavanja i iscrpljivanja rezervi energije, CNC mašine se aktivno koriste u proizvodnji električne energije, jer ovaj proces zahtijeva široku automatizaciju.

Competitive Landscape
Tržište alatnih mašina je prilično fragmentirano po prirodi sa prisustvom velikih globalnih igrača i malih i srednjih lokalnih igrača sa dosta igrača koji zauzimaju tržišni udio.Glavni konkurenti na globalnom tržištu alatnih mašina su Kina, Njemačka, Japan i Italija.Za Njemačku, osim nekoliko stotina prodajnih i servisnih podružnica ili filijala njemačkih proizvođača alatnih mašina širom svijeta, trenutno postoji vjerojatno manje od 20 njemačkih korporacija koje proizvode kompletne jedinice u inostranstvu.
Uz sve veću preferenciju za automatizaciju, kompanije se fokusiraju na razvoj automatiziranijih rješenja.Industrija je također svjedok trenda konsolidacije spajanjem i akvizicijama.Ove strategije pomažu kompanijama da uđu na nova tržišta i steknu nove kupce.

Budućnost mašinskih alata
Napredak u hardveru i softveru mijenja industriju alatnih mašina.Industrijski trendovi u narednim godinama će se vjerovatno fokusirati na ove napretke, posebno što se tiče automatizacije.
Od industrije alatnih mašina se očekuje napredak u:
Uključivanje pametnih funkcija i mreža
Automatizirane mašine koje su spremne za IoT
 Veštačka inteligencija (AI)
Napredak CNC softvera

Uključivanje pametnih funkcija i mreža
Napredak u mrežnoj tehnologiji omogućio je lakše nego ikad povezivanje pametnih uređaja i izgradnju lokalnih mreža.
Na primjer, očekuje se da će mnogi uređaji i industrijske rubne računarske mreže koristiti jednoparne Ethernet (SPE) kablove u narednim godinama.Tehnologija postoji godinama, ali kompanije počinju uviđati prednost koju pruža u izgradnji pametnih mreža.
U mogućnosti da prenosi snagu i podatke istovremeno, SPE je vrlo pogodan za povezivanje pametnih senzora i umreženih uređaja sa snažnijim računarima koji pokreću industrijske mreže.Upola manji od konvencionalnog Ethernet kabla, može da stane na više mesta, da se koristi za dodavanje više konekcija u istom prostoru i da se naknadno ugradi u postojeće kablovske mreže.Ovo čini SPE logičnim izborom za izgradnju pametnih mreža u fabričkim i skladišnim okruženjima koja možda nisu pogodna za trenutnu generaciju WiFi mreže.
Mreže širokog područja male snage (LPWAN) omogućavaju bežični prijenos podataka do povezanih uređaja u većem rasponu od prethodnih tehnologija.Novije iteracije LPWAN predajnika mogu trajati cijelu godinu bez zamjene i prenositi podatke do 3 km.
Čak i WiFi postaje sve sposobniji.Novi standardi za WiFi koje trenutno razvija IEEE će koristiti bežične frekvencije od 2,4 GHz i 5,0 GHz, pojačavajući snagu i doseg iznad onoga što su trenutne mreže sposobne.
Povećani doseg i svestranost koju pruža nova žičana i bežična tehnologija omogućavaju automatizaciju u većim razmjerima nego prije.Kombinacijom naprednih mrežnih tehnologija, automatizacija i pametne mreže će postati sve češće u bliskoj budućnosti, od proizvodnje u svemiru do poljoprivrede.

Automatizirane i IoT spremne mašine
Kako industrija nastavlja da usvaja sve više digitalnih tehnologija, vidjet ćemo proizvodnju više strojeva napravljenih za automatizaciju i industrijski internet stvari (IIoT).Na isti način na koji smo vidjeli porast povezanih uređaja – od pametnih telefona do pametnih termostata – svijet proizvodnje će prihvatiti povezanu tehnologiju.
Pametne alatne mašine i robotika će vjerovatno obaviti veći postotak posla u industrijskim okruženjima kako tehnologija bude napredovala.Naročito u onim situacijama u kojima je rad previše opasan za ljudska bića, automatizirani alatni strojevi će se sve više koristiti.
Kako sve više uređaja povezanih s internetom bude naseljavalo fabriku, sajber sigurnost će postati sve veća briga.Industrijsko hakiranje je dovelo do nekoliko zabrinjavajućih proboja automatiziranih sistema tokom godina, od kojih su neki mogli rezultirati gubitkom života.Kako IIoT sistemi postanu integrisaniji, sajber sigurnost će samo rasti na važnosti.

AI
Posebno u velikim industrijskim okruženjima, upotreba AI za programiranje mašina će se povećati.Kako mašine i alatni strojevi postaju automatizirani u većoj mjeri, programi će se morati pisati i izvršavati u realnom vremenu kako bi se upravljalo tim mašinama.Tu dolazi AI.
U kontekstu alatnih mašina, AI se može koristiti za praćenje programa koje mašina koristi za rezanje delova, pazeći da ne odstupaju od specifikacija.Ako nešto pođe po zlu, AI bi mogao isključiti mašinu i pokrenuti dijagnostiku, minimizirajući štetu.
AI također može pomoći u održavanju alatnih mašina kako bi se minimizirali i riješili problemi prije nego što se dogode.Na primjer, nedavno je napisan program koji može detektirati habanje i habanje na kugličnim vijcima, nešto što je prije moralo biti urađeno ručno.Ovakvi AI programi mogu pomoći da radnja mašina radi efikasnije, održavajući proizvodnju glatkom i neprekidnom.

Napredak CNC softvera
Napredak u softveru za kompjuterski potpomognutu proizvodnju (CAM) koji se koristi u CNC obradi omogućava još veću preciznost u proizvodnji.CAM softver sada omogućava mašinistima da koriste digitalno twinning — proces simulacije fizičkog objekta ili procesa u digitalnom svetu.
Prije nego što se dio fizički proizvede, mogu se pokrenuti digitalne simulacije proizvodnog procesa.Mogu se testirati različiti skupovi alata i metoda kako bi se vidjelo šta će vjerovatno proizvesti optimalni rezultat.To smanjuje troškove uštedom materijala i radnih sati koji bi inače bili iskorišteni za usavršavanje proizvodnog procesa.
Novije verzije softvera za mašinsku obradu kao što su CAD i CAM se takođe koriste za obuku novih radnika, pokazujući im 3D modele delova koje prave i mašine sa kojima rade kako bi ilustrirali koncepte.Ovaj softver takođe omogućava veće brzine obrade, što znači manje vremena kašnjenja i brže povratne informacije za operatere mašina dok rade.
Višeosni alatni strojevi su efikasniji, ali također imaju veći rizik od sudara jer više dijelova radi istovremeno.Napredni softver smanjuje ovaj rizik, zauzvrat smanjuje zastoje i izgubljene materijale.

Mašine rade pametnije
Mašine alatke budućnosti su pametnije, lakše umrežene i manje podložne greškama.Kako vrijeme bude prolazilo, automatizacija će postati lakša i efikasnija korištenjem alatnih mašina vođenih umjetnom inteligencijom i naprednim softverom.Operateri će moći lakše da kontrolišu svoje mašine preko računarskog interfejsa i da prave delove sa manje grešaka.Napredak u umrežavanju će olakšati postizanje pametnih tvornica i skladišta.
Industrija 4.0 također ima mogućnost poboljšanja korištenja alatnih mašina u proizvodnim operacijama skraćivanjem vremena mirovanja.Industrijska istraživanja su pokazala da alatne mašine obično aktivno režu metal u manje od 40% vremena, što ponekad ide i do 25% vremena.Analiza podataka koji se odnose na promjene alata, zaustavljanja programa, itd., pomaže organizacijama da utvrde uzrok neaktivnosti i otklone ga.To rezultira efikasnijom upotrebom alatnih mašina.
Kako Industrija 4.0 nastavlja da osvaja čitav proizvodni svijet, alatne mašine također postaju dio pametnog sistema.I u Indiji, koncept, iako u početnoj fazi, polako uzima maha, posebno među velikim igračima alatnih mašina koji inoviraju u ovom pravcu.Prvenstveno, industrija alatnih mašina gleda na industriju 4.0 kako bi zadovoljila sve veće zahtjeve kupaca za poboljšanom produktivnošću, skraćenim vremenom ciklusa i većim kvalitetom.Stoga je usvajanje koncepta Industrije 4.0 u srži postizanja ambicioznog cilja da Indija postane globalno središte za proizvodnju, dizajn i inovacije, te povećanje udjela proizvodnje u BDP-u sa sadašnjih 17% na 25% do 2022. godine.