Työstökoneteollisuuden tulevaisuus

Kysynnän sekoitus teknologian muutosta
COVID-19-pandemian massiivisten vaikutusten lisäksi monet ulkoiset ja sisäiset vaikutukset johtavat kysynnän laskuun työstökonemarkkinoilla.Autoteollisuuden siirtyminen polttomoottoreista sähköisiin voimansiirtoihin on merkittävä haaste työstökoneteollisuudelle.Vaikka polttomoottori vaatii monia erittäin tarkkoja metalliosia, sama ei päde sähköisiin voimansiirtoihin, joissa on vähemmän työkaluja.Pandemian vaikutusten lisäksi tämä on tärkein syy siihen, miksi metallinleikkaus- ja muotoilukoneiden tilaukset laskivat merkittävästi viimeisen 18 kuukauden aikana.
Kaiken taloudellisen epävarmuuden lisäksi toimiala on vakavassa häiriövaiheessa.Koskaan aikaisemmin työstökonevalmistajat eivät ole kokeneet alallaan niin suurta muutosta kuin digitalisaation ja uusien teknologioiden vetämä.Valmistuksen joustavuuden lisääntyminen ajaa tuoteinnovaatioita, kuten moniajoa ja lisättävää valmistusta sopiviksi vaihtoehdoiksi perinteisille työstökoneille.
Digitaaliset innovaatiot ja syvälliset liitettävyys ovat arvokkaita ominaisuuksia.Sensorien integrointi, tekoälyn (AI) hyödyntäminen ja kehittyneiden simulointiominaisuuksien integrointi mahdollistavat koneiden suorituskyvyn ja yleisen laitteiden tehokkuuden (OEE) parantamisen.Uudet anturit ja uudet viestintä-, ohjaus- ja valvontatavat tarjoavat uusia mahdollisuuksia älykkäille palveluille ja uusille liiketoimintamalleille työstökonemarkkinoilla.Digitaalisesti tehostetuista palveluista on tulossa osa jokaisen OEM:n portfoliota.Ainutlaatuinen myyntiehdotus (USP) on selvästi siirtymässä kohti digitaalista lisäarvoa.COVID-19-pandemia voi kiihdyttää tätä suuntausta entisestään.

Työstökoneiden valmistajien nykyiset haasteet
Pääomahyödyketeollisuus on herkkä yleisille talouden taantumille.Koska työstökoneita käytetään pääasiassa muiden tuotantohyödykkeiden valmistukseen, tämä koskee erityisesti työstökoneteollisuutta, mikä tekee siitä alttiin talouden suhdannevaihteluille.Pandemian ja muiden kielteisten vaikutusten käynnistämä viimeaikainen talouden taantuma mainittiin useimpien työstökoneiden valmistajien suurimmaksi haasteeksi.
Vuonna 2019 geopoliittisten tapahtumien, kuten Yhdysvaltojen Kiinan kauppasodan ja Brexitin, aiheuttama kasvava taloudellinen epävarmuus johti maailmantalouden hidastumiseen.Raaka-aineiden, metallikomponenttien ja koneiden tuontitullit vaikuttivat työstökoneteollisuuteen ja työstökoneiden vientiin.Samaan aikaan kasvava kilpailijamäärä huonolaatuisessa segmentissä, pääasiassa Kiinasta, haastoi markkinat.
Asiakaspuolella autoteollisuuden paradigman muutos kohti sähköisiä voimansiirtoja on johtanut rakenteelliseen kriisiin.Vastaava polttomoottorikäyttöisten autojen kysynnän lasku johtaa useiden autojen voimansiirtoon liittyvien valmistusteknologioiden kysynnän laskuun.Autonvalmistajat ovat haluttomia investoimaan uusiin tuotantokohteisiin perinteisten moottoreiden epävarman tulevaisuuden vuoksi, kun taas sähköautojen uusien tuotantolinjojen ylösajo on vielä alkuvaiheessa.Tämä koskee pääasiassa työstökoneiden valmistajia, jotka keskittyvät autoteollisuuden erikoisleikkauskoneisiin.
On kuitenkin melko epätodennäköistä, että työstökoneiden vähenevä kysyntä voidaan korvata kokonaan uusilla tuotantolinjoilla, koska e-autojen tuotanto vaatii vähemmän erittäin tarkkoja metalliosia.Voimansiirron monipuolistaminen poltto- ja akkukäyttöisten moottoreiden lisäksi edellyttää kuitenkin uusia tuotantoteknologioita tulevina vuosina.

COVID-19-kriisin seuraukset
COVID-19:n valtavat vaikutukset tuntuvat työstökoneteollisuudessa sekä useimmilla muilla teollisuudenaloilla.Maailmanlaajuisen pandemian aiheuttama yleinen talouden taantuma johti kysynnän massiiviseen laskuun vuoden 2020 kahdella ensimmäisellä neljänneksellä. Tilannetta pahensivat tehtaiden seisokit, katkeavat toimitusketjut, osien puute, logistiset haasteet ja muut ongelmat.
Sisäisistä seurauksista kaksi kolmasosaa kyselyyn vastanneista yrityksistä ilmoitti yleisestä kustannusleikkauksesta vallitsevan tilanteen vuoksi.Valmistuksen vertikaalisesta integraatiosta riippuen tämä johti pidempiin lyhytaikaisiin työpäiviin tai jopa lomautuksiin.
Yli 50 prosenttia yrityksistä on pohtimassa strategiaansa uudelleen suhteessa markkinaympäristönsä uusiin olosuhteisiin.Kolmannekselle yrityksistä tämä johtaa organisaatiomuutoksiin ja uudelleenjärjestelytoimiin.Vaikka pk-yrityksillä on taipumus reagoida radikaalimpiin muutoksiin operatiiviseen liiketoimintaansa, useimmat suuret yritykset mukauttavat olemassa olevaa rakennettaan ja organisaatiotaan vastaamaan paremmin uutta tilannetta.
Pitkän aikavälin seurauksia työstökoneteollisuudelle on vaikea ennustaa, mutta toimitusketjun muuttuvat vaatimukset ja digitaalisten palveluiden kysynnän kasvu jäävät todennäköisesti pysyviksi.Koska palvelut ovat edelleen välttämättömiä asennettujen koneiden tuottavuuden pitämiseksi, OEM-valmistajat ja toimittajat laajentavat palveluvalikoimaansa keskittyen digitaalisesti tehostettuihin palveluinnovaatioihin, kuten etäpalveluihin.Uudet olosuhteet ja sosiaalinen etäisyys lisäävät kehittyneiden digitaalisten palvelujen kysyntää.
Asiakaspuolella pysyvät muutokset näkyvät selvemmin.Ilmailu- ja avaruusteollisuus kärsii maailmanlaajuisista matkustusrajoituksista.Airbus ja Boeing ilmoittivat suunnitelmistaan ​​vähentää tuotantoaan lähivuosina.Sama koskee laivanrakennusteollisuutta, jossa risteilyalusten kysyntä on pudonnut nollaan.Näillä tuotannon leikkauksilla on myös negatiivinen vaikutus työstökoneiden kysyntään parin seuraavan vuoden aikana.

Uusien teknologisten suuntausten potentiaali
Muuttuvat asiakkaan vaatimukset
Massaräätälöinti, lyhentynyt kulutukseen kuluva aika ja kaupunkituotanto ovat muutamia trendejä, jotka edellyttävät parempaa koneen joustavuutta.Keskeisten näkökohtien, kuten hinnan, käytettävyyden, kestävyyden, prosessin nopeuden ja laadun lisäksi, suurempi koneiden joustavuus tulee entistä tärkeämmäksi yhtenä uusien koneiden pääominaisuuksista.
Tehdaspäälliköt ja vastuulliset tuotantojohtajat tunnustavat digitaalisten ominaisuuksien kasvavan merkityksen omaisuutensa tuottavuuden ja tehokkuuden parantamiseksi.Tietoturva, avoimet viestintärajapinnat sekä uusin tieto- ja viestintätekniikka (ICT) ovat olennaisia ​​digitaalisten sovellusten ja ratkaisujen integroimiseksi korkeampaan automaatioasteeseen ja sarjatuotantoon.Tämän päivän digitaalisen osaamisen ja taloudellisten resurssien pula sekä aikarajoitukset haittaavat digitaalisten parannusten ja uusien palveluiden käyttöönottoa loppukäyttäjille.Lisäksi prosessitietojen johdonmukainen seuranta ja tallennus tulee tärkeäksi ja pakolliseksi vaatimukseksi monilla asiakastoimialoilla.

Autoteollisuuden positiiviset näkymät
Joistakin vastatuulesta huolimatta autoteollisuus näyttää maailmanlaajuisesti valoisalta.Alan lähteiden mukaan globaalit kevyiden ajoneuvojen tuotantoyksiköt ovat olleet merkittäviä ja niiden odotetaan kasvavan edelleen.APAC:n odotetaan rekisteröivän nopeimman tuotantomäärien kasvuvauhdin Pohjois-Amerikan jälkeen.Lisäksi Sähköajoneuvojen myynti ja valmistus kasvavat ennätysvauhtia, mikä luo kysyntää valmistusprosessiin liittyville työstökoneille ja muille laitteille.Työstökoneilla on laaja valikoima sovelluksia autoteollisuudessa, kuten CNC-jyrsintä (vaihteistokotelot, vaihteistokotelot, moottorin sylinterikannet jne.), sorvaus (jarrurummut, roottorit, vauhtipyörä jne.) poraus jne. edistyneen tekniikan myötä. Teknologioiden ja automaation ansiosta koneiden kysyntä vain kasvaa tuottavuuden ja tarkkuuden lisäämiseksi.

CNC-työstökoneiden odotetaan hallitsevan markkinoita maailmanlaajuisesti
Tietokoneen numeeriset ohjauskoneet virtaviivaistavat monia toimintaprosesseja vähentämällä tuotantoaikaa ja minimoimalla inhimilliset virheet.Teollisuuden automatisoidun valmistuksen kasvava kysyntä on johtanut CNC-koneiden käytön lisääntymiseen.Myös tuotantolaitosten perustaminen Aasian ja Tyynenmeren alueelle on lisännyt tietokoneiden numeeristen ohjainten käyttöä alalla.
Kova kilpailu on pakottanut pelaajat keskittymään tehokkaisiin valmistustekniikoihin yrittäessään saavuttaa kilpailuetua suunnittelemalla uudelleen tilojaan, joihin kuuluvat CNC-koneet.Tämän lisäksi 3D-tulostuksen integrointi CNC-koneisiin on ainutlaatuinen lisäys joihinkin uusiin tuotantoyksiköihin, jonka odotetaan tarjoavan paremman monimateriaalivalmiuden pienellä resurssien tuhlauksella.
Tämän myötä ilmaston lämpenemisestä ja energiavarojen ehtymisestä kasvavien huolien myötä CNC-koneita käytetään aktiivisesti sähköntuotannossa, koska tämä prosessi vaatii laajamittaista automaatiota.

Kilpailukykyinen maisema
Työstökonemarkkinat ovat luonteeltaan melko pirstoutuneita, sillä niillä on suuria globaaleja toimijoita sekä pieniä ja keskisuuria paikallisia toimijoita, joilla on melko vähän toimijoita, joilla on markkinaosuus.Suurimmat kilpailijat globaaleilla työstökonemarkkinoilla ovat Kiina, Saksa, Japani ja Italia.Saksassa, lukuun ottamatta useita satoja saksalaisten työstökoneiden valmistajien myynti- ja palvelutytäryhtiöitä tai sivukonttoreita kaikkialla maailmassa, on tällä hetkellä luultavasti alle 20 saksalaista yritystä, jotka valmistavat kokonaisia ​​yksiköitä ulkomailla.
Automatisoinnin suosion lisääntyessä yritykset keskittyvät yhä enemmän automatisoitujen ratkaisujen kehittämiseen.Toimiala on myös todistamassa keskittymissuuntausta fuusioiden ja yritysostojen myötä.Nämä strategiat auttavat yrityksiä pääsemään uusille markkina-alueille ja saamaan uusia asiakkaita.

Työstökoneiden tulevaisuus
Laitteistojen ja ohjelmistojen kehitys muuttaa työstökoneteollisuutta.Tulevien vuosien toimialatrendit keskittyvät todennäköisesti näihin edistysaskeliin, varsinkin kun ne liittyvät automaatioon.
Työstökoneteollisuuden odotetaan edistyvän seuraavilla aloilla:
Älykkäiden ominaisuuksien ja verkkojen sisällyttäminen
Automatisoidut ja IoT-valmiit koneet
 tekoäly (AI)
CNC-ohjelmiston kehitys

Älykkäiden ominaisuuksien ja verkkojen sisällyttäminen
Verkkoteknologian kehitys on tehnyt älylaitteiden yhdistämisestä ja paikallisverkkojen rakentamisesta entistä helpompaa.
Esimerkiksi monien laitteiden ja teollisuuden reunalaskentaverkkojen odotetaan käyttävän yhden parin Ethernet-kaapeleita (SPE) tulevina vuosina.Tekniikka on ollut olemassa jo vuosia, mutta yritykset alkavat nähdä sen tarjoaman edun älykkäiden verkkojen rakentamisessa.
SPE, joka pystyy siirtämään virtaa ja dataa samanaikaisesti, sopii hyvin älykkäiden antureiden ja verkkolaitteiden yhdistämiseen tehokkaampiin tietokoneisiin, jotka ohjaavat teollisuusverkkoja.Puolet perinteisen Ethernet-kaapelin koosta, se mahtuu useampaan paikkaan, sitä voidaan käyttää lisäämään yhteyksiä samaan tilaan ja se voidaan asentaa jälkikäteen olemassa oleviin kaapeliverkkoihin.Tämä tekee SPE:stä loogisen valinnan älykkäiden verkkojen rakentamiseen tehdas- ja varastoympäristöissä, jotka eivät välttämättä sovellu nykyisen sukupolven WiFille.
Pienitehoiset laaja-alaiset verkot (LPWAN) mahdollistavat tiedon siirron langattomasti liitettyihin laitteisiin laajemmalta kuin aikaisemmat tekniikat.Uudemmat LPWAN-lähettimien iteraatiot voivat kestää kokonaisen vuoden ilman vaihtoa ja lähettää dataa jopa 3 km:n päähän.
Jopa WiFi on entistä tehokkaampi.IEEE:n parhaillaan kehittämät uudet WiFi-standardit käyttävät 2,4 GHz ja 5,0 GHz langattomia taajuuksia, mikä lisää vahvuutta ja ulottuvuutta nykyisten verkkojen kyvykkyyttä pidemmälle.
Uuden langallisen ja langattoman tekniikan tarjoama lisääntynyt ulottuvuus ja monipuolisuus mahdollistavat automaation entistä suuremmassa mittakaavassa.Yhdistämällä kehittyneitä verkkoteknologioita automaatio ja älykkäät verkot yleistyvät lähitulevaisuudessa lentokoneteollisuudesta maatalouteen.

Automatisoidut ja IoT-valmiit koneet
Teollisuuden omaksuessa yhä enemmän digitaalisia teknologioita, tulemme näkemään entistä enemmän automaatiota ja teollista esineiden internetiä (IIoT) varten rakennettujen koneiden valmistusta.Samalla tavalla olemme nähneet verkkoon kytkettyjen laitteiden määrän lisääntyvän – älypuhelimista älykkäisiin termostaatteihin – valmistusmaailma omaksuu verkkoteknologian.
Älykkäät työstökoneet ja robotiikka käsittelevät todennäköisesti suuremman osan työstä teollisissa ympäristöissä tekniikan kehittyessä.Varsinkin sellaisissa tilanteissa, joissa työ on liian vaarallista ihmiselle suoritettavaksi, automaattiset työstökoneet yleistyvät.
Mitä enemmän Internetiin kytkettyjä laitteita tulee tehtaan kerrokseen, kyberturvallisuus kasvaa huolenaiheeksi.Teollinen hakkerointi on johtanut useisiin huolestuttaviin automatisoitujen järjestelmien rikkomuksiin vuosien varrella, joista osa olisi voinut johtaa ihmishenkien menetykseen.Kun IIoT-järjestelmät integroituvat, kyberturvallisuuden merkitys vain kasvaa.

AI
Tekoälyn käyttö koneiden ohjelmointiin lisääntyy erityisesti suurissa teollisissa ympäristöissä.Kun koneet ja työstökoneet automatisoituvat yhä enemmän, ohjelmia on kirjoitettava ja suoritettava reaaliajassa näiden koneiden hallitsemiseksi.Siellä AI tulee sisään.
Työstökoneiden yhteydessä tekoälyä voidaan käyttää valvomaan ohjelmia, joita kone käyttää osien leikkaamiseen, varmistaen, etteivät ne poikkea määritelmistä.Jos jokin menee pieleen, tekoäly voi sammuttaa koneen ja suorittaa diagnostiikan minimoiden vahingot.
Tekoäly voi myös auttaa työstökoneiden huollossa minimoimaan ja ratkaisemaan ongelmat ennen kuin ne tapahtuvat.Esimerkiksi äskettäin kirjoitettiin ohjelma, joka voi havaita kuularuuvikäyttöjen kulumisen, mikä piti tehdä ennen manuaalisesti.Tällaiset tekoälyohjelmat voivat auttaa pitämään konepajan toiminnassa tehokkaammin ja pitämään tuotannon sujuvana ja keskeytymättömänä.

CNC-ohjelmiston kehitys
CNC-työstyksessä käytetyn tietokoneavusteisen valmistuksen (CAM) ohjelmiston edistyminen mahdollistaa entistä tarkemman valmistuksen.CAM-ohjelmiston avulla koneistajat voivat nyt käyttää digitaalista twinning-toimintaa – prosessia, jolla simuloidaan fyysistä kohdetta tai prosessia digitaalisessa maailmassa.
Ennen osan fyysistä valmistusta voidaan ajaa valmistusprosessin digitaalisia simulaatioita.Eri työkalusarjoja ja menetelmiä voidaan testata sen selvittämiseksi, mikä todennäköisesti tuottaa optimaalisen tuloksen.Tämä vähentää kustannuksia säästämällä materiaalia ja työtunteja, joita olisi muuten voitu käyttää valmistusprosessin jalostukseen.
Työstöohjelmistojen uudempia versioita, kuten CAD ja CAM, käytetään myös uusien työntekijöiden kouluttamiseen, ja he näyttävät heille 3D-malleja heidän valmistamistaan ​​osista ja koneesta, jolla he työskentelevät konseptien havainnollistamiseksi.Tämä ohjelmisto mahdollistaa myös nopeammat käsittelynopeudet, mikä tarkoittaa vähemmän viivettä ja nopeampaa palautetta koneenkäyttäjille työskentelyn aikana.
Moniakseliset työstökoneet ovat tehokkaampia, mutta niissä on myös suurempi törmäysriski, koska useat osat toimivat samanaikaisesti.Kehittyneet ohjelmistot vähentävät tätä riskiä, ​​mikä puolestaan ​​vähentää seisokkeja ja kadonneita materiaaleja.

Koneet toimivat älykkäämmin
Tulevaisuuden työstökoneet ovat älykkäämpiä, helpommin verkotettuja ja vähemmän virhealttiita.Ajan myötä automaatio helpottuu ja tehostuu tekoälyn ohjaamien työstökoneiden ja kehittyneiden ohjelmistojen avulla.Kuljettajat voivat ohjata koneitaan helpommin tietokonerajapinnan kautta ja valmistaa osia vähemmällä virheellä.Verkostoituminen tekee älykkäistä tehtaista ja varastoista helpompia saavuttaa.
Teollisuus 4.0:lla on myös mahdollisuus parantaa työstökoneiden käyttöä tuotantotoiminnassa leikkaamalla joutoaikaa.Alan tutkimukset ovat osoittaneet, että työstökoneet leikkaavat metallia aktiivisesti alle 40 % ajasta, joskus jopa 25 % ajasta.Työkalujen muutoksiin, ohjelmien pysäyttämiseen jne. liittyvien tietojen analysointi auttaa organisaatioita määrittämään joutoajan syyn ja korjaamaan sen.Tämä johtaa työstökoneiden tehokkaampaan käyttöön.
Teollisuus 4.0 valtaa jatkuvasti koko valmistusmaailman, ja myös työstökoneet ovat tulossa osaksi älykästä järjestelmää.Myös Intiassa konsepti, vaikkakin vasta syntymässä, on pikkuhiljaa vauhdittumassa erityisesti tähän suuntaan innovoivien suurten työstökonepelaajien keskuudessa.Työstökoneteollisuus etsii ensisijaisesti Teollisuus 4.0:aa vastatakseen asiakkaiden kasvaviin vaatimuksiin parantaakseen tuottavuutta, lyhennettyä kiertoaikaa ja parempaa laatua.Siten Teollisuus 4.0 -konseptin käyttöönotto on ytimessä kunnianhimoisen tavoitteen saavuttamiseksi tehdä Intiasta maailmanlaajuinen tuotannon, suunnittelun ja innovaatioiden keskus ja lisätä valmistuksen osuutta BKT:sta nykyisestä 17 prosentista 25 prosenttiin vuoteen 2022 mennessä.