Futur de la indústria de la màquina-eina

La combinació de la demanda amb la transformació tecnològica
A més dels efectes massius de la pandèmia de la COVID-19, diversos efectes externs i interns estan provocant una disminució de la demanda al mercat de la màquina-eina.La transformació de la indústria de l'automòbil de motors de combustió interna a propulsió elèctrica representa un repte important per a la indústria de la màquina-eina.Tot i que un motor de combustió interna requereix moltes peces metàl·liques d'alta precisió, no passa el mateix amb els trens de propulsió elèctrics, que tenen menys peces eines.A part de l'impacte de la pandèmia, aquesta és la principal raó per la qual les comandes de maquinària de tall i conformació de metalls van disminuir significativament en els últims 18 mesos.
A més de tota la incertesa econòmica, la indústria es troba en una fase de greu interrupció.Mai abans els constructors de màquines-eina havien experimentat un canvi tan important en la seva indústria com el impulsat per la digitalització i les noves tecnologies.La tendència cap a una major flexibilitat en la fabricació impulsa innovacions de producte com la multitasca i la fabricació additiva com a alternatives adequades a les màquines-eina tradicionals.
Les innovacions digitals i la connectivitat profunda representen característiques valuoses.La integració de sensors, la utilització de la intel·ligència artificial (IA) i la integració de funcions de simulació sofisticades permeten avenços en el rendiment de la màquina i l'efectivitat global de l'equip (OEE).Els nous sensors i les noves formes de comunicació, control i monitorització permeten noves oportunitats de serveis intel·ligents i nous models de negoci al mercat de la màquina-eina.Els serveis millorats digitalment estan a punt de formar part de la cartera de cada OEM.La proposta de venda única (USP) està clarament canviant cap al valor afegit digital.La pandèmia de la COVID-19 pot accelerar encara més aquesta tendència.

Reptes actuals per als constructors de màquines-eina
Les indústries de béns d'equipament són sensibles a la crisi econòmica general.Com que les màquines-eina s'utilitzen principalment per produir altres béns d'equip, això s'aplica especialment a la indústria de la màquina-eina, la qual cosa la fa vulnerable a les fluctuacions econòmiques.La recent recessió econòmica provocada per la pandèmia i altres efectes negatius es va esmentar com el repte més gran que s'enfronten la majoria dels constructors de màquines-eina.
El 2019, la creixent incertesa econòmica a causa d'esdeveniments geopolítics com la guerra comercial dels EUA amb la Xina i el Brexit va provocar una desacceleració de l'economia global.Els drets d'importació de matèries primeres, components metàl·lics i maquinària van afectar la indústria de la màquina-eina i l'exportació de màquines-eina.Al mateix temps, el nombre creixent de competidors en el segment de baixa qualitat, principalment de la Xina, va desafiar el mercat.
Pel que fa al client, el canvi de paradigma de la indústria de l'automòbil cap a les transmissions elèctrics ha donat lloc a una crisi estructural.El corresponent descens de la demanda d'automòbils propulsats per motors de combustió interna comporta una caiguda de la demanda de moltes tecnologies de fabricació en la transmissió de l'automoció.Els fabricants d'automòbils es mostren reticents a invertir en nous actius de producció a causa del futur incert dels motors convencionals, mentre que l'augment de noves línies de producció d'automòbils electrònics encara es troba en les primeres etapes.Això afecta principalment als constructors de màquines-eina que se centren en màquines-eina de tall especialitzades per a la indústria de l'automòbil.
No obstant això, és força improbable que la demanda decreixent de màquines-eina pugui ser completament substituïda per les noves línies de producció, ja que la producció d'automòbils elèctrics requereix menys peces metàl·liques d'alta precisió.Però la diversificació de la transmissió més enllà dels motors de combustió i de bateries requerirà noves tecnologies de producció en els propers anys.

Conseqüències de la crisi del COVID-19
L'enorme impacte de la COVID-19 es fa sentir a la indústria de la màquina-eina, així com a la majoria d'altres indústries.La recessió econòmica general a causa de la pandèmia mundial va provocar una caiguda massiva de la demanda en els dos primers trimestres del 2020. Els tancaments de fàbriques, la interrupció de les cadenes de subministrament, la manca de subministrament de peces, els reptes logístics i altres problemes van agreujar la situació.
Entre les conseqüències internes, dos terços de les empreses enquestades van reportar una reducció general de costos a causa de la situació actual.Depenent de la integració vertical en la fabricació, això va donar lloc a períodes més llargs de jornada curta o fins i tot acomiadaments.
Més del 50 per cent de les empreses estan a punt de repensar la seva estratègia respecte a les noves circumstàncies del seu entorn de mercat.Per a un terç de les empreses, això comporta canvis organitzatius i activitats de reestructuració.Si bé les pimes tendeixen a respondre amb canvis més radicals al seu negoci operatiu, la majoria de les grans empreses ajusten la seva estructura i organització existents per alinear-se millor amb la nova situació.
Les conseqüències a llarg termini per a la indústria de la màquina-eina són difícils de predir, però és probable que els canvis en els requisits de la cadena de subministrament i la demanda creixent de serveis digitals esdevinguin permanents.Com que els serveis encara són necessaris per mantenir productives les màquines instal·lades, els OEM i els proveïdors amplien la seva cartera de serveis centrant-se en innovacions de serveis millorats digitalment, com ara serveis remots.Les noves circumstàncies i el distanciament social condueixen a una demanda creixent de serveis digitals avançats.
Pel costat del client, els canvis permanents són més clarament visibles.La indústria aeroespacial està patint restriccions de viatge a tot el món.Airbus i Boeing van anunciar plans per reduir la seva producció durant els propers anys.El mateix passa amb el sector de la construcció naval, on la demanda de creuers ha baixat a zero.Aquestes retallades de producció també tindran un impacte negatiu en la demanda de màquines-eina en els propers dos anys.

Potencial de les Noves Tendències Tecnològiques
Canvi dels requisits del client
La personalització massiva, el temps de consum reduït i la producció urbana són algunes tendències que requereixen una major flexibilitat de la màquina.A més d'aspectes bàsics com el preu, la usabilitat, la longevitat, la velocitat del procés i la qualitat, la major flexibilitat de la màquina esdevé més important com una de les característiques principals de la maquinària nova.
Els directors de plantes i els responsables de fabricació reconeixen la importància creixent de les funcions digitals per millorar la productivitat i l'eficiència dels seus actius.La seguretat de les dades, les interfícies de comunicació obertes i les noves tecnologies de la informació i la comunicació (TIC) són essencials per integrar aplicacions i solucions digitals per a un major grau d'automatització i producció en sèrie.L'escassetat actual de coneixements digitals i recursos financers i les limitacions de temps dificulten la implementació de millores digitals i nous serveis per als usuaris finals.A més, el seguiment i l'emmagatzematge coherents de les dades del procés esdevenen importants i un requisit obligatori en moltes indústries de clients.

Perspectives positives per a la indústria de l'automoció
Malgrat alguns vents contraris, la indústria de l'automòbil sembla brillant a nivell mundial.Segons fonts del sector, les unitats mundials de producció de vehicles lleugers han estat notables i s'espera que continuïn creixent.S'espera que l'APAC registri les taxes de creixement més altes en termes de volums de producció, seguida d'Amèrica del Nord.A més, les vendes i la fabricació de vehicles elèctrics estan augmentant a un ritme rècord, la qual cosa crea una demanda de màquines-eina i altres equips associats al procés de fabricació.Les màquines-eina tenen una àmplia gamma d'aplicacions a la indústria de l'automòbil com el fresat CNC (caixes de canvis, carcassa de transmissió, culata del motor, etc.), tornejat (tambors de fre, rotors, volant, etc.), perforació, etc. amb l'arribada de les avançades. tecnologies i automatització, la demanda de màquina només augmentarà per guanyar productivitat i precisió.

S'espera que les màquines-eina CNC dominen el mercat mundial
Les màquines de control numèric per ordinador agilitzen molts processos operatius reduint el temps de producció i minimitzant l'error humà.La creixent demanda de fabricació automatitzada en el sector industrial ha donat lloc a un ús creixent de màquines CNC.A més, l'establiment d'instal·lacions de fabricació a Àsia-Pacífic ha estimulat l'ús de controls numèrics informàtics en el sector.
Un mercat altament competitiu ha obligat els jugadors a centrar-se en tècniques de fabricació eficients per intentar obtenir un avantatge competitiu redissenyant les seves instal·lacions, que inclouen màquines CNC.A banda d'això, la integració de la impressió 3D amb màquines CNC és una incorporació única a algunes de les noves unitats de producció, que s'espera que ofereixin una millor capacitat multimaterial, amb poc malbaratament de recursos.
Juntament amb això, amb les creixents preocupacions sobre l'escalfament global i l'esgotament de les reserves d'energia, les màquines CNC s'estan utilitzant activament en la generació d'energia, ja que aquest procés requereix una automatització a gran escala.

Paisatge competitiu
El mercat de les màquines-eina està força fragmentat per naturalesa amb la presència de grans actors globals i actors locals de mida petita i mitjana amb bastants actors que ocupen la quota de mercat.Els principals competidors als mercats mundials de màquines-eina inclouen la Xina, Alemanya, el Japó i Itàlia.Per a Alemanya, a part de diversos centenars de filials de vendes i serveis o sucursals de fabricants de màquines-eina alemanys a tot el món, probablement hi ha menys de 20 corporacions alemanyes que produeixen unitats completes a l'estranger actualment.
Amb la creixent preferència per l'automatització, les empreses es centren a desenvolupar solucions més automatitzades.El sector també està assistint a la tendència de consolidació amb fusions i adquisicions.Aquestes estratègies ajuden a les empreses a entrar en noves àrees de mercat i guanyar nous clients.

El futur de les màquines-eina
Els avenços en maquinari i programari estan canviant la indústria de la màquina-eina.És probable que les tendències de la indústria dels propers anys se centren en aquests avenços, especialment pel que fa a l'automatització.
S'espera que la indústria de la màquina-eina vegi avenços en:
Inclusió de funcions i xarxes intel·ligents
Màquines automatitzades i preparades per a IoT
 Intel·ligència artificial (IA)
Avenços del programari CNC

Inclusió de funcions i xarxes intel·ligents
Els avenços en la tecnologia de xarxes han facilitat que mai connectar dispositius intel·ligents i crear xarxes locals.
Per exemple, s'espera que molts dispositius i xarxes d'informàtica de punta industrial facin servir cables Ethernet d'un sol parell (SPE) en els propers anys.La tecnologia fa anys que existeix, però les empreses comencen a veure l'avantatge que ofereix en la construcció de xarxes intel·ligents.
Capaç de transferir energia i dades simultàniament, SPE és molt adequat per connectar sensors intel·ligents i dispositius en xarxa als ordinadors més potents que condueixen xarxes industrials.La meitat de la mida del cable Ethernet convencional, pot encaixar en més llocs, utilitzar-se per afegir més connexions al mateix espai i adaptar-se a les xarxes de cable existents.Això fa que SPE sigui una opció lògica per construir xarxes intel·ligents en entorns de fàbriques i magatzems que potser no siguin adequats per a WiFi de la generació actual.
Les xarxes d'àrea àmplia de baixa potència (LPWAN) permeten transmetre dades sense fil a dispositius connectats en un rang més gran que les tecnologies anteriors.Les iteracions més noves dels transmissors LPWAN poden passar un any sencer sense reemplaçar i transmetre dades de fins a 3 km.
Fins i tot el WiFi és cada cop més capaç.Els nous estàndards de WiFi que l'IEEE desenvolupa actualment utilitzaran freqüències sense fil de 2,4 GHz i 5,0 GHz, augmentant la força i abastant més enllà del que són capaços les xarxes actuals.
L'augment de l'abast i la versatilitat que ofereix la nova tecnologia amb cable i sense fil fan possible l'automatització a una escala més gran que abans.En combinar tecnologies de xarxa avançades, l'automatització i les xarxes intel·ligents seran més comunes en un futur proper, des de la fabricació aeroespacial fins a l'agricultura.

Màquines automatitzades i preparades per IoT
A mesura que la indústria segueixi adoptant més tecnologies digitals, veurem la fabricació de més màquines construïdes per a l'automatització i l'Internet de les coses industrial (IIoT).De la mateixa manera que hem vist un augment dels dispositius connectats, des de telèfons intel·ligents fins a termòstats intel·ligents, el món de la fabricació adoptarà la tecnologia connectada.
Les màquines eina intel·ligents i la robòtica probablement gestionaran un percentatge més gran del treball en entorns industrials a mesura que avanci la tecnologia.Especialment en aquelles situacions en què el treball és massa perillós per a l'ésser humà, les màquines eina automatitzades s'utilitzaran més àmpliament.
A mesura que més dispositius connectats a Internet omplin la fàbrica, la ciberseguretat es convertirà en una preocupació més gran.La pirateria industrial ha donat lloc a diverses incompliments preocupants dels sistemes automatitzats al llarg dels anys, algunes de les quals podrien haver provocat la pèrdua de vides.A mesura que els sistemes IIoT es tornin més integrats, la ciberseguretat només augmentarà en importància.

AI
Especialment en entorns industrials a gran escala, augmentarà l'ús de la IA per programar màquines.A mesura que les màquines i les màquines eina s'automatitzin en un grau més gran, caldrà escriure i executar programes en temps real per gestionar aquestes màquines.Aquí és on entra la IA.
En el context de les màquines-eina, la intel·ligència artificial es pot utilitzar per controlar els programes que la màquina utilitza per tallar peces, assegurant-se que no es desviïn de les especificacions.Si alguna cosa va malament, la IA podria apagar la màquina i executar diagnòstics, minimitzant els danys.
La IA també pot ajudar en el manteniment de màquines-eina per minimitzar i abordar els problemes abans que es produeixin.Per exemple, recentment es va escriure un programa que pot detectar el desgast dels accionaments de cargols de boles, cosa que abans s'havia de fer manualment.Programes d'IA com aquest poden ajudar a mantenir un taller de màquines funcionant de manera més eficient, mantenint la producció sense interrupcions i sense interrupcions.

Avenços del programari CNC
Els avenços en el programari de fabricació assistida per ordinador (CAM) utilitzat en el mecanitzat CNC permeten una precisió encara més gran en la fabricació.El programari CAM permet ara als maquinistes utilitzar l'agermanament digital: el procés de simular un objecte o procés físic al món digital.
Abans que una peça es fabriqui físicament, es poden executar simulacions digitals del procés de fabricació.Es poden provar diferents conjunts d'eines i mètodes per veure què és probable que produeixi el resultat òptim.Això redueix els costos estalviant material i hores de treball que, d'altra manera, s'haurien utilitzat per refinar el procés de fabricació.
També s'estan utilitzant versions més noves de programari de mecanitzat com CAD i CAM per formar nous treballadors, mostrant-los models 3D de les peces que estan fent i la màquina amb la qual treballen per il·lustrar conceptes.Aquest programari també facilita velocitats de processament més ràpides, la qual cosa significa menys temps de retard i un feedback més ràpid per als operadors de màquines mentre treballen.
Les màquines-eina de diversos eixos són més eficients, però també tenen un major risc de col·lisió, ja que funcionen diverses peces alhora.El programari avançat redueix aquest risc i, al seu torn, redueix el temps d'inactivitat i la pèrdua de materials.

Màquines que funcionen de manera més intel·ligent
Les màquines-eina del futur són més intel·ligents, més fàcils de connectar en xarxa i menys propenses a errors.Amb el pas del temps, l'automatització serà més fàcil i eficient mitjançant l'ús de màquines-eina guiades per IA i programari avançat.Els operadors podran controlar les seves màquines a través d'una interfície informàtica més fàcilment i fabricar peces amb menys errors.Els avenços en xarxa faran que les fàbriques i els magatzems intel·ligents siguin més fàcils d'aconseguir.
La indústria 4.0 també té la capacitat de millorar la utilització de les màquines-eina en les operacions de fabricació reduint el temps d'inactivitat.La investigació de la indústria ha indicat que les màquines eina solen tallar metall de manera activa menys del 40% del temps, que de vegades arriben fins al 25% del temps.L'anàlisi de dades relacionades amb els canvis d'eines, les aturades de programes, etc., ajuda les organitzacions a determinar la causa del temps d'inactivitat i abordar-lo.Això es tradueix en un ús més eficient de les màquines-eina.
A mesura que la Indústria 4.0 continua agafant per asalto tot el món de la fabricació, les màquines eina també s'estan convertint en part del sistema intel·ligent.També a l'Índia, el concepte, tot i que està en fases incipients, va agafant força lentament, especialment entre els grans jugadors de màquines-eina que estan innovant en aquesta direcció.Principalment, la indústria de les màquines-eina mira la Indústria 4.0 per satisfer les creixents exigències dels clients per millorar la productivitat, reduir el temps de cicle i millorar la qualitat.Així, l'adopció del concepte d'Indústria 4.0 és el punt crucial per assolir l'ambiciós objectiu de convertir l'Índia en un centre global per a la fabricació, el disseny i la innovació, i augmentar la proporció de la indústria manufacturera en el PIB del 17% actual al 25% el 2022.