עתיד תעשיית כלי מכונות

השילוב של ביקוש עם טרנספורמציה טכנולוגית
מלבד ההשפעות המסיביות של מגיפת COVID-19, מספר השפעות חיצוניות ופנימיות מובילות לירידה בביקוש בשוק כלי המכונות.השינוי של תעשיית הרכב ממנועי בעירה פנימית למערכות הנעה חשמליות מייצג אתגר משמעותי עבור תעשיית כלי המכונות.בעוד שמנוע בעירה פנימית דורש חלקי מתכת רבים ומדויקים ביותר, הדבר אינו נכון לגבי מערכות הנעה חשמליות, שיש להן פחות חלקים מעובדים.מלבד השפעת המגיפה, זו הסיבה העיקרית לכך שההזמנות למכונות חיתוך ויצירת מתכות ירדו באופן משמעותי ב-18 החודשים האחרונים.
מלבד כל אי הוודאות הכלכלית, הענף נמצא בשלב של שיבוש רציני.מעולם לא חוו בוני כלי מכונות שינוי כה גדול בתעשייה שלהם כמו זה שהונע על ידי דיגיטליזציה וטכנולוגיות חדשות.המגמה לגמישות רבה יותר בייצור מניעה חידושים במוצר כמו ריבוי משימות וייצור תוסף כחלופות מתאימות לכלי מכונות מסורתיים.
חידושים דיגיטליים וקישוריות עמוקה מייצגים תכונות חשובות.שילוב חיישנים, ניצול של בינה מלאכותית (AI) ושילוב תכונות סימולציה מתוחכמות מאפשרים התקדמות בביצועי המכונה וביעילות הציוד הכוללת (OEE).חיישנים חדשים ודרכי תקשורת חדשות, בקרה וניטור מאפשרים הזדמנויות חדשות לשירותים חכמים ומודלים עסקיים חדשים בשוק כלי המכונות.שירותים משופרים דיגיטלית עומדים להפוך לחלק מהפורטפוליו של כל OEM.הצעת המכירה הייחודית (USP) עוברת בבירור לכיוון ערך מוסף דיגיטלי.מגיפת COVID-19 עשויה להאיץ עוד יותר מגמה זו.

אתגרים נוכחיים עבור בוני כלי מכונות
תעשיות מוצרי הון רגישות למשבר כלכלי כללי.מכיוון שמכונות משמשות בעיקר לייצור מוצרי הון אחרים, הדבר חל במיוחד עבור תעשיית הכלים, מה שהופך אותה לפגיעה לתנודות כלכליות.השפל הכלכלי האחרון שהופעל על ידי המגיפה והשפעות שליליות אחרות הוזכר כאתגר הגדול ביותר שעמו מתמודדים רוב בוני כלי המכונות.
בשנת 2019, אי הוודאות הכלכלית הגוברת באמצעות אירועים גיאופוליטיים כמו מלחמת הסחר בסין בארה"ב וברקזיט הובילה להאטה של ​​הכלכלה העולמית.מכסי יבוא על חומרי גלם, רכיבי מתכת ומכונות השפיעו על תעשיית הכלים ועל יצוא המכונות.במקביל, המספר הגדל והולך של מתחרים בגזרת האיכות הנמוכה, בעיקר מסין, אתגר את השוק.
בצד הלקוח, שינוי הפרדיגמה בתעשיית הרכב לכיוון מערכות הנעה חשמליות הביא למשבר מבני.הירידה המקבילה בביקוש למכוניות המונעות במנועי בעירה פנימית מובילה לירידה בביקוש לטכנולוגיות ייצור רבות במערכת ההנעה של הרכב.יצרני רכב אינם ששים להשקיע בנכסי ייצור חדשים בשל עתידם הלא ברור של המנועים הקונבנציונליים, בעוד שההגדלה של קווי ייצור חדשים למכוניות אלקטרוניות עדיין בשלבים מוקדמים.זה משפיע בעיקר על בוני מכונות המתמקדים במכונות חיתוך מיוחדות לתעשיית הרכב.
עם זאת, אין זה סביר שהביקוש היורד לכלי מכונות יכול להיות מוחלף במלואו בקווי הייצור החדשים, מכיוון שייצור של מכוניות חשמליות דורש פחות חלקי מתכת בעלי דיוק גבוה.אבל הגיוון של מערכת ההנעה מעבר למנועי בעירה ומנועי סוללה ידרוש טכנולוגיות ייצור חדשות בשנים הקרובות.

ההשלכות של משבר COVID-19
ההשפעה העצומה של COVID-19 מורגשת בתעשיית כלי המכונות כמו גם ברוב התעשיות האחרות.ההאטה הכלכלית הכללית עקב המגיפה העולמית הובילה לירידה מסיבית בביקוש בשני הרבעונים הראשונים של 2020. השבתות מפעלים, קטעי שרשרת אספקה, מחסור בחלקי מקורות, אתגרים לוגיסטיים ובעיות אחרות החמירו את המצב.
בין ההשלכות הפנימיות, שני שלישים מהחברות שנסקרו דיווחו על קיצוץ כללי בעלויות עקב המצב הנוכחי.בהתאם לאינטגרציה האנכית בייצור, הדבר הביא לתקופות ארוכות יותר של עבודה קצרת זמן או אפילו פיטורים.
יותר מ-50 אחוז מהחברות עומדות לחשוב מחדש על האסטרטגיה שלהן בנוגע לנסיבות החדשות של סביבת השוק שלהן.עבור שליש מהחברות הדבר מביא לשינויים ארגוניים ופעילויות ארגון מחדש.בעוד שחברות קטנות ובינוניות נוטות להגיב בשינויים קיצוניים יותר בעסק התפעולי שלהן, רוב החברות הגדולות מתאימות את המבנה והארגון הקיימים שלהן כדי להתאים טוב יותר למצב החדש.
קשה לחזות השלכות ארוכות טווח על תעשיית כלי המכונות, אך סביר להניח שהדרישות המשתנות בשרשרת האספקה ​​והביקוש הגובר לשירותים דיגיטליים יהפכו קבועות.מאחר ששירותים עדיין נחוצים כדי לשמור על פרודוקטיביות המכונות המותקנות, יצרני OEM וספקים מרחיבים את סל השירותים שלהם המתמקדים בחידושי שירות משופרים דיגיטלית כמו שירותים מרוחקים.הנסיבות החדשות והריחוק החברתי מובילים לביקוש הולך וגובר לשירותים דיגיטליים מתקדמים.
בצד הלקוח, שינויים קבועים נראים בבירור יותר.תעשיית התעופה והחלל סובלת מהגבלות נסיעות ברחבי העולם.איירבוס ובואינג הודיעו על תוכניות לצמצם את הייצור שלהם לשנים הקרובות.כך גם בענף בניית הספינות, שם הביקוש לאניות שייט ירד לאפס.לצמצום הייצור הללו תהיה גם השפעה שלילית על הביקוש לכלי מכונות בשנתיים הקרובות.

פוטנציאל של מגמות טכנולוגיות חדשות
שינוי דרישות הלקוח
התאמה אישית המונית, מופחת זמן לצרכן וייצור עירוני הם כמה מגמות הדורשות גמישות מוגברת של המכונה.מלבד היבטי ליבה כמו מחיר, שימושיות, אורך חיים, מהירות תהליך ואיכות, גמישות מכונה גדולה יותר הופכת חשובה יותר כאחד המאפיינים העיקריים של מכונות חדשות.
מנהלי מפעלים ומנהלי ייצור אחראים מכירים בחשיבות הגוברת של תכונות דיגיטליות כדי לשפר את הפרודוקטיביות והיעילות של הנכסים שלהם.אבטחת נתונים, ממשקי תקשורת פתוחים וטכנולוגיית המידע והתקשורת העדכנית ביותר (ICT) חיוניים לשילוב יישומים ופתרונות דיגיטליים לרמה גבוהה יותר של אוטומציה וייצור סדרתי.המחסור של היום בידע דיגיטלי ובמשאבים פיננסיים ומגבלות זמן מעכבים את היישום של שיפורים דיגיטליים ושירותים חדשים עבור משתמשי קצה.יתר על כן, מעקב ואחסון עקביים של נתוני תהליכים הופכים חשובים ודרישת חובה בתעשיות לקוחות רבות.

תחזית חיובית עבור תעשיית הרכב
למרות קצת רוחות נגד, תעשיית הרכב נראית מזהירה, ברחבי העולם.לפי מקורות בתעשייה, יחידות הייצור העולמיות של כלי רכב קלות היו יוצאות דופן וצפויות להמשיך ולגדול.APAC צפויה לרשום את שיעורי הצמיחה הגבוהים ביותר במונחים של כמויות ייצור ואחריה צפון אמריקה.יתר על כן, המכירות והייצור של כלי רכב חשמליים גדלים בקצב שיא, מה שיוצר ביקוש למכונות ולציוד אחר הקשור לתהליך הייצור.לכלי מכונות מגוון רחב של יישומים בתעשיית הרכב כמו כרסום CNC (תיבות הילוכים, בתי תיבת הילוכים, ראשי צילינדר של מנוע וכו'), מפנה (תופי בלמים, רוטורים, גלגל תנופה וכו') קידוחים וכו' עם הופעתו של מתקדם טכנולוגיות ואוטומציה, הדרישה למכונה רק תגדל כדי להשיג פרודוקטיביות ודיוק.

כלי מכונת CNC צפויים לשלוט בשוק העולמי
מכונות הבקרה המספרית הממוחשבת מייעלות תהליכים תפעוליים רבים על ידי צמצום זמן הייצור ומזעור טעויות אנוש.הביקוש הגובר לייצור אוטומטי במגזר התעשייתי הביא לשימוש הגובר במכונות CNC.כמו כן, הקמת מתקני ייצור באסיה-פסיפיק דרבנה את השימוש בבקרים מספריים ממוחשבים במגזר.
שוק תחרותי מאוד אילץ שחקנים להתמקד בטכניקות ייצור יעילות המנסות להשיג יתרון תחרותי על ידי תכנון מחדש של המתקנים שלהם, הכוללים מכונות CNC.מלבד זאת, השילוב של הדפסת תלת מימד עם מכונות CNC מהווה תוספת ייחודית לחלק מיחידות הייצור החדשות, אשר צפויות להציע יכולת רב-חומרית טובה יותר, עם בזבוז מועט של משאבים.
יחד עם זאת, עם החששות הגוברים מההתחממות הגלובלית ודלדול מאגרי האנרגיה, מכונות CNC נמצאות בשימוש פעיל בייצור חשמל, שכן תהליך זה דורש אוטומציה בקנה מידה רחב.

נוף תחרותי
שוק המכונות מפוצל למדי באופיו עם נוכחות של שחקנים גלובליים גדולים ושחקנים מקומיים קטנים ובינוניים עם לא מעט שחקנים שתופסים את נתח השוק.המתחרים העיקריים בשווקי כלי המכונות העולמיים כוללים את סין, גרמניה, יפן ואיטליה.עבור גרמניה, מלבד כמה מאות חברות בנות מכירות ושירות או סניפים של יצרני כלי מכונות גרמניים ברחבי העולם, יש כנראה פחות מ-20 תאגידים גרמניים המייצרים כיום יחידות שלמות בחו"ל.
עם ההעדפה הגוברת לאוטומציה, החברות מתמקדות בפיתוח פתרונות אוטומטיים יותר.התעשייה גם עדה למגמה של קונסולידציה עם מיזוגים ורכישות.אסטרטגיות אלו עוזרות לחברות להיכנס לאזורי שוק חדשים ולהשיג לקוחות חדשים.

העתיד של כלי מכונות
התקדמות החומרה והתוכנה משנות את תעשיית כלי המכונות.סביר להניח שהמגמות בתעשייה בשנים הקרובות יתמקדו בהתקדמות אלו, במיוחד בהתייחסות לאוטומציה.
תעשיית כלי המכונות צפויה לראות התקדמות ב:
הכללת תכונות ורשתות חכמות
מכונות אוטומטיות ומוכנות ל-IoT
בינה מלאכותית (AI)
התקדמות תוכנת CNC

הכללת תכונות ורשתות חכמות
ההתקדמות בטכנולוגיית הרשת הפכה את זה קל יותר מתמיד לחבר מכשירים חכמים ולבנות רשתות מקומיות.
לדוגמה, מכשירים רבים ורשתות מחשוב קצה תעשייתיים צפויים להשתמש בכבלי Ethernet (SPE) בזוגות בודדים בשנים הקרובות.הטכנולוגיה קיימת כבר שנים, אבל חברות מתחילות לראות את היתרון שהיא מספקת בבניית רשתות חכמות.
מסוגל להעביר כוח ונתונים בו זמנית, SPE מתאים היטב לחיבור חיישנים חכמים והתקנים ברשת למחשבים החזקים יותר המניעים רשתות תעשייתיות.חצי מהגודל של כבל Ethernet קונבנציונלי, הוא יכול להתאים ליותר מקומות, לשמש להוספת חיבורים נוספים באותו חלל, ולהתאים אותו לרשתות כבלים קיימות.זה הופך את SPE לבחירה הגיונית לבניית רשתות חכמות בסביבות מפעל ומחסנים שאולי לא יתאימו ל-WiFi מהדור הנוכחי.
רשתות רחבות שטח בעלות הספק נמוך (LPWAN) מאפשרות העברת נתונים אלחוטית למכשירים מחוברים בטווח גדול יותר מאשר טכנולוגיות קודמות.איטרציות חדשות יותר של משדרי LPWAN יכולות לעבור שנה שלמה ללא החלפה ולשדר נתונים עד 3 ק"מ.
אפילו WiFi הופך להיות מסוגל יותר.תקנים חדשים ל-WiFi שנמצאים כעת בפיתוח על ידי ה-IEEE ישתמשו בתדרים אלחוטיים של 2.4 גיגה-הרץ ו-5.0 גיגה-הרץ, ויגבירו את החוזק וההגעה מעבר למה שהרשתות הנוכחיות מסוגלות לה.
טווח ההגעה והרבגוניות המוגדלים הניתנים על ידי טכנולוגיה קווית ואלחוטית חדשה מאפשרים אוטומציה בקנה מידה גדול יותר מבעבר.על ידי שילוב של טכנולוגיות רשת מתקדמות, אוטומציה ורשתות חכמות יהפכו נפוצות יותר ברחבי הלוח בעתיד הקרוב, מייצור תעופה וחלל ועד חקלאות.

מכונות אוטומטיות ומוכנות ל-IoT
ככל שהתעשייה תמשיך לאמץ יותר טכנולוגיות דיגיטליות, נראה ייצור של יותר מכונות הבנויות לאוטומציה ולאינטרנט התעשייתי של הדברים (IIoT).כמעט באותו אופן שראינו עלייה במכשירים מחוברים - מסמארטפונים ועד תרמוסטטים חכמים - עולם הייצור יאמץ טכנולוגיה מחוברת.
ככל הנראה, כלי מכונות חכמים ורובוטיקה יטפלו באחוז גדול יותר מהעבודה במסגרות תעשייתיות ככל שהטכנולוגיה תתקדם.במיוחד באותם מצבים שבהם העבודה מסוכנת מדי לביצוע של בני אדם, כלי מכונות אוטומטיים יהפכו לשימוש נרחב יותר.
ככל שיותר מכשירים המחוברים לאינטרנט יאכלסו את רצפת המפעל, אבטחת הסייבר תהפוך לדאגה מוגברת.פריצה תעשייתית הביאה לאורך השנים למספר הפרות מדאיגות של מערכות אוטומטיות, שחלקן היו עלולות לגרום לאובדן חיים.ככל שמערכות IIoT יהפכו משולבות יותר, אבטחת הסייבר רק תגדל בחשיבותה.

AI
במיוחד במסגרות תעשייתיות בקנה מידה גדול, השימוש ב-AI לתכנות מכונות יגדל.ככל שמכונות וכלי מכונות הופכים לאוטומטיים במידה רבה יותר, תוכניות יצטרכו להיכתב ולהפעיל בזמן אמת כדי לנהל את המכונות הללו.זה המקום שבו AI נכנס לתמונה.
בהקשר של כלי מכונות, ניתן להשתמש בבינה מלאכותית כדי לנטר את התוכנות שבהן המכונה משתמשת לחיתוך חלקים, ולוודא שהן אינן חורגות מהמפרט.אם משהו משתבש, בינה מלאכותית עשויה לכבות את המכונה ולהפעיל אבחון, ולמזער את הנזק.
AI יכול גם לסייע בתחזוקת כלי מכונות כדי למזער בעיות ולטפל בהן לפני שהן קורות.לדוגמה, לאחרונה נכתבה תוכנית שיכולה לזהות בלאי בכוננים עם בורג כדורי, דבר שהיה צריך להיעשות ידנית לפני כן.תוכניות בינה מלאכותית כמו זו יכולות לעזור לשמור על הפעלת חנות מכונות בצורה יעילה יותר, ולשמור על ייצור חלק וללא הפרעות.

קידום תוכנת CNC
ההתקדמות בתוכנת ייצור בעזרת מחשב (CAM) המשמשת בעיבוד CNC מאפשרת דיוק נוסף בייצור.תוכנת CAM מאפשרת כעת למכינים להשתמש בתאום דיגיטלי - תהליך הדמיית אובייקט או תהליך פיזי בעולם הדיגיטלי.
לפני שחלק מיוצר פיזית, ניתן להפעיל סימולציות דיגיטליות של תהליך הייצור.ניתן לבדוק ערכות כלים ושיטות שונות כדי לראות מה צפוי להניב את התוצאה האופטימלית.זה מפחית את העלות על ידי חיסכון בחומר ובשעות אדם שהיו עשויים לשמש אחרת כדי לחדד את תהליך הייצור.
גרסאות חדשות יותר של תוכנות עיבוד שבבי כמו CAD ו-CAM משמשות גם להכשרת עובדים חדשים, ומציגות להם מודלים תלת מימדיים של החלקים שהם מייצרים והמכונה איתה הם עובדים כדי להמחיש מושגים.תוכנה זו גם מאפשרת מהירויות עיבוד מהירות יותר, כלומר פחות זמן פיגור ומשוב מהיר יותר למפעילי מכונות בזמן שהם עובדים.
כלי מכונות רב-צירים יעילים יותר, אך הם גם נמצאים בסיכון גבוה יותר להתנגשות מכיוון שחלקים מרובים עובדים בו-זמנית.תוכנה מתקדמת מצמצמת את הסיכון הזה, מצמצמת את זמני ההשבתה וחומרים אבודים.

מכונות עובדות חכם יותר
כלי המכונות של העתיד חכמים יותר, מחוברים בקלות רבה יותר לרשת ופחות מועדים לשגיאות.ככל שהזמן יעבור, האוטומציה תהפוך לקלה ויעילה יותר באמצעות שימוש בכלי מכונות המונחים על ידי AI ותוכנות מתקדמות.מפעילים יוכלו לשלוט במכונות שלהם באמצעות ממשק מחשב ביתר קלות וליצור חלקים עם פחות שגיאות.התקדמות הרשת יהפכו מפעלים ומחסנים חכמים לקלים יותר להשגה.
ל-Industry 4.0 יש גם את היכולת לשפר את השימוש בכלי מכונות בפעולות ייצור על ידי קיצוץ זמן סרק.מחקרים בתעשייה הצביעו על כך שכלי מכונות בדרך כלל חותכים מתכת באופן פעיל בפחות מ-40% מהזמן, שלפעמים יורדים עד 25% מהזמן.ניתוח נתונים הקשורים לשינויי כלים, עצירות תוכניות וכו', מסייע לארגונים לקבוע את הסיבה לזמן סרק ולטפל בו.זה מביא לשימוש יעיל יותר בכלי מכונות.
מכיוון ש-Industry 4.0 ממשיכה לכבוש את כל עולם הייצור בסערה, גם כלי מכונות הופכים לחלק מהמערכת החכמה.גם בהודו, הרעיון, אם כי בשלבים מתחילים, צובר לאט לאט קיטור, במיוחד בקרב שחקני מכונות גדולים שמתחדשים בכיוון הזה.בעיקר, תעשיית כלי המכונות בוחנת את Industry 4.0 כדי לענות על דרישת הלקוחות הגוברת לפרודוקטיביות משופרת, זמן מחזור מופחת ואיכות טובה יותר.לפיכך, אימוץ תפיסת Industry 4.0 עומדת בבסיס השגת היעד השאפתני להפוך את הודו למרכז עולמי לייצור, עיצוב וחדשנות, והגדלת חלקו של הייצור בתוצר מ-17% הנוכחיים ל-25% עד 2022.