Futuro de la industria de máquinas herramienta

La mezcla de la demanda con la transformación tecnológica
Además de los efectos masivos de la pandemia de COVID-19, varios efectos externos e internos están provocando una disminución de la demanda en el mercado de las máquinas herramienta.La transformación de la industria automotriz de motores de combustión interna a transmisiones eléctricas representa un desafío importante para la industria de las máquinas herramienta.Mientras que un motor de combustión interna requiere muchas piezas metálicas de alta precisión, no ocurre lo mismo con las transmisiones eléctricas, que tienen menos piezas mecanizadas.Aparte del impacto de la pandemia, esta es la razón principal por la que los pedidos de maquinaria de corte y conformado de metales disminuyeron significativamente en los últimos 18 meses.
Además de toda la incertidumbre económica, la industria se encuentra en una fase de disrupción grave.Nunca antes los fabricantes de máquinas-herramienta habían experimentado un cambio tan importante en su industria como el impulsado por la digitalización y las nuevas tecnologías.La tendencia hacia una mayor flexibilidad en la fabricación impulsa innovaciones de productos como la multitarea y la fabricación aditiva como alternativas adecuadas a las máquinas herramienta tradicionales.
Las innovaciones digitales y la conectividad profunda representan características valiosas.La integración de sensores, la utilización de inteligencia artificial (IA) y la integración de funciones de simulación sofisticadas permiten avances en el rendimiento de la máquina y la eficacia general del equipo (OEE).Los nuevos sensores y las nuevas formas de comunicación, control y monitoreo brindan nuevas oportunidades para servicios inteligentes y nuevos modelos de negocios en el mercado de máquinas herramienta.Los servicios mejorados digitalmente están a punto de convertirse en parte de la cartera de cada OEM.La propuesta única de venta (PVU) se está desplazando claramente hacia el valor añadido digital.La pandemia de COVID-19 puede acelerar aún más esta tendencia.

Desafíos actuales para los fabricantes de máquinas herramienta
Las industrias de bienes de capital son sensibles a las recesiones económicas generales.Dado que las máquinas herramienta se utilizan principalmente para producir otros bienes de capital, esto se aplica especialmente a la industria de máquinas herramienta, haciéndola vulnerable a las fluctuaciones económicas.La reciente recesión económica provocada por la pandemia y otros efectos negativos se mencionó como el mayor desafío al que se enfrentan la mayoría de los fabricantes de máquinas-herramienta.
En 2019, la creciente incertidumbre económica a través de eventos geopolíticos como la guerra comercial entre EE. UU. y China y el Brexit llevaron a una desaceleración de la economía mundial.Los derechos de importación sobre materias primas, componentes metálicos y maquinaria afectaron a la industria de las máquinas herramienta ya la exportación de máquinas herramienta.Al mismo tiempo, el creciente número de competidores en el segmento de baja calidad, principalmente de China, desafió al mercado.
Por el lado del cliente, el cambio de paradigma en la industria automotriz hacia transmisiones eléctricas ha resultado en una crisis estructural.La disminución correspondiente en la demanda de automóviles propulsados ​​por motores de combustión interna conduce a una caída en la demanda de muchas tecnologías de fabricación en el tren motriz automotriz.Los fabricantes de automóviles son reacios a invertir en nuevos activos de producción debido al futuro incierto de los motores convencionales, mientras que la aceleración de las nuevas líneas de producción de automóviles eléctricos aún se encuentra en las primeras etapas.Esto afecta principalmente a los fabricantes de máquinas herramienta que se centran en máquinas herramienta de corte especializadas para la industria automotriz.
Sin embargo, es poco probable que la disminución de la demanda de máquinas herramienta pueda ser reemplazada por completo por las nuevas líneas de producción, ya que la producción de automóviles eléctricos requiere menos piezas metálicas de alta precisión.Pero la diversificación de la transmisión más allá de los motores de combustión y de batería requerirá nuevas tecnologías de producción en los próximos años.

Consecuencias de la crisis del COVID-19
El enorme impacto de COVID-19 se siente en la industria de las máquinas herramienta, así como en la mayoría de las demás industrias.La recesión económica general debido a la pandemia mundial provocó una caída masiva de la demanda en los dos primeros trimestres de 2020. El cierre de fábricas, la interrupción de las cadenas de suministro, la falta de abastecimiento de piezas, los desafíos logísticos y otros problemas agravaron la situación.
Entre las consecuencias internas, dos tercios de las empresas encuestadas informaron recorte general de costos debido a la situación actual.Dependiendo de la integración vertical en la fabricación, esto resultó en períodos más largos de trabajo a tiempo parcial o incluso en despidos.
Más del 50 por ciento de las empresas están a punto de replantearse su estrategia ante las nuevas circunstancias de su entorno de mercado.Para un tercio de las empresas, esto se traduce en cambios organizativos y actividades de reestructuración.Si bien las pymes tienden a responder con cambios más radicales en su negocio operativo, la mayoría de las grandes empresas ajustan su estructura y organización existentes para alinearse mejor con la nueva situación.
Las consecuencias a largo plazo para la industria de las máquinas herramienta son difíciles de predecir, pero es probable que los requisitos cambiantes de la cadena de suministro y la creciente demanda de servicios digitales se vuelvan permanentes.Dado que los servicios siguen siendo necesarios para mantener productivas las máquinas instaladas, los OEM y los proveedores amplían su cartera de servicios centrándose en innovaciones de servicios mejoradas digitalmente, como los servicios remotos.Las nuevas circunstancias y el distanciamiento social conducen a una creciente demanda de servicios digitales avanzados.
Del lado del cliente, los cambios permanentes son más claramente visibles.La industria aeroespacial está sufriendo restricciones de viaje en todo el mundo.Airbus y Boeing anunciaron planes para reducir su producción durante los próximos años.Lo mismo se aplica a la industria de la construcción naval, donde la demanda de cruceros se ha reducido a cero.Estos recortes de producción también tendrán un impacto negativo en la demanda de máquinas-herramienta en los próximos dos años.

Potencial de las Nuevas Tendencias Tecnológicas
Cambiar los requisitos del cliente
La personalización masiva, la reducción del tiempo de entrega al consumidor y la producción urbana son algunas de las tendencias que requieren una mayor flexibilidad de la máquina.Además de aspectos centrales como el precio, la facilidad de uso, la longevidad, la velocidad del proceso y la calidad, una mayor flexibilidad de la máquina se vuelve más importante como una de las principales características de la nueva maquinaria.
Los gerentes de planta y los gerentes de fabricación responsable reconocen la creciente importancia de las funciones digitales para mejorar la productividad y la eficiencia de sus activos.La seguridad de los datos, las interfaces de comunicación abiertas y la tecnología de información y comunicación (TIC) más reciente son esenciales para integrar aplicaciones y soluciones digitales para un mayor grado de automatización y producción en serie.La escasez actual de conocimientos técnicos digitales y recursos financieros y las limitaciones de tiempo dificultan la implementación de mejoras digitales y nuevos servicios para los usuarios finales.Además, el seguimiento y el almacenamiento constantes de los datos del proceso se vuelven importantes y un requisito obligatorio en muchas industrias de clientes.

Perspectivas positivas para la industria automotriz
A pesar de algunos vientos en contra, la industria automotriz se ve brillante a nivel mundial.Según fuentes de la industria, las unidades de producción de vehículos ligeros a nivel mundial han sido notables y se espera que sigan creciendo.Se espera que APAC registre las tasas de crecimiento más altas en términos de volúmenes de producción, seguido de América del Norte.Además, las ventas y la fabricación de vehículos eléctricos están aumentando a un ritmo récord, lo que crea una demanda de máquinas herramienta y otros equipos asociados con el proceso de fabricación.Las máquinas herramienta tienen una amplia gama de aplicaciones en la industria automotriz, como fresado CNC (cajas de cambios, cajas de transmisión, culatas de motores, etc.), torneado (tambores de freno, rotores, volantes, etc.), taladrado, etc. con la llegada de avanzados tecnologías y automatización, la demanda de máquinas solo va a aumentar para ganar productividad y precisión.

Se espera que las máquinas herramienta CNC dominen el mercado a nivel mundial
Las máquinas de control numérico por computadora agilizan muchos procesos operativos al reducir el tiempo de producción y minimizar el error humano.La creciente demanda de fabricación automatizada en el sector industrial ha dado lugar a un uso cada vez mayor de máquinas CNC.Además, el establecimiento de instalaciones de fabricación en Asia-Pacífico ha estimulado el uso de controles numéricos informáticos en el sector.
Un mercado altamente competitivo ha obligado a los jugadores a centrarse en técnicas de fabricación eficientes tratando de obtener una ventaja competitiva mediante el rediseño de sus instalaciones, que incluyen máquinas CNC.Aparte de esto, la integración de la impresión 3D con máquinas CNC es una adición única a algunas de las nuevas unidades de producción, que se espera que ofrezcan una mejor capacidad para múltiples materiales, con poco desperdicio de recursos.
Junto con esto, con las crecientes preocupaciones sobre el calentamiento global y el agotamiento de las reservas de energía, las máquinas CNC se utilizan activamente en la generación de energía, ya que este proceso requiere una automatización a gran escala.

Panorama competitivo
El mercado de las máquinas-herramienta está bastante fragmentado por naturaleza, con la presencia de grandes jugadores globales y pequeños y medianos jugadores locales con bastantes jugadores que ocupan la cuota de mercado.Los principales competidores en los mercados mundiales de máquinas herramienta incluyen a China, Alemania, Japón e Italia.Para Alemania, además de varios cientos de filiales de ventas y servicios o sucursales de fabricantes alemanes de máquinas-herramienta en todo el mundo, probablemente hay menos de 20 corporaciones alemanas que producen unidades completas en el extranjero actualmente.
Con la creciente preferencia por la automatización, las empresas se están enfocando en desarrollar soluciones más automatizadas.La industria también está presenciando la tendencia de consolidación con fusiones y adquisiciones.Estas estrategias ayudan a las empresas a ingresar a nuevas áreas de mercado y ganar nuevos clientes.

El futuro de las máquinas herramienta
Los avances en hardware y software están cambiando la industria de las máquinas herramienta.Es probable que las tendencias de la industria en los próximos años se centren en estos avances, especialmente en lo que respecta a la automatización.
Se espera que la industria de las máquinas herramienta vea avances en:
Inclusión de funciones y redes inteligentes
Máquinas automatizadas y listas para IoT
Inteligencia artificial (IA)
Avances de software CNC

Inclusión de funciones y redes inteligentes
Los avances en la tecnología de redes han facilitado más que nunca la conexión de dispositivos inteligentes y la creación de redes locales.
Por ejemplo, se espera que muchos dispositivos y redes informáticas de borde industrial utilicen cables Ethernet de un solo par (SPE) en los próximos años.La tecnología existe desde hace años, pero las empresas están empezando a ver la ventaja que ofrece en la construcción de redes inteligentes.
Capaz de transferir energía y datos simultáneamente, SPE es ideal para conectar sensores inteligentes y dispositivos en red a las computadoras más poderosas que impulsan las redes industriales.Con la mitad del tamaño del cable Ethernet convencional, puede caber en más lugares, usarse para agregar más conexiones en el mismo espacio y adaptarse a las redes de cable existentes.Esto convierte a SPE en una opción lógica para construir redes inteligentes en entornos de fábricas y almacenes que pueden no ser adecuados para la generación actual de Wi-Fi.
Las redes de área amplia de baja potencia (LPWAN) permiten que los datos se transmitan de forma inalámbrica a dispositivos conectados en un rango mayor que las tecnologías anteriores.Las iteraciones más nuevas de transmisores LPWAN pueden durar un año completo sin reemplazo y transmitir datos hasta 3 km.
Incluso WiFi se está volviendo más capaz.Los nuevos estándares para Wi-Fi que actualmente está desarrollando el IEEE utilizarán frecuencias inalámbricas de 2,4 GHz y 5,0 GHz, aumentando la fuerza y ​​el alcance más allá de lo que son capaces las redes actuales.
El mayor alcance y la versatilidad proporcionados por la nueva tecnología alámbrica e inalámbrica hacen posible la automatización a una escala mayor que antes.Al combinar tecnologías de redes avanzadas, la automatización y las redes inteligentes se volverán más comunes en todos los ámbitos en un futuro cercano, desde la fabricación aeroespacial hasta la agricultura.

Máquinas automatizadas y listas para IoT
A medida que la industria siga adoptando más tecnologías digitales, veremos la fabricación de más máquinas diseñadas para la automatización y el Internet industrial de las cosas (IIoT).De la misma manera que hemos visto un aumento en los dispositivos conectados, desde teléfonos inteligentes hasta termostatos inteligentes, el mundo de la fabricación adoptará la tecnología conectada.
Es probable que la robótica y las máquinas herramienta inteligentes manejen un mayor porcentaje del trabajo en entornos industriales a medida que avanza la tecnología.Especialmente en aquellas situaciones en las que el trabajo es demasiado peligroso para que lo realicen los seres humanos, las máquinas herramienta automatizadas se utilizarán más ampliamente.
A medida que más dispositivos conectados a Internet pueblan la planta de producción, la seguridad cibernética se convertirá en una preocupación cada vez mayor.La piratería industrial ha dado lugar a varias infracciones preocupantes de los sistemas automatizados a lo largo de los años, algunas de las cuales podrían haber provocado la pérdida de vidas.A medida que los sistemas IIoT se integren más, la ciberseguridad solo aumentará en importancia.

AI
Especialmente en entornos industriales a gran escala, aumentará el uso de IA para programar máquinas.A medida que las máquinas y las máquinas herramienta se automaticen en mayor medida, será necesario escribir y ejecutar programas en tiempo real para administrar esas máquinas.Ahí es donde entra la IA.
En el contexto de las máquinas herramienta, la IA se puede utilizar para controlar los programas que utiliza la máquina para cortar piezas, asegurándose de que no se desvíen de las especificaciones.Si algo sale mal, la IA podría apagar la máquina y ejecutar diagnósticos, minimizando el daño.
AI también puede ayudar en el mantenimiento de máquinas herramienta para minimizar y abordar los problemas antes de que sucedan.Por ejemplo, recientemente se escribió un programa que puede detectar el desgaste de los husillos de bolas, algo que antes tenía que hacerse manualmente.Los programas de IA como este pueden ayudar a que un taller de máquinas funcione de manera más eficiente, manteniendo la producción fluida e ininterrumpida.

Avances en software CNC
Los avances en el software de fabricación asistida por computadora (CAM) utilizados en el mecanizado CNC permiten una precisión aún mayor en la fabricación.El software CAM ahora permite a los maquinistas usar el hermanamiento digital, el proceso de simular un objeto o proceso físico en el mundo digital.
Antes de fabricar físicamente una pieza, se pueden ejecutar simulaciones digitales del proceso de fabricación.Se pueden probar diferentes conjuntos de herramientas y métodos para ver qué es probable que produzca el resultado óptimo.Eso reduce los costos al ahorrar material y horas de mano de obra que de otro modo podrían haberse utilizado para refinar el proceso de fabricación.
Las versiones más nuevas de software de mecanizado como CAD y CAM también se utilizan para capacitar a los nuevos trabajadores, mostrándoles modelos 3D de las piezas que están fabricando y la máquina con la que están trabajando para ilustrar conceptos.Este software también facilita velocidades de procesamiento más rápidas, lo que significa menos tiempo de retraso y una retroalimentación más rápida para los operadores de máquinas mientras trabajan.
Las máquinas herramienta multieje son más eficientes, pero también tienen un mayor riesgo de colisión, ya que varias piezas funcionan a la vez.El software avanzado reduce este riesgo y, a su vez, reduce el tiempo de inactividad y la pérdida de materiales.

Máquinas trabajando de forma más inteligente
Las máquinas herramienta del futuro son más inteligentes, más fáciles de interconectar y menos propensas a errores.Con el paso del tiempo, la automatización será más fácil y eficiente mediante el uso de máquinas herramienta guiadas por IA y software avanzado.Los operadores podrán controlar sus máquinas a través de la interfaz de la computadora más fácilmente y fabricar piezas con menos errores.Los avances en redes harán que las fábricas y almacenes inteligentes sean más fáciles de lograr.
Industry 4.0 también tiene la capacidad de mejorar la utilización de las máquinas herramienta en las operaciones de fabricación al reducir el tiempo de inactividad.La investigación de la industria ha indicado que las máquinas-herramienta suelen cortar metal de forma activa menos del 40 % del tiempo, lo que a veces llega hasta el 25 % del tiempo.El análisis de datos relacionados con cambios de herramientas, paradas de programas, etc., ayuda a las organizaciones a determinar la causa del tiempo de inactividad y abordarlo.Esto da como resultado un uso más eficiente de las máquinas herramienta.
A medida que la Industria 4.0 continúa arrasando en todo el mundo de la fabricación, las máquinas herramienta también se están convirtiendo en parte del sistema inteligente.En India también, el concepto, aunque en etapas incipientes, está ganando impulso lentamente, especialmente entre los grandes jugadores de máquinas-herramienta que están innovando en esta dirección.Principalmente, la industria de las máquinas-herramienta está considerando la Industria 4.0 para cumplir con los crecientes requisitos de los clientes para mejorar la productividad, reducir el tiempo de ciclo y aumentar la calidad.Por lo tanto, la adopción del concepto de Industria 4.0 es el quid de la consecución del ambicioso objetivo de hacer de la India un centro mundial para la fabricación, el diseño y la innovación, y aumentar la participación de la fabricación en el PIB del actual 17 % al 25 % para 2022.