L'alliance de la demande et de la transformation technologique
Outre les effets massifs de la pandémie de COVID-19, plusieurs effets externes et internes entraînent une baisse de la demande sur le marché des machines-outils.La transformation de l'industrie automobile des moteurs à combustion interne aux transmissions électriques représente un défi important pour l'industrie des machines-outils.Si un moteur à combustion interne nécessite de nombreuses pièces métalliques très précises, il n'en va pas de même pour les transmissions électriques, qui comportent moins de pièces usinées.Outre l'impact de la pandémie, c'est la principale raison pour laquelle les commandes de machines de découpe et de formage des métaux ont considérablement diminué au cours des 18 derniers mois.
Outre toute l'incertitude économique, l'industrie est dans une phase de perturbation grave.Jamais auparavant les constructeurs de machines-outils n'avaient connu un changement aussi important dans leur industrie que celui impulsé par la numérisation et les nouvelles technologies.La tendance à une plus grande flexibilité dans la fabrication conduit à des innovations de produits telles que le multitâche et la fabrication additive en tant qu'alternatives appropriées aux machines-outils traditionnelles.
Les innovations numériques et la connectivité profonde représentent des caractéristiques précieuses.L'intégration de capteurs, l'utilisation de l'intelligence artificielle (IA) et l'intégration de fonctions de simulation sophistiquées permettent d'améliorer les performances de la machine et l'efficacité globale de l'équipement (OEE).De nouveaux capteurs et de nouveaux moyens de communication, de contrôle et de surveillance offrent de nouvelles opportunités pour les services intelligents et de nouveaux modèles commerciaux sur le marché des machines-outils.Les services améliorés numériquement sont sur le point de faire partie du portefeuille de chaque équipementier.La proposition de vente unique (USP) évolue clairement vers la valeur ajoutée numérique.La pandémie de COVID-19 pourrait encore accélérer cette tendance.
Défis actuels pour les constructeurs de machines-outils
Les industries de biens d'équipement sont sensibles aux ralentissements économiques généraux.Étant donné que les machines-outils sont principalement utilisées pour produire d'autres biens d'équipement, cela s'applique particulièrement à l'industrie des machines-outils, ce qui la rend vulnérable aux fluctuations économiques.Le récent ralentissement économique déclenché par la pandémie et d'autres effets négatifs a été mentionné comme le plus grand défi auquel sont confrontés la plupart des constructeurs de machines-outils.
En 2019, l'incertitude économique croissante due à des événements géopolitiques tels que la guerre commerciale entre les États-Unis et la Chine et le Brexit a entraîné un ralentissement de l'économie mondiale.Les droits d'importation sur les matières premières, les composants métalliques et les machines ont affecté l'industrie de la machine-outil et l'exportation de machines-outils.Dans le même temps, le nombre croissant de concurrents sur le segment de la basse qualité, principalement en provenance de Chine, a défié le marché.
Du côté des clients, le changement de paradigme de l'industrie automobile vers les transmissions électriques a entraîné une crise structurelle.La baisse correspondante de la demande de voitures équipées de moteurs à combustion interne entraîne une baisse de la demande pour de nombreuses technologies de fabrication dans le groupe motopropulseur automobile.Les constructeurs automobiles hésitent à investir dans de nouveaux actifs de production en raison de l'avenir incertain des moteurs conventionnels, tandis que la montée en puissance de nouvelles lignes de production pour les voitures électriques en est encore à ses débuts.Cela concerne principalement les constructeurs de machines-outils qui se concentrent sur les machines-outils de coupe spécialisées pour l'industrie automobile.
Cependant, il est peu probable que la baisse de la demande de machines-outils puisse être entièrement remplacée par les nouvelles lignes de production, car la production de voitures électriques nécessite moins de pièces métalliques de haute précision.Mais la diversification de la chaîne cinématique au-delà des moteurs à combustion et à batterie nécessitera de nouvelles technologies de production dans les prochaines années.
Conséquences de la crise du COVID-19
L'énorme impact de COVID-19 se fait sentir dans l'industrie des machines-outils ainsi que dans la plupart des autres industries.Le ralentissement économique général dû à la pandémie mondiale a entraîné une chute massive de la demande au cours des deux premiers trimestres de 2020. Des fermetures d'usines, des chaînes d'approvisionnement interrompues, un manque d'approvisionnement en pièces, des défis logistiques et d'autres problèmes ont aggravé la situation.
Parmi les conséquences internes, les deux tiers des entreprises interrogées ont fait état d'une réduction générale des coûts en raison de la situation actuelle.Selon l'intégration verticale dans le secteur manufacturier, cela a entraîné des périodes plus longues de chômage partiel ou même des licenciements.
Plus de 50% des entreprises sont sur le point de repenser leur stratégie face aux nouvelles circonstances de leur environnement de marché.Pour un tiers des entreprises, cela se traduit par des changements organisationnels et des activités de restructuration.Alors que les PME ont tendance à réagir par des changements plus radicaux dans leurs activités opérationnelles, la plupart des grandes entreprises adaptent leur structure et leur organisation existantes pour mieux s'adapter à la nouvelle situation.
Les conséquences à long terme pour l'industrie des machines-outils sont difficiles à prévoir, mais les exigences changeantes de la chaîne d'approvisionnement et la demande croissante de services numériques sont susceptibles de devenir permanentes.Étant donné que les services sont toujours nécessaires pour maintenir la productivité des machines installées, les équipementiers et les fournisseurs élargissent leur portefeuille de services en se concentrant sur les innovations de services améliorés numériquement, comme les services à distance.Les nouvelles circonstances et la distanciation sociale entraînent une demande croissante de services numériques avancés.
Du côté des clients, les changements permanents sont plus clairement visibles.L'industrie aérospatiale souffre de restrictions de voyage dans le monde entier.Airbus et Boeing ont annoncé leur intention de réduire leur production pour les prochaines années.Il en va de même pour l'industrie de la construction navale, où la demande de navires de croisière est tombée à zéro.Ces réductions de production auront également un impact négatif sur la demande de machines-outils au cours des deux prochaines années.
Potentiel des nouvelles tendances technologiques
Modification des exigences du client
La personnalisation de masse, la réduction du délai de consommation et la production urbaine sont quelques tendances qui nécessitent une flexibilité accrue des machines.Outre les aspects fondamentaux tels que le prix, la convivialité, la longévité, la vitesse de traitement et la qualité, une plus grande flexibilité de la machine devient plus importante en tant que l'une des principales caractéristiques des nouvelles machines.
Les directeurs d'usine et les responsables de la fabrication reconnaissent l'importance croissante des fonctionnalités numériques pour améliorer la productivité et l'efficacité de leurs actifs.La sécurité des données, les interfaces de communication ouvertes et les technologies de l'information et de la communication (TIC) les plus récentes sont essentielles pour intégrer des applications et des solutions numériques pour un degré plus élevé d'automatisation et de production en série.La pénurie actuelle de savoir-faire numérique, de ressources financières et de contraintes de temps entrave la mise en œuvre d'améliorations numériques et de nouveaux services pour les utilisateurs finaux.De plus, le suivi et le stockage cohérents des données de processus deviennent importants et une exigence obligatoire dans de nombreuses industries clientes.
Perspectives positives pour l'industrie automobile
Malgré quelques vents contraires, l'industrie automobile semble brillante à l'échelle mondiale.Selon des sources de l'industrie, les unités de production mondiales de véhicules légers ont été remarquables et devraient continuer à croître.L'APAC devrait enregistrer les taux de croissance les plus élevés en termes de volumes de production, suivi de l'Amérique du Nord.De plus, les ventes et la fabrication de véhicules électriques augmentent à un rythme record, ce qui crée une demande pour les machines-outils et autres équipements associés au processus de fabrication.Les machines-outils ont une large gamme d'applications dans l'industrie automobile comme le fraisage CNC (boîtes de vitesses, carters de transmission, culasses de moteur, etc.), le tournage (tambours de frein, rotors, volant d'inertie, etc.), le perçage, etc. technologies et automatisation, la demande de machine ne va qu'augmenter pour gagner en productivité et en précision.
Les machines-outils CNC devraient dominer le marché mondial
Les machines à commande numérique par ordinateur rationalisent de nombreux processus opérationnels en réduisant le temps de production et en minimisant les erreurs humaines.La demande croissante de fabrication automatisée dans le secteur industriel a entraîné l'utilisation croissante de machines CNC.En outre, l'établissement d'installations de fabrication en Asie-Pacifique a stimulé l'utilisation de commandes numériques par ordinateur dans le secteur.
Un marché hautement concurrentiel a contraint les acteurs à se concentrer sur des techniques de fabrication efficaces en essayant d'obtenir un avantage concurrentiel en repensant leurs installations, qui comprennent des machines à commande numérique.En dehors de cela, l'intégration de l'impression 3D avec des machines CNC est un ajout unique à certaines des nouvelles unités de production, qui devrait offrir une meilleure capacité multi-matériaux, avec peu de gaspillage de ressources.
Parallèlement à cela, avec les préoccupations croissantes concernant le réchauffement climatique et l'épuisement des réserves d'énergie, les machines CNC sont activement utilisées dans la production d'électricité, car ce processus nécessite une automatisation à grande échelle.
Paysage concurrentiel
Le marché des machines-outils est de nature assez fragmentée avec la présence de grands acteurs mondiaux et de petits et moyens acteurs locaux avec un certain nombre d'acteurs qui occupent la part de marché.Les principaux concurrents sur les marchés mondiaux des machines-outils sont la Chine, l'Allemagne, le Japon et l'Italie.Pour l'Allemagne, mis à part plusieurs centaines de filiales ou succursales de vente et de service de fabricants de machines-outils allemands dans le monde, il y a probablement moins de 20 sociétés allemandes produisant actuellement des unités complètes à l'étranger.
Avec la préférence croissante pour l'automatisation, les entreprises se concentrent sur le développement de solutions plus automatisées.L'industrie est également témoin de la tendance à la consolidation avec les fusions et acquisitions.Ces stratégies aident les entreprises à pénétrer de nouveaux marchés et à gagner de nouveaux clients.
L'avenir des machines-outils
Les progrès du matériel et des logiciels modifient l'industrie des machines-outils.Les tendances de l'industrie dans les années à venir se concentreront probablement sur ces avancées, en particulier en ce qui concerne l'automatisation.
L'industrie de la machine-outil devrait voir des progrès dans :
Inclusion de fonctionnalités et de réseaux intelligents
Machines automatisées et prêtes pour l'IdO
Intelligence Artificielle (IA)
Avancées du logiciel CNC
Inclusion de fonctionnalités intelligentes et de réseaux
Les progrès de la technologie de mise en réseau ont rendu plus facile que jamais la connexion d'appareils intelligents et la création de réseaux locaux.
Par exemple, de nombreux appareils et réseaux informatiques industriels de pointe devraient utiliser des câbles Ethernet à paire unique (SPE) dans les années à venir.La technologie existe depuis des années, mais les entreprises commencent à voir l'avantage qu'elle offre dans la construction de réseaux intelligents.
Capable de transférer de l'énergie et des données simultanément, SPE est bien adapté pour connecter des capteurs intelligents et des appareils en réseau aux ordinateurs plus puissants qui pilotent les réseaux industriels.Deux fois plus petit qu'un câble Ethernet conventionnel, il peut s'adapter à plus d'endroits, être utilisé pour ajouter plus de connexions dans le même espace et être adapté aux réseaux câblés existants.Cela fait de SPE un choix logique pour créer des réseaux intelligents dans des environnements d'usine et d'entrepôt qui peuvent ne pas convenir à la génération actuelle de Wi-Fi.
Les réseaux étendus à faible consommation d'énergie (LPWAN) permettent aux données d'être transmises sans fil aux appareils connectés sur une plus grande portée que les technologies précédentes.Les nouvelles itérations des émetteurs LPWAN peuvent durer une année complète sans remplacement et transmettre des données jusqu'à 3 km.
Même le WiFi devient plus performant.De nouvelles normes pour le Wi-Fi actuellement en cours de développement par l'IEEE utiliseront les fréquences sans fil 2,4 GHz et 5,0 GHz, augmentant ainsi la puissance et la portée au-delà de ce dont les réseaux actuels sont capables.
La portée et la polyvalence accrues fournies par les nouvelles technologies filaires et sans fil rendent l'automatisation possible à plus grande échelle qu'auparavant.En combinant des technologies de mise en réseau avancées, l'automatisation et les réseaux intelligents deviendront de plus en plus courants dans un avenir proche, de la fabrication aérospatiale à l'agriculture.
Machines automatisées et prêtes pour l'IoT
Alors que l'industrie continue d'adopter davantage de technologies numériques, nous verrons la fabrication de plus de machines conçues pour l'automatisation et l'Internet industriel des objets (IIoT).De la même manière que nous avons constaté une augmentation des appareils connectés - des smartphones aux thermostats intelligents - le monde de la fabrication adoptera la technologie connectée.
Les machines-outils intelligentes et la robotique géreront probablement un plus grand pourcentage du travail dans les environnements industriels à mesure que la technologie progressera.Surtout dans les situations où le travail est trop dangereux pour les êtres humains, les machines-outils automatisées deviendront plus largement utilisées.
À mesure que de plus en plus d'appareils connectés à Internet peuplent l'usine, la cybersécurité deviendra une préoccupation croissante.Le piratage industriel a entraîné plusieurs violations inquiétantes des systèmes automatisés au fil des ans, dont certaines auraient pu entraîner la mort.À mesure que les systèmes IIoT deviennent plus intégrés, la cybersécurité ne fera que gagner en importance.
AI
Surtout dans les environnements industriels à grande échelle, l'utilisation de l'IA pour programmer les machines va augmenter.À mesure que les machines et les machines-outils deviennent de plus en plus automatisées, les programmes devront être écrits et exécutés en temps réel pour gérer ces machines.C'est là qu'intervient l'IA.
Dans le contexte des machines-outils, l'IA peut être utilisée pour surveiller les programmes que la machine utilise pour couper les pièces, en s'assurant qu'elles ne s'écartent pas des spécifications.En cas de problème, l'IA pourrait éteindre la machine et exécuter des diagnostics, minimisant ainsi les dommages.
L'IA peut également aider à la maintenance des machines-outils pour minimiser et résoudre les problèmes avant qu'ils ne surviennent.Par exemple, un programme a été récemment écrit qui peut détecter l'usure des entraînements à vis à billes, ce qui devait être fait manuellement auparavant.Des programmes d'IA comme celui-ci peuvent aider à faire fonctionner un atelier d'usinage plus efficacement, en maintenant une production fluide et ininterrompue.
Avancées du logiciel CNC
Les progrès des logiciels de fabrication assistée par ordinateur (FAO) utilisés dans l'usinage CNC permettent une précision encore plus grande dans la fabrication.Le logiciel de FAO permet désormais aux machinistes d'utiliser le jumelage numérique - le processus de simulation d'un objet ou d'un processus physique dans le monde numérique.
Avant qu'une pièce ne soit fabriquée physiquement, des simulations numériques du processus de fabrication peuvent être exécutées.Différents outils et méthodes peuvent être testés pour voir ce qui est susceptible de produire le résultat optimal.Cela réduit les coûts en économisant du matériel et des heures de travail qui auraient autrement pu être utilisées pour affiner le processus de fabrication.
Les nouvelles versions de logiciels d'usinage comme la CAO et la FAO sont également utilisées pour former les nouveaux travailleurs, en leur montrant des modèles 3D des pièces qu'ils fabriquent et de la machine avec laquelle ils travaillent pour illustrer les concepts.Ce logiciel facilite également des vitesses de traitement plus rapides, ce qui signifie moins de temps de latence et un retour d'information plus rapide pour les opérateurs de machine pendant qu'ils travaillent.
Les machines-outils multi-axes sont plus efficaces, mais elles présentent également un risque de collision plus élevé car plusieurs pièces fonctionnent en même temps.Un logiciel avancé réduit ce risque, réduisant ainsi les temps d'arrêt et les pertes de matériaux.
Des machines plus intelligentes
Les machines-outils du futur sont plus intelligentes, plus faciles à mettre en réseau et moins sujettes aux erreurs.Au fil du temps, l'automatisation deviendra plus facile et plus efficace grâce à l'utilisation de machines-outils guidées par l'IA et des logiciels avancés.Les opérateurs pourront contrôler plus facilement leurs machines via une interface informatique et fabriquer des pièces avec moins d'erreurs.Les progrès de la mise en réseau faciliteront la réalisation d'usines et d'entrepôts intelligents.
L'industrie 4.0 a également la capacité d'améliorer l'utilisation des machines-outils dans les opérations de fabrication en réduisant les temps morts.Les recherches de l'industrie ont indiqué que les machines-outils coupent généralement activement le métal moins de 40 % du temps, ce qui va parfois jusqu'à 25 % du temps.L'analyse des données liées aux changements d'outils, aux arrêts de programme, etc., aide les organisations à déterminer la cause du temps d'inactivité et à y remédier.Il en résulte une utilisation plus efficace des machines-outils.
Alors que l'industrie 4.0 continue de prendre d'assaut l'ensemble du monde de la fabrication, les machines-outils font également partie du système intelligent.En Inde aussi, le concept, bien qu'à ses balbutiements, fait lentement son chemin, notamment chez les grands acteurs de la machine-outil qui innovent dans ce sens.L'industrie des machines-outils se tourne principalement vers l'industrie 4.0 pour répondre aux exigences croissantes des clients en matière d'amélioration de la productivité, de réduction des temps de cycle et d'amélioration de la qualité.Ainsi, l'adoption du concept d'Industrie 4.0 est au cœur de la réalisation de l'objectif ambitieux de faire de l'Inde une plaque tournante mondiale pour la fabrication, la conception et l'innovation, et d'augmenter la part de la fabrication dans le PIB de 17 % actuellement à 25 % d'ici 2022.
Heure de publication : 28 août 2022