Futuro da Indústria de Máquinas-Ferramenta

A mistura da demanda com a transformação da tecnologia
Além dos efeitos maciços da pandemia do COVID-19, vários efeitos externos e internos estão levando ao declínio da demanda no mercado de máquinas-ferramenta.A transformação da indústria automotiva de motores de combustão interna para transmissões elétricas representa um desafio significativo para a indústria de máquinas-ferramenta.Enquanto um motor de combustão interna requer muitas peças metálicas altamente precisas, o mesmo não é verdade para transmissões elétricas, que têm menos peças usinadas.Além do impacto da pandemia, esta é a principal razão pela qual os pedidos de máquinas de corte e conformação de metal caíram significativamente nos últimos 18 meses.
Apesar de toda a incerteza econômica, o setor está em uma fase de grave disrupção.Nunca antes os fabricantes de máquinas-ferramenta experimentaram uma mudança tão importante em sua indústria como aquela impulsionada pela digitalização e novas tecnologias.A tendência de maior flexibilidade na fabricação leva a inovações de produtos, como multitarefa e manufatura aditiva, como alternativas adequadas às máquinas-ferramentas tradicionais.
Inovações digitais e conectividade profunda representam recursos valiosos.A integração de sensores, a utilização de inteligência artificial (IA) e a integração de recursos sofisticados de simulação permitem avanços no desempenho da máquina e na eficácia geral do equipamento (OEE).Novos sensores e novas formas de comunicação, controle e monitoramento permitem novas oportunidades para serviços inteligentes e novos modelos de negócios no mercado de máquinas-ferramenta.Os serviços aprimorados digitalmente estão prestes a se tornar parte do portfólio de cada OEM.A proposta única de venda (USP) está claramente mudando para o valor agregado digital.A pandemia de COVID-19 pode acelerar ainda mais essa tendência.

Desafios atuais para fabricantes de máquinas-ferramenta
As indústrias de bens de capital são sensíveis a recessões econômicas gerais.Como as máquinas-ferramenta são usadas principalmente para produzir outros bens de capital, isso se aplica especialmente à indústria de máquinas-ferramenta, tornando-a vulnerável às flutuações econômicas.A recente crise econômica desencadeada pela pandemia e outros efeitos negativos foi mencionada como o maior desafio enfrentado pela maioria dos fabricantes de máquinas-ferramenta.
Em 2019, a crescente incerteza econômica por meio de eventos geopolíticos como a guerra comercial EUA-China e o Brexit levaram a uma desaceleração da economia global.Os impostos de importação sobre matérias-primas, componentes metálicos e maquinário afetaram a indústria de máquinas-ferramentas e a exportação de máquinas-ferramentas.Ao mesmo tempo, o crescente número de concorrentes no segmento de baixa qualidade, principalmente da China, desafiava o mercado.
Do lado do cliente, a mudança de paradigma na indústria automotiva para transmissões elétricas resultou em uma crise estrutural.O declínio correspondente na demanda por carros movidos por motores de combustão interna leva a uma queda na demanda por muitas tecnologias de fabricação no sistema de transmissão automotivo.Os fabricantes de automóveis estão relutantes em investir em novos ativos de produção devido ao futuro incerto dos motores convencionais, enquanto o aumento de novas linhas de produção de carros elétricos ainda está nos estágios iniciais.Isso afeta principalmente os fabricantes de máquinas-ferramenta que se concentram em máquinas-ferramenta de corte especializadas para a indústria automotiva.
No entanto, é bastante improvável que a demanda em declínio por máquinas-ferramentas possa ser totalmente substituída pelas novas linhas de produção, uma vez que a produção de carros elétricos requer menos peças metálicas de alta precisão.Mas a diversificação do sistema de transmissão além dos motores a combustão e movidos a bateria exigirá novas tecnologias de produção nos próximos anos.

Consequências da crise do COVID-19
O enorme impacto do COVID-19 é sentido na indústria de máquinas-ferramenta, bem como na maioria das outras indústrias.A crise econômica geral devido à pandemia global levou a uma queda maciça na demanda nos dois primeiros trimestres de 2020. Fechamentos de fábricas, cadeias de suprimentos interrompidas, falta de peças de abastecimento, desafios de logística e outros problemas agravaram a situação.
Entre as consequências internas, dois terços das empresas pesquisadas relataram corte geral de custos devido à situação atual.Dependendo da integração vertical na fabricação, isso resultou em períodos mais longos de trabalho de curta duração ou até mesmo demissões.
Mais de 50% das empresas estão prestes a repensar sua estratégia em relação às novas circunstâncias de seu ambiente de mercado.Para um terço das empresas, isso resulta em mudanças organizacionais e atividades de reestruturação.Enquanto as PMEs tendem a responder com mudanças mais radicais em seus negócios operacionais, a maioria das grandes empresas ajusta sua estrutura e organização existentes para melhor se alinhar à nova situação.
As consequências de longo prazo para a indústria de máquinas-ferramenta são difíceis de prever, mas as mudanças nos requisitos da cadeia de suprimentos e a crescente demanda por serviços digitais provavelmente se tornarão permanentes.Como os serviços ainda são necessários para manter as máquinas instaladas produtivas, OEMs e fornecedores expandem seu portfólio de serviços com foco em inovações de serviços aprimoradas digitalmente, como serviços remotos.As novas circunstâncias e o distanciamento social levam a uma demanda crescente por serviços digitais avançados.
Do lado do cliente, as mudanças permanentes são mais visíveis.A indústria aeroespacial está sofrendo com restrições de viagens em todo o mundo.A Airbus e a Boeing anunciaram planos para reduzir sua produção nos próximos anos.O mesmo se aplica à indústria de construção naval, onde a demanda por navios de cruzeiro caiu para zero.Esses cortes na produção também terão um impacto negativo na demanda de máquinas-ferramenta nos próximos anos.

Potencial das Novas Tendências Tecnológicas
Alteração dos requisitos do cliente
Personalização em massa, redução do tempo até o consumidor e produção urbana são algumas tendências que exigem maior flexibilidade da máquina.Além de aspectos centrais como preço, usabilidade, longevidade, velocidade do processo e qualidade, a maior flexibilidade da máquina torna-se mais importante como uma das principais características das novas máquinas.
Os gerentes de fábrica e os gerentes de fabricação responsáveis ​​reconhecem a crescente importância dos recursos digitais para melhorar a produtividade e a eficiência de seus ativos.Segurança de dados, interfaces de comunicação abertas e tecnologia de informação e comunicação (TIC) mais recente são essenciais para integrar aplicativos e soluções digitais para um maior grau de automação e produção em série.A escassez atual de know-how digital e recursos financeiros e restrições de tempo impedem a implementação de aprimoramentos digitais e novos serviços para usuários finais.Além disso, rastreamento e armazenamento consistentes de dados de processo tornam-se importantes e um requisito obrigatório em muitos setores de clientes.

Perspectivas Positivas para a Indústria Automóvel
Apesar de alguns ventos contrários, a indústria automotiva parece brilhante globalmente.De acordo com fontes da indústria, as unidades globais de produção de veículos leves têm sido notáveis ​​e espera-se que continue a crescer.Espera-se que a APAC registre as maiores taxas de crescimento em termos de volumes de produção, seguida pela América do Norte.Além disso, as vendas e a fabricação de veículos elétricos estão aumentando em um ritmo recorde, o que cria uma demanda por máquinas-ferramentas e outros equipamentos associados ao processo de fabricação.As máquinas-ferramentas têm uma ampla gama de aplicações na indústria automotiva, como fresamento CNC (caixas de engrenagens, caixas de transmissão, cabeçotes de motor, etc.), torneamento (tambores de freio, rotores, volante, etc.), perfuração, etc. tecnologias e automação, a demanda por máquina só vai aumentar para ganhar produtividade e precisão.

Espera-se que as máquinas-ferramentas CNC dominem o mercado globalmente
As máquinas de controle numérico computadorizado simplificam muitos processos operacionais, reduzindo o tempo de produção e minimizando o erro humano.A crescente demanda por fabricação automatizada no setor industrial resultou no aumento do uso de máquinas CNC.Além disso, o estabelecimento de fábricas na Ásia-Pacífico estimulou o uso de controles numéricos computadorizados no setor.
Um mercado altamente competitivo obrigou os players a se concentrarem em técnicas de fabricação eficientes, tentando obter vantagem competitiva por meio do redesenho de suas instalações, que incluem máquinas CNC.Além disso, a integração da impressão 3D com máquinas CNC é uma adição única a algumas das novas unidades de produção, que deverão oferecer melhor capacidade multimaterial, com pouco desperdício de recursos.
Junto com isso, com as crescentes preocupações com o aquecimento global e o esgotamento das reservas de energia, as máquinas CNC estão sendo usadas ativamente na geração de energia, pois esse processo requer automação em larga escala.

Cenário competitivo
O mercado de máquinas-ferramenta é bastante fragmentado por natureza, com a presença de grandes players globais e players locais de pequeno e médio porte, com alguns players que ocupam a participação de mercado.Os principais concorrentes nos mercados globais de máquinas-ferramenta incluem China, Alemanha, Japão e Itália.Para a Alemanha, além de várias centenas de subsidiárias de vendas e serviços ou filiais de fabricantes alemães de máquinas-ferramenta em todo o mundo, provavelmente há menos de 20 empresas alemãs produzindo unidades completas no exterior atualmente.
Com a crescente preferência pela automação, as empresas estão focando no desenvolvimento de soluções mais automatizadas.A indústria também está testemunhando a tendência de consolidação com fusões e aquisições.Essas estratégias ajudam as empresas a entrar em novas áreas de mercado e conquistar novos clientes.

O futuro das máquinas-ferramenta
Os avanços em hardware e software estão mudando a indústria de máquinas-ferramenta.As tendências do setor nos próximos anos provavelmente se concentrarão nesses avanços, especialmente no que se refere à automação.
Espera-se que a indústria de máquinas-ferramenta veja avanços em:
Inclusão de recursos e redes inteligentes
Máquinas automatizadas e prontas para IoT
Inteligência Artificial (IA)
 Avanços do software CNC

Inclusão de recursos e redes inteligentes
Os avanços na tecnologia de rede tornaram mais fácil do que nunca conectar dispositivos inteligentes e construir redes locais.
Por exemplo, espera-se que muitos dispositivos e redes de computação de borda industrial usem cabos Ethernet (SPE) de par único nos próximos anos.A tecnologia já existe há anos, mas as empresas estão começando a ver a vantagem que ela oferece na construção de redes inteligentes.
Capaz de transferir energia e dados simultaneamente, o SPE é adequado para conectar sensores inteligentes e dispositivos em rede aos computadores mais poderosos que controlam as redes industriais.Com metade do tamanho do cabo Ethernet convencional, ele pode caber em mais lugares, ser usado para adicionar mais conexões no mesmo espaço e ser adaptado às redes de cabo existentes.Isso torna o SPE uma escolha lógica para a construção de redes inteligentes em ambientes de fábrica e armazém que podem não ser adequados para WiFi da geração atual.
As redes de área ampla de baixa potência (LPWAN) permitem que os dados sejam transmitidos sem fio para dispositivos conectados em um alcance maior do que as tecnologias anteriores.As iterações mais recentes dos transmissores LPWAN podem passar um ano inteiro sem substituição e transmitir dados até 3 km.
Até o WiFi está se tornando mais capaz.Novos padrões para WiFi atualmente em desenvolvimento pelo IEEE usarão frequências sem fio de 2,4 GHz e 5,0 GHz, aumentando a força e alcançando além do que as redes atuais são capazes.
O maior alcance e versatilidade fornecidos pela nova tecnologia com e sem fio tornam a automação possível em uma escala maior do que antes.Ao combinar tecnologias de rede avançadas, a automação e as redes inteligentes se tornarão mais comuns em um futuro próximo, desde a fabricação aeroespacial até a agricultura.

Máquinas automatizadas e prontas para IoT
À medida que a indústria continua a adotar mais tecnologias digitais, veremos a fabricação de mais máquinas construídas para automação e a internet industrial das coisas (IIoT).Da mesma forma que vimos um aumento de dispositivos conectados – de smartphones a termostatos inteligentes – o mundo da manufatura adotará a tecnologia conectada.
Máquinas-ferramentas inteligentes e robótica provavelmente lidarão com uma porcentagem maior do trabalho em ambientes industriais à medida que a tecnologia avança.Especialmente naquelas situações em que o trabalho é muito perigoso para ser executado por seres humanos, as máquinas-ferramentas automatizadas se tornarão mais amplamente utilizadas.
À medida que mais dispositivos conectados à Internet ocupam o chão de fábrica, a segurança cibernética se torna uma preocupação cada vez maior.O hacking industrial resultou em várias violações preocupantes de sistemas automatizados ao longo dos anos, algumas das quais podem ter resultado na perda de vidas.À medida que os sistemas IIoT se tornam mais integrados, a segurança cibernética só aumentará em importância.

AI
Especialmente em ambientes industriais de grande escala, o uso de IA para programar máquinas aumentará.À medida que as máquinas e as máquinas-ferramenta se tornam cada vez mais automatizadas, os programas precisarão ser escritos e executados em tempo real para gerenciar essas máquinas.É aí que entra a IA.
No contexto das máquinas-ferramenta, a IA pode ser usada para monitorar os programas que a máquina está usando para cortar peças, garantindo que não se desviem das especificações.Se algo der errado, a IA pode desligar a máquina e executar diagnósticos, minimizando os danos.
A IA também pode auxiliar na manutenção de máquinas-ferramenta para minimizar e resolver problemas antes que eles aconteçam.Por exemplo, recentemente foi escrito um programa que pode detectar desgaste em fusos de esferas, algo que antes tinha que ser feito manualmente.Programas de IA como esse podem ajudar a manter uma oficina mecânica funcionando com mais eficiência, mantendo a produção estável e ininterrupta.

Avanços de Software CNC
Os avanços no software de fabricação assistida por computador (CAM) usado na usinagem CNC permitem ainda mais precisão na fabricação.O software CAM agora permite que os mecânicos usem a geminação digital — o processo de simulação de um objeto ou processo físico no mundo digital.
Antes de uma peça ser fabricada fisicamente, podem ser executadas simulações digitais do processo de fabricação.Diferentes conjuntos de ferramentas e métodos podem ser testados para ver o que provavelmente produzirá o resultado ideal.Isso reduz custos ao economizar material e horas de trabalho que poderiam ter sido usados ​​para refinar o processo de fabricação.
Versões mais recentes de software de usinagem, como CAD e CAM, também estão sendo usadas para treinar novos trabalhadores, mostrando a eles modelos 3D das peças que estão fazendo e da máquina com a qual estão trabalhando para ilustrar conceitos.Este software também facilita velocidades de processamento mais rápidas, o que significa menos tempo de atraso e feedback mais rápido para os operadores da máquina enquanto eles trabalham.
As máquinas-ferramentas multieixos são mais eficientes, mas também apresentam maior risco de colisão, pois várias peças trabalham ao mesmo tempo.O software avançado reduz esse risco, reduzindo, por sua vez, o tempo de inatividade e a perda de materiais.

Máquinas trabalhando de forma mais inteligente
As máquinas-ferramenta do futuro são mais inteligentes, mais facilmente conectadas em rede e menos propensas a erros.Com o passar do tempo, a automação se tornará mais fácil e eficiente por meio do uso de máquinas-ferramenta guiadas por IA e software avançado.Os operadores poderão controlar suas máquinas via interface de computador com mais facilidade e produzir peças com menos erros.Os avanços da rede tornarão as fábricas e armazéns inteligentes mais fáceis de alcançar.
A Indústria 4.0 também tem a capacidade de melhorar a utilização de máquinas-ferramentas nas operações de fabricação, reduzindo o tempo ocioso.A pesquisa da indústria indicou que as máquinas-ferramenta normalmente cortam metal ativamente em menos de 40% do tempo, que às vezes chega a 25% do tempo.A análise de dados relacionados a trocas de ferramentas, paradas de programa, etc., ajuda as organizações a determinar a causa do tempo ocioso e resolvê-lo.Isso resulta em um uso mais eficiente das máquinas-ferramentas.
Como a Indústria 4.0 continua a dominar todo o mundo da manufatura, as máquinas-ferramenta também estão se tornando parte do sistema inteligente.Também na Índia, o conceito, embora em estágio inicial, está lentamente ganhando força, especialmente entre os grandes fabricantes de máquinas-ferramenta que estão inovando nessa direção.Principalmente, a indústria de máquinas-ferramentas está olhando para a Indústria 4.0 para atender às crescentes exigências dos clientes para melhorar a produtividade, tempo de ciclo reduzido e maior qualidade.Assim, adotar o conceito da Indústria 4.0 é o ponto crucial para alcançar a meta ambiciosa de tornar a Índia um centro global de manufatura, design e inovação, e aumentar a participação da manufatura no PIB dos atuais 17% para 25% até 2022.