مستقبل صناعة أدوات الآلات

مزيج الطلب مع التحول التكنولوجي
إلى جانب الآثار الهائلة لوباء COVID-19 ، تؤدي العديد من التأثيرات الخارجية والداخلية إلى انخفاض الطلب في سوق الأدوات الآلية.يمثل تحول صناعة السيارات من محركات الاحتراق الداخلي إلى محركات الدفع الكهربائية تحديًا كبيرًا لصناعة الأدوات الآلية.بينما يتطلب محرك الاحتراق الداخلي العديد من الأجزاء المعدنية عالية الدقة ، فإن الشيء نفسه لا ينطبق على مجموعات الدفع الكهربائية ، التي تحتوي على عدد أقل من الأجزاء المجهزة.بصرف النظر عن تأثير الوباء ، فإن هذا هو السبب الرئيسي وراء انخفاض طلبات قطع وتشكيل المعادن بشكل كبير في الأشهر الـ 18 الماضية.
إلى جانب كل حالة عدم اليقين الاقتصادي ، تمر الصناعة بمرحلة اضطراب خطيرة.لم يسبق أن واجه صانعو الأدوات الآلية مثل هذا التغيير الكبير في صناعتهم كتغيير مدفوع بالرقمنة والتقنيات الجديدة.يدفع الاتجاه نحو مزيد من المرونة في التصنيع ابتكارات المنتجات مثل تعدد المهام والتصنيع الإضافي كبدائل مناسبة لأدوات الآلات التقليدية.
تمثل الابتكارات الرقمية والاتصال العميق ميزات قيمة.يتيح تكامل المستشعرات واستخدام الذكاء الاصطناعي (AI) ودمج ميزات المحاكاة المتطورة تحقيق تقدم في أداء الماكينة وفعالية المعدات بشكل عام (OEE).تتيح المستشعرات الجديدة والطرق الجديدة للاتصال والتحكم والمراقبة فرصًا جديدة للخدمات الذكية ونماذج الأعمال الجديدة في سوق الأدوات الآلية.الخدمات المحسّنة رقميًا على وشك أن تصبح جزءًا من محفظة كل مصنّع المعدات الأصلية.من الواضح أن عرض البيع الفريد (USP) يتحول نحو القيمة المضافة الرقمية.قد يؤدي جائحة COVID-19 إلى زيادة تسريع هذا الاتجاه.

التحديات الحالية لصانعي الأدوات الآلية
صناعات السلع الرأسمالية حساسة للانكماش الاقتصادي العام.نظرًا لاستخدام الأدوات الآلية بشكل أساسي لإنتاج سلع رأسمالية أخرى ، فإن هذا ينطبق بشكل خاص على صناعة الأدوات الآلية ، مما يجعلها عرضة للتقلبات الاقتصادية.تم ذكر الانكماش الاقتصادي الأخير الناجم عن الوباء والآثار السلبية الأخرى على أنه التحدي الأكبر الذي يواجهه معظم صانعي الأدوات الآلية.
في عام 2019 ، أدى تزايد عدم اليقين الاقتصادي من خلال الأحداث الجيوسياسية مثل الحرب التجارية الأمريكية مع الصين وخروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي إلى تباطؤ الاقتصاد العالمي.أثرت رسوم الاستيراد على المواد الخام والمكونات المعدنية والآلات على صناعة الأدوات الآلية وتصدير أدوات الآلات.في الوقت نفسه ، شكل العدد المتزايد من المنافسين في قطاع الجودة المنخفضة ، ومعظمهم من الصين ، تحديا للسوق.
من جانب العملاء ، أدى التحول النموذجي في صناعة السيارات نحو محركات الدفع الكهربائية إلى حدوث أزمة هيكلية.يؤدي الانخفاض المقابل في الطلب على السيارات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي إلى انخفاض الطلب على العديد من تقنيات التصنيع في مجموعة نقل الحركة.يتردد مصنعو السيارات في الاستثمار في أصول إنتاج جديدة بسبب المستقبل غير المؤكد للمحركات التقليدية ، في حين أن تكثيف خطوط الإنتاج الجديدة للسيارات الإلكترونية لا يزال في مراحله الأولى.يؤثر هذا بشكل أساسي على صانعي الأدوات الآلية الذين يركزون على أدوات آلات القطع المتخصصة لصناعة السيارات.
ومع ذلك ، فمن غير المرجح أن يتم استبدال الطلب المتناقص على الأدوات الآلية بالكامل بخطوط الإنتاج الجديدة لأن إنتاج السيارات الإلكترونية يتطلب عددًا أقل من الأجزاء المعدنية عالية الدقة.لكن تنويع نظام الدفع بما يتجاوز محركات الاحتراق والبطارية سيتطلب تقنيات إنتاج جديدة في السنوات القادمة.

عواقب أزمة COVID-19
يظهر التأثير الهائل لـ COVID-19 في صناعة الأدوات الآلية وكذلك في معظم الصناعات الأخرى.أدى الانكماش الاقتصادي العام الناجم عن الوباء العالمي إلى انخفاض هائل في الطلب في الربعين الأولين من عام 2020. وأدى إغلاق المصانع وانقطاع سلاسل التوريد ونقص المصادر والتحديات اللوجستية وغيرها من المشكلات إلى تفاقم الوضع.
من بين العواقب الداخلية ، أبلغ ثلثا الشركات التي شملها الاستطلاع عن خفض عام في التكاليف بسبب الوضع الحالي.اعتمادًا على التكامل الرأسي في التصنيع ، أدى ذلك إلى فترات أطول من العمل لوقت قصير أو حتى تسريح العمال.
أكثر من 50 في المائة من الشركات على وشك إعادة التفكير في استراتيجيتها فيما يتعلق بالظروف الجديدة لبيئتها السوقية.بالنسبة لثلث الشركات ، ينتج عن ذلك تغييرات تنظيمية وأنشطة إعادة هيكلة.بينما تميل الشركات الصغيرة والمتوسطة إلى الاستجابة بتغييرات أكثر جذرية في أعمالها التشغيلية ، فإن معظم الشركات الكبيرة تقوم بتعديل هيكلها وتنظيمها الحاليين لتتماشى بشكل أفضل مع الوضع الجديد.
من الصعب التنبؤ بالعواقب طويلة المدى لصناعة الأدوات الآلية ، ولكن من المرجح أن تصبح متطلبات سلسلة التوريد المتغيرة والطلب المتزايد على الخدمات الرقمية دائمة.نظرًا لأن الخدمات لا تزال ضرورية للحفاظ على إنتاجية الآلات المثبتة ، فإن مصنعي المعدات الأصلية والموردين يوسعون مجموعة خدماتهم التي تركز على ابتكارات الخدمة المحسنة رقميًا مثل الخدمات عن بُعد.أدت الظروف الجديدة والتباعد الاجتماعي إلى زيادة الطلب على الخدمات الرقمية المتقدمة.
من جانب العميل ، تكون التغييرات الدائمة أكثر وضوحًا.صناعة الطيران تعاني من قيود السفر في جميع أنحاء العالم.أعلنت شركتا إيرباص وبوينغ عن خطط لخفض إنتاجهما خلال السنوات القليلة المقبلة.الأمر نفسه ينطبق على صناعة بناء السفن ، حيث انخفض الطلب على السفن السياحية إلى الصفر.سيكون لهذه التخفيضات في الإنتاج أيضًا تأثير سلبي على الطلب على الأدوات الآلية في العامين المقبلين.

إمكانات الاتجاهات التكنولوجية الجديدة
تغيير متطلبات العميل
التخصيص الشامل ، وتقليل الوقت المستغرق للمستهلك ، والإنتاج الحضري هي بعض الاتجاهات التي تتطلب مرونة محسنة للماكينة.إلى جانب الجوانب الأساسية مثل السعر وقابلية الاستخدام وطول العمر وسرعة العملية والجودة ، تصبح مرونة الماكينة الأكبر أكثر أهمية كواحدة من الخصائص الرئيسية للآلات الجديدة.
يدرك مديرو المصانع ومديرو التصنيع المسؤولون الأهمية المتزايدة للميزات الرقمية لتحسين إنتاجية أصولهم وكفاءتها.يعد أمان البيانات وواجهات الاتصال المفتوحة وأحدث تكنولوجيا المعلومات والاتصالات (ICT) ضرورية لدمج التطبيقات والحلول الرقمية للحصول على درجة أعلى من الأتمتة والإنتاج التسلسلي.يعوق نقص المعرفة الرقمية والموارد المالية والقيود الزمنية اليوم تنفيذ التعزيزات الرقمية والخدمات الجديدة للمستخدمين النهائيين.علاوة على ذلك ، يصبح التتبع المتسق لبيانات العملية وتخزينها مهمًا ومتطلبًا إلزاميًا في العديد من صناعات العملاء.

آفاق إيجابية لصناعة السيارات
على الرغم من بعض الرياح المعاكسة ، تبدو صناعة السيارات مشرقة على مستوى العالم.وفقًا لمصادر الصناعة ، كانت وحدات إنتاج المركبات الخفيفة العالمية رائعة ومن المتوقع أن تستمر في النمو.ومن المتوقع أن تسجل منطقة آسيا والمحيط الهادئ أعلى معدلات النمو من حيث أحجام الإنتاج تليها أمريكا الشمالية.علاوة على ذلك ، تتزايد مبيعات وتصنيع المركبات الكهربائية بوتيرة قياسية ، مما يخلق طلبًا على أدوات الآلات والمعدات الأخرى المرتبطة بعملية التصنيع.أدوات الآلة لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في صناعة السيارات مثل الطحن باستخدام الحاسب الآلي (علب التروس ، وأغطية ناقل الحركة ، ورؤوس أسطوانات المحرك ، وما إلى ذلك) ، والدوران (براميل الفرامل ، والدوارات ، وعجلة الطيران ، وما إلى ذلك) الحفر ، وما إلى ذلك مع ظهور التقنيات المتقدمة التقنيات والأتمتة ، سيزداد الطلب على الماكينة فقط لزيادة الإنتاجية والدقة.

من المتوقع أن تهيمن أدوات ماكينات CNC على السوق عالميًا
تعمل آلات التحكم العددي بالكمبيوتر على تبسيط العديد من العمليات التشغيلية عن طريق تقليل وقت الإنتاج وتقليل الخطأ البشري.أدى الطلب المتزايد على التصنيع الآلي في القطاع الصناعي إلى زيادة استخدام آلات CNC.كما أن إنشاء مرافق التصنيع في منطقة آسيا والمحيط الهادئ قد حفز استخدام الضوابط الرقمية الحاسوبية في هذا القطاع.
أجبرت السوق شديدة التنافسية اللاعبين على التركيز على تقنيات التصنيع الفعالة في محاولة لاكتساب ميزة تنافسية من خلال إعادة تصميم منشآتهم ، والتي تشمل آلات CNC.بصرف النظر عن هذا ، يعد دمج الطباعة ثلاثية الأبعاد مع آلات CNC إضافة فريدة لبعض وحدات الإنتاج الجديدة ، والتي من المتوقع أن توفر قدرة أفضل على تعدد المواد ، مع القليل من هدر الموارد.
إلى جانب ذلك ، مع تزايد المخاوف بشأن الاحتباس الحراري واستنفاد احتياطيات الطاقة ، يتم استخدام آلات CNC بنشاط في توليد الطاقة ، حيث تتطلب هذه العملية أتمتة على نطاق واسع.

مشهد تنافسي
سوق الأدوات الآلية مجزأ إلى حد ما بطبيعته مع وجود لاعبين عالميين كبار ولاعبين محليين صغار ومتوسطين مع عدد قليل من اللاعبين الذين يشغلون حصة السوق.المنافسون الرئيسيون في أسواق أدوات الماكينات العالمية هم الصين وألمانيا واليابان وإيطاليا.بالنسبة لألمانيا ، بصرف النظر عن عدة مئات من الشركات التابعة للمبيعات والخدمات أو المكاتب الفرعية لمصنعي أدوات الماكينات الألمان في جميع أنحاء العالم ، هناك على الأرجح أقل من 20 شركة ألمانية تنتج وحدات كاملة في الخارج حاليًا.
مع التفضيل المتزايد للأتمتة ، تركز الشركات على تطوير المزيد من الحلول الآلية.تشهد الصناعة أيضًا اتجاه التوحيد مع عمليات الدمج والاستحواذ.تساعد هذه الاستراتيجيات الشركات على دخول مناطق سوق جديدة واكتساب عملاء جدد.

مستقبل أدوات الآلات
تعمل التطورات في الأجهزة والبرامج على تغيير صناعة الأدوات الآلية.من المرجح أن تركز اتجاهات الصناعة في السنوات القادمة على هذه التطورات ، لا سيما فيما يتعلق بالأتمتة.
من المتوقع أن تشهد صناعة الأدوات الآلية تطورات في:
 تضمين الميزات والشبكات الذكية
آلات مؤتمتة ومجهزة لإنترنت الأشياء
 الذكاء الاصطناعي (AI)
 تطورات برامج الحاسب الآلي

إدراج الميزات والشبكات الذكية
جعلت التطورات في تكنولوجيا الشبكات من السهل أكثر من أي وقت مضى توصيل الأجهزة الذكية وبناء الشبكات المحلية.
على سبيل المثال ، من المتوقع أن تستخدم العديد من الأجهزة وشبكات الحوسبة المتطورة استخدام كبلات Ethernet أحادية الزوج (SPE) في السنوات القادمة.كانت التكنولوجيا موجودة منذ سنوات ، لكن الشركات بدأت ترى الميزة التي توفرها في بناء الشبكات الذكية.
قادرة على نقل الطاقة والبيانات في وقت واحد ، تعتبر SPE مناسبة تمامًا لتوصيل أجهزة الاستشعار الذكية والأجهزة المتصلة بالشبكات بأجهزة الكمبيوتر الأكثر قوة التي تقود الشبكات الصناعية.نصف حجم كبل Ethernet التقليدي ، يمكن أن يتسع في أماكن أكثر ، ويمكن استخدامه لإضافة المزيد من التوصيلات في نفس المساحة ، ويمكن تعديله ليتوافق مع شبكات الكابلات الحالية.هذا يجعل SPE اختيارًا منطقيًا لبناء شبكات ذكية في بيئات المصانع والمستودعات التي قد لا تكون مناسبة للجيل الحالي من شبكات WiFi.
تسمح شبكات المنطقة الواسعة منخفضة الطاقة (LPWAN) بنقل البيانات لاسلكيًا إلى الأجهزة المتصلة عبر نطاق أكبر من التقنيات السابقة.يمكن أن تستمر التكرارات الأحدث لأجهزة الإرسال LPWAN لمدة عام كامل دون استبدال ونقل البيانات حتى 3 كم.
حتى WiFi أصبحت أكثر قدرة.ستستخدم المعايير الجديدة لشبكات WiFi التي يجري تطويرها حاليًا من قبل IEEE ترددات لاسلكية 2.4 جيجاهرتز و 5.0 جيجاهرتز ، مما يعزز القوة ويصل إلى ما هو أبعد من قدرة الشبكات الحالية.
إن الوصول المتزايد والتنوع الذي توفره التكنولوجيا السلكية واللاسلكية الجديدة يجعل الأتمتة ممكنة على نطاق أوسع من ذي قبل.من خلال الجمع بين تقنيات الشبكات المتقدمة ، ستصبح الأتمتة والشبكات الذكية أكثر شيوعًا في جميع المجالات في المستقبل القريب ، من صناعة الطيران إلى الزراعة.

الأجهزة المؤتمتة والجاهزة لإنترنت الأشياء
مع استمرار الصناعة في تبني المزيد من التقنيات الرقمية ، سنرى تصنيع المزيد من الآلات المصممة للأتمتة والإنترنت الصناعي للأشياء (IIoT).بنفس الطريقة التي شهدنا بها زيادة في الأجهزة المتصلة - من الهواتف الذكية إلى منظمات الحرارة الذكية - سيتبنى عالم التصنيع التكنولوجيا المتصلة.
من المرجح أن تتعامل أدوات الآلات الذكية والروبوتات مع نسبة أكبر من العمل في البيئات الصناعية مع التقدم التكنولوجي.خاصة في المواقف التي يكون فيها العمل خطيرًا جدًا على البشر ، ستصبح أدوات الآلات الآلية مستخدمة على نطاق واسع.
مع انتشار المزيد من الأجهزة المتصلة بالإنترنت في أرض المصنع ، سيصبح الأمن السيبراني مصدر قلق متزايد.نتج عن القرصنة الصناعية العديد من الانتهاكات المثيرة للقلق للأنظمة الآلية على مر السنين ، والتي كان من الممكن أن يؤدي بعضها إلى خسائر في الأرواح.مع زيادة تكامل أنظمة إنترنت الأشياء ، ستزداد أهمية الأمن السيبراني فقط.

AI
سيزداد استخدام الذكاء الاصطناعي لبرمجة الآلات خاصة في البيئات الصناعية واسعة النطاق.نظرًا لأن الآلات والأدوات الآلية أصبحت آلية إلى حد كبير ، فستحتاج البرامج إلى أن تتم كتابتها وتنفيذها في الوقت الفعلي لإدارة تلك الآلات.وهنا يأتي دور الذكاء الاصطناعي.
في سياق الأدوات الآلية ، يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي لمراقبة البرامج التي تستخدمها الآلة لقطع الأجزاء ، والتأكد من أنها لا تحيد عن المواصفات.إذا حدث خطأ ما ، يمكن للذكاء الاصطناعي إيقاف تشغيل الجهاز وتشغيل التشخيصات ، مما يقلل الضرر.
يمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعي أيضًا في صيانة الأدوات الآلية لتقليل المشكلات ومعالجتها قبل حدوثها.على سبيل المثال ، تمت كتابة برنامج مؤخرًا يمكنه اكتشاف التآكل والتمزق في محركات الأقراص اللولبية الكروية ، وهو أمر كان يجب القيام به يدويًا من قبل.يمكن أن تساعد برامج الذكاء الاصطناعي مثل هذه في الحفاظ على تشغيل متجر الماكينات بشكل أكثر كفاءة ، مما يحافظ على سلاسة الإنتاج وعدم انقطاعه.

تطورات برامج CNC
تتيح التطورات في برامج التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) المستخدمة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مزيدًا من الدقة في التصنيع.يسمح برنامج CAM الآن للميكانيكيين باستخدام التوأمة الرقمية - وهي عملية محاكاة كائن مادي أو عملية في العالم الرقمي.
قبل تصنيع جزء ماديًا ، يمكن إجراء عمليات محاكاة رقمية لعملية التصنيع.يمكن اختبار مجموعات الأدوات والأساليب المختلفة لمعرفة ما من المحتمل أن ينتج عنه النتيجة المثلى.يؤدي ذلك إلى تقليل التكلفة عن طريق توفير المواد وساعات العمل التي كان من الممكن استخدامها لتحسين عملية التصنيع.
تُستخدم أيضًا إصدارات أحدث من برامج التشغيل الآلي مثل CAD و CAM لتدريب عمال جدد ، وإظهار نماذج ثلاثية الأبعاد للأجزاء التي يصنعونها والآلة التي يعملون معها لتوضيح المفاهيم.يسهل هذا البرنامج أيضًا سرعات معالجة أسرع ، مما يعني وقتًا أقل للتأخير وردود فعل أسرع لمشغلي الماكينة أثناء عملهم.
تعد الأدوات الآلية متعددة المحاور أكثر كفاءة ، ولكنها أيضًا معرضة لخطر أكبر للتصادم حيث تعمل أجزاء متعددة في وقت واحد.تعمل البرامج المتقدمة على تقليل هذه المخاطر ، مما يؤدي بدوره إلى تقليل وقت التوقف عن العمل والمواد المفقودة.

الآلات تعمل بذكاء
تعتبر أدوات الآلات المستقبلية أكثر ذكاءً ، وأسهل في الاتصال بالشبكات ، وأقل عرضة للخطأ.مع مرور الوقت ، ستصبح الأتمتة أسهل وأكثر كفاءة من خلال استخدام الأدوات الآلية التي تسترشد بالذكاء الاصطناعي والبرامج المتقدمة.سيتمكن المشغلون من التحكم في أجهزتهم عبر واجهة الكمبيوتر بسهولة أكبر وإنشاء أجزاء بها أخطاء أقل.ستجعل التطورات في مجال الشبكات من السهل تحقيق المصانع والمستودعات الذكية.
تتمتع الصناعة 4.0 أيضًا بالقدرة على تحسين استخدام أدوات الماكينة في عمليات التصنيع عن طريق تقليل وقت الخمول.أشارت أبحاث الصناعة إلى أن الأدوات الآلية عادة ما تقوم بقطع المعادن بشكل نشط بنسبة أقل من 40٪ من الوقت ، والتي تصل أحيانًا إلى 25٪ من الوقت.يساعد تحليل البيانات المتعلقة بتغييرات الأدوات وإيقاف البرامج وما إلى ذلك المؤسسات في تحديد سبب وقت الخمول ومعالجته.ينتج عن هذا استخدام أكثر كفاءة للأدوات الآلية.
مع استمرار الصناعة 4.0 في اجتياح عالم التصنيع بأكمله ، أصبحت الأدوات الآلية أيضًا جزءًا من النظام الذكي.في الهند أيضًا ، يكتسب هذا المفهوم ، على الرغم من أنه في مراحل ناشئة ، زخمًا ببطء ، لا سيما بين مشغلي الأدوات الآلية الكبيرة الذين يبتكرون في هذا الاتجاه.في المقام الأول ، تتطلع صناعة الأدوات الآلية إلى الصناعة 4.0 لتلبية متطلبات العملاء المتزايدة لتحسين الإنتاجية وتقليل وقت الدورة وزيادة الجودة.وبالتالي ، فإن اعتماد مفهوم الصناعة 4.0 هو في صميم تحقيق الهدف الطموح المتمثل في جعل الهند مركزًا عالميًا للتصنيع والتصميم والابتكار ، وزيادة حصة التصنيع في الناتج المحلي الإجمالي من 17٪ حاليًا إلى 25٪ بحلول عام 2022.