需求与技术转型的融合
除了 COVID-19 大流行的巨大影响外，一些外部和内部影响正在导致机床市场需求下降。汽车行业从内燃机向电动传动系统的转型对机床行业来说是一项重大挑战。虽然内燃机需要许多高度精密的金属零件，但电动传动系统却并非如此，因为它的工具零件较少。除了疫情的影响，这也是过去18个月金属切削成型机械订单大幅下降的主要原因。
除了所有的经济不确定性之外，该行业还处于严重的颠覆阶段。在数字化和新技术的推动下，机床制造商从未经历过如此重大的行业变革。制造中更大灵活性的趋势推动了产品创新，例如多任务处理和增材制造，作为传统机床的合适替代品。
数字创新和深刻的连接性代表了有价值的特征。传感器集成、人工智能 (AI) 的利用以及复杂仿真功能的集成可提高机器性能和整体设备效率 (OEE)。新的传感器和新的通信、控制和监控方式为机床市场的智能服务和新商业模式带来了新机遇。数字化增强服务即将成为每个 OEM 产品组合的一部分。独特的销售主张 (USP) 显然正在转向数字附加值。COVID-19 大流行可能会进一步加速这一趋势。
机床制造商当前面临的挑战
资本品行业对整体经济衰退很敏感。由于机床主要用于生产其他资本品，这尤其适用于机床行业，使其容易受到经济波动的影响。最近由大流行和其他负面影响引发的经济衰退被认为是大多数机床制造商面临的最大挑战。
2019 年，中美贸易战和英国脱欧等地缘政治事件导致经济不确定性增加，导致全球经济放缓。原材料、金属部件和机械的进口关税影响了机床行业和机床出口。与此同时，主要来自中国的低质量细分市场的竞争者数量不断增加，对市场构成了挑战。
在客户方面，汽车行业向电动传动系统的范式转变导致了结构性危机。对内燃机驱动汽车的需求相应下降，导致对汽车传动系统中许多制造技术的需求下降。由于传统发动机的前途未卜，汽车制造商不愿投资新的生产资产，而电动汽车新生产线的扩产仍处于早期阶段。这主要影响专注于汽车行业专用切削机床的机床制造商。
然而，由于生产电动汽车需要较少的高精度金属零件，新生产线完全取代机床需求下降的可能性不大。但是，除了内燃机和电池驱动发动机之外，动力传动系统的多样化将需要在未来几年采用新的生产技术。
COVID-19 危机的后果
机床行业以及大多数其他行业都感受到了 COVID-19 的巨大影响。全球大流行导致的整体经济低迷导致2020年前两个季度的需求大幅下降。工厂停产、供应链中断、采购零件缺乏、物流挑战等问题加剧了这种情况。
在内部后果中，三分之二的受访公司表示，由于当前形势，总体成本有所削减。取决于制造业的垂直整合，这导致了更长时间的短时工作甚至裁员。
超过 50% 的公司将根据市场环境的新情况重新考虑其战略。对于三分之一的公司，这会导致组织变革和重组活动。虽然中小企业倾向于对其运营业务进行更彻底的变革，但大多数大公司会调整其现有结构和组织以更好地适应新形势。
机床行业的长期后果难以预测，但不断变化的供应链要求和不断增长的数字服务需求可能会成为永久性的。由于仍然需要服务来保持已安装机器的生产效率，因此原始设备制造商和供应商扩展了他们的服务组合，重点关注远程服务等数字增强型服务创新。新情况和社会距离导致对高级数字服务的需求不断增长。
在客户方面，永久性变化更加清晰可见。航空航天业正遭受全球旅行限制。空客和波音宣布计划在未来几年减少产量。造船业也是如此，游轮需求已降至零。这些减产也将对未来几年的机床需求产生负面影响。
新技术趋势的潜力
不断变化的客户要求
大规模定制、缩短产品上市时间和城市生产是需要增强机器灵活性的一些趋势。除了价格、可用性、寿命、处理速度和质量等核心方面外，更大的机器灵活性作为新机器的主要特征之一变得更加重要。
工厂经理和负责任的制造经理认识到数字功能对于提高其资产的生产力和效率的重要性越来越大。数据安全、开放式通信接口和最新的信息和通信技术 (ICT) 对于集成数字应用程序和解决方案以实现更高程度的自动化和批量生产至关重要。当今数字技术诀窍和财务资源的短缺以及时间限制阻碍了为最终用户实施数字增强和新服务。此外，过程数据的一致跟踪和存储变得很重要，并且是许多客户行业的强制性要求。
汽车行业的积极前景
尽管有一些不利因素，汽车行业在全球范围内看起来很明亮。据业内人士透露，全球轻型汽车生产单位表现出色，预计将继续增长。预计亚太地区的产量增长率最高，其次是北美。此外，电动汽车的销售和制造正以创纪录的速度增长，这对与制造过程相关的机床和其他设备产生了需求。随着先进技术的出现，机床在汽车工业中的应用越来越广泛，如CNC铣削（变速箱壳体、变速箱外壳、发动机缸盖等）、车削（制动鼓、转子、飞轮等）、钻孔等。技术和自动化，对机器的需求只会增加以获得生产力和精度。
数控机床有望主导全球市场
计算机数控机器通过减少生产时间和最大限度地减少人为错误来简化许多操作过程。工业部门对自动化制造的需求不断增长，导致 CNC 机器的使用越来越多。此外，亚太地区制造设施的建立刺激了计算机数控在该领域的使用。
竞争激烈的市场迫使参与者专注于高效的制造技术，试图通过重新设计包括 CNC 机器在内的设施来获得竞争优势。除此之外，3D 打印与 CNC 机器的集成是一些新生产单元的独特补充，有望提供更好的多材料能力，同时减少资源浪费。
与此同时，随着人们对全球变暖和能源储备枯竭的担忧日益加剧，CNC 机器正积极用于发电，因为该过程需要大规模自动化。
竞争格局
机床市场本质上相当分散，存在大型全球参与者和中小型本地参与者，其中不少参与者占据了市场份额。全球机床市场的主要竞争对手包括中国、德国、日本和意大利。对于德国来说，除了德国机床制造商在全球的数百个销售和服务子公司或分支机构外，目前在国外生产整机的德国企业大概不到20家。
随着对自动化的偏好不断增加，这些公司正专注于开发更加自动化的解决方案。该行业也见证了并购整合的趋势。这些策略帮助公司进入新的市场领域并获得新客户。
机床的未来
硬件和软件的进步正在改变机床行业。未来几年的行业趋势可能会关注这些进步，尤其是与自动化有关的进步。
机床行业有望在以下方面取得进步：
- 包含智能功能和网络
- 自动化和物联网就绪机器
- 人工智能 (AI)
- CNC 软件的进步
包含智能功能和网络
网络技术的进步使得连接智能设备和构建本地网络比以往任何时候都更加容易。
例如，许多设备和工业边缘计算网络预计将在未来几年使用单对以太网 (SPE) 电缆。该技术已经存在多年，但公司开始看到它在构建智能网络方面的优势。
SPE 能够同时传输电力和数据，非常适合将智能传感器和联网设备连接到驱动工业网络的更强大的计算机。它的尺寸只有传统以太网电缆的一半，可以安装在更多地方，用于在同一空间内添加更多连接，并可改装到现有的电缆网络中。这使得 SPE 成为在可能不适合当前一代 WiFi 的工厂和仓库环境中构建智能网络的合理选择。
与以前的技术相比，低功耗广域网 (LPWAN) 允许将数据无线传输到连接的设备。较新的 LPWAN 发射器迭代可以运行一整年而无需更换，并且传输数据最远可达 3 公里。
甚至 WiFi 也变得更加强大。IEEE 目前正在制定的 WiFi 新标准将使用 2.4 GHz 和 5.0 GHz 无线频率，增强强度并超越当前网络的能力范围。
新的有线和无线技术提供的更大范围和多功能性使自动化在比以前更大的范围内成为可能。通过结合先进的网络技术，自动化和智能网络将在不久的将来变得更加普遍，从航空航天制造到农业。
自动化和物联网就绪机器
随着该行业继续采用更多数字技术，我们将看到制造更多为自动化和工业物联网 (IIoT) 而构建的机器。就像我们看到连接设备的增加——从智能手机到智能恒温器——制造业世界将拥抱连接技术。
随着技术的进步，智能机床和机器人技术可能会处理工业环境中更大比例的工作。尤其是在人类无法胜任的工作中，自动化机床将得到更广泛的应用。
随着越来越多的联网设备进入工厂车间，网络安全将成为人们日益关注的问题。多年来，工业黑客攻击导致了数起令人担忧的自动化系统漏洞，其中一些可能导致人员伤亡。随着 IIoT 系统变得更加集成，网络安全的重要性只会增加。
人工智能
特别是在大规模工业环境中，人工智能对机器编程的使用将会增加。随着机器和机床的自动化程度越来越高，需要实时编写和执行程序来管理这些机器。这就是 AI 的用武之地。
在机床方面，人工智能可用于监控机器用于切割零件的程序，确保它们不偏离规范。如果出现问题，AI 可以关闭机器并运行诊断，从而最大限度地减少损坏。
人工智能还可以协助机床维护，以最大限度地减少和解决问题，防患于未然。例如，最近编写了一个程序，可以检测滚珠丝杠驱动器的磨损，而这在以前必须手动完成。像这样的人工智能程序可以帮助保持机械车间更高效地运行，保持生产顺畅和不间断。
CNC 软件进步
CNC 加工中使用的计算机辅助制造 (CAM) 软件的进步可以进一步提高制造精度。CAM 软件现在允许机械师使用数字孪生——在数字世界中模拟物理对象或过程的过程。
在物理制造零件之前，可以运行制造过程的数字模拟。可以测试不同的工具集和方法，以查看可能产生最佳结果的方法。这通过节省材料和工时来降低成本，否则这些材料和工时可能会用于改进制造过程。
CAD 和 CAM 等较新版本的加工软件也被用于培训新工人，向他们展示他们正在制造的零件和他们正在使用的机器的 3D 模型，以说明概念。该软件还有助于加快处理速度，这意味着机器操作员在工作时可以减少滞后时间并获得更快的反馈。
多轴机床效率更高，但由于多个零件同时工作，它们发生碰撞的风险也更高。先进的软件降低了这种风险，从而减少了停机时间和材料损失。
机器工作更智能
未来的机床更智能、更易于联网且不易出错。随着时间的推移，通过使用由人工智能和高级软件引导的机床，自动化将变得更加容易和高效。操作员将能够通过计算机界面更轻松地控制他们的机器，并减少零件的错误率。网络进步将使智能工厂和仓库更容易实现。
工业 4.0 还能够通过减少闲置时间来提高机床在制造业务中的利用率。行业研究表明，机床主动切削金属的时间通常不到 40%，有时甚至低至 25%。分析与工具更改、程序停止等相关的数据，有助于组织确定空闲时间的原因并加以解决。这样可以更有效地使用机床。
随着工业 4.0 继续席卷整个制造业，机床也正在成为智能系统的一部分。在印度，这一概念虽然处于萌芽阶段，但正在慢慢获得动力，尤其是在朝着这个方向创新的大型机床制造商中。主要是，机床行业正在关注工业 4.0，以满足客户对提高生产率、缩短周期时间和提高质量的日益增长的需求。因此，采用工业 4.0 概念是实现使印度成为全球制造、设计和创新中心以及到 2022 年将制造业占 GDP 的比重从目前的 17% 提高到 25% 的宏伟目标的关键。
