Mercado de máquinas herramienta: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por tipo de máquina herramienta (máquinas de torneado, fresadoras, taladradoras, rectificadoras, máquinas de descarga eléctrica (EDM), máquinas de conformado (por ejemplo, prensas plegadoras, cizallas), otras (por ejemplo, máquinas de corte por láser, máquinas de corte

Descripción general del mercado

El mercado mundial de máquinas herramienta se valoró en 6.030 millones de dólares en 2022 y se prevé que proyecte un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 6,15 % hasta 2028.

Los principales fabricantes se han asociado con los principales proveedores de máquinas herramienta para transformar digitalmente sus funciones de gestión de activos. Las soluciones mejoran la colaboración entre departamentos, brindan conocimiento de la situación a través del acceso móvil y facilitan la gestión del cumplimiento normativo. Los proveedores continúan avanzando en sus soluciones a través de innovaciones en áreas como IoT, la nube y la ciberseguridad. Esto garantiza soluciones seguras, escalables e interoperables para diversas necesidades de equipos de fabricación. La I+D en curso y la creciente aceptación de las estrategias basadas en datos indican que las soluciones de máquinas herramienta desempeñarán un papel cada vez más importante en la optimización de las operaciones y la toma de decisiones en condiciones de incertidumbre. Se espera que las asociaciones y el cumplimiento de las normas emergentes sostengan el alto impulso de crecimiento de este mercado. La perspectiva a largo plazo para las máquinas herramienta sigue siendo positiva, ya que las organizaciones reconocen el valor comercial de gestionar de forma proactiva el rendimiento y los riesgos de los equipos.

Impulsores clave del mercado

Enfoque en la mejora de la productividad y la eficiencia operativa

En el competitivo panorama de fabricación actual, maximizar la productividad y la eficiencia es crucial para el éxito empresarial. Las máquinas herramienta desempeñan un papel clave al permitir la optimización de los procesos de producción. Los métodos tradicionales de supervisión manual y mantenimiento reactivo no pueden seguir el ritmo de la creciente complejidad y los objetivos de producción.

Las soluciones de máquinas herramienta abordan esto al proporcionar visibilidad en tiempo real de las métricas de rendimiento de los equipos. Los análisis avanzados descubren cuellos de botella, causas de tiempo de inactividad y problemas de capacidad en los activos distribuidos. Los modelos de mantenimiento predictivo que utilizan la fusión de sensores evitan averías inesperadas a través de la supervisión automatizada del estado. Las herramientas habilitadas para visión artificial evalúan de forma autónoma la calidad para minimizar los defectos y las repeticiones de trabajos.

Armados con inteligencia procesable, los fabricantes pueden programar de forma proactiva el mantenimiento durante los tiempos de inactividad planificados. Los diagnósticos y reparaciones remotos minimizan las interrupciones. Los flujos de trabajo automatizados garantizan el cumplimiento normativo y de seguridad para mantener el tiempo de actividad. Las capacidades de simulación y gemelo digital permiten probar las mejoras del proceso virtualmente antes de la implementación.

Como resultado, los fabricantes se benefician de cambios optimizados, menor tiempo medio de reparación, mayor utilización de activos, mejores rendimientos en el primer paso y efectividad general del equipo. Para industrias con uso intensivo de capital como la automotriz, incluso pequeñas ganancias de eficiencia se traducen en ahorros de costos sustanciales.

Con las crecientes presiones de producción, las herramientas basadas en datos se han vuelto indispensables para maximizar la productividad de manera sostenible. Su capacidad para optimizar las operaciones a escala impulsará una demanda significativa del mercado.

Adopción de tecnologías de la Industria 4.0

La Industria 4.0 ha transformado la fabricación con tecnologías avanzadas como IoT, IA, nube, realidad aumentada, fabricación aditiva y robótica. En el centro está la necesidad de herramientas, máquinas y sistemas conectados sin problemas que generen volúmenes masivos de datos en tiempo real.

Las soluciones de máquinas herramienta aprovechan estas tecnologías para brindar inteligencia aumentada. Los sensores integrados proporcionan una vista digital de 360 grados de los activos para el mantenimiento predictivo y los modelos de control de calidad. Las plataformas en la nube ofrecen procesamiento de datos escalable y alojamiento de modelos. Los protocolos IIoT garantizan la interoperabilidad entre sistemas heterogéneos.

Las aplicaciones de realidad aumentada guían a los operadores y técnicos a través de manuales, instrucciones de trabajo y reparaciones. La fabricación aditiva fabrica piezas de repuesto a pedido para minimizar los tiempos de inactividad. Los robots colaborativos mejoran la productividad y la seguridad de los trabajadores.

A medida que las tecnologías convergen, su potencial completo solo se puede alcanzar a través de plataformas centralizadas. Las máquinas herramienta surgen como la columna vertebral para extraer valor de las inversiones en la Industria 4.0 a través de información y toma de decisiones basadas en datos.

Dada la creciente competitividad, los fabricantes están ansiosos por adoptar tecnologías transformadoras. Esto posiciona a las máquinas herramienta fuertemente para ayudar a las industrias a lograr la promesa de una producción inteligente, autónoma y sostenible. Su capacidad para maximizar el ROI de la Industria 4.0 será un factor clave de la demanda.

Garantizar el cumplimiento de los estándares en evolución

Las regulaciones de fabricación se están volviendo más estrictas a nivel mundial con estándares en torno a la calidad del producto, el impacto ambiental, el uso de energía, la seguridad en el lugar de trabajo y más. El incumplimiento puede resultar en costosas sanciones, retiradas o prohibiciones en las principales economías.

Las soluciones de máquinas herramienta ayudan a abordar esto al monitorear continuamente los procesos de producción, los activos y los trabajadores para los parámetros regulatorios en tiempo real. Los flujos de trabajo automatizados garantizan que se sigan meticulosamente todos los estándares, certificaciones y mejores prácticas para mantener el cumplimiento.

Los análisis avanzados descubren patrones sutiles para identificar de forma proactiva posibles no conformidades. Las capacidades de simulación y prueba de escenarios permiten validar el cumplimiento de los nuevos procesos virtualmente antes de la implementación. El mantenimiento automatizado de registros y los registros de auditoría simplifican la demostración del cumplimiento ante los reguladores y los clientes.

A medida que las normas evolucionan rápidamente con nuevos requisitos en torno a la reducción de la huella de carbono, las prácticas de economía circular, los informes sobre minerales en conflicto, etc., se intensificará la necesidad de una gestión centralizada del cumplimiento. Las máquinas herramienta surgen como la plataforma ideal para simplificar esta complejidad a gran escala.

Principales desafíos del mercado

Recapacitación de la fuerza laboral para la adopción de la Industria 4.0

La implementación generalizada de máquinas herramienta avanzadas exige nuevos conjuntos de habilidades de los trabajadores y técnicos de la planta. Los conjuntos de habilidades tradicionales centrados en la operación manual de equipos y la resolución de problemas ahora deben hacer una transición para incluir áreas como la inteligencia artificial, los macrodatos, la nube, la ciberseguridad, la robótica y más.

Sin embargo, la recapacitación de grandes fuerzas laborales en activo presenta desafíos. No todos los trabajadores pueden estar dispuestos o ser capaces de adoptar nuevas tecnologías debido a la edad, los antecedentes educativos o la tasa de cambio. Los programas de reentrenamiento requieren inversiones sustanciales e interrupciones operativas que muchos pequeños fabricantes no pueden permitirse.

Incluso cuando se brinda capacitación, transferir nuevos conocimientos a aplicaciones del mundo real lleva tiempo. Sin orientación, los trabajadores pueden tener dificultades para contextualizar los conocimientos basados en datos o aprovechar las herramientas de realidad aumentada/realidad virtual con confianza.

Los proveedores de máquinas herramienta deben trabajar en estrecha colaboración con las instituciones educativas para desarrollar un plan de estudios estandarizado para los roles de la Industria 4.0. Los programas de certificación pueden validar los niveles de dominio. Los clientes también deben fomentar una cultura de aprendizaje continuo a través de proyectos prácticos y tutoría.

A menos que se cierre la brecha de habilidades de manera proactiva, los fabricantes no aprovecharán todo el potencial de sus inversiones en máquinas herramienta. Las habilidades obsoletas pueden socavar la adopción, las ganancias de productividad y la competitividad a largo plazo. La recapacitación sigue siendo un gran desafío organizacional.

Integración de la infraestructura heredada

La mayoría de los fabricantes operan paisajes de infraestructura heterogéneos con máquinas heredadas, controladores lógicos programables (PLC) y sistemas SCADA de múltiples épocas. La integración perfecta de las herramientas con los sistemas existentes requiere un esfuerzo considerable. Las máquinas antiguas a menudo carecen de sensores integrados para la monitorización de las condiciones. Su modernización implica costes adicionales e interrupciones de la producción. Los protocolos e interfaces varían también entre los PLC, los historiadores y otros sistemas de control. La integración de datos entre silos es un desafío debido a inconsistencias estructurales y semánticas. Las vulnerabilidades de seguridad también surgen de las brechas de la red durante la integración. Es necesario volver a validar el cumplimiento normativo. La prueba de compatibilidad y rendimiento afecta a los flujos de trabajo de producción. A menos que los activos antiguos se actualicen o eliminen de forma juiciosa, las máquinas herramienta pueden no ofrecer el valor prometido para las industrias con uso intensivo de capital. La estandarización a través de protocolos IIoT y la informática de borde puede ayudar, pero la integración completa seguirá siendo un largo camino. Esto actúa como un impedimento para los fabricantes más pequeños con presupuestos de modernización limitados. Los proveedores deben ofrecer soluciones optimizadas, servicios de consultoría y opciones de financiación para ayudar a los clientes a superar estos desafíos de infraestructura sin problemas. De lo contrario, los problemas heredados seguirán restringiendo el potencial de crecimiento del mercado.

Tendencias clave del mercado

Auge de los modelos de precios basados en resultados

Tradicionalmente, las soluciones de máquinas herramienta se vendían a los fabricantes con altas tarifas de licencia iniciales y costos adicionales por personalizaciones, capacitación, implementación y soporte continuo. Si bien este modelo de precios brindaba flexibilidad para las grandes empresas con equipos de TI dedicados para administrar las implementaciones locales, restringía el acceso para muchos fabricantes pequeños y medianos con presupuestos y recursos de TI limitados.

Sin embargo, a medida que el mercado de máquinas herramienta continúa volviéndose más competitivo, los proveedores están reconociendo la necesidad de hacer que sus soluciones sean accesibles para una base de clientes más amplia, incluidos los entornos de producción flexibles de bajo volumen. Cada vez más, están adoptando modelos de precios medidos o basados en resultados que están alineados con los resultados comerciales tangibles obtenidos por los clientes. En lugar de pagar grandes tarifas únicas, los clientes pagan en función de métricas mensurables como un mayor volumen de producción, un menor consumo de energía, mayores índices de calidad del producto, mayor tiempo de funcionamiento del equipo, menos averías y otras ganancias logradas con la ayuda de soluciones de máquinas herramienta.

Este modelo de pago por rendimiento reduce los costos iniciales y los riesgos financieros para los clientes. También elimina las barreras que impedían a los pequeños fabricantes adoptar herramientas avanzadas. Al mismo tiempo, los precios basados en resultados incentivan a los proveedores a garantizar que sus soluciones estén optimizadas para los procesos, flujos de trabajo e infraestructura únicos de cada implementación del cliente. Esto conduce a un compromiso participativo entre proveedores y clientes durante la implementación y el uso de las soluciones. A medida que se recopilan más datos de resultados operativos y de productividad a lo largo del tiempo a partir de implementaciones en vivo, los precios se pueden ajustar automáticamente en función de los niveles de rendimiento comprobados.

Se espera que este modelo comercial basado en el uso y en el que todos ganan acelere el crecimiento del mercado general de máquinas herramienta al poner las capacidades de la Industria 4.0 al alcance financiero de más empresas del segmento de tamaño pequeño y mediano. También proporciona a los proveedores un flujo de ingresos recurrentes más confiable en comparación con las tarifas de licencia únicas. Por lo tanto, la fijación de precios basada en resultados está surgiendo como un nuevo paradigma de fijación de precios popular en la industria de las máquinas herramienta.

Auge del mantenimiento predictivo habilitado por IA

Una capacidad clave que impulsa el crecimiento de las soluciones de máquinas herramienta es el mantenimiento predictivo impulsado por inteligencia artificial y algoritmos de aprendizaje automático. Estos algoritmos requieren conjuntos de datos masivos que contienen mediciones de sensores de series temporales, parámetros de proceso, registros de máquinas, registros de tiempo de inactividad y otros datos operativos recopilados de flotas de equipos durante largos períodos de tiempo en condiciones variables. Esta riqueza de datos históricos de averías y rendimiento permite a los algoritmos identificar patrones y correlaciones sutiles que los humanos pueden pasar por alto, con el fin de predecir con precisión los problemas potenciales mucho antes de que afecten los flujos de trabajo de producción.

Sin embargo, para la mayoría de los pequeños fabricantes, recopilar conjuntos de datos tan grandes de fallas y de funcionamiento hasta la falla de máquinas individuales bajo su control no es factible. Aquí es donde los modelos de aprendizaje automático alojados en la nube entrenados en datos anónimos agregados de una amplia gama de activos industriales conectados resultan valiosos. Los proveedores están aprovechando conjuntos de datos compartidos que contienen patrones de uso de equipos de miles de clientes globales para mejorar continuamente la precisión predictiva de sus modelos de IA/ML. Los modelos entrenados con datos agrupados de un conjunto diverso de máquinas en diferentes industrias y geografías pueden detectar signos sutiles de deterioro del equipo que los modelos de un solo cliente pueden pasar por alto.

Las soluciones avanzadas de máquinas herramienta ahora analizan los flujos de sensores multidimensionales de alta frecuencia, los parámetros de proceso, los registros de la máquina y otros datos operativos utilizando estos modelos entrenados en la nube. Pueden detectar anomalías que indiquen fallas inminentes de componentes, desviaciones del proceso o averías de la máquina con días o incluso semanas de anticipación. Estas predicciones de largo alcance ayudan al personal de mantenimiento a planificar reparaciones justo a tiempo sin interrumpir los cronogramas de producción. Las herramientas de realidad aumentada y virtual ayudan aún más a la resolución de problemas a distancia y la orientación de los técnicos en el sitio. Las actualizaciones inalámbricas también ayudan a optimizar continuamente el rendimiento de la máquina en el campo. A medida que los modelos de IA maduren con más datos con el tiempo, impulsarán el equipo hacia una mayor eficiencia, rendimiento y tiempo de actividad a través de correcciones de procesos automatizadas, rutinas de mantenimiento basadas en la condición y resolución de problemas remota autónoma. El mantenimiento predictivo impulsado por IA basada en la nube es, por lo tanto, un importante impulsor de la industria de las máquinas herramienta.

Personalización a través de ecosistemas abiertos y minoristas de aplicaciones

Si bien las soluciones estandarizadas de máquinas herramienta brindan un buen punto de partida para digitalizar los flujos de trabajo de fabricación, ningún proveedor puede abordar por sí solo todas las necesidades únicas y cambiantes del entorno de producción especializado, la infraestructura heredada y los objetivos estratégicos de cada cliente. Las soluciones puntuales a menudo carecen de la flexibilidad necesaria para la integración y la extensión personalizadas. Al mismo tiempo, los altos costos involucrados en la construcción de sistemas totalmente personalizados desde cero impiden que muchos fabricantes extraigan el máximo valor de sus inversiones.

Para superar estos desafíos, los proveedores de máquinas herramienta ahora están adoptando ecosistemas abiertos y redes de socios. Proporcionan a los fabricantes acceso a minoristas de aplicaciones y mercados que contienen una colección creciente de soluciones complementarias especializadas pero interoperables validadas para funcionar sin problemas con sus plataformas base. Los clientes pueden elegir libremente los mejores componentes de varios proveedores independientes para ensamblar configuraciones adaptadas a sus requisitos específicos. Las arquitecturas de productos modulares también simplifican la integración de estas herramientas complementarias y fuentes de datos sin actualizaciones disruptivas.

Las API estandarizadas y los kits para desarrolladores permiten a los clientes personalizar interfaces, crear aplicaciones patentadas aprovechando datos de máquinas herramienta o encargar integradores de sistemas para requisitos complejos y personalizados. Un enfoque abierto basado en estándares de interoperabilidad está reemplazando el bloqueo propietario, lo que permite que las máquinas herramienta actúen como una columna vertebral de integración para varias soluciones de primera clase.

Se espera que este cambio hacia arquitecturas abiertas y personalizables acelere las tasas de adopción. Proporciona a los fabricantes una flexibilidad sin precedentes para optimizar sus implementaciones en torno a un núcleo modular, al tiempo que agrega soluciones especializadas a medida que sus necesidades y estrategias de fabricación evolucionan con el tiempo. Los proveedores también se benefician de un ecosistema ampliado de socios que mejora el valor general de sus ofertas. La apertura será una tendencia definitoria que dará forma al panorama de las máquinas herramienta.

Información segmentaria

Información sobre el tipo de máquina herramienta

Las máquinas de torneado dominaron el mercado mundial de máquinas herramienta en 2022, capturando más del 30% de la participación general en los ingresos. El torneado es un proceso de eliminación de material que utiliza una herramienta de corte de una sola punta para cortar material no deseado de una pieza de trabajo giratoria para producir un objeto axisimétrico con un buen acabado superficial. Sigue siendo el método de mecanizado más utilizado para producir piezas cilíndricas y otras piezas rotacionalmente simétricas en todas las industrias.

Los tornos son versátiles y pueden fabricar una variedad de componentes, desde geometrías simples hasta complejas, en grandes volúmenes. Se utilizan comúnmente en los sectores de la automoción, la aeroespacial, los dispositivos médicos y otros sectores de fabricación para producir ejes, cilindros, bujes, engranajes y otras piezas rotacionales. Los bajos tiempos de preparación y las altas tasas de producción que se logran con los tornos los hacen muy adecuados para entornos de producción en masa. Además, la disponibilidad de una amplia gama de centros de torneado avanzados equipados con capacidades multitarea, cambiadores de herramientas automatizados y sistemas de medición integrados está impulsando una mayor adopción. Se espera que la creciente demanda de componentes torneados de las industrias de uso final en expansión, así como la necesidad de mejorar la productividad, mantengan el dominio de los tornos durante el período de pronóstico.

Información sobre el material de las herramientas

Las herramientas de carburo dominaron el mercado mundial de máquinas herramienta en 2022 por material de herramientas, representando más del 40% de la participación de los ingresos generales. Las herramientas de carburo están hechas de carburo de tungsteno, que es uno de los materiales más duros que se encuentran en las herramientas de corte. Ofrecen una alta resistencia al desgaste, fuerza y dureza en comparación con otros materiales para herramientas como el acero de alta velocidad.

Las herramientas de carburo pueden mecanizar una variedad de metales y no metales a altas velocidades y avances. Mantienen su filo afilado durante mucho tiempo y proporcionan un mejor acabado de la superficie incluso durante cortes interrumpidos. Como resultado, las herramientas de carburo son capaces de lograr altas tasas de eliminación de material y niveles de productividad. Su capacidad para mecanizar a velocidades de corte más altas también se traduce en tiempos de ciclo reducidos. Además, las herramientas de carburo no requieren un afilado o afilado frecuente en comparación con otros materiales para herramientas. Esto reduce los costos de herramientas y el tiempo de inactividad para los operadores. La creciente complejidad de los componentes mecanizados y la necesidad de tolerancias más estrictas están impulsando aún más la demanda de herramientas de carburo en industrias como la automotriz, la aeroespacial y la fabricación de matrices y moldes. Con su desempeño superior y ventajas de costo sobre las alternativas, se espera que las herramientas de carburo sigan dominando el mercado de máquinas herramienta durante el período de pronóstico...

Perspectivas regionales

Asia Pacífico dominó el mercado mundial de máquinas herramienta en 2022, representando más del 40% de los ingresos totales. China, Japón, India, Corea del Sur y otras naciones en desarrollo son los principales contribuyentes a la gran participación de la región.

Asia Pacífico se ha convertido en el centro de fabricación más grande del mundo, impulsado por un fuerte crecimiento en industrias como la automotriz, la electrónica, la maquinaria y el equipo pesado. La región alberga una gran cantidad de fabricantes de equipos originales de máquinas herramienta, así como industrias de uso final con enormes capacidades de fabricación. Ha sido testigo de una rápida industrialización y grandes inversiones de capital en instalaciones de fabricación avanzadas en los últimos años. Además, las iniciativas gubernamentales que promueven "Make in India" y "Made in China 2025" están fomentando la producción local y la sustitución de importaciones.

El gran sector manufacturero y la creciente adopción de la automatización industrial en Asia Pacífico han impulsado la demanda de máquinas herramienta. La disponibilidad de mano de obra calificada de bajo costo y la proximidad a los mercados de uso final le dan a la región una ventaja competitiva sobre otras regiones. Además, los fabricantes de máquinas herramienta están expandiendo su presencia en Asia para satisfacer la creciente demanda local. Esto, junto con las crecientes inversiones en tecnologías de la Industria 4.0, apuntan hacia el dominio sostenido de Asia Pacífico en el mercado global de máquinas herramienta durante el período de pronóstico.

Desarrollos recientes

• En junio de 2022, Doosan MachineTools anunció la expansión de su planta de fabricación en India. La nueva planta se centrará en la producción de tornos CNC y centros de mecanizado para satisfacer la creciente demanda de los sectores automotriz y de ingeniería nacionales.
• En mayo de 2022, DMG Mori adquirió una participación mayoritaria en Metalcraft Engineering, un fabricante de máquinas de torneado CNC. Esto amplía la cartera de productos y la presencia de DMG Mori en el mercado indio.
• En abril de 2022, Yamazaki Mazak lanzó el centro de torneado multitarea QUICK TURN SMART 250SY. Presenta un diseño compacto para la producción de lotes pequeños y funciones integradas basadas en IA para la optimización automatizada del mecanizado.
• En marzo de 2022, AMADA abrió un nuevo centro de capacitación técnica en Michigan, EE. UU., para capacitar a los clientes y respaldar las iniciativas de transformación digital. El centro ofrecerá capacitación práctica en tecnologías de fabricación de chapa metálica.
• En febrero de 2022, Okuma America amplió su presencia al adquirir Cincinnati Inc., un proveedor de máquinas herramienta, automatización y soluciones de fabricación aditiva.
• En enero de 2022, Komatsu lanzó su nuevo sistema de producción de celdas GRACE con vehículos guiados autónomos y control de calidad integrado basado en IA. inspección.
• En diciembre de 2021, Hyundai WIA adquirió el fabricante alemán de máquinas herramienta DMG Mori para obtener acceso a tecnologías de fabricación avanzadas.
• En noviembre de 2021, Makino lanzó nuevos centros de mecanizado vertical de 5 ejes con cambiadores de herramientas automatizados integrados y envolventes de trabajo ampliados.

Actores clave del mercado

• AMADA HOLDINGS CO., LTD.
• DMG MORI CO., LTD.
• TRUMPF GRUPO
• Corporación JTEKT
• Komatsu Ltd
• Corporación Okuma
• Doosan Machine Tools Co., Ltd
• Máquina fresadora Makino Co., Ltd
• Corporación Hyundai WIA
• Grupo CHIRON SE