Mapa Drogowa Rozwoju Rynków i Technologii: Precyzyjna Obróbka

Mapa Drogowa Rozwoju Rynków i Technologii:

Precyzyjna Obróbka Materiałów w Polsce

(Business and Technology Roadmap)

Grudzień 2015

2

Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

Opracowanie przygotowane dla przedsiębiorców, jednostek naukowych, Ministerstwa Gospodarki

oraz samorządów wojewódzkich w ramach Procesu Przedsiębiorczego Odkrywania - Smart Labs

Niniejsze opracowanie (tzw. Business and Technology Roadmap, „BTR”) sporządzone

zostało w ramach projektu dotyczącego tzw. Procesu Przedsiębiorczego Odkrywania (PPO)

prowadzonego przez Bank Światowy na zlecenie Ministerstwa Gospodarki. Powstało ono

w rezultacie pilotażowego wdrożenia Smart Labs, warsztatów dla przedsiębiorców,

jednostek naukowych i samorządowców. Zadaniem niniejszego dokumentu jest

zilustrowanie metodologii analitycznego podejścia do oceny branżowych inicjatyw

powstających podczas Smart Labów tak, aby umożliwić władzom lokalnym i krajowym

podjęcie decyzji o udzieleniu danej aktywności gospodarczej wsparcia ze środków

przeznaczonych na innowacje w obecnej perspektywie unijnej. W szczególności raport

może służyć jako element merytorycznej debaty o nadaniu danej aktywności gospodarczej

statusu krajowej lub regionalnej Inteligentnej Specjalizacji.

Opinie wyrażone w niniejszym BTR są opiniami autorów raportu i jako takie nie

odzwierciedlają poglądów Banku Światowego na temat perspektyw rozwoju danej

branży. Bank Światowy nie ponosi odpowiedzialności za opinie wyrażane w niniejszym

opracowaniu.

4


SPIS TREŚCI

ORGANIZATIONAL/MANAGERIAL ROADMAP OF THE INITIATIVE ................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

PODSUMOWANIE............................................................................................................................................. 7

SŁOWNIK PODSTAWOWYCH POJĘĆ .................................................................................................................. 9

1. MAPA DROGOWA ROZWOJU TECHNOLOGII (BTR) W PROCESIE PRZEDSIĘBIORCZEGO ODKRYWANIA

(PPO) ................................................................................................................................................... 12

1.1. ELEMENTY PROCESU PRZEDSIĘBIORCZEGO ODKRYWANIA ................................................................................... 12 1.2. MAPA DROGOWA ROZWOJU TECHNOLOGII BRANŻY PRECYZYJNEJ OBRÓBKI MATERIAŁÓW JAKO RESULTAT SL ORAZ CELE

BTR 13

2. DEFINICJA I ZAKRES TEMATYCZNY BTR ................................................................................................ 15

3. CHARAKTERYSTYKA BRANŻY ............................................................................................................... 16

3.1. ZAKRES TEMATYCZNY I CHARAKTERYSTYKA SEKTORA OBRÓBKI MATERIAŁÓW NA ŚWIECIE ........................................... 16 3.2. TRENDY BRANŻY MASZYN I NARZĘDZI MECHANICZNYCH (PKD 28.4)..................................................................... 18 3.3. TRENDY GLOBALNE BRANŻY MASZYN DO OBRÓBKI METALI (PKD 28.41) ............................................................... 19

3.3.1. Czołowi exporterzy i importerzy obrabiarek metalu ................................................................... 21 3.3.2. Pozycja europejskiej branży maszyn obróbki metali ................................................................... 22

3.4. KONKURENCYJNOŚĆ EUROPEJSKICH PRODUCENTÓW ORAZ ŁAŃCUCH WARTOŚCI PRODUKCJI MASZYN DO PREZYCYJNEJ

OBRÓBKI MATERIAŁÓW ............................................................................................................................................ 23 3.5. ŚWIATOWI PRODUCENCI MASZYN CNC ........................................................................................................... 25 3.6. ŚWIATOWE TRENDY W UNOWOCZEŚNIANIU PARKÓW MASZYNOWYCH W GOSPODARKACH POPRZEZ WYKORZYSTANIE

ROBOTÓW PRZEMYSŁOWYCH ..................................................................................................................................... 26

4. POZYCJA I POTENCJAŁ POLSKI W BRANŻY OBRÓBKI MATERIAŁÓW ..................................................... 29

4.1. DEFINICJA ZAKRESU BTR ............................................................................................................................. 29 4.2. ANALIZA BRANŻY OBRABIAREK Z PERSPEKTYWY ŁAŃCUCHA WARTOŚCI BRANŻY ........................................................ 30 4.3. POZIOM AUTOMATYZACJI POLSKIEJ GOSPODARKI .............................................................................................. 31 4.4. CHARAKTERYSTYKA POLSKIEJ BRANŻY PRODUCENTÓW MASZYN CNC .................................................................... 33

4.4.1. Charakterystyka branży według oficjalnych klasyfikacji ............................................................. 33 4.4.2. Charakterystyka branży według jej przedstawicieli .................................................................... 37

4.5. CECHY RYNKU DOSTAWCÓW USŁUG ............................................................................................................... 38 4.6. CHARAKTERYSTYKA BRANŻY OBRABIAREK W ODNIESIENIU DO INNYCH SEKTORÓW PRZEMYSŁU PRZETWÓRCZEGO ........... 41

5. WYDATKI NA B+R, POTENCJAŁ IP I JAKOŚĆ POLSKIEJ BAZY NAUKOWEJ W OBSZARACH

NOWOCZESNYCH MATERIAŁÓW I TECHNOLOGII ICH OBRÓBKI ........................................................... 43

5.1. SZACOWANIE WARTOŚĆ WYDATKÓW NA B+R .................................................................................................. 43 5.2. JAKOŚĆ POLSKIEGO SEKTORA NAUKOWEGO W BRANŻY ....................................................................................... 43 5.3. POTENCJAL POLSKICH UCZELNI W BRANŻY ........................................................................................................ 45

6. ZNACZENIE SEKTORA DLA POLSKIEJ GOSPODARKI ............................................................................... 47

6.1. MOCNE I SŁABE STRONY BRANŻY W POLSCE ..................................................................................................... 48

7. KIERUNKI INNOWACJI W BRANŻY (POTENCJAŁ INNOWACJI TYPU DISRUPTIVE CHANGE) .................... 50

8. PROPONOWANY PROGRAM ROZWOJU BRANŻY W POLSCE – KIERUNKI I GŁÓWNE INICJATYWY ........ 55

8.1. ROZWÓJ PROGRAMU TRZECH HORYZOTÓW...................................................................................................... 55 8.2. REALIZACJA PROGRAMU TRZECH HORYZOTÓW .................................................................................................. 57

9. REALIZACJA PROGRAMU BTR .............................................................................................................. 59

9.1. SZACOWANE INWESTYCJE ............................................................................................................................. 59 9.2. KLUCZOWE CZYNNIKI SUKCESU ...................................................................................................................... 61

5


9.3. OCZEKIWANE EFEKTY W DŁUGIM TERMINIE (5-LETNI HORYZONT CZASOWY) ........................................................... 61

10. PODSUMOWANIE ................................................................................................................................ 63

Spis Ilustracji

Ilustracja 1. Główne elementy procesu przedsiębiorczego odkrywania ............................................................... 12 Ilustracja 2 Process tworzenia BTR w kontekście procesu Smart Lab ................................................................... 13 Ilustracja 3 Punkty odniesienia w próbie definicji branży obrabiarek CNC ........................................................... 18 Ilustracja 4 Wartość produkcji maszyn i narzędzi mechanicznych, 2013 .............................................................. 19 Ilustracja 5 Wartość dodana oraz zatrudnienie w sektorze produkcji maszyn i narzędzi mechanicznych, 2013 . 19 Ilustracja 6 Światowa produkcja i popyt na maszyny do obróbki metali .............................................................. 20 Ilustracja 7 Czołowi producenci i konsumenci maszyn do obróbki metali ............................................................ 20 Ilustracja 8 Najwięksi globalni nabywcy maszyn obróbki metali [miliony USD, ceny realne] ............................... 21 Ilustracja 9 Korelacja pomiędzy produkcją przemysłową i zamówieniami obrabiarek do metalu (tzw. Machine

Tools) .................................................................................................................................................... 21 Ilustracja 10 Czołowi exporterzy i importerzy branży obrabiarek metali.............................................................. 22 Ilustracja 11 Produkcja maszyn do obróbki metali przez producentów stowarzyszonych w Europejskim

Stowarzyszeniu Branży Obrabiarek (CECIMO),% .................................................................................. 23 Ilustracja 12 Liderzy branży maszyn CNC pod względem sprzedaży (2014) (w mld USD) ..................................... 25 Ilustracja 13 Prognoza globalnej sprzedaży branży maszyn CNC (według ARC) ................................................... 25 Ilustracja 14 Lokalizacja robotów przemysłowych w tysiącach jednostek (prognoza na 2017 rok wobec stanu na

2014) .................................................................................................................................................... 26 Ilustracja 15 Gęstość występowania robotów przemysłowych na 10 tys. pracownikow w przemyśle, 2014 ...... 27 Ilustracja 16 Główne sektory przemysłowe będące odbiorcami robotów przemysłowych, 2013 ........................ 28 Ilustracja 17 Schemat wytwarzania przy użyciu metod przyrostowych ................................................................ 29 Ilustracja 18 Fanuc RoboNano Alfa ....................................................................................................................... 30 Ilustracja 19 Łańcuch wartości (Value Chain) branży precyzyjnej obróbki materiałów (CNC) .............................. 31 Ilustracja 20 Polski park maszynowy: zainstalowane roboty przemysłowe i centra obróbkowe ......................... 32 Ilustracja 21 Wynagrodzenie brutto (PLN) w polskim sektorze producentów maszyn i narzędzi ........................ 33 Ilustracja 22 Liczba aktywnych podmiotów z branży producentów obrabiarek (2010-2014) .............................. 34 Ilustracja 23 Charakterystyka przedsiębiorstw w polskiej branży producentów maszyn i narzędzi mechanicznych

(2014) ................................................................................................................................................... 34 Ilustracja 24 Wartość sprzedaży polskiej branży obróbki materiałów .................................................................. 35 Ilustracja 25 Produkcja obrabiarek do metali ze sterowaniem numerycznym ..................................................... 35 Ilustracja 26 Ranking wiodących firm – polskich producentów maszyn i urządzeń .............................................. 36 Ilustracja 27 Frezarka CNC firmy Haas: standard nowoczesnej branży obróbki materiałów ................................ 38 Ilustracja 28 Cechy branży obrabiarek w porównaniu z innymi branżami polskiego przemysłu. ......................... 41 Ilustracja 29 Dynamika zarejestrowanych patentów i wzorów przemysłowych w Polsce (2010-2014) ............... 43 Ilustracja 30 Ranking krajów europejskich w liczbie cytowań w dziedzinie „Inżynieria przemysłowa

i produkcyjna” (2014) ........................................................................................................................... 44 Ilustracja 31 Ranking krajów Europy w jakości i znaczenie sektora naukowego w dziedzinie „Inżynieria

przemysłowa i produkcyjna” (2014) – Indeks H ................................................................................... 45 Ilustracja 32 Porównanie kosztów jednostkowych technologii addytywnych („AM”) versus tradycyjnych

technologii wtryskiwania („Injection Molding” lub „IM”) .................................................................... 52 Ilustracja 33 Historia i prognoza procesów adopcji technologii addytywnych ..................................................... 54 Ilustracja 34 Prognoza globalnej sprzedaży urządzeń 3DP [mld USD] .................................................................. 54 Ilustracja 35 Trzy horyzonty prac B+R i komercjalizacyjnych polskiej branży precyzyjnej obróbki materiałów ... 55

6


SPIS TABEL

Tabela 1 Strategiczne znaczenie branży precyzyjnej obróbki materiałów (CNC) .................................................. 17 Tabela 2 Definicja branży precyzyjnej obróbki materiałów (CNC) ........................................................................ 18 Tabela 3 Konkurencyjność i zagrożenia europejskich producentów obrabiarek .................................................. 23 Tabela 4 Bariery wejscia i cechy łańcucha wartości produkcji obrabiarek metali CNC ......................................... 24 Tabela 5 Przychody branży obróbki materiałów ................................................................................................... 35 Tabela 6 Analiza SWOT polskiej branży CNC ......................................................................................................... 48

7


Podsumowanie

Celem niniejszego opracowania jest analiza potencjału gospodarczego opartego o B+R i innowacje

branży maszyn CNC (maszyn sterowanych komputerowo, ang. Computer Numerical Control) w

Polsce, która ma być elementem debaty o nadaniu CNC statusu krajowej lub regionalnej inteligentnej

specjalizacji. Dodatkowym celem opracowania jest zarysowanie możliwych scenariuszy rozwoju

sektora maszyn CNC w latach 2016-2020, oraz oszacowanie wielkości potrzebnego wsparcia dla jego

rozwoju.

W kontekście niniejszego BTR branżę precyzyjnej obróbki materiałów (CNC) definiuje się w ujęciu

rozszerzonym, które można opisać w kategoriach łańcucha wartości, na który składają się: (1)

producenci maszyn do obróbki materiałów (nie tylko metali, ale też innych materiałów); (2) dostawcy

kluczowych technologii (w oparciu o które producenci maszyn konkurują ze sobą); oraz (3) klienci, w

tym w szczególności firmy będące dostawcami usług obróbki w oparciu o zakupione maszyny.

Z analizy wynika, że obszar maszyn CNC posiada duży potencjał wzrostu opartego o B+R i innowacje,

który może bazować na mocnych stronach polskiego sektora obróbki materiałów i nauki. Rozwój

sektora maszyn CNC ma szczególne znaczenie ze względu na wszechstronne zastosowania tych

maszyn w całym przemyśle, który stanowi prawie 20 % polskiego PKB. Nowe, bardziej precyzyjne,

wydajne i efektywne maszyny CNC pozwolą na produkcję bardziej wydajnych narzędzi i całych linii

produkcyjnych dla większości branż przemysłu, w tym przede wszystkim branż motoryzacyjnej,

maszynowej, elektronicznej i obróbki metali.

Zilustrowane w BTR przykłady potwierdzają, że wydajniejsze maszyny CNC mogłyby znacząco

podnieść wydajność pracy w większości branż przemysłowych. Podnoszenie wydajności i

unowocześnianie przemysłu jest nieodzowne mając na uwadze ciągle jeszcze niski poziom

automatyzacji w porównaniu do średniej światowej. Silna branża producentów maszyn dałaby

możliwość dalszego podnoszenia konkurencyjności polskiego przemysłu i jego potencjału

eksportowego. Przy ostrożnych założeniach, że dzięki zastosowaniu nowoczesnych urządzeń CNC,

udałoby się podnieść poziomwydajności pracy w podstawowych branżach będącymi odbiorcami

maszyn CNC o 10 %, przyniosłoby to Polsce korzyści w postaci 0,5 % dodatkowego wzrostu PKB

wartego 9 mld PLN.

Analiza światowego i europejskiego rynku wskazuje na dynamiczny wzrost globalnej konsumpji

maszyn CNC, obrabiarek i robotów przemysłowych. Rynek na urządzenia do obróbki CNC rośnie w

szybszym tempie niż wzrost światowego PKB. Światowy rynek producentów maszyn CNC do obróbki

materiałów jest zdominowany przez kilkudziesięciu graczy, którzy sprzedają rocznie maszyny za

ponad 30 mld USD, osiągając marże przekraczające 50%. Głównymi producentami i odbiorcami

maszyn CNCsą najbardziej rozwinięte gospodarki świata. Szacunki wskazują, że polscy producenci

maszyn CNC sprzedają rocznie maszyny o wartości około 1 mld PLN, co stanowi prawie 1%

globalnego rynku.

BTR konkluduje, iż branża maszyn CNC reprezentuje dobry przykład zastosowania zaawansowanych

technologii w przemyśle. Jest branżą pro-eksportową (2/3 produkcji jest eksportowana),

przyszłościową (szczególnie w kontekście nowych, rewolucyjnych technologii takich jak technologie

addytywne) i ma ogromne znaczenie (dziś i jutro) dla gospodarki narodowej i na poziomie regionów.

Polscy przedsiębiorcy – producenci maszyn CNC i firmy z szeroko rozumianego łańcucha wartości

8


branży – wykazują się dużą aktywnością w pozyskiwaniu funduszy na działalność B+R, a najszybciej

rosnący segment rynku (technologie addytywne), wydaje się stawać polską specjalnością (na razie

głównie w aplikacjach B2C). Przesłanki te uprawdopodobniają scenariusz, w którym skoncentrowany

program inwestycji publicznych i prywatnych w 10 sektor doprowadzi do sukcesu w postaci

dołączenia polskich producentów do „czołówki peletonu” tej ważnej dla gospodarki świata branży.

Analiza rynku maszyn CNC potwierdza właściwy wybór inteligentnej specjalizacji na poziomie

krajowym pt. „automatyka i robotyka”. Pozwala ona również na bardziej prezycyjne zdefiniowanie tej

specjalizacji, ze szczególnym uwzględnieniem segmentu produkcji maszyn CNC i technologii

wspomagających (np. technologie prezentacji i pomiarów przestrzennych, technologie laserów

światłowodowych, oprogramowanie kontrolerów, etc.1).

BTR proponuje wsparcie sektora maszyn CNC w ramach trzech równoległych działań, krótko-,

średnio- i długoterminowych. Celem tych działań jest: 1) w okresie do 2017 roku stworzenie na bazie

najlepszych dostępnych komponentów i rozwiązań jakościowo nowej generacji konkurencyjnych

jakościowo i cenowo maszyn; 2) w okresie do 2018-19 roku stworzenie całkowicie „polskiej”

generacji maszyn o wiodących parametrach w „nietradycyjnych” technologiach w średnim

horyzoncie czasowym; 3) oraz w okresie do 2020 oku sstworzenie zupełnie nowych maszyn o

nieistniejących dziś funkcjonalnościach.

Szacowana wielkość inwestycji w program to około 1 mld PLN w latach 2016-2020, przy wkładzie

sektora publicznego w wysokości ok. 480 mln PLN. Wydaje się, że dzięki wzmocnieniu istniejących

polskich producentów na rynku maszyn CNC powinno powstać kilka nowych przedsiębiorstw

globalnie eksportujących polskie rozwiązania. Ponadto, dzięki pozytywnym efektom zewnętrznym

(tzw. spillover effects), oraz że inwestycja publicznych pieniędzy w stworzenie nowoczesnej branży

producentów maszyn CNC do obróbki materiałów będzie miała atrakcyjny zwrot.

1 http://cordis.europa.eu/result/rcn/90174_pl.html

9


Słownik podstawowych pojęć

Computer Numerical Control (CNC) - komputerowe sterowanie numeryczne (sterowanie numeryczne

maszyn i urządzeń). Urządzenie sterujące ruchem maszyny, programowalne w formacie numerycznego

adresowania, składające się z procesora, interfejsu, urządzeń wejść i wyjść, oprogramowania oraz

ewentualnych urządzeń peryferyjnych.

Computer Aided Design (CAD) - komputerowo wspomagane projektowanie. Komputerowe środowiska

graficzne dla szerokiego wachlarza czynności projektowych, pozwalające na szybkie tworzenie projektów i

kreślenie planów. Programy komputerowe typu CAD są używane przede wszystkim przez inżynierów i

techników i wymagają zastosowania wydajnych komputerów.

Computer Aided Engineering (CAE) - komputerowo wspomagane konstruowanie. Zastosowanie

komputerów we wszystkich fazach projektowania technicznego. W odróżnieniu od CAD obejmuje również

projektowanie pojęciowe i analityczne.

Computer Aided Manufacturing (CAM) - komputerowo wspomagane wytwarzanie. Stosowanie

technologii komputerowych do generacji danych sterujących częścią lub całością procesów

przemysłowych.

Obrabiarka to maszyna do kształtowania przedmiotów z różnych materiałów konstrukcyjnych za pomocą

zamocowanych w niej narzędzi. W zależności od metody kształtowania przedmiotów na obrabiarce

rozróżnia się obrabiarki do obróbki plastycznej i skrawające. Obrabiarki skrawające są stosowane do

nadawania obrabianemu przedmiotowi wymaganego kształtu przez oddzielenie nadmiaru materiału w

postaci wiórów. Do obrabiarek tych należą: tokarki, wiertarki, frezarki, strugarki, szlifierki i inne.

Obrabiarka może w czasie jednego cyklu korzystać z wielu narzędzi automatycznie podawanych do

wrzeciona zależnie od potrzeb. Jedna maszyna może np. wiercić, frezować, gwintować, rozwiercać.

Sterowanie takiej maszyny powierzone jest systemom sterowania CNC. Jest to najbardziej wydajny system

sterowania stosowany w obróbce skrawaniem. Rozróżnia się podstawowe sposoby obróbki skrawaniem:

Toczenie - przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy, narzędzie zaś (nóż tokarski) przesuwa się równoległe do osi obrotu przedmiotu lub prostopadle do niej, bądź wykonuje oba te ruchy łącznie. Toczenie stosuje się głównie w celu otrzymania powierzchni walcowatych, stożkowatych lub kulistych.

Struganie - przedmiot i narzędzie wykonują ruchy prostoliniowe, stosuje się je przede wszystkim do wykonywania płaszczyzn.

Wiercenie - narzędzie (wiertło) wykonuje ruch obrotowy i jednocześnie prostoliniowy postępowy ruch posuwowy. Ten rodzaj obróbki służy do wykonywania otworów.

Frezowanie - narzędzie (frez) wykonuje ruch obrotowy, przedmiot obrabiany przesuwa się prostoliniowo. Przedmiot może wykonywać również ruch prostoliniowy obrotowy jednocześnie.

Szlifowanie - narzędzie (ściernica) wykonuje szybki ruch obrotowy. Przedmiot obrabiany porusza się bądź ruchem prostoliniowym (szlifowanie płaszczyzn), bądź obrotowym (szlifowanie powierzchni walcowych).

Oprócz podanych sposobów obróbki skrawaniem znane są inne np. dłutowanie, przeciąganie, gładzenie, dogładzanie, docieranie.

Frezarka jest jedną z najczęściej stosowanych obrabiarek do metali i tworzyw sztucznych. Wszystkie

frezarki można podzielić na trzy podstawowe grupy frezarki ogólnego przeznaczenia, frezarki

specjalizowane, frezarki specjalne.

Tokarka jest obrabiarką skrawającą stosowaną do toczenia przedmiotów. Poza toczeniem można

wykonywać operacje: wytaczania, wiercenia, rozwiercania, przecinania, radełkowania, a z użyciem

dodatkowych przyrządów również frezowania i szlifowania.

Frezowanie jest jednym z często stosowanych najbardziej wydajnych sposobów obróbki skrawaniem,

polegających na oddzieleniu warstwy materiału za pomocą obracającego się narzędzia (freza) na

obrabiarce zwanej frezarką. Frezowaniem można obrabiać płaszczyzny, powierzchnie krzywoliniowe,

10


gwinty, koła zębate itp.

Struganie to obrabianie powierzchni płaskich. Prostoliniowy ruch noża względem przedmiotu składa się z

ruchu roboczego o mniejszej prędkości i ruchu jałowego (powrotnego) o większej prędkości. Ruch

posuwowy, czyli przesuw narzędzia względem przedmiotu w kierunku poprzecznym, jest ruchem

przerywanym i następuje po zakończeniu każdego ruchu jałowego w ruch roboczy.

Wiercenie to sposób obróbki skrawaniem polegający na wykonywaniu otworów w pełnym materiale za

pomocą narzędzia zwanego wiertłem, które wykonuje ruch obrotowy i ruch posuwowy wzdłuż osi obrotu.

Wiercenie można wykonywać wzdłuż linii traserskich lub w przyrządzie wiertarskim.

Rozwiercanie to sposób obróbki skrawaniem narzędziami wieloostrzowymi, zwanymi rozwiertakami,

polegający na powiększeniu średnicy otworu wywierconego. W czasie obróbki rozwiertak wykonuje ruchy

obrotowy i posuwowy wzdłuż osi obrotu. Celem rozwiercania jest uzyskanie otworu o żądanej dokładności

i chropowatości powierzchni, niedającej się uzyskać wiertłami.

Spiekanie proszków ceramicznych lub metalicznych jest zjawiskiem zachodzącym samorzutnie wraz z

podniesieniem temperatury, którego kierunek jest ustalony przez spadek entalpii swobodnej, towarzyszący

zmniejszeniu się rozwinięcia powierzchni swobodnych układu. Dzięki temu zbiór stykających się ze sobą

drobnych ziaren wiąże się wzajemnie po podgrzaniu do odpowiedniej temperatury niższej od potrzebnej

do ich stopienia (0,4-0,85 bezwzględnej temperatury topnienia). Wiązaniu ziaren towarzyszy skurcz całego

układu i przejście sypkiego lub słabo związanego proszku w lity, wytrzymały polikryształ. Zmiany te są

wynikiem przenoszenia masy, które polega w pierwszym przypadku na przemieszczaniu się całych ziaren

względem siebie, zaś w drugim przypadku na wędrówce pojedynczych atomów i molekuł w fazie ciekłej

oraz gazowej. W każdym z tych przypadków zachodzi ukierunkowany transport masy, co oznacza, że w

układzie działają siły i naprężenia, które wywołują przemieszczanie się ziaren i atomów w określonym

kierunku. Każdy z tych mechanizmów dominuje w innym zakresie temperatur.

Szlifowanie jest to obróbka skrawaniem za pomocą tarcz ściernych zwanych ściernicami. Szlifowanie ma na

celu nadanie obrabianym powierzchniom żądanej gładkości. Obrabiarki przeznaczone do obróbki za

pomocą ściernic nazywają się szlifierkami.

Obróbka skrawaniem to rodzaj obróbki ubytkowej polegający na zdejmowaniu (ścinaniu) małych części

obrabianego materiału zwanych wiórami.

Obróbka wiórowa to rodzaj obróbki skrawaniem polegający na usuwaniu nadmiaru materiału narzędziami

skrawającymi, których ostrza mają zdefiniowaną geometrię, a ich liczba jest ustalona. Oddzielony w czasie

obróbki naddatek materiału zamieniony zostaje na wióry, a wykonywany proces przeprowadza się na

obrabiarkach.

Obróbka ubytkowa to rodzaj obróbki materiałów metalowych i innych polegający na nadawaniu

określonych cech (kształtu, wymiarów, chropowatości) poprzez usuwanie nadmiaru materiału, czyli

naddatku.

Obróbka ścierna to rodzaj obróbki skrawaniem, w której narzędziem skrawającym są ziarna ścierne luźne

albo w postaci pasty, tarczy, osełki, papieru lub płótna ściernego. Liczba ostrzy skrawających i ich

geometria są niezdefiniowane. Obróbka ścierna charakteryzuje się najczęściej bardzo małą głębokością

skrawania.

Klasyfikacja obróbki ściernej ze względu na rodzaj używanego narzędzia:

Obróbka erozyjna to rodzaj obróbki danego materiału, która polega na usunięciu określonej części

materiału, przy jednoczesnym wykorzystaniu w tym procesie wszelkich zjawisk erozyjnych. Obróbka

erozyjna jest stosowana do kształtowania materiałów bardzo trudno skrawalnych oraz nieskrawalnych. Ten

proces jest wykonywany na drążarkach.

Obróbka Elektroerozyjna (ang. EDM - Electrical Discharge Machining - dosł. obróbka wyładowaniem

elektrycznym) to metoda obróbki metali oparta głównie na wyzyskaniu erozji elektrycznej, towarzyszącej

11


wyładowaniom elektrycznym.

Obróbka laserowa to nowoczesna metoda obróbki o podobnych parametrach wymiarowych jak klasyczna

obróbka mechaniczna. Podstawowa różnica tkwi w stosowanym czynniku tnącym, który w przypadku cięcia

laserowego stanowi gorący promień lasera oraz gaz techniczny o dużej czystości. W zależności od

stosowanego urządzenia (przede wszystkim jego mocy) cięcie przeprowadza się na trzy sposoby: metodą

spalania, stapiania lub sublimacji.

Sterownik PLC (ang. Programmable Logic Controller) to uniwersalne urządzenie mikroprocesorowe

przeznaczone do sterowania pracą maszyny lub urządzenia technologicznego. Sterownik PLC musi zostać

dopasowany do określonego obiektu sterowania poprzez wprowadzenie do jego pamięci żądanego

algorytmu działania obiektu. Cechą charakterystyczną sterowników PLC odróżniającą ten sterownik od

innych sterowników komputerowych jest cykliczny obieg pamięci programu. Algorytm jest zapisywany w

dedykowanym sterownikowi języku programowania. Istnieje możliwość zmiany algorytmu przez zmianę

zawartości pamięci programu. Sterownik wyposaża się w odpowiednią liczbę układów wejściowych

zbierających informacje o stanie obiektu i żądaniach obsługi oraz odpowiednią liczbę i rodzaj układów

wyjściowych połączonych z elementami wykonawczymi, sygnalizacyjnymi lub transmisji danych.

Sterownik CNC to typ sterownika mikroprocesorowego, który programuje się za pomocą tzw. G code'u.

Nazwa sterownika pochodzi od typu sterowania CNC (ang. Computer Numerical Control). Sterowniki te

używane są m.in. do kontroli takich urządzeń jak: frezarki, tokarki a w szerszym zastosowaniu do

sterowania robotami fabrycznymi, które pracują w tzw. trybie taśmy montażowej np. automaty składające

podzespoły samochodowe. W nowoczesnych maszynach CNC stosuje się sterowniki pracujące na bazie

komputera przemysłowego IPC w technologii "PC-based Automation". W tej technologii sterownik CNC

działa programowo, a nie sprzętowo, tak jak to odbywało się w starego typu dedykowanych sterownikach.

System operacyjny czasu rzeczywistego sterownika, realizuje funkcje PLC, HMI i sterowania ruchem,

odpowiadając za funkcjonalność całej maszyny.

Wrzeciono to precyzyjnie ułożyskowany element obrabiarki w kształcie wału, najczęściej z otworem

osiowym. Służy do zamocowania narzędzia (wrzeciono narzędziowe, np. we frezarce czy wiertarce) lub

obrabianego przedmiotu (wrzeciono przedmiotowe, np. w tokarce). Poprzez obrót wrzeciona realizowany

jest ruch główny (skrawający) narzędzia. Do mocowania narzędzi (wiertła, frezy trzpieniowe) lub uchwytów

tokarskich często wykorzystywany jest stożek Morse'a.

Drukowanie przestrzenne 3DP (ang. 3D printing) zwane też obróbką addytywną to proces wytwarzania

trójwymiarowych, fizycznych obiektów na podstawie komputerowego modelu. Początkowo była to jedynie

jedna z metod szybkiego prototypowania używana zarówno do budowania form i samych prototypów.

Wraz z postępami dokładności wykonania obiektów przez drukarki 3D, stała się to także metoda

wykonywania gotowych obiektów.

Robot przemysłowy to automatycznie sterowany, programowalny, uniwersalny manipulator

programowalny w trzech lub więcej osiach, ktore moga byc nieruchome lub mobilne dla zastosowań w

automatyce przemysłowej. Znaczenie pojęć: Programowalne: których zaprogramowane ruchy i funkcje

pomocnicze mogą zostać zmienione bez zmian fizycznych; Wielofunkcyjne: może być dostosowany do

różnych aplikacji rowniz tych wymagajacych zmian fizycznych (tzn. zmian struktury mechanicznej lub

kontroli systemu oprócz zmian programowych); Oś: używana do określenia kierunku ruchu robota w w

trybie liniowym lub obrotowym. Roboty przemysłowe mogą służyć do obróbki materiału, ale także do

innych zastosowań, np. przenoszenia części, ich składania/montażu, etc.

12

1. Mapa Drogowa Rozwoju Technologii (BTR) w Procesie

Przedsiębiorczego Odkrywania (PPO)

1.1. Elementy Procesu Przedsiębiorczego Odkrywania

Niniejsza Mapa Drogowa Rozwoju Technologii Branży Precyzyjnej Obróbki Materiałów (dalej „Mapa

Drogowa”; „BTR”) została sporządzana w ramach pilotażowego projektu Procesu Przedsiębiorczego

Odkrywania (PPO) w Polsce prowadzonego w latach 2014-2015 przez Bank Światowy na zlecenie

Ministerstwa Gospodarki.

PPO koncentruje się na aktywnym zaangażowaniu sektora prywatnego w wybór, weryfikację i

modyfikację priorytetów polityki innowacyjności, tzw. „inteligentnych specjalizacji”. Inteligentne

specjalizacje mają się skupiac na obszarach aktywności gospodarczej o największym potencjale rozwoju

opartym o innowacje i badania i rozwoj (B+R).

Dobrze działający system PPO jest jednym z warunków dla podniesienia efektywności publicznego

systemu wsparcia dla innowacji oraz uzyskania przez Polskę pełnego dostępu do środków unijnych

przeznaczonych na innowacje w perspektywie finansowej 2014-2020, w tym w ramach Programu

Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020 (POIR) i programów regionalnych. Główne elementy

procesu PPO obejmują (i) 500 pogłębionych wywiadów z przedsiębiorstwami2, (ii) Smart Labs; (SL), (iii)

crowdsourcing; (iv) mapy innowacji (Ilustracja 1).

Ilustracja 1. Główne elementy procesu przedsiębiorczego odkrywania

Zródło: Bank Światowy

Smart Lab (SL) jest kluczowym elementem PPO a jego weryfikacja następuje poprzez m.in.

przygotowanie Mapy Drogowej Rozwoju Rynków i Technologii, w skrócie BTR (Business and Technology

Roadmap). Uczestnicy SL obejmują wyróżniające się firmy, które zostały zidentifikowane w trakcie

wywiadów; także gdy jest to uzasadnione, firmy wybrane przez lokalne władze; organizacje B+R,

uczelnie i jednostki naukowe, instytucje okołobiznesowe oraz władze lokalne. Proces SL został

zaprojektowany w sposób, który szybko umożliwia przetestowanie potencjału wybranego obszaru

działalności gospodarczej, podczas gdy mapy drogowe rozwoju technologii (BTR) mają na celu

2 Szczegółowe wywiady, przede wrzystkim z małymi i średnimi firmami mają miejsce w czterech województwach:

w Dolnośląskiem, Zachodniopomorskiem, Świętokrzyskiem oraz Śląskiem.

13

weryfikację potencjału konkretnego obszaru SL. BTR jest analizą trendów rynkowych i technologicznych

w dziedzinie będącej przedmiotem wybranego SL. Fazy procesu SL obejmują (Ilustracja 2):

1. Pierwsze spotkanie SL (SL1) koncentruje się na (i) prezentacji potencjału naukowego uczelni i

regionalnych jednostek B+R, ocenie ich gotowości do wykorzystania technologii (po stronie

podaży innowacji) oraz (ii) omówieniu potrzeb firm w zakresie B+R (po stronie popytu

innowacji).

2. Drugie spotkanie SL (SL2) ma na celu stworzenie wspólnej wizji rozwoju określonej dziedziny

biznesowej.

3. Następuje przygotowanie BTR przez zewnętrznego eksperta we współpracy z liderami SL

reprezentującymi sektor prywatny.

4. SL3 poświęcone jest identyfikacji potencjalnych źródeł finansowania dla pełnego rozwinięcia

prezentowanej wizji oraz identyfikacji instrumentów wsparcia publicznego, które są potrzebne

dla realizacji BTR.

5. Wyniki wypracowane przez uczestników SL są następnie przedstawiane instytucjom na poziomie

krajowym (Grupy Robocze dla poszczególnych Krajowych Inteligentnych Specjalizacji) i

regionalnym, które podejmują decyzje co do potencjału nowego obszaru gospodarczego i—w

zależności od końcowej oceny--modyfikacji istniejących specjalizacji bądź ich uzupełnieniu o

nową specjalizację. Dodatkowym rezultatem SL powinny być również wspólne projekty

badawcze podejmowane przez uczestników SL.

Ilustracja 2 Process tworzenia BTR w kontekście procesu Smart Lab

Zródło: Bank Światowy

1.2. Mapa Drogowa rozwoju technologii branży precyzyjnej

obróbki materiałów jako resultat SL oraz cele BTR

Proces PPO w województwie dolnośląskim ujawnił potencjał rozwoju oparty o innowacje w dziedzinie

"nowej generacji maszyn CNC". Pierwsze spotkanie SL (SL1) zostało zorganizowane w ramach obszaru

"Zaawansowana obróbka metalu". Wybrany temat był wynikiem wywiadów przeprowadzonych w

województwie dolnośląskim i identyfikacji wyróżniających się firm w tym obszarze działalności

14

gospodarczej. Do SL zaproszono również naukowców specjalizujących się w tej dziedzinie, dwóch

przedstawicieli instytucji otoczenia biznesu (IOB), przedstawiciela Urzędu Marszałkowskiego,

reprezentantów Ministerstwa Gospodarki (MG), Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBR),

Ministerstwa Infrastruktury i Rozwoju. SL prowadził zespół Banku Swiatowego.

Celem SL było opracowanie wspólnej definicji obszaru gospodarczego, sporządzenie analizy SWOT i

określenie kluczowych czynników sukcesu. SL miał również na celu zapoznanie uczestników, wymianę

pomysłów i budowę zaufania. W rezultanie SL1 uczestnicy zaproponowali rozszerzenie tematu SL do

"zaawansowanej obróbki materiałów", która była tematem drugiego SL. SL2 odbyło się dwa tygodnie

później i było poprzedzone wcześniejszym przygotowaniem uczestników, a także pogłębieniem wiedzy

na temat obszaru SL na podstawie analizy istniejących dokumentów branżowych. Podczas SL2 sektor

B+R zaprezentował swoją ofertę badawczą dostosowaną do tematu SL i możliwe dalsze kierunki rozwoju

technologii branży, w tym maszyn CNC: laser microprocessing oraz drukowanie 3D. Największy potencjał

technologoczny i biznesowy ma pomysł stworzenia w Polsce nowej generacji maszyn CNC,

charakteryzujących się jednocześnie lepszą funkcjonalnością (np. większą precyzją i szybkością) i niższym

kosztem. Dodatkowo, wywiady z firmami w wojewodztwie zachodniopomorskim wykazały, że obróbka

CNC posiada silnych przedstawicieli tej branży również w tym wojewodztwie. Analiza potencjału

naukowego w pozostałych województwach wykazała także, że Polska ma duży potencjał naukowy w

dziedzinie zaawansowanej obróbki materiałów, oraz sporą liczbę innowacyjnych producentów

(szczególnie w szybko rosnących segmentach, takich jak obróbka addytywna) i wobec tego może liczyć

na szybkie dołączenie do międzynarodowej czołówki w niniejszej dziedzinie. Międzyregionalny charakter

tematu obróbki CNC wskazuje na możliwość przeprowadzenia SL na poziomie narodowym.

W kontekście SL w obszarze technologii branży maszyn CNC (z naciskiem na precyzyjną obróbkę

materiałów) niniejszy BTR ma nastepujace cele:

Analiza potencjału gospodarczego i naukowego branży maszyn CNC z punktu widzenia

możliwości przyspieszenia jej rozwoju i osiągnięcia masy krytycznej wzrostu w oparciu o B+R i

innowacje;

Uzasadnienie potencjalnego sklasyfikowania branży maszyn CNC jako regionalnej lub krajowej

Inteligentnej Specjalizacji;

Dostarczenie publicznie dostępnego źródła informacji, mapy drogowej (roadmap) o możliwych

scenariuszach rozwoju branży maszyn CNC na lata 2016-2020;

Analiza możliwych kierunków i wskazówek dla uczestników rynku, które mogą być kluczowe w

planowaniu ich budżetów na B+R w ramach nowej perspektywy budżetowej 2014-2020;

Zaproponowanie obszarów współpracy pomiędzy przedsiębiorcami i instytucjami

naukowymi/instytutami badawczymi (np. poprzez zdefiniowanie tematyki projektów B+R

istotnych dla danej branży).

15

2. Definicja i zakres tematyczny BTR

Mapa drogowa jest w zamierzeniu dokumentem, który przede wszystkim określa i definiuje zakres tych

sektorów branży maszyn CNC używanych do precyzyjnej obróbki materiałów, w których innowacyjne

projekty B+R oferują potencjał stworzenia przewagi konkurencyjnej dla regionalnych (oraz krajowych)

przedsiębiorców.

BTR jest dokumentem, który:

Definiuje zakres przedmiotowy sektora precyzyjnej obróbki materiałów (włączając w to segment

producentów maszyn CNC dla tej obróbki) i w sposób syntetyczny opisuje ten rynek w

kontekście globalnych trendów;

Identyfikuje kluczowe technologie i trendy biznesowe wyznaczające kierunki rozwoju branży;

Definiuje sektor precyzyjnej obróbki materiałów w Polsce (tzn., jakie technologie obróbki są

przedmiotem niniejszego opracowania; jak wygląda łańcuch wartości (Value Chain) tej branży;

kim są główni gracze; jak wygląda roczna sprzedaż, etc.;

Prezentuje ocenę kompetencji i umiejętności polskich przedsiębiorców i jednostek naukowych

w zakresie branż obróbki materiałów;

Przedstawia główne inicjatywy biznesowe i technologiczne, które powinny być przedsięwzięte i

szacuje ich efekt;

BTR sugeruje 3-horyzontowe podejście do całościowego programu rozwoju branży w Polsce,

podaje przykłady kamieni milowych dla takiego programu oraz szacuje wymagane dla realizacji

programu środki (z uwzględnieniem potencjalnej roli finansowania publicznego przeznaczonego

na innowacje na poziomie krajowym i/lub wojewódzkim);

Proponuje podejście do 5-letniego programu inicjatyw B+R i komercjalizacyjnych, które

wychodziłyby naprzeciw potrzebom polskiej branży obróbki materiałów i które powinny być

przedmiotem zainteresowania polskich przedsiębiorców z tej branży;

Dostarcza wstępnych szacunków oczekiwanych nakładów i efektów 5-letniego programu

rozwoju.

16

3. Charakterystyka branży

3.1. Zakres tematyczny i charakterystyka sektora obróbki

materiałów na świecie

Maszyny sterowanie numerycznie (Computerized Numerical Control, CNC) należą do maszyn/

obrabiarek, które mogą służyc do cięcia lub formowania części wykonanych z metalu lub innych

materiałów, jak drewno, ceramika lub kamień. Obrabiarki są znane jako "maszyny matki”, które

umożliwiają produkcję wszystkich innych maszyn, w tym samych siebie. Maszyny sterowane

numerycznie zostały opracowane w latach 1940 i 1950 przez włączenie komputerów do maszyn

produkcyjnych, co w efekcie doprowadziło do automatyzacji obrabiarek (tzw. maszyny PLC). Następnie

w latach 1960 wprowadzono maszyny NC, a potem CNC, w których zastosowano technologię cyfrową i

komputery do sterowania ruchami maszyn do wykonywania procesu obróbki m.in., metali. Maszyny

CNC zredukowały zakres ludzkiej interakcji wymaganej w różnych etapach procesu obróbki. Co więcej,

zlikwidowały potrzebę manualnego wykonywania skomplikowanych obliczeń matematycznych

niezbędnych do produkcji kształtów o dużej złożoności i dokładności.

Komputeryzacja obrabiarek kontynuowana była przez wprowadzenie komputerowego wspomagania

projektowania (computer-aided design, CAD) i oprogramowania komputerowego wspomagania

produkcji (computer-aided manufacturing, CAM). Innowacje te ułatwiły projektowanie produkcji, a

także skróciły okres pomiędzy procesem projektowania i produkcji. Obecnie nowoczesne maszyny CNC

to w pełni zautomatyzowane narzędzia pracy kontrolowane przez komputery, ktore są wielofunkcyjne,

tzn., łączą różne typy obrabiarek (np. tokarkę i frezarkę) umożliwiając produkcję jeszcze bardziej

skomplikowanych elementów wymaganych przez nowoczesne technologie.

Maszyny CNC mają przede wszystkim za zadanie podniesienie wydajności produkcji (np. poprzez

zwiększenie szybkości – ilości cykli na jednostkę czasu), jakości obrabianych powierzchni oraz

dokładności wymiarowo-kształtowej (wąskie tolerancje) wykonania produktów. Zastępują człowieka

wszędzie tam, gdzie proces jest powtarzalny, uciążliwy dla człowieka lub po prostu jest wąskim gardłem

w zakładzie.

Obrabiarki maja bezpośredni wpływ na redukcję kosztów, skrócenie czasu produkcji, poprawę jakości i

wydajności wiekszości branż przemysłu przetwórczego, który w sumie ma blisko 20% udziału w polskim

PKB. Przemysł obrabiarek jest podstawą nowoczesnej produkcji i źrodłem wzrostu wydajności pracy3.

Obrabiarki mają szeroki zakres zastosowań w głównych sektorach gospodarki, począwszy od motoryzacji

do przemysłu lotniczego, energetyki oraz inżynierii mechanicznej i medycznej.

Zainteresowanie problematyką „nietradycyjnej” obróbki materiałów jest wynikiem m.in. pojawienia się

nowych materiałów oferujących nowe, rewolucyjne właściwości i funkcjonalności. Jednocześnie te

innowacyjne materiały (takie jak super-stopy metali, kompozyty, materiały ceramiczne, etc.) nie

poddają się tradycyjnej obróbce materiałów lub też czynią taką obróbkę niezwykle trudną. Na przykład,

technologie laserowe stały się de facto standardem dla wymagających procesów technologicznych

cięcia i wiercenia otworów w kompozytach. Co więcej, nowe, rygorystyczne wymagania środowiskowe

3 Przykład: przedsiębiorca z Bielska-Białej wskazuje na różnicę w wydajności najlepszych obrabiarek niemieckich i

amerykańskich (oferujących szybkość cyklu wynoszącą 7 sekund) w porówaniu z polskimi (Avia, Andrychów) – których wydajność wynosi 10 sekund/cykl. Przykład ten wskazuje na 30% potencjał wzrostu wydajności w wyniku adopcji wiodących technologii obróbki (Źródło: wywiady PPO przeprowadzane przez ekspertów Banku Światowego).

17

nakładają na producentów maszyn CNC konieczność zapewnienia „czystości środowiskowej” nowych

technologii obróbki. Nowe aplikacje i funkcjonalności nietradycyjnej obróbki materiałów wymagają

również nowych kompetencji projektowania procesów technologicznych i zarządzania nimi. W

odpowiedzi na te wyzwania zarówno świat nauki, jak i wiodący przedstawiciele branży maszyn CNC

rozpoczęli pracę nad innowacjami dotyczącymi sfery modelowania i symulacji procesów produkcyjnych

oraz nowych technologii sterowania i kontroli. Tempo zmian w branży stale przyspiesza.

Głównymi branżami - odbiorcami zaawansowanych maszyn CNC są przemysł samochodowy i

maszynowy, a następnie przemysł elektroniczny i obróbki metali. Na przykład w branży samochodowej

wzrastająca moc silników wymaga coraz bardziej wyrafinowanych systemów chłodzenia. Kluczową rolę

w konstrukcji silników wysokiej wydajności pełnią otwory chłodzące, które są niezwykle małe, o średnicy

0,5-0,75 mm. Otwory te muszą być rozmieszczone bardzo gęsto oraz pod odpowiednim kątem do

powierzchni elementu silnika. Produkcja takich mechanizmów wymaga najwyższego stopnia precyzji i

stanowi trudne wyzwanie. W praktyce jest to możliwe tylko dzięki systemom laserów nowej generacji,

oferowanych w najnowszych maszynach CNC.

Sektor maszyn CNC ma również klientów w innych dziedzinach, na przykład branża inżynierii

elektrycznej i mechanicznej, przemysł lotniczy, kolejowy, energetyczny, medyczny, stoczniowy, obronny,

optyczny i inne. Ze względu na wiele opcji wykorzystania obrabiarek CNC w innych sektorach, mogą one

pozytywnie wpłynąc na wydajność i konkurencyjność znacznej części przemysłu przetwórczego poprzez

tzw. spillover effects (główne branże będącymi odbiorcami CNC to co najmniej 25% przemysłu

przetwórczego Polski4). Dlatego jego rozwój ma ważne znaczenie horyzontalne dla wielu dziedzin

przemysłu.

Tabela 1 Strategiczne znaczenie branży precyzyjnej obróbki materiałów (CNC)

Bezpośredni wpływ ekonomiczny na redukcję kosztów, poprawę jakości i wydajności w wielu sektorach przemysłu przetwórczego

Kluczowy sektor umożliwiający produkcję wszystkich innych urządzeń przemysłowych i maszyn, które są objęte inżynierią mechaniczną. Obecność silnego przemysłu obrabiarek w Europie jest ważnym elementem do uruchomienia innowacyjnych technologicznie produkcji, które poprawiają zdolność przemysłu europejskiego do rozwoju i produkcji nowych produktów i usług.

Sektor oparty o wiedzę i o wysokiej intensywności B + R. UE w 2010 zakwalifikowała sektor inżynierii przemysłowej oraz przemysłu maszyn do kategorii przemyslu o średnio-wysokiej intensywnosci B+R (o wskazniku B+R na poziomie 3,1%). Maszyny tego typu bazują na know-how i multidyscyplinarnym podejściu, dlatego technologie, na których bazują, nie mogą być łatwo nabyte lub kopiowane przez innych.

Branża pozwala przenieść najnowsze osiągnięcia technologiczne w zakresie technologii informacyjnych i komunikacyjnych (ICT) lub materiałoznawstwa do systemów produkcyjnych, które pozwalają na zwiększenie efektywności procesu produkcyjnego.

Przemysł obrabiarek bazuje na silnym łańcuchu dostaw, solidnej bazie naukowej oraz systemie edukacji,

który jest w stanie zapewnić wysoko wykwalifikowanych inżynierów.

Źródło: Study on competitiveness of the European machine tool industry. CECIMO 2011

Mając na uwadze fakt, iż nie istnieje dokładna definicja obrabiarek CNC, niniejszy BTR opisuje branżę

producentów maszyn CNC oraz próbuje zidentyfikować trendy światowe na kilka sposobów: (i) jako

kategorie lub podkategorie PKD branży produkcji maszyn i narzędzi mechanicznych, oraz (ii) analizując

poziom robotyzacji gospodarek (Ilustracja 3). Tabela 2 przedstawia szczegóły próby definicji branży

według klasyfikacji PKD.

4 Zobacz dalszą część raportu - Ilustracja 23

18

Ilustracja 3 Punkty odniesienia w próbie definicji branży obrabiarek CNC

Źródło: Opracowanie własne

Tabela 2 Definicja branży precyzyjnej obróbki materiałów (CNC)

Kategoriami PKD najbardziej zbliżonymi do badanego sektora są PKD 28.4 – „Produkcja maszyn i narzędzi mechanicznych”. PKD 28.4 składa się z dwóch podkategorii:

- (1) 28.41 „Produkcja maszyn i narzędzi mechanicznych – obróbka metalu”;

- (2) 28.49 „Produkcja pozostałych narzędzi mechanicznych”.

Na potrzeby BTR przyjmuje sie szersza definicje, PKD 28.4, która obejmuje produkcję maszyn i narzędzi do obróbki nie tylko metalu, ale także innych materiałów (drewna, kości, kamienia, ebonitu, twardego tworzywa sztucznego, szkła na zimno itp.), włączając maszyny i narzędzia pracujące w oparciu o wiązkę laserową, fale ultradźwiękowe, łuk plazmowy, impulsy magnetyczne itp. Ujęcie to może zawierać producentów maszyn nie opartych o wykorzystanie sterowania komputerowego, aczkolwiek wydaje się, iż znakomita większość przedsiębiorców w tej branży5 to firmy operujące przynajmniej częściowo w ramach definicji branży „zaawansowanej obróbki materiałów” będącej przedmiotem zainteresowania niniejszego BTR.

Innym podejściem występującym w literaturze branżowej jest wąska klasyfikacja maszyn CNC rozumiana jako maszyny jedynie do obróbki metali (czyli PKD 28.41) ze względu na to, że obróbka metali stanowi jedną z najbardziej wymagających i zaawansowanych technicznie części branży obróbki materiałów.

3.2. Trendy branży maszyn i narzędzi mechanicznych (PKD 28.4)

Europa jest ważnym dostawcą produkcji maszyn i narzędzi mechanicznych na świecie (30% udziału w

rynku światowym). Czołowym producentem w Europie są Niemcy (produkcja w 2013 roku wyniosla 21

mld Euro). Polska klasyfikuje się na 11 miejscu w Europie (Ilustracja 4) osiagając lepsze wyniki niż na

przykład Holandia, Belgia czy Dania. Pod wzgledem wartości dodanej6 na osobę zatrudnioną w pełnym

wymiarze czasu Polska wypada słabiej, klasyfikując się na 19 pozycji. Analizując zatrudnienie w sektorze,

w Polsce zatrudnionych jest ponad 6 tysiecy osób (Ilustracja 5).

5 Źródło: wywiady PPO Banku Światowego z przedsiębiorcami tej branży; według ich szacunków ponad 2/3 maszyn

do obróbki produkowanych dzisiaj to maszyny CNC 6 Wartość dodana brutto (Gross Value Added) jest metryką wydajności. GVA jest definiowana jako wartość

towarów i usług, które zostały wyprodukowane, pomniejszona o koszty, które mogą być bezpośrednio przypisane do tej produkcji.

PKD 28.4 Produkcja maszyn i narzędzi mechanicznych

PKD 28.41 – obróbka metalu

(rynek światowy 75 mld USD)

PKD 28.49

Produkcja pozostałych

narzędzi mechanicznych

Roboty przemysłowe

(rynek 29 mld USD)

19

Ilustracja 4 Wartość produkcji maszyn i narzędzi mechanicznych, 2013

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych Eurostat. Dane za 2013 lub 2012.

Ilustracja 5 Wartość dodana oraz zatrudnienie w sektorze produkcji maszyn i narzędzi mechanicznych, 2013

Wartość dodana na pełnowymniarowego pracownika w sektorze produkcji maszyn i narzędzi mechanicznych [tys.

EUR]

Zatrudnienie w sektorze produkcji maszyn i narzędzi mechanicznych [tysiące]

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych Eurostat. Dane za 2013 lub 2012.

3.3. Trendy globalne branży maszyn do obróbki metali (PKD

28.41)

Analizując branżę CNC z perspektywy zawężonej definicji jako branżę maszyn do obróbki metalu (poniżej

zdefiniowanej jako “machine tools”). Od kilku lat notuje się globalny wzrost branży, po okresie kurczenia

się rynku spowodowanego światową dekoniunkturą w latach 2008-2010. Według analiz Gardner

Research (2014)7 opartych na analizie zmian podaży i popytu, oraz na czynnikach makroekonomicznych

w poszczególnych gospodarkach światowych, takich jak podaż pieniądza, wykorzystanie mocy

7 The World Machine-Tool Output & Consumption Survey 2014, dostepne na

http://www.gardnerweb.com/cdn/cms/2014wmtocs_SURVEY.pdf

21252

388 0

5000

10000

15000

20000

25000

Produkcja maszyn i narzędzi mechanicznych (PKD 28.4)[mln EUR]

129

22

0

20

40

60

80

100

120

140

No

rweg

ia

Dan

ia

Szw

ajca

ria

Bel

gia

Szw

ecj

a

Au

stri

a

Fran

cja

Wło

chy

Nie

mcy

Fin

lan

dia

Ho

lan

dia

Wie

lka

Bry

tan

ia

His

zpan

ia

Irla

nd

ia

Po

rtu

galia

Gre

cja

Cze

chy

Węg

ry

Po

lska

Sło

wac

ja

114

6

0

20

40

60

80

100

120

Nie

mcy

Wło

chy

Szw

ajca

ria

Rep

ub

lika

Cze

ska

Wie

lka

Bry

tan

ia

His

zpan

ia

Fran

cja

Au

stri

a

Po

lska

Ru

mu

nia

Szw

ecja

Sło

wac

ja

Bu

lgar

ia

Ho

lan

dia

Fin

lan

dia

Gre

cja

20

produkcyjnych, etc., światowy rynek maszyn i urządzeń do obróbki wchodzi obecnie w fazę stabilizacji

cenowej po okresie spadających cen i marż w latach 2012-2013.

W 2014 konsumpcja obrabiarek metalu wyniosla 75 mld USD (Gardner Research, 2015). Na rynku

typowa jest sytuacja, kiedy globalna produkcja obrabiarek zazwyczaj w niewielkim zakresie przewyzsza

globalny popyt (Ilustracja 6). Zasadniczo, ta różnica to ilość zapasów posiadanych przez producentów

obrabiarek. Z analizy wykresu wynika, że im szybciej przemysł się rozwija, tym większa ilość zapasów jest

trzymanych przez producentow. Globalna produkcja obrabiarek do metalu w 2014 roku wyniosła 81 mld

USD (Gardner Research, 2015) czyli około 300 mld PLN.

Ilustracja 6 Światowa produkcja i popyt na maszyny do obróbki metali

Źródło: Gardner Research (2015) World Machine-Tool Output & Consumption Survey. Raport dotyczy obrabiarek metalu.

Chiny są największym na świecie producentem maszyn i narzędzi od 2009 roku, o produkcji na poziomie

23,8 mld USD w 2014 r. Drugim największym producentem obrabiarek sa Niemcy, natomiast na dalszych

pozycjach plasują się Japonia, Korea Południowa i Brazylia (Ilustracja 7). Wśród 10 największych

odbiorców obrabiarek jest 10 największych gospodarek światowych. Chiny są największym na świecie

konsumentem, podczas gdy na kolejnych miejscach znajduja sie USA oraz Niemcy.

Ilustracja 7 Czołowi producenci i konsumenci maszyn do obróbki metali

Konsumenci, 2014 (Popyt na poziomie 75 mld USD)

Producenci, 2014 (Podaż na poziomie 81 mld USD)

Źródło: Opracowanie włane na podstawie Gardner Research (2015) World Machine-Tool Output & Consumption Survey. Raport

dotyczy obrabiarek do metalu.

Z perspektywy ostatnich 15 lat od 2003 popyt na obrabiarki metalu jest zdominowany przez Chiny,

podczas gdy zapotrzebowanie innych gospodarek jest na poziomie stabilnym (Ilustracja 8).

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

Produkcja Światowa Popyt światowy

Chiny, 38%

USA, 14%Niemcy, 8%

Japonia, 7%

Korea Pd., 7%

Włochy, 3%

Inne, 23%Chiny, 29%

USA, 6%

Niemcy, 16%

Japonia, 16%

Korea Pd., 7%

Włochy, 6%

Inne, 20%

21

Ilustracja 8 Najwięksi globalni nabywcy maszyn obróbki metali [miliony USD, ceny realne]

Źródło: Gardner Research (2015) World Machine-Tool Output & Consumption Survey

Co wiecej, branża ta jest ściśle skorelowana z produkcją przemysłową krajów, a jej rozwój może być

postrzegany jako miara industrializacji poszczególnych gospodarek (Ilustracja 9).

Ilustracja 9 Korelacja pomiędzy produkcją przemysłową i zamówieniami obrabiarek do metalu (tzw. Machine Tools)

Źródło: CECIMO Statistical Toolbox. Lipiec 2015

3.3.1. Czołowi exporterzy i importerzy obrabiarek metalu

Niemcy i Japonia są największymi eksporterami maszyn, z eksportem na poziomie ponad 8 mld USD

rocznie. Na kolejnych pozycjach znajdują się Włochy i Taiwan z eksportem na poziomie okolo 4 mld USD

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

Chiny USA Niemcy Japonia Korea Płd

22

(Ilustracja 10). W przypadku importu, zdecydowanym liderem są Chiny (okolo 10 mld USD). Na

kolejnych pozycjach plasują się Stany Zjednoczone oraz Niemcy (odpowiednio 5 mld oraz 3 mld USD).

Ilustracja 10 Czołowi exporterzy i importerzy branży obrabiarek metali

Importerzy Eksporterzy

Źródło: Gardner Research (2015) World Machine-Tool Output & Consumption Survey. Raport dotyczy obrabiarek metalu.

3.3.2. Pozycja europejskiej branży maszyn obróbki metali

Europejski rynek obrabiarek jest drugim co do wielkości na świecie i wynosi ponad 19 mld USD8, czyli

blisko 0,1percent% europejskiego PKB.9 Branża jest podstawą produkcji europejskiej jak również

kluczowym atutem dla możliwości zbudowania konkurencyjnego przemysłu europejskiego 21 wieku.

Europa jest wiodącym eksporterem obrabiarek na świecie. W 2010 roku 79percent% produkcji

europejskiej została wyeksportowana. Kluczowym branżowym podmiotem w Europie jest europejskie

stowarzyszenie branży obrabiarek (the European Association of the Machine Tool Industries, CECIMO).

CECIMO składa się z 5 krajowych stowarzyszeń producentów obrabiarek (nie obejmuje Polski), które

reprezentują około 1500 przedsiębiorstw przemysłowych w Europie, z czego ponad 80percent%

stanowią małe i średnie przedsiębiorstwa. CECIMO obejmuje 98percent% całkowitej produkcji

obrabiarek w Europie i około jednej trzeciej produkcji światowej.

W 2014 produkcja obrabiarek objętych statystykami CECIMO wyniosła 23 mld Euro. W obrębie CECIMO,

głównymi producentami obrabiarek są Niemcy i Włochy, które łącznie odpowiedzialne są za 69percent%

produkcji CECIMO (Ilustracja 11).

8 Rynek azjatycki plasuje sie na pierwszym miejscu (24 mld USD), Ameryka Północna na trzecim (12 mld USD) i

Ameryka Poludniowa na czwartym miejscu (1,9 mld USD). 9 Szacunki Gardner Research pokrywają się także z prognozami i wyliczeniami z raportu Frost & Sullivan (2010-

2015).

Chiny, 11.2, 45%

USA, 5.2, 21%

Niemcy, 2.7, 11%

Rosja, 1.8, 7%

Korea Pd., 1.4, 6%

Meksyk, 1.6, 6% Włochy, 1, 4%

Niemcy, 8.9, 27%

Japonia, 8.3, 25%

Włochy, 3.8, 12%

Taiwan, 3.7, 11%

Chiny, 3.3, 10%

Szwajcaria, 2.6, 8%

Korea Pd., 2.2, 7%

23

Ilustracja 11 Produkcja maszyn do obróbki metali przez producentów stowarzyszonych w Europejskim Stowarzyszeniu Branży Obrabiarek (CECIMO),%%

Źródło: Opracowanie własne na podstawie CECIMO statistical toolbox, 2015

3.4. Konkurencyjność europejskich producentów oraz łańcuch

wartości produkcji maszyn do prezycyjnej obróbki materiałów

Tradycyjne technologie stosowane w odniesieniu do tradycyjnych materiałów (np. metale), wraz z ich

zastosowaniami (np. frezowanie, cięcie i gięcie metalu) to olbrzymi rynek. Już w 2008 roku sam sektor

obróbki metali w UE-28 odpowiadał za 10percent% całkowitej wartości dodanej przemysłu

wytwórczego, 7,5percent% produkcji przemysłowej w UE.10 Już w 2008 roku wartość produkcji sektora

szacowano na 530 mld EUR, czyli około 4 procent PKB w UE-28.

Sektor w dużej mierze obejmuje małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP). W Europie istnieje ponad

400.000 firm w obrębie łańcucha wartości braży obróbki materiałów (zobacz sekcję 4 nt. charakterystyki

łańcucha wartości oraz Ilustrację 19), z czego około 90percent% zatrudnia mniej niż 50 osób.11 W dużej

części jest to nadal sektor tradycyjny, bazujący na technologiach znanych od lat, aczkolwiek ostatnie

dziesięciolecia charakteryzują się szybko postępującą automatyzacją i komputeryzacją (tzn., adoptując

technologie precyzyjnej obróbki materiałów maszynami CNC). Tabela 3 opisuje elementy

konkurencyjności i zagrożeń europejskich producentów.

Tabela 3 Konkurencyjność i zagrożenia europejskich producentów obrabiarek

SILNE STRONY/SZANSE SŁABE STRONY/ZAGROŻENIA

Cechy produktu takie jak precyzja, dokładność, unikalna technologia determinują przewagę konkurencyjną.

Wydajność i zdolność rozwiązywania problemów klientów.

Silny łańcuch dostaw, rozwinięta i mocna baza

Konkurencja z krajów azjatyckich.

Duży poziom outsourcingu krytycznych komponentów, takich jak sterowniki lub B+R co może stać się ryzykowne.

Mało zróżnicowany zakres dostawców, głównie ze względu na mniejszą liczbę zamówień i ich brak

10 Szacunki nie uwzględniają innych poza metalem materiałów 11 Źródło: Komisja Europejska, Dyrekcja Generalna ds. Przedsiębiorstw i Przemysłu, 2010

Niemcy49%

Republika Czeska2%

Włochy20%

Szwajcaria12%

Hiszpania4%

Austria4%

Wielka Bryt.3%

Francja3%

Turcja3%

24

naukowa oraz system edukacji, który jest w stanie zapewnić wysoko wykwalifikowanych inżynierów.

zdolności w zakresie planowania zamówień.

Dostawcy są coraz więksi i wraz ze wzrostem, ich zainteresowanie obsługiwaniem małych przedsiębiorstw maleje.

Źródło: Opracowanie własne na podstawie CECIMO (2011), Study on competitiveness of the European machine tool industry.

W kontekście łańcucha wartości produkcji obrabiarek CNC, cały łańcuch watrości jest obecny w Europie,

jednakże w zakresie urządzeń elektronicznych następuje coraz większa zależność od dostawców

azjatyckich. Istnieją bliskie relacje pomiędzy producentami a ich dostawcami i klientami, gdyż ostateczny

produkt wymaga dokładnego dopasowania do potrzeb klienta. Tabela 4 przedstawia charakterystykę

barier wejścia, producentów, klientów oraz dostawców w obrębie łańcucha wartości obrabiarek.

Tabela 4 Bariery wejscia i cechy łańcucha wartości produkcji obrabiarek metali CNC

Bariery wejscia na rynek

Kosztowne i trudne dla nowych graczy ponieważ obrabiarki są dobrami kapitałochłonnymi o wysokiej wartości dodanej i know-how.

Rządy krajów rozwijających obniżają koszty wejscia na rynek poprzez dotacje, a na zewnętrznych graczy nakładają bariery handlowe.

Rządy (zwłaszcza rząd chiński) zapewniają silne wsparcie finansowe na B+R i rozwój w branży obrabiarek, czyli proste kopiowanie uzupełniane jest tworzeniem nowych rozwiązań.

Japońskie firmy są ważnymi konkurentami ze względu na niezawodność swoich maszyn, natomiast tajwańskie firmy - ze względu na ich niski koszt.

Japońscy, koreańscy i tajwańscy konkurenci geograficznie i kulturowo leżą blisko dużych rynków azjatyckich, które są głównymi odbiorcami obrabiarek.

Producenci

Producenci koncentrują się na działalnościach generująych najwyższą wartość dodaną i rentowność, natomiast tańsze czynności delegują do zewnętrznych, wyspecjalizowanych firm.

Producenci nabywają komponenty w małych ilościach. Dodatkowo, wymagają oni części o wysokiej jakości i o niskich cenach,. Z związku z powyższym istnieje problem małej różnorodności dostawców.

W coraz większym stopniu producenci oferują kompleksowe rozwiązania produkcyjne dla swoich klientów, nie tylko pojedyncze maszyny.

Produkcja obrabiarek w coraz większym stopniu odbywa się w ramach sieci, a nie wewnątrz (pojedynczych) firm, co podkreśla znaczenie wzajemnych powiązań i relacji wewnątrz łańcucha wartości.

Producenci obrabiarek kupują podzespoły i części w małych ilościach w krajach rozwijających się (niższe koszty jednostkowe).

Klienci

Najważniejszym nabywcą obrabiarek jest przemysł motoryzacyjny, który obejmuje około jednej trzeciej rynku, oraz przemysł maszynowy. Inni klienci należą do szerokiej gamy sektorów, na przykład inżynierii elektrycznej i mechanicznej, przemysłu lotniczego, kolejowego, energetycznego, medycznego, stoczniowego, obronnego, optycznego, produkcji biżuterii i innych.

Producenci obrabiarek rozwijają własne kanały dystrybucji, aby dotrzeć do klientów i wejść na nowe rynki; albo nawiązują partnerstwa, lub podpisuja umowy pośrednictwa z lokalnymi partnerami na rynkach eksportowych.

Klienci mają coraz bardziej charakter globalny.

Dostawcy

W łańcuchu wartości istnieje silna zależność od zewnętrznych dostawców na komponenty o wysokiej wartości dodanej takich jak sterowniki, prowadnice liniowe, i inne. Widoczna jest zwiększająca się

25

zależność od dostawców azjatyckich, szczególnie Taiwan i Korea są popularnymi dostawcami elementów elektronicznych, natomiast Japonia componentów elektronicznych, elektrycznych i sterowania.

Chiny stają się również ważnym dostawcą.

Dostawcy komponentów wolą rynki azjatyckie, gdzie klienci kupują komponenty w większych ilościach w porównaniu do producentów obrabiarek w Europie.

Inne

Łańcuch wartości obrabiarek obejmuje także: zakup materiałów i kluczowych komponentów, sprzedaż i marketing, usługi posprzedażowe takiej jak konserwacja, naprawy lub szkolenia. Natomiast rozwój technologii może następować w obrębie firmy lub na zlecenie do firm zewnętrznych.

Źródło: Opracowanie własne na podstawie CECIMO (2011), Study on competitiveness of the European machine tool industry.

3.5. Światowi producenci maszyn CNC

Rynek producentów maszyn CNC do obróbki materiałów jest zdominowany przez kilkunastu graczy,

którzy sprzedają ponad 30 mld USD rocznie maszyn. Kluczowi globalni gracze w segmencie maszyn CNC

pochodzą przede wszystkim z Niemiec, Japonii, Chin, Korei Południowej, oraz Szwajcarii i USA (Ilustracja

12). W 2014 liderem była niemiecka firma Trumpf osiagając sprzedaż w wielkości blisko 3 mld USD.

Ilustracja 12 Liderzy branży maszyn CNC pod względem sprzedaży (2014) (w mld USD)

Źródło: Opracowanie własne na podstawie www.statista.com

Prognozowany wzrost globalnej branży maszyn CNC znacznie przewyższa prognozowane średnie tempo

wzrostu globalnej gospodarki (Ilustracja 13).

Ilustracja 13 Prognoza globalnej sprzedaży branży maszyn CNC (według ARC)

Źródło: ARC Advisory Group, arcweb.com

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

100%

108%

104%105%

106%105%

96%

98%

100%

102%

104%

106%

108%

110%

2014 2015 2016 2017 2018 2019

http://www.statista.com/

26

3.6. Światowe trendy w unowocześnianiu parków maszynowych w

gospodarkach poprzez wykorzystanie robotów przemysłowych

Pojęcie „robot przemysłowy” nie jest tożsame z pojęciem „maszyna CNC”; tym niemniej w niniejszym

dokumencie zakłada się, iż intensywność wykorzystywania robotów w przemyśle jest współczynnikiem,

który określa poziom nowoczesności (zaawansowania) procesów obróbki materiałów w danej

gospodarce.

W 2013 wartość rynku robotów przemysłowych wyniosła 9,5 mld USD. Jednakże szacunek ten nie

obejmuje kosztów oprogramowania, urządzeń peryferyjnych i inżynierii systemów, które to mogą

prowadzić do rzeczywistej wartości rynkowej systemów robotow przemysłowych do poziomu 29 mld

USD w 2013 (IFR12).

Około 70percent% rocznej sprzedaży branży trafia do pięciu krajów: USA, Japonii, Niemiec, Korei i Chin.

Chiny są największym rynkiem robotów przemysłowych i ich udział wyniósł 20percent% całkowitej

podaży w 2013 r.

Chiny będą czołowym odbiorcą robotów przemysłowych w najbliższych latach. Według szacunków, w

2017 znaczna część prognozowanego przyrostu zaawansowanego parku maszynowego ma właśnie się

znaleźć w Chinach, gdzie ilość robotów ma wtedy przewyższyć tą w UE czy też w USA (Ilustracja 14).

Wartość rynku robotów przemysłowych charakteryzyje trend wzrostowy, co wiecej, przewiduje się, że

od 2015 do 2017 instalacja robotów przemysłowych zwiększy się o 12%% średnio rocznie, tj. około 6%%

w Ameryce, jak i w Europie, a około 16%% w Azji / Australii. Silnikiem napędowym globalnego wzrostu

sprzedaży robotów przemysłowych są Chiny, Japonia i Korea Południowa.

Ilustracja 14 Lokalizacja robotów przemysłowych w tysiącach jednostek (prognoza na 2017 rok wobec stanu na 2014)

EU5 obejmuje Niemcy, Włochy, Francję, Hiszpanię oraz Wielką Brytanię.

Źródło: Opracowanie własne na podstawie IFR 2014

Tempo procesów unowocześniania parku maszynowego w gospodarce mierzone jest m.in. gęstością

(natężeniem) robotyzacji w przemyśle (definiowaną jako liczba robotów13 przypadających na 10.000

12 Dane dostepne na www.ifr.org/industrial-robots/statistics

182

311

227

428

343292

Chiny UE5 Ameryka Północna

0

100

200

300

400

500

2014 2017*

27

pracowników przemysłu). W krajach UE wskaźnik ten w roku 2012 wyniósł 80 natomiast średnia

światowa to 58 (Ilustracja 15). Najbardziej zautomatyzowanymi gospodarkami na świecie są Korea

Południowa, Japonia, i Niemcy. W grupie państw Europy Centralnej liderami są Słowacja i Republika

Czeska, natomiast Polska znajduje się na dalszej pozycji, daleko za Słowacją, Republiką Czeską czy

Węgrami.

Ilustracja 15 Gęstość występowania robotów przemysłowych na 10 tys. pracownikow w przemyśle, 2014

Najbardziej zautomatyzowane gospodarki świata

Gospodarki poniżej średniej światowej

Źródło: IFR, dostępne na http://www.worldrobotics.org/uploads/tx_zeifr/Charts_IFR__30_August_2012.pdf

W 2013 podaż robotów przemysłowych wyniosła ponad 178 tysięcy jednostek. Głównymi sektorami

przemysłowymi bedącymi odbiorcami robotów przemysłowych są przemysł motoryzacyjny;

elektryczny/elektroniczny; metalowy i maszynowy; chemiczny, gumowy oraz tworzyw sztucznych; oraz

przemysł spożywczy (Ilustracja 16).

0 50 100 150 200 250 300 350

Korea

Japonia

Niemcy

Włochy

Szwecja

Dania

USA

Hiszpania

Finlandia

Tajwan

Francja

Belgia

Austria

Kanada

Holandia

Szwajcaria

Słowenia

Australia

Wlk Brytania

Średnia światowa gęstość robotów przemysłowych: 55

0 10 20 30 40 50 60

Słowacja

Czechy

Norwegia

Portugalia

Węgry

Tajlandia

Nowa Zelandia

Malezja

Chiny

Płd Afryka

Izrael

Meksyk

Indonezja

Polska

Argentyna

Grecja

Turcja

Brazylia

Rumunia

Estonia Średnia światowa gęstość robotów przemysłowych: 55

http://www.worldrobotics.org/uploads/tx_zeifr/Charts_IFR__30_August_2012.pdf

28

Ilustracja 16 Główne sektory przemysłowe będące odbiorcami robotów przemysłowych, 2013

Źródło: Opracowanie własne na podstawie World Robotics 2014.

Przemysł samochodowy, 39%

Przemysł elektryczny / elektroniczny, 20%

Przemysł metalowy i

maszynowy , 9%

Przemysł chemiczny,

gumowy oraz tworzyw sztucznych

, 7%

Przemysł spozywczy, 4%

Inne, 21%

29

4. Pozycja i potencjał Polski w branży obróbki materiałów

4.1. Definicja zakresu BTR

Niniejszy BTR w części dotyczącej trendów technologicznych nie zajmuje się szczegółowo problematyką

rozwoju „tradycyjnej” części sektora precyzyjnej obróbki materiałów (czyli analogowego – tzn. bez

wsparcia komputerowego – usuwania materiału w wyniku cięcia, skrawania, drążenia, szlifowania, etc.).

BTR skupia się więc głównie na tzw. „nietradycyjnych” procesach precyzyjnej obróbki materiałów, czyli

technologiach używających wsparcia komputerowego i nowych metodach obróbki erozyjnej i

addytywnej:

obróbki laserowej (Laser Beam Machining – LBM, lub Laser Machining Processess, czyli LPM).

Podobnymi technologiami do LBM są też IBM (Ion Beam Machining, czyli obróbka strumieniem

jonów) oraz EBM (Electron Beam Machining, czyli obróbka strumieniem elektronów)

o podgrupą tych technologii są technologie usuwania materiału przez ablację przy użyciu

laserów ekscymerowych i femtosekundowych

obróbki wodno-ściernej (Abrasive Water Jet Machining, czyli AWJM), opartej na wykorzystaniu

do cięcia lub czyszczenia mieszanki wody pod wysokim ciśnieniem oraz ścierniwa – np. granatu7

obróbki elektrochemicznej przez roztwarzanie – trawienie, fototrawienie, etc. (Electrochemical

Machining, lub ECM)

obróbki elektroerozyjnej, opartej na erozji obrabianego materiału w wyniku wyładowań

elektrycznych (Electric Discharge Machining, lub EDM), włączając w to także mikro-obróbkę

EDM. W wyniku EDM obrabiany materiał jest stapiany i odparowywany

obróbki metali utwardzonych (twardość powyżej 45 HRC), tzw. hard metals machining (HM)

laminacyjnych (technologie przyrostowe – SL, SLA, SLS, polimeryzacja dwu-fotonowa, etc.). W

metodach tych produkty (prototypy, narzędzia, funkcjonalne elementy) budowane są warstwa

po warstwie lub w niektórych przypadkach „kropla po kropli”.

Ilustracja 17 Schemat wytwarzania przy użyciu metod przyrostowych

Źródło: Wybrane aspekty zastosowania mikro- i nano-technologii w procesach wytwarzania; A. Ruszaj, etc. (2011)

Oprócz tych technologii BTR skupia się również na innych innowacyjnych, dopiero powstających

technologiach obróbki, takich jak nano-obróbka/technologie wytwarzania mikrosystemów MEMS

(Mikro Elektro Mechaniczne Systemy; przykładem zastosowania takich technologii są maszyny Fanuc

RoboNano Alfa jako przykład wiodących, często nowych funkcjonalności - tzw. „cutting edge design” -

30

dla branż przemysłu obronnego, optoelektronicznej, produkcji półprzewodników i biotechnologii –

Ilustracja 18).

Ostatnie rewolucyjne osiągnięcia w dziedzinie nanotechnologii i nano-materiałów mogą być

skomercjalizowane z pełnym sukcesem dopiero wtedy, gdy stworzy się odpowiednie technologie

produkcyjne obróbki i kształtowania nano-materiałów.

Ilustracja 18 Fanuc RoboNano Alfa

Źródło: www.fanuc.co.jp

Zakres tematyki „nietradycyjnej” precyzyjnej obróbki materiałów jest potencjalnie bardzo szeroki, a

zagadnienie może być definiowane z różnych punktów widzenia. Na przykład, branża może być

analizowana i) w zależności od tego co jest obrabiane – np. metale, ale też kompozyty i inne

zaawansowane materiały; ii) z punktu widzenia stosowanych technologii (jak wyżej), typu interakcji

pomiędzy narzędziem a medium (mechaniczna vs. termiczna), typu obróbki (tradycyjne: cięcie, gięcie,

skrawanie, spawanie, etc.; ale też technologie „addytywne”/przyrostowe (np. technologie laminacyjne),

oraz iii) z punktu widzenia materiałów, z których konstruowane są maszyny do obróbki (metale, ale

także nowe materiały – np. polimero-betony pozwalające na dokładniejszą obróbkę).

4.2. Analiza branży obrabiarek z perspektywy łańcucha wartości

branży

W kontekście niniejszego BTR branżę precyzyjnej obróbki materiałów (CNC) definiuje się w ujęciu

rozszerzonym, które można opisać w kategoriach łańcucha wartości value chain14. Tak więc na branżę

precyzyjnej obróbki materiałów składają sie następujący uczestnicy: (1) producenci maszyn do obróbki

materiałów (nie tylko metali, ale też innych materiałów), którzy są głównym obiektem zainteresowania

BTR; (2) dostawców kluczowych technologii (w oparciu o które producenci maszyn konkurują ze sobą),

wraz z opisem dostawców tej branży („upstream”); (3) jej klientów, w tym w szczególności firmy będące

dostawcami usług obróbki w oparciu o zakupione maszyny („downstream”). Ilustracja 19 przedstawia

uproszczony łańcuch wartości branży. Należy zauważyć, iż BTR dotyczy trzech głównych grup

producentów, tj. producenci automatyki i robotyki, producenci maszyn CNC, oraz technologii

pomiarowych.

14 Podejście spopularyzowane przez Michael’a Porter’a (M. Porter, „Competitive Advantage”, 1985)

http://www.fanuc.co.jp/

31

Ilustracja 19 Łańcuch wartości (Value Chain) branży precyzyjnej obróbki materiałów15 (CNC)

Źródło: Opracowanie własne dla celów niniejszego BTR

Dostawcy branży to zarówno przedsiębiorstwa polskie jak i dostawcy zagraniczni. Przykładem polskich

dostawców jest np. Avia S.A. z Warszawy, produkująca korpusy i obudowy oraz przekładnie dla maszyn

CNC na własne potrzeby i dla klientów zewnętrznych. Bardziej typowe jest jednak kupowanie przez

polskich producentów maszyn CNC komponentów z zagranicy, głównie z Chin oraz z Europy Zachodniej.

Odbiorcy są opisani w innych częściach niniejszego BTR. Odbiorców można podzielić na dwie kategorie:

pierwszą są duże przedsiębiorstwa wykorzystujące maszyny CNC we własnej produkcji (czyli przemysł

samochodowy, AGD, elektroniczny, spożywczy, etc.). Drugą kategorią odbiorców są usługodawcy: firmy

zajmujące się usługowo obróbką materiałów dla swoich klientów (którymi często są odbiorcy z pierwszej

kategorii, tzn, duże firmy produkcyjne). Firmy usługowe to bardzo często niewielkie przedsiębiorstwa

zatrudniające poniżej 10 pracowników, aczkolwiek zdarzają się także firmy średnie (do 250

pracowników). Firmy usługowe typowo zajmują się produkcją prototypów i/lub krótkich serii dla swoich

klientów (którzy z kolei nabywają maszyny CNC nastawione na produkcję wielkoseryjną). Jak opisano w

innych częściach BTR około 2/3 produkcji maszyn CNC jest z Polski eksportowana.

4.3. Poziom automatyzacji polskiej gospodarki

W Polsce wdrożenia automatycznych urządzeń do obróbki rosną szybko, aczkolwiek ze znacznie

niższego poziomu niż ma to miejsce w przypadku bardziej zaawansowanych gospodarek. Zdaniem GUS,

który cyklicznie analizuje zjawisko innowacyjnej działalności przedsiębiorstw, w 2012 roku polscy

przedsiębiorcy zwiększyli tempo wdrożeń środków automatyzacji przemysłu. W efekcie ilość

zainstalowanych środków automatyzacji przemysłu wzrosła o 12,5%% w porównaniu do roku 2011.

Według raportu GUS z 2014 roku w polskich zakładach produkcyjnych pracowało 7.356 robotów

przemysłowych i 12.578 centrów obróbkowych.

15 Definicja autorska dla celów niniejszego BTR

32

Ilustracja 20 Polski park maszynowy: zainstalowane roboty przemysłowe i centra obróbkowe

Źródło: Główny Urząd Statystyczny (2014)

Wzrost zainteresowania automatyzacją polskiego przemysłu raportuje również International Federation

of Robotics (IFR)16, która to organizacja stwierdziła, że aktualny wskaźnik gęstości robotyzacji dla Polski

wynosi 18 robotów na 10 tys. pracowników przemysłu (Ilustracja 15). Wynik Polski jest daleko od

średniej globalnej, która wynosi 58, i jeszcze dalej od średniej UE, która wynosi 80. Świadczy to o

nieodzownej potrzebie unowocześniania polskiego przemysłu.

Eksperci IFR podkreślają, że polski wskaźnik wzrósł na przestrzeni 2012 roku o 4 punkty i

prawdopodobnie nadal będzie piął się w górę. Zaznaczają jednocześnie, że tempo tego wzrostu jest

większe niż obserwowane w przypadku rynku globalnego. Gęstość robotyzacji przemysłu w Europie i na

świecie wzrosła w analogicznym okresie o 3 punkty.

Największy przyrost środków automatyzacji w latach 2011 – 201217 zauważono w sektorach związanych

z produkcją nowoczesnych produktów użytkowych - m.in. komputerów, wyrobów elektronicznych i

optycznych oraz w branżach, które produkują wyroby elektryczne i produkty z metali. W gronie firm

najbardziej otwartych na automatyzację nie zabrakło sektorów, które muszą dziś sprostać wysokim

normom bezpieczeństwa i jakości produkcji tj. produkcji wyrobów farmaceutycznych oraz produkcji

napojów. W nowoczesną technologię inwestowały też branże, które szczególnie mocno odczuwają dziś

presję konkurencyjną – sektor produkcji odzieży i wyrobów skórzanych. Podobnie jak w latach

poprzednich za pomocą środków automatyzacji modernizował się przemysł ciężki, związany z

wydobywaniem węgla kamiennego i brunatnego oraz przemysł gospodarowania odpadami i

odzyskiwania surowców.

Aktualne trendy rynkowe powodują, że firmy muszą na bieżąco dostosowywać swój asortyment i

sposoby produkcji do dynamicznie zmieniających się preferencji nabywców oraz uwarunkowań

makroekonomicznych. W otoczeniu rynkowym, gdzie nacisk kładzie się na najwyższą jakość produktów,

możliwość elastycznego modyfikowania procesu produkcji, produkowania w krótkich lub długich seriach

w zależności od potrzeb odbiorcy oraz odporność na presję cenową, czynniki te są kluczowymi

czynnikami sukcesu.

16 www.ifr.org 17 Główny Urząd Statystyczny, 2012

33

Z punktu widzenia firm dostarczających usługi obróbki materiałów na polskim rynku jest on w większości

sektorów bardzo konkurencyjny. Szczególnie duża liczba usługodawców oraz intensywna konkurencja

cenowa są charakterystyczne dla tradycyjnych usług obróbki bez wsparcia komputerowego: toczenie,

frezowanie, spawanie, laserowe cięcie płaskie, gięcie na małych prasach krawędziowych, etc. Im bardziej

„nietradycyjne” technologie obróbki i im wyższe są wymagania precyzji (lub im trudniejszy w obróbce

jest materiał), tym poziom konkurencji jest mniejszy. Np. stosunkowo niewiele firm w Polsce jest w

stanie dostarczać usługi laserowego cięcia 3D profili. Prawie w ogóle nie ma graczy rynkowych

operujących w technologiach (wielkogabarytowe prasy krawędziowe) pozwalających na gięcie metalu

na dużych długościach, np. ponad 13m (sytuacja konkurencyjna w poszczególnych segmentach rynku

opisana jest szerzej w rozdziale dotyczącym polskich producentów maszyn CNC.) Rodzące się

technologie mikro- i nano-obróbki należą do rzadkości i ich występowanie jest ograniczone głównie do

laboratoriów jednostek naukowo-badawczych (np. prace nad technologiami nano-laserów i femto-

laserów są prowadzone m.in., na Politechnice Wrocławskiej, Uniwersytecie Warszawskim i Politechnice

Krakowskiej; polskie firmy takie jak InPhotech S.A. dopiero rozważają takie projekty).

Wykorzystanie numerycznych technologii obróbki pozwala firmom kreować większą wartość dodaną, co

można zaobserwować chociażby śledząc m.in., trendy w wynagrodzeniach w firmach z branży (Ilustracja

21). Poniższe dane GUS obejmują całą gamę producentów maszyn i narzędzi, w tym tych

niezaawansowanych technologicznie.

Ilustracja 21 Wynagrodzenie brutto (PLN) w polskim sektorze producentów maszyn i narzędzi

Źródło: Główny Urząd Statystyczny

4.4. Charakterystyka polskiej branży producentów maszyn CNC

Opis branży dokonany jest według (i) analizy dostępnych danych GUS; jak również (ii) poprzez wywiady z

przedstawicielami branży CNC w Polsce.

4.4.1. Charakterystyka branży według oficjalnych klasyfikacji

W 2014 r. w rejestrze REGON zarejestrowanych było 335 aktywnych podmiotów działających w branży

producentów obrabiarek, o 7percent% więcej niż rok wcześniej (Ilustracja 22).

2184

2725

3350

2473

3000

3815

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

25% zarabia poniżej Mediana 25% zarabia powyżej

Frezer Frezer (urządzenia sterowane numerycznie)

34

Ilustracja 22 Liczba aktywnych podmiotów z branży producentów obrabiarek (2010-2014)

Źródło: Rejestr REGON, Główny Urząd Statystyczny, stan na 30 czerwca 2014 r.

Według danych GUS zdecydowana większość w/w podmiotów to mikro-przedsiębiorcy (Ilustracja 23).

Ilustracja 23 Charakterystyka przedsiębiorstw w polskiej branży producentów maszyn i narzędzi mechanicznych (2014)

Źródło: Rejestr REGON, Główny Urząd Statystyczny, stan na 30 czerwca 2014 r.

Zatrudnienie w branży obrabiarek (PKD 28.4) jest stosunkowo niewielkie i wynosi około 6.252

pracowników, czyli 0,2percent% zatrudnionych w przemysle i 0,04percent% całości zatrudnienia w

gospodarce18.

Analizując dostępne w Monitorze Polskim wyniki branży prezentuje się ona jako stosunkowo rentowna:

w 2010 roku szacowane przez Monitor Polski przychody wyniosły niespełna 700 mln PLN a rentowność

na poziomie zysku operacyjnego (ROSpercent%) kształtowała się na poziomie 11percent% (Tabela 5).

18 Źródło: Eurostat: w 2012 roku według tego źródła w branży obrabiarek (PKD 28.4) pracowało 5.987

pracowników

mikro78%

małe15%

średnie5%

duże2%

35

Tabela 5 Przychody branży obróbki materiałów

Suma przychodów

netto ze sprzedaży

(mln PLN)

Suma wyników

netto (mln PLN)

Średni

ważony

ROE

(percent%)

Średni

ważony

ROS

(percent%)

Produkcja maszyn i narzędzi mechanicznych (PKD 28.4) 695 76 21 11

Produkcja maszyn do obróbki metalu (PKD 28.41) 441 10,5 4,7 2,4

Produkcja pozostałych narzędzi mechanicznych (PKD

28.49) 254 65,5 47,9 25,8

Źródło: Monitor Polski B, dane za 2010 r.

Dane Eurostat szacują polski rynek producentów maszyn (PKD 28.4) na około 400 mln Euro lub ponad

1,5 mld PLN (Ilustracja 24). W odniesieniu do perspektyw branży maszyn obróbki metali w Polsce (PKD

28.41), branża charakteryzuje się dynamicznym wzrostem sprzedaży i dużym udziałem eksportu

(zarówno z punktu widzenia wolumenu jak i dynamiki wzrostu).

Ilustracja 24 Wartość sprzedaży polskiej branży obróbki materiałów

Dynamika obrotu branży maszyn do obróbki metalu w Polsce - PKD 28.4 (2011-2013) Dynamika wartości produkcji sprzedanej branży maszyn do

obróbki metalu, PKD 28.41 (2010-2013)

Źródło: Opracowanie własne na podstawie Eurostat. Źródło: Rocznik Handlu Zagranicznego

Również według GUS rośnie produkcja obrabiarek do metali ze sterowaniem numerycznym (Ilustracja

25).

Ilustracja 25 Produkcja obrabiarek do metali ze sterowaniem numerycznym

Źródło: Rocznik statystyczny przemysłu, 2014

270

337

415

469

200

250

300

350

400

450

500

2010 2011 2012 2013

36

W perspektywie rynku obranej przez polskie źródła danych statystycznych (Monitor Polski,

uwzględniający dane z 2010 roku) wiodące podmioty działające w Polsce w branży produkcji maszyn i

narzędzi przedstawione są poniżej (Ilustracja 26).

Ilustracja 26 Ranking wiodących firm – polskich producentów maszyn i urządzeń

Źródło: Monitor Polski B, dane za 2010 r.

Jednym z problemów definicyjnych oficjalnej klasyfikacji Monitora Polskiego/GUS jest to, iż ujęcia te

wydają się zawierać produkcję maszyn, ale także i inne usługi świadczone przez te firmy.

Zapotrzebowanie rynku i posiadany specjalistyczny park maszynowy polskich producentów maszyn

stworzyły pokusę ich aktywnego włączenia się w segment usług przemysłowych. Większość podmiotów

produkujących maszyny posiada duże możliwości w zakresie usług np. obróbki mechanicznej, prrodukcji

kół zębatych, spawania, malowania czy też montażu finalnego maszyn i urządzeń. Dzięki temu firmy te

posiadają możliwość profesjonalnego i kompleksowego wykonywania różnego rodzaju maszyn

zadaniowych, a także remontów kapitalnych obrabiarek do metalu (i to zarówno własnych jak i innych

producentów). Taki trend jest zgodny z trendami światowymi, dlatego stwarza potencjal polskich firm

na poprawę konkurencyjności (Tabela 4).

Niemniej jednak, z punktu widzenia klasyfikacji statystycznej zaburza to możliwość precyzyjnego

określenia przychodów branży z „czystej” działalności produkcji maszyn i urządzeń CNC. Oficjalne dane

GUS budzą wątpliwości przede wszystkim, co do identyfikacji głównych graczy rynkowych w Polsce. Z

drugiej strony, znacznie ważniejsze i niepokojące co do wiarygodności podstawowych danych jest

pominięcie w oficjalnych statystykach branży takich firm – powszechnie uważanych za liderów branży -

jak Kimla, Avia lub Rafamet – pominięcie to stawia niestety pod dużym znakiem zapytania wiarygodność

oficjalnych statystyk i rodzi przekonanie, iż rzeczywisty rozmiar branży producentów maszyn CNC w

Polsce jest istotnie większy niż oficjalnie opisywany przez GUS. Tym bardziej, iż należy zaznaczyć, że w

Polsce działa kilkudziesięciu przedsiębiorców zaangażowanych w produkcję maszyn CNC, których

podstawową działalnościa jest odnowa/remont (tzw. refurbishing) maszyn CNC. Producenci ci w ramach

swojej podstawowej działalności nabywają know-how w obszarze wiodących rynkowych rozwiązań i

często zaczynają produkować własne maszyny CNC (typowo przeznaczone do niszowych rozwiązań).

Produkcja tych graczy jest pominięta w statystykach GUS, a stanowią oni istotną i rosnącą część rynku.

-10

40

90

140

190

240

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Mill

ion

y

Przychody netto ze sprzedaży (PLN) Wynik netto (PLN)

1. Famot-Pieszew Sp. z o.o. 2. GK Wood-Mizer-Industries Sp. z o.o. 3. GK Fabryka Obrabiarek "Rafament" SA 4. Wood-Mizer-Industries Sp. z o.o. 5. Fabryka Obrabiarek "Rafamet" SA 6. GK FABA SA 7. FABA SA 8. GK Fabryka Automatów Tokarskich we Wrocławiu Sp. z o.o. 9. Fabryka Przyżądów i Uchwytów "Bison-Bial" SA 10. Fabryka Automatów Tokarskich we Wrocławiu SA 11. Design Technologies International "D.T.I." Sp. z o.o. 12. TCM Polska Tool Consulting & Management Sp. z o.o. 13. PP Przemysłu Metalowego "POMET" 14. Fabryka Urządzeń Mechanicznych "Poręba" Sp. z o.o. 15. Andrychowska Fabryka Maszyn Defum SA 16. Fabryka Form Metalowych "FORMET" SA 17. REMA SA

http://www.jafo.com.pl/pl/Maszyny-specjalne-62.html

http://www.jafo.com.pl/pl/Maszyny-specjalne-62.html

37

4.4.2. Charakterystyka branży według jej przedstawicieli

Jeszcze inna (i najprawdopodobniej najbliższa rzeczywistości ekonomicznej) perspektywa branży wyłania

się z podejścia „oddolnego”, tj. rozmów z uczestnikami rynku i internetowej analizy działających w

branży firm. Według tej perspektywy w Polsce działa kilkunastu liczących się producentów urządzeń do

zaawansowanej obróbki materiałów. Według tych szacunków wydaje się prawdopodobnym, że polscy

producenci maszyn CNC jako grupa sprzedają rocznie około 1 mld PLN maszyn i urządzeń, co stanowi

prawie 1% globalnego rynku19 (rynek producentów maszyn CNC do obróbki materiałów jest

zdominowany przez kilkudziesięciu graczy, którzy mają sprzedaż na poziomie około 30 mld USD rocznie -

Ilustracja 12). Głównymi graczami w Polsce według podmiotów z branży są20:

POLCOM Przemysław Kimla z Częstochowy („Kimla”); ponad 2000 sprzedanych obrabiarek

(www.kimla.pl) co ciekawe, Kimla nie wymieniana jest pośród liderów rynku producentów przez

„oficjalne” źródła statystyk

Fabryka Obrabiarek Precyzyjnych Avia S.A. z Warszawy; www.avia.com.pl

Andrychowska Fabryka Maszyn DEFUM S.A. z Andrychowa (woj. małopolskie); www.afm.com.pl

Rafamet S.A. z Raciborza, (woj. śląskie); www.rafamet.com

o Producent wielko-gabarytowych maszyn dla przemysłu stoczniowego, energetyki,

kolejnictwa, etc.

Seron s.j. ze Stalowej Woli (woj. podkarpackie); www.seron.pl

FANUM Skorupski-Wójcik s.j. z Wielopola Skrzyńskiego (woj. podkarpackie); www.fanum.pl

o Produkcja maszyn CNC do obróbki drewna, aluminium i tworzyw sztucznych

Eckert AS sp. z o.o. z Legnicy (woj. dolnośląskie); www.eckert.com.pl

o Firma odniosła stosunkowo duży sukces rynkowy w segmencie cięcia (dwu- osiowe

maszyny) laserem, wodą, plazmą jak i gazem. Na rynku polskim z powodzeniem

konkuruje z potentatami, np. z globalnym koncernem Trumpf

Profisystem CNC sp. z o.o. z Rybnika (woj. śląskie); www.profisystemcnc.pl

Plot Electronics z Giżycka (woj. warmińsko-mazurskie); www.obrabiarki-cnc.pl; około 200

sprzedanych urządzeń

Mabit z Trzebini (woj. małopolskie); www.mabit.pl

MG CERTUS Górecki Mariusz z Choczni k. Wadowic (woj. małopolskie); www.mg-certus.pl

Niezależnie od tego, którą z dwóch perspektyw uwzględni się w analizie, większość z wyżej

wymienionych graczy to stosunkowo niewielkie (a w najlepszym wypadku średniej wielkości) firmy

zajmujące się finalnym montażem urządzeń i podzespołów kupowanych w renomowanych firmach

zagranicznych (bardzo często pod indywidualne potrzeby klientów). Polskie firmy w większości

dostarczają też na ogół stosunkowo proste urządzenia (2-osiowe). Kilka firm, które budują np. 3-osiowe i

5-osiowe centra obróbcze lub (i) tokarki (centra tokarskie), dostosowały się do poziomu cen

oferowanych prze konkurencyjne globalne koncerny. Niektóre z nich (np. Kimla, Avia, AFM Defum,

Seron, etc.) ma własne działy B+R. Niektórzy (np. Avia, Defum, Kimla, Eckert) sami wytwarzają i

19 Szacunki są zbliżone do tych z Rocznika Handlu Zagranicznego cytowanych powyżej 20 W tym ujęciu firmy z kapitałem zagranicznym takie jak wrocławski FAT Haco, jarociński Jafo S.A. (część

skandynawskiego koncernu SMG), etc. nie zostały uwzględnione

http://www.avia.com.pl/

http://www.rafamet.com/

http://www.seron.pl/

http://www.fanum.pl/

http://www.eckert.com.pl/

http://www.profisystemcnc.pl/

http://www.obrabiarki-cnc.pl/

http://www.mg-certus.pl/

38

obrabiają niektóre komponenty (części i zespoły - korpusy, wrzeciona i przekładnie śrubowe toczne,

kabiny, szafy elektryczne i osłony prowadnic, etc.) do końcowych urządzeń. Systemy sterowania,

kluczowe z punktu widzenia wartości dodanej finalnego produktu, są w znakomitej większości

kupowane poza Polską od „wielkiej czwórki” globalnych dostawców: Siemens (np. SINUMERIC 840D),

Heidenhain (np. 7-osiowy 530I), Fanuc oraz Haas (Ilustracja 27), oraz w mniejszym stopniu od firm typu

Omron i Mitsubishi. Nie ma w Polsce jeszcze firm (takich jak np. FlashCut CNC; www.flashcutcnc.com)

zajmujących się w sposób dedykowany (tzw. pure play) projektowaniem i sprzedażą własnych

sterowników do urządzeń CNC.

Ilustracja 27 Frezarka CNC firmy Haas: standard nowoczesnej branży obróbki materiałów

Źródło: www.int.haascnc.com

4.5. Cechy rynku dostawców usług

(1) Dostawcy usług z zakresu zaawansowanej obróbki materiałów

Rynek dostawców usług (w oparciu o park maszynowy zakupiony w kraju i za granicą) to wiele małych i

średnich przedsiębiorstw działających głównie w oparciu o tradycyjne technologie obróbki. Obecnie w

Polsce nie ma wielu podmiotów wykonujących wszystkie usługi z zakresu zaawansowanej obróbki

materiałów, a te, które potrafią operować w tym segmencie branży, wykazują duży wzrost

przychodów21. Pośród firm konkurujących w wybranych typach usług wyróżnić można m.in22:

Laserowe cięcie płaskie

o duża konkurencja

o na rynku istnieje wiele firm posiadających tego typu urządzenia. Przykładowe firmy

świadczące tego typu urządzenia: Skraw-Mech Sp. z o.o., Asco Co Ltd. Sp. z o.o.,

Laserstar Sp. z o.o. Sp. K., Darpol, Laser-Prec, Fumet, Kaba, IMS Stalserwis,

Laserowe cięcie 3D profili

o konkurencja na rynku polskim jest niewielka, w szczególności dla cięcia 3D (cięcie pod

kątem). W Polsce jest tylko kilka firm świadczących usługi cięcia profili 3D m.in.: New

21 Jako przykłady takich firm można wskazać m.in., dolnośląską firmę Przedsiębiorstwo Filipowicz Paweł

obsługująca klientów z branż motoryzacyjnej, chemicznej, medycznej i rosnące w ostatnich latach w tempie przekraczającym 50% rocznie, oraz Airon Engineering, która powstała w 2004 roku i w 2014 roku zatrudniała ponad 100 pracowników

22 Źródło: prospekt emisyjny firmy Airon S.A.

http://www.int.haascnc.com/

39

Cut Bogdan Kondracki, PIM-STAL Sp. z o.o., Standis Polska Sp. z o.o., Wawrzaszek ISS Sp.

z o.o.

Gięcie na małych prasach krawędziowych

o Na rynku jest bardzo wiele firm posiadających małe prasy krawędziowe

Gięcie na dużej prasie krawędziowej

o Mała konkurencja na rynku polskim i europejskim. Możliwość uzyskania przewagi

konkurencyjnej przy dużych długościach giętych materiałów (15m) ma tylko kilkanaście

firm, m.in.: Vlassenroot NV, WiRoPa GmbH, Wegener KG, Ferro Umformtechnik GmbH

& Co. KG.

Cięcie plazmą

o Duża konkurencja na rynku krajowym i europejskim. Firmy konkurencyjne: Skraw-Mech

Sp. z o.o., ZPH ZAKMET Kazimierz Chawchunowicz, Tofama S.A.

Spawanie

o Duża konkurencja na rynku krajowym i europejskim. Firmy konkurencyjne: Metalko Sp.

z o.o., Skraw-Mech Sp. z o.o., Asco Co Ltd. Sp.z o.o., Laserstar Sp. z o.o. Sp. K., Darpol.

Toczenie

o Olbrzymia konkurencja na rynku krajowym i europejskim

Frezowanie

o Olbrzymia konkurencja na rynku krajowym i europejskim

Elektro-drążenie

o Duża konkurencja na rynku krajowym i europejskim (kilkudziesięciu graczy na rynku

polskim oferuje te usługi)

(2) Dostawcy usługi instalowania zaawansowanych rozwiązań dla CNC

Oprócz usług wymienionych powyżej na polskim rynku działa kilka podmiotów świadczących bardzo

zaawansowane usługi instalowania skomplikowanych rozwiązań wykorzystujących maszyny CNC i

zaawansowaną robotykę (de facto, są to bardzo zaawansowane usługi integratorskie). Firmy takie jak

Przedsiębiorstwo Filipowicz Paweł dostarczają usługi dostarczania bardzo zaawansowanych prototypów

i nisko-wolumenowych serii dla najbardziej wymagających globalnych firm. Firmy takie jak ProPoint sp. z

o.o. oferują globalnym firmom produkcyjnym (np. z branży samochodowej) projekty instalacji „pod

klucz” dużych, skomplikowanych (100+ maszyn) systemów integrujących kilka rozwiązań

software’owych (sterowniki, robotyka, wizualizacja, itp.) z zaawansowanym parkiem maszynowym od

różnych producentów. Tylko bardzo niewielu globalnych graczy z branży robotów (ABB, Kuka, Fanuc,

etc.) potrafi dostarczyć tego typu rozwiązania „pod klucz”.

Obszarem, w którym innowacje są kluczem do sukcesu i który jest jednym z najszybciej rozwijających się

segmentów rynku maszyn CNC, są systemy kontroli optycznej maszyn do maszyn CNC i do kalibracji tych

maszyn. W Polsce działa kilka bardzo innowacyjnych firm w tych obszarach, na przykład:

Pozycjonowanie przestrzenne/kontrola optyczna:

o OptiNav sp. z o.o.

Producent systemów pomiarowo-nawigacyjnych w 3D (OptiTrace). Spółka

rozwinęła autorski wzór markerów, który pozwala nie tylko na określenie ich

położenia, ale także na ich identyfikację. Oznaczanie kilkoma markerami

40

obiektów w przestrzeni pomiarowej umożliwia zidentyfikowanie każdego

przedmiotu nawet, jeśli jest ich wiele. Nowatorski algorytm obliczania pozycji

znaczników zapewnia niespotykaną dotąd dokładność i powtarzalność pomiaru

oraz swobodę w definiowaniu przestrzeni pomiarowej, poprzez dowolną ilość

niezależnych kamer (od 1 do 100). Innowacyjne rozwiązania spółki zostały

docenione przez globalnych liderów rynku optycznego: w lipcu 2015 roku spółka

ze Słupska pozyskała Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh jako inwestora

mniejszościowego

o InPhotech S.A.

Spółka zajmuje się badaniami naukowymi, rozwojem fotoniki oraz

opracowywaniem innowacyjnych urządzeń i komponentów światłowodowych.

InPhoTech działa w branży nowoczesnych rozwiązań technologicznych,

szczególnie opartych na technologiach światłowodowych, ma bogate

osiągnięcia w projektach B+R (szereg patentów) i potencjalnie mogłaby

uczestniczyć w rozwoju nowego typu laserów do zaawansowanej mikro-obróbki

materiałów (polska technologia wytwarzania włókien światłowodowych,

rozwijana od lat 1970-tych, stworzyła podstawy pod rozwój technologii

światłowodów mikrostrukturalnych nienaruszającej patentów lidera rynku, NKT

Photonics. Polskie firmy mają więc w tym obszarze dużą szansę stworzenia

przewagi konkurencyjnej, polegający na możliwości rozwoju i komercjalizacji

tych światłowodów oraz elementów i urządzeń na nich opartych).

o Alnea sp. z o.o (partner KUKE; systemy wizyjne dla branży elektronicznej)

Kalibracja:

o Firma Lasertex sp. z o.o. z Wrocławia (laureat w 2002 roku Nagrody Prezesa Rady

Ministrów Za Wybitne Krajowe Osiągnięcie Naukowo-Techniczne za opracowanie i

wdrożenie Interferometru LSP30), pomimo stosunkowo niewielkich na dziś przychodów

(poniżej 2 mln PLN rocznie), jest jednym z liderów technologicznych przestrzeni

konkurencyjnej laserowych systemów pomiarowych 3D, oferując jedne z najbardziej

zaawansowanych interferometrów dostępnych na rynku, oferujących użytkownikom

wiele nowych opcji pomiarowych z niespotykaną precyzją i rozdzielczością (stosowane

są zarówno w laboratoriach badawczych jak i do badań geometrii maszyn w przemyśle

CNC - np. używa ich warszawska Avia). Firma, której trzon stanowią naukowcy

Politechniki Wrocławskiej a jej IP jest zauważana przez globalnych liderów rynku takich

jak brytyjski Renishaw PLC.

Polskie firmy prowadzą również innowacyjną działalność w obszarach poza „głównym nurtem” branży

obróbki materiałów. Na przykład, firma Genicore z Konstancina posiada innowacyjne rozwiązania w

technologiach spiekania węglika, a firma Renex z Włocławka posiada unikalne rozwiązania w

technologiach lutowania i udanie konkuruje z liderami tego segmentu – Apollo Seiko, Wolff, oraz

producentami z Chin.

(3) Dostawcy technologi addytywnych (3DP)

Również w kluczowym, nowo powstającym segmencie addytywnych technologii23 obróbki opartych o

3DP, Polska może się poszczycić bardzo dobrymi osiągnięciami (przynajmniej w pod-segmencie

23 Omawianych w rozdziale nr 7 o trendach technologicznych

41

zorientowanym na technologie B2C). Tacy gracze jak Zortrax (dane dotyczące sprzedaży nie są dostępne,

jednak firma – partner Dell Computers – jest powszechnie uważana za jednego z globalnych liderów

sprzedaży) oraz ZMorph (autor m.in., innowacyjnego oprogramowania Voxalizer) są polskimi markami

rozpoznawalnymi na całym świecie. Oprócz nich polskie „zagłębie” firm 3DP działających globalnie

obejmuje takich szybko rozwijających się, na ogół stosunkowo dobrze dokapitalizowanych graczy jak

3Novatica (z dużym inwestorem, firmą Inventronix), Omni3D (kontrakt z Amazon), Jelwek z Rzeszowa,

Pirx (z inwestorem Fideltronik S.A.), 3D Printers (HBot oraz elektronika sterująca Sunbeam 2.0),

Monkeyfab (PRIME 3D), oraz 3DGence (NaviTracer; firma założona m.in., przez zespół naukowców z

Politechniki Śląskiej)24.

Oprócz silnych, globalnych graczy na rynku B2C działają w Polsce także producenci maszyn 3DP

nastawionych na potrzeby biznesu. Najważniejszym graczem z tego segmentu jest Endivio, producent

BlackJeta – pierwszej polskiej drukarki 3D klasy prosumer. Urządzenie BlackJet posiada szereg rozwiązań

znanych z profesjonalnych drukarek 3D klasy Stratasysa. Ma własne, dedykowane oprogramowanie. Za

BlackJetem również stoi solidny kapitał prywatny, umożliwiający rozwój produktu i firmy.

Silny wydaje się również segment komplementarnych produktów i usług skanowania 3D; firmy takie jak

Smarttech3D z Łomianek pod Warszawą i Evatronix z Bielska Białej pracują nad rozwiązaniami

dotyczącymi pozycjonowania przestrzennego i uzupełniającymi ofertę krajowych producentów drukarek

3D.

Podsumowując, polscy producenci rozwiązań „addytywnych”, które są w głównym nurcie najszybciej

rosnącego segmentu rynku zaawansowanej obróbki materiałów, mają się dobrze i są bardzo dobrze

pozycjonowani, aby udanie uczestniczyć w prognozowanym szybkim rozwoju rynku. Kluczowym

kamieniem milowym dla polskiej branży graczy w „addytywnym” segmencie rynku CNC będzie

przeorientowanie się na produkcję/usługi typu B2B, które dziś reprezentują głowne wyzwanie

technologiczne dla branży.

4.6. Charakterystyka branży obrabiarek w odniesieniu do innych

sektorów przemysłu przetwórczego

Ze względu na stosunkowo niewielkie rozmiary branży obrabiarek (PKD 28.4) odzwierciedlonych w

oficjalnych danych statystycznych, w świetle innych branż polskiego przetwórstwa przemysłowego

stanowi ona 1,5% wartości produkcji premysłowej Polski (388 mln Euro vs. 245 025 mln Euro w 2013);

charakteryzuje się one niższą od średniej wartością dodaną na pracownika (22 vs. 24), oraz stanowi 0,3%

całkowitej wartości produkcji przemysłowej Polski za 2012. Należy jednak mieć na uwadze fakt, iż

oficjalne statystyki nie poradziły sobie dotychczas z różnorodnością branży i jej graczy, oraz potencjalny

wpływ branży na szereg innych sektorów przemysłowych (Ilustracja 28).

Ilustracja 28 Cechy branży obrabiarek w porównaniu z innymi branżami polskiego przemysłu.

Wartość dodana brutto branż przemysłowych na pracownika (2012) [tys. EUR]

Podział wartości produkcji przemysłowej (2012) [%]

24 Inni polscy producenci 3DP to m.in.: 7H7, DDDBot, Fabrilo (Paramid 3D), flexFORM (3D Proto), Gaja3D (TYTAN3D

/ FabLab Kielce), T-Rap (3Dimension); źródło: www.centrumdruku3d.pl; są też innowacyjne firmy produkujące skanery 3D (np. Smarttech)

http://www.centrumdruku3d.pl/

42

Źródło: Eurostat, [sbs_na_ind_r2]. Na czerwono zaznaczona jest średnia w przemyśle; na pomarańczowo

zaznaczone są branże, które są głównymi potencjalnymi odbiorcami maszyn CNC; na zielono branża obrabiarek.

127

56

46

44

41

37

31

30

28

27

27

27

25

25

25

23

23

23

22

22

21

17

15

14

12

9

0 50 100 150

coke and refined petroleum…

tobacco products

beverages

basic pharmaceutical…

chemicals and chemical…

paper and paper products

motor vehicles, trailers and…

basic metals

Repair and installation of…

other transport equipment

other non-metallic mineral…

electrical equipment

Manufacturing

rubber and plastic products

Printing and reproduction of…

machinery and equipment…

computer, electronic and…

fabricated metal products,…

metal forming machinery…

food products

Other manufacturing

wood and of products of…

textiles

furniture

leather and related products

wearing apparel

17.4

11.5

10.2

7.3

6.2

5.8

4.5

4.3

4.3

3.8

3.4

2.9

2.9

2.7

2.7

2.3

1.6

1.2

1.0

1.0

0.9

0.9

0.7

0.4

0.2

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0

food products

coke and refined…

motor vehicles, trailers…

fabricated metal…

rubber and plastic products

chemicals and chemical…

basic metals

other non-metallic…

electrical equipment

machinery and…

computer, electronic and…

beverages

paper and paper products

wood and of products of…

furniture

Repair and installation of…

other transport equipment

basic pharmaceutical…

tobacco products

Printing and reproduction…

textiles

Other manufacturing

wearing apparel

leather and related…

metal forming machinery…

43

5. Wydatki na B+R, potencjał IP i jakość polskiej bazy naukowej w

obszarach nowoczesnych materiałów i technologii ich obróbki

Branża obróbki materiałów jest branżą bazującą na nowoczesnych technologiach, w której

konkurencyjnośc jest determinowana precyzją i jakością. Aby być konkurencyjnym na rynku światowym

konieczne są inwestycje w innowacje oraz skupienie się na czynnościach o wysokiej wartości dodanej.

5.1. Szacowanie wartość wydatków na B+R

W kontekście mało wiarygodnych danych GUS dotyczących polskich producentów maszyn CNC (brak

uwzględnienia liderów rynku, wątpliwe szacunki dotyczące przychodów innych graczy, pominięcie

nowych graczy typu producenci drukarek 3DP, etc.) trudno oszacować rzeczywiste dzisiejsze wydatki

B+R tej branży. Jeśli przyjąć, iż statystyczne dane są poprawne i firmy z branży wydają około 3-5% na

B+R, całkowite wydatki branży na B+R nie przekraczają 30 mln PLN rocznie. Kwota ta wydaje się być

niska, biorąc pod uwagę, iż same firmy zajmujące się technologiami 3DP prawdopodobnie wydają

rocznie podobna kwotę na rozwój produktu (de facto B+R). Bardziej realistyczne wydaje się, iż szeroko

rozumiana branża wydaje 2-3 razy więcej na badania B+R niż wynikało by to z oficjalnych statystyk czyli

co najmniej 50 mln PLN rocznie, co stawia ją w gronie najbardziej nastawionych na innowacje branż.

5.2. Jakość polskiego sektora naukowego w branży

Patenty

Branża maszyn CNC charakteryzuje się dobrą dynamiką wzrostu ilości patentów (Ilustracja 29) i w 2014

odnotowała 179 patentów w porównaniu z 116 patentami w 2013. Brak jest danych statystycznych

dotyczących źródła pochodzenia patentów w branży maszyn CNC w Polsce (tzn., nie jest jasne, jaki

procent patentów pochodzi z uczelni i jednostek badawczych, a jaki z przemysłu).

Ilustracja 29 Dynamika zarejestrowanych patentów i wzorów przemysłowych w Polsce (2010-2014)25

Źródło: Urząd Patentowy RP

Jakość i potencjał sektora naukowego

Polska ma potencjał naukowy w dziedzinie inżynierii przemysłowej i produkcyjnej, szczególnie na tle

regionu Europy Centralnej.W liczbie cytowań dokumentów naukowych, w porównaniu z rozwiniętymi

25 Źródło: Urząd Patentowy RP

118 111 99 116179

859771 741 754

971

0

200

400

600

800

1000

2010 2011 2012 2013 2014

Computerized Numerical Control (CNC)

Różne Procesy przemysłowe, transport

44

krajami europejskimi Polska osiąga lepsze wyniki niż na przykład Belgia, Dania, Norwegia, Szwajcaria, czy

Austria (Ilustracja 30).

Ilustracja 30 Ranking krajów europejskich w liczbie cytowań w dziedzinie „Inżynieria przemysłowa i produkcyjna”26 (2014)

Źródło: Baza danych “SCImago Journal & Country database”; www.scimagojr.com

Miarą produktywnosci naukowej jak również jej jakości jest indeks Hirscha (H-index) który w

zamierzeniu ma wykazać wagę i znaczenie wszystkich prac naukowych danego autora, charakteryzując

jego całkowity dorobek, a nie tylko znaczenie jednej poszczególnej pracy (do czego się odnosi indeks

cytowań). W kontekscie H-indeks Polska przoduje w Europie Centralnej. W porównaniu z krajami Europy

zachodniej, Polska wykazuje wynik lepszy od Austrii i zbliżony do takich krajów jak Finlandia czy

Norwegia (Ilustracja 31). Z powyższych danych wynika, że Polska ma wysoki potencjał naukowy w

rozwoju nowoczesnej branży CNC.

26 W j. ang: Industrial & Manufacturing Engineering

173

64 62 46 43 4018 17

604

520488 486

401

203184 176

134 131 11595 94

7553 37

0

100

200

300

400

500

600P

ols

ka

Re

pu

blic

a C

zesk

a

Ro

sja

Sło

wac

ja

Sło

we

nia

Ru

mu

nia

Bu

łgar

ia

Wę

gry

Wło

chy

Nie

mcy

Wie

lka

Bry

tan

ia

His

zpan

ia

Fran

cja

Ho

lan

dia

Po

rtu

galia

Szw

ecja

Be

lgia

Dan

ia

No

rwe

gia

Szw

ajca

ria

Fin

lan

dia

Gre

cja

Irla

nd

ia

Au

stri

a

https://pl.wikipedia.org/wiki/Publikacja_naukowa

https://pl.wikipedia.org/wiki/Indeks_cytowa%C5%84

https://pl.wikipedia.org/wiki/Indeks_cytowa%C5%84

45

Ilustracja 31 Ranking krajów Europy w jakości i znaczenie sektora naukowego w dziedzinie „Inżynieria przemysłowa i produkcyjna” (2014) – Indeks H

Źródło: Baza danych “SCImago Journal & Country database”, http://www.scimagojr.com

5.3. Potencjal polskich uczelni w branży

Większość wyższych uczelni technicznych w Polsce posiada jednostki koncentrujące się na technikach

obróbki. Z uczelni i jednostek badawczych należących do czołówki polskiej nauki należy wyróżnić takie

podmioty jak (poniższa lista nie jest wyczerpująca i może być rozszerzona po dalszych konsultacjach z

jednostkami naukowymi):

Politechnika Warszawska (nowoczesne materiały (m.in. super-stopy, np. magnez-aluminium)

o M.in., Prof. Jerzy Kozak, Wydział Inżynierii Produkcji/Instytut Mechaniki i Konstrukcji

(nietradycyjne metody obróbki erozyjnej: elektrochemiczna (ECM), elektroerozyjna

(EDM/WEDM), laserowa (LBM), ścierna przetłoczna (AFM) oraz obróbki hybrydowe;

mikro-technologia i techniki mikrosystemów (MST); wprowadzanie do przemysłu

nowych obrabiarek)

Politechnika Krakowska

o M.in., Prof. Adam Ruszaj, Wydział Mechaniczny, dr. hab. inż. Sebastian Skoczypiec,

Wydział Mechaniczny/Laboratorium Mikro- i Nanotechnologii (technologie ECM/EDM,

niekonwencjonalne technologie mikro-obróbki)

EIT+ we Wrocławiu

o Nano-Mat: nowoczesne materiały, np. światłowody polimerowe, dioda

superluminescencyjna, wzmacniacz światłowodowy, etc.

Politechnika Wrocławska (mikro-laserowe technologie obróbki)

o M.in., Prof. Edward Chlebus (technologie laserowe), Prof. Kaleta (inżynieria

materiałowa); dr. hab. inż. Jacek Reiner (systemy wizyjnej kontroli jakości)

Politechnika Śląska

5448 44 43 43

3731 31 28

133123

10699 95 94

77 76 7466 66 66 62 60 58

52

Po

lska

Sło

we

nia

Re

pu

blic

a C

zesk

a

Wę

gry

Ro

sja

Ru

mu

nia

Bu

łgar

ia

Sło

wac

ja

Ch

orw

acja

Wie

lka

Bry

tan

ia

Nie

mcy

Wło

chy

Ho

lan

dia

Fran

cja

His

zpan

ia

Szw

ecja

Be

lgia

Szw

ajca

ria

Dan

ia

Gre

cja

Po

rtu

galia

No

rwe

gia

Fin

lan

dia

Irla

nd

ia

Au

stri

a

0

20

40

60

80

100

120

140

46

o m.in. zespół pracujący nad technologiami obróbki 3D (patronat technologiczny Wydziału

Mechanicznego/Technologicznego nad przedsięwzięciami 3DGence)

Politechnika Poznańska

o M.in., Prof. Roman Staniek, dr. hab. inż Piotr Frąckowiak (Instytut Technologii

Mechanicznej, etc. – autorzy nagrodzonego złotym medalem na wystawie Brussels

Innova - „Eureka Contest 2010” rozwiązania pozycjonera obrotowego dla najnowszej

generacji wielo-osiowych obrabiarek CNC)

Politechnika Rzeszowska (obróbka kompozytów, głównie dla potrzeb przemysłu lotniczego;

systemy sterowania; Alma Mater zespołu Legendary Rover Team, zwycięzcy University Rover

Challenge (URS), prestiżowych, międzynarodowych zawodów łazików marsjańskich budowanych

przez studentów)

o Profesorowie Romana Śliwa (inżynieria materiałowa, kompozyty, biomechanika),

Grzegorz Budzik (budowa i eksploatacja maszyn, systemy CAD/CAE), Jan Gruszecki

(automatyka i robotyka: informatyczne systemy sterowania i zarządzania), Zenon

Hendzel (automatyka i robotyka, mechatronika, sterowanie układami nieliniowymi,

sztuczna inteligencja)

Politechnika Świętokrzyska

o m.in., dr. hab. inż. Jerzy Stamirowski (zautomatyzowane systemy wytwarzania), dr. inż.

Krzysztof Stępień (techniki pomiarowe)

Uniwersytet Warszawski – Wydział Fizyki (Instytut Fizyki Doświadczalnej)

o Dr. hab. Yuryi Stepanenko (technologie tanich laserów femtosekundowych - z uwagi na

zdolność do stabilnej pracy w skrajnie trudnych warunkach, światłowodowy laser

femtosekundowy znakomicie nadaje się do zastosowań przemysłowych, np. do

mikroobróbki powierzchni).

Politechnika Opolska

o m.in., dr. inż. Krzysztof Żak, prof. Piotr Niesłony (obróbka nowoczesnymi maszynami

CNC)

Wydaje się, iż na wybranych polskich uczelniach istnieje potencjał do wsparcia przedsiębiorców

chcących prowadzić prace rozwojowe nad wiodącymi nietradycyjnymi technologiami obróbki

materiałów. Smart Lab w województwie dolnośląskim potwierdził również gotowość wrocławskiego

środowiska naukowego do wsparcia lokalnych przedsiębiorców w programie rekomendowanym przez

niniejszy BTR27.

27 Zarówno Politechnika Wrocławska jak i EIT+ uczestniczące w SmartLabie wyraziły chęć dalszego zaangażowania

w program wytyczony niniejszym BTR, oferując swoje zasoby technologiczne oraz deklarując zainteresowanie zespołów naukowych.

47

6. Znaczenie sektora dla polskiej gospodarki

Sektor precyzyjnej obróbki materiałów jest szybko rozwijającą się branżą, o dużym nasyceniu B+R i

dużym potencjale dalszego wzrostu opartego o innowacje.

Powodów takiego stanu rzeczy jest przynajmniej cztery:

Polscy podwykonawcy stają się coraz bardziej kluczowi dla dużych globalnych graczy w wielu

branżach przemysłu (przemysł samochodowy, lotniczy, chemiczny, farmaceutyczny, medyczny,

FMCG, etc.). Rosnące wymagania jakościowe i wydajnościowe wymagają szybkiej adopcji

rozwiązań automatyzujących procesy wytwarzania

o Bez zaawansowanych technologicznie, poprawiających w sposób ciągły swoją zdolność

do produkowania zaawansowanych komponentów, firm – poddostawców takich

globalnych graczy z branży przemysłu samochodowego jak Toyota, Faurecia, Delphi, etc.

- trudno wyobrazić sobie rozwój podwykonawczych ekosystemów w takich regionach

jak Dolny i Górny Śląsk

Wskaźnik automatyzacji oraz możliwość konkurencyjnego wdrażania maszyn CNC w przemyśle

danego kraju jest jednym z kluczowych czynników konkurencyjności tego kraju na rynkach

światowych

o Obecnie niski poziom automatyzacji branży w Polsce wypływa z niskiego poziomu płac,

który to nie motywuje przedsiębiorstw do kapitałochłonnych inwestycji. Dodatkowym

powodem są bariery cenowe oferowanego dzisiaj sprzętu (mikro- i małych

przedsiębiorców rzadko stać na inwestycje rzędu kilkuset tysięcy złotych; według

Głównego Urzędu Statystycznego są to w większości przedsiębiorcy działający w oparciu

o formy działalności inne niż spółki prawa handlowego, co w znacznym stopniu

ogranicza ich możliwość finansowania zakupu środków trwałych za pomocą kredytu

bankowego28). Obniżenie bariery cenowej dla tych odbiorców to szansa stworzenia

nowego źródła popytu dla producentów maszyn CNC.

Jeśli w Polsce udałoby się stworzyć grupę kilku-kilkunastu silnych producentów maszyn CNC

nowej generacji, którzy nie byli by prostymi „składaczami” tych maszyn, ale konkurowaliby w

oparciu o własne rozwiązania i know-how – potencjał eksportowy w tym obszarze (obejmujący

same maszyny, ale również cząstkowe technologie pomiarowe, pozycjonowania, sterowania,

kalibracyjne, jak również usługi wdrażania/integracji, etc.) byłby znaczący, osiągający nawet

kilku miliardów euro rocznie do 2020 roku. Wiarygodne statystyki dotyczące eksportu polskiej

branży maszyn CNC są dziś niedostępne; autorzy niniejszego BTR szacują procent produkcji

eksportowej branży na około 20-30%.

o Co prawda dzisiaj większość polskich producentów sprzedaje swoje maszyny głównie na

rynku krajowym, ale już teraz firmy takie jak AFM Defum eksportują swoje produkty na

rynki Europy Zachodniej i USA; Na globalnym rynku, nowy producent oferujący dobre,

nowoczesne rozwiązania istotnie poniżej pułapu cenowego obowiązującego dzisiaj (tak

jak w przypadku Haas) miałby duże szanse osiągnięcia znaczącego udziału w tym rynku;

Do pewnego stopnia potencjalną barierą wejścia na rynek jest ustalona reputacja

głównych graczy, ale – jak pokazało to doświadczenie ostatnich lat (wejście na rynek

28 W 2014 roku 58,8% firm działających w branży miała formę indywidualnej działalności gospodarczej; źródło:

Rejestr REGON, Główny Urząd Statystyczny, stan na 30 czerwca 2014 r.

48

globalny firmy Haas a na rynek polski - firmy Doosan) – nie jest to bariera nie do

pokonania

Możliwość stworzenia przemysłu producentów nowej generacji maszyn CNC jako źródło

innowacji z dużymi efektami zewnętrznymi („spillover effect”). Wynikają one m.in., z faktu, iż

maszyny te używane są w całym sektorze produkcji przemysłowej. Dostęp do konkurencyjnych

rozwiązań w branży maszyn powinien się pozytywnie przełożyć ma konkurencyjność (większą

wydajność) branż, które są odbiorcami tych produktów. Stanowią one znaczącą część polskiego

PKB (sam przemysł motoryzacyjny to 2% PKB; a cały przemysł przetwórczy to 20% PKB w 2014).

6.1. Mocne i słabe strony branży w Polsce

Na podstawie analiz dostępnych informacji, rozmów z przedstawicielami branży CNC oraz spotkań SL,

branża ma potencjał na dalszy dynamiczny rozwój. Tabela 6Tabela 6 przedstawia główne cechy analizy

SWOT. Do silnych stron można zaliczyć m.in. znacząca liczbę przedstawicieli branży, którzy są już są

obecni na światowych rynkach oraz dobre zaplecze naukowe w tym obszarze. Rozwój branży mógłby

być wsparty stworzeniem forum producentów umożliwiające nawiązanie współpracy, promowaniem

intensywnej współpracy ze strefą naukową w celu stworzenia i wprowadzenia nowych produktów na

krajowe i międzynarodowe rynki, zawiązywaniem partnersw z globalnymi graczami, i dostęp do środków

finansujących wspólne przedsięwzięcia.

Tabela 6 Analiza SWOT polskiej branży CNC29

SILNE STRONY SŁABE STRONY

zaplecze naukowe (np. EIT+, PWr)

duża ilość przedsiębiorstw (istnieje masa krytyczna innowacyjnych przedsiębiorstw)

obecność dużych zagranicznych firm (SSE; przemysł samochodowy, AGD, etc.)

dostęp do rynków i technologii światowych poprzez SSE (wzajemna nauka, współpraca)

obecne wyspy kompetencji („kosmici” w woj. dolnośląskim)

masa krytyczna nie jest jasno sprecyzowana i zlokalizowana geograficznie

brak funkcjonującej platformy do rozmowy

dotychczasowy niski poziom proaktywności zainteresowanych stron

finanse – ograniczony dostęp

brak usystematyzowanego procesu przechodzenia firm polskich w firmy globalne

brak szkolnictwa zawodowego

SZANSE ZAGROŻENIA

stworzenie zaplecza – podobne do chińskiego Shenzhen

stworzenie forum producentów w obszarze biznesowym (wzmocniona współpraca)

zaplecze badawcze – np. PWr, EIT+

lepsza informacja o dostępnych technologii

budowanie partnerstw z globalnymi graczami

rozwijanie działów B+R w firmach przy wsparciu publicznym

silna współpraca ośrodków naukowych (np. PWr, EIT+)

1 kg wagonu (brak zorientowania na poszukiwanie produktów o wysokiej wartości dodanej i pozostawanie przy tradycyjnej produkcji)

niepewność długofalowego finansowania B+R, np. w EIT+

mentalność nastawiona na „zdychające krowy” (mentalność przedsiębiorców, nie nastawionych na współpracę a raczej na wyniszczenie konkurencji)

kwestie tajności i poufności danych w IOB/centrach B+R

29 Na podstawie Smart Labów w woj. dolnośląskim (2015).

49

wprowadzenie MSP w projekty międzynarodowe

wypracowanie własnych produktów przez MSP

możliwość skorzystania z kapitału prywatnego (VC/PE)

Współwykonastwo projektów przez firmy i jednostki B+R

Źródło: Bank Światowy na podstawie CNC Smart Lab

50

7. Kierunki innowacji w branży (potencjał innowacji typu disruptive

change)

Przegląd literatury branżowej, wiedza ekspercka i spotkania z uczestnikami rynku sugerują, że główne

trendy technologiczne (i w mniejszym stopniu biznesowe), które wpływać będą na projektowanie

maszyn CNC nowej generacji to m.in.:

zmniejszanie gabarytów i wagi urządzeń

on-machine measurement

wykorzystanie nowych materiałów do obudowy maszyn (np. polimero-betony, pozwalające na

dokładniejszą obróbkę dzięki dobrym współczynnikom rozszerzalności cieplnej, zdolności do

efektywnego tłumienia drgań, etc.)

wykorzystanie komponentów sporządzonych z nowych materiałów (np. wrzeciona z materiałów

polimerowych)

zastosowanie odrębnych sterowników do poszczególnych części maszyn (tzw. „maszyny w

maszynie”, np. odrębne sterowanie wrzecionami)

oszczędność energetyczna rozwiązań i technologii

obróbka utwardzonych materiałów (hard machining, czyli HM)

technologie hybrydowe (łączące różne technologie procesowe w nowe, kreatywne rozwiązania)

technologie zezwalające na ulepszenie relacji maszyna – człowiek, prowadząc do łatwiejszej

obsługi i instalacji maszyn CNC nowej generacji

technologie przyrostowe (lub „addytywne”), w których obróbka polega nie na „odejmowaniu”

od obrabianego materiału, ale na „dodawaniu” doń (np. nowych warstw materiału)

W obrębie poszczególnych technologii obróbki można wyodrębnić obszary, w których postęp

technologiczny jest obecnie najbardziej intensywny i które są czynnikiem stwarzającym nowe okazje

produktowe i rynkowe.

W obrębie technologii obróbki laserowej:

o Obróbka laserowa materiałów ceramicznych

o Obróbka laserowa kompozytów metalowo-macierzowych (metal-matrix composites,

czyli MMC), używanych w wymagających zastosowaniach do części w przemysłach

samochodowym, lotniczym, etc.

o Obróbka laserowa super-stopów (super-alloys) – szczególnie istotna w przemyśle

lotniczym

o Obróbka „krótki-puls wysoka-gęstość” (short-pulse high-density)

o Obróbka laserowa za pomocą laserów pompowanych diodami (diode pumped solid

state lasers – DPSSL)

o Obróbka za pomocą ultra-krótkich pulsów laserowych (ultra-short pulsed laser

machining)

o Trójwymiarowa mikro-strukturyzacja (three-dimensional micro-structuring) za pomocą

skoncentrowanego promieniowania laserowego, z pierwszymi zastosowaniami w

biomedycynie

W obrębie technologii obróbki elektroerozyjnej EDM:

51

o Die-sinking EDM (drążenie elektroerozyjne; proces w którym za pomocą wyładowań

elektrycznych drążone są wgłębienia o określonym kształcie)

https://www.youtube.com/watch?v=HhoL756ohEE

o Wire EDM (cięcie elektroerozyjne; proces w którym możliwe jest cięcie obrabianego

trudnoskrawalnego materiału pozwalające na uzyskiwanie skomplikowanych kształtów,

niemożliwych do uzyskania tradycyjnym skrawaniem)

https://www.youtube.com/watch?v=pBueWfzb7P0

o Micro-EDM

w szczególności ta ostatnio rozpracowywana technologia jest przedmiotem

dużych nakładów na R&D, koncentrujących się na takich zagadnieniach jak

optymalizacja parametrów i materiałów mikro-EDM, integracja mikro-EDM z

CAD/CAM, odlewanie części z plastiku używając narzędzi mikro-EDM, mikro-

strukturyzacja krzemu z użyciem mikro-EDM, obróbka dysz atramentowych (ink

jet nozzles) z użyciem mikro-EDM, etc.

W obrębie wszystkich technologii opartych o oddziaływanie cieplne na obrabiany materiał

(thermally-based processes – EDM, obróbka laserowa, obróbka za pomocą strumienia

elektronów lub jonów, obróbka łukiem plazmowym, etc.):

o Kwestie związane z integralnością materiału powierzchniowego, w szczególności tzw.

AMZ (Altered Material Zones) i wpływu nań wybranych technologii obróbki

W obrębie technologii AWJM (Abrasive Water-Jet Machining):

o Optymalizacja mechaniki płynu o dużej szybkości i fragmentacja cząstek ścierniwa

(abrasive particle fragmentation)

W obrębie technologii hybrydowych powstałych w wyniku inter-dyscyplinarnych innowacji

zapożyczających rozwiązania z różnych technologii (Cross Process Innovation):

o EDM z użyciem ścierniwa (Abrasive EDM)

o ECM wspierane laserem

o EDM ze wsparciem wibracji ultradźwiękowej

o Tradycyjna obróbka ze wsparciem lasera/plazmy

o Obróbka podwodna

Duży potencjał rozwoju technologi „przyrostowych” lub „addytywnych” (drukowanie 3D)

Patrząc na branżę z punktu widzenia długoterminowych trendów mających potencjał rewolucyjnej

zmiany branży („disruptive change potential”), technologie „przyrostowe” lub „addytywne”, działające

na zasadzie laminacji/klejenia kolejnych warstw materiału („lamination printers) lub nakładania warstw

jedna na drugą (deposition printers) oferują szansę takich zmian w obszarze szeroko rozumianej obróbki

materiałów. Manifestacją tego trendu jest rosnąca popularność drukowania 3-D („3-D printing”, lub

„3DP”). Stworzona w latach 1980-tych przez Chuckaa Hulla technologia, z bycia ciekawostką

technologiczną powoli stawała się częścią głównego obiegu gospodarczego: w ostatnich latach nastąpił

jednak gwałtowny przełom w zakresie tego co jest możliwe do „wydrukowania”, jak działa ten proces i

na jaką skalę jest możliwe jego wdrożenie. Dramatycznie wzrosły liczba firm w tej branży na świecie,

liczba sprzedanych maszyn, liczba dostępnych technologii i materiałów, oraz liczba wyprodukowanych

produktów/części.

Przełomowość technologii drukowania 3-D opiera się m.in., na następujących przesłankach:

52

Szybkość. Produkty mogą być tworzone znacznie szybciej dzięki temu, że zmiany w projektach

adoptowane są błyskawicznie (szczególnie jeśli drukowanie 3-D zostanie zintegrowane ze

skanowaniem 3-D). Umożliwia to szybkie tworzenie prototypów (rapid prototyping), co

umożliwia szybkie wprowadzanie produktów na rynek.

Waga. Dzięki sposobowi, w jakim tworzone są produkty, są one często znacznie lżejsze od tych

produkowanych tradycyjnymi

Lepsze wykończenie. Produkty wychodzące z procesu drukowania 3-D są bliższe finalnym

wersjom, co do wymaganej jakości i wymagają mniej czasu na finalną obróbkę (finishing).

Efektem są niższe jednostkowe koszty wytwarzania.

Automatyzacja. Większość systemów 3-D jest całkowicie zautomatyzowana i nie wymaga

obsługi człowieka (także czynnik ograniczający koszty)

Ekonomicznie-uzasadniona produkcja pojedynczych produktów i krótkich serii. W

tradycyjnych procesach obróbki maszynowej (gdzie istotnym elementem całkowitego kosztu

były np. koszty stałe wytworzenia form wtryskowych) jedynym sposobem na zagwarantowanie

adekwatnej rentowności produkcji było produkowanie w długich seriach. W technologii

drukowania 3-D po tym, jak wytwarzany detal został zaprojektowany, długość serii nie ma

znaczenia dla rentowności i możliwe jest efektywne kosztowo produkowanie bardzo krótkich

serii. W rezultacie możliwa jest tzw. masowa „kastomizacja” (mass customization) –

umożliwiająca tworzenie produktów dostosowanych do unikalnych potrzeb konkretnego klienta

bez dodatkowych kosztów

o Przewaga addytywnych technologii nad tradycyjnymi może być zilustrowana

następującym przykładem porównanie kosztów jednostkowych technologii

addytywnych w porównaniu z tradycyjną technologią wtryskiwania (Ilustracja 32).

Ilustracja 32 Porównanie kosztów jednostkowych technologii addytywnych („AM”) versus tradycyjnych technologii wtryskiwania („Injection Molding” lub „IM”)

IM przy 20.000 AM IM przy 100.000

Złożenie 0,035 0,012 0,035

Operator 0,009 0,117 0,004

Materiał 0,011 0,360 0,011

Maszyny 0,042 0,694 0,024

Obróbka 2,900 0,000 1,075

Źródło: Dr. Mark J. Cotteleer, Deloitte Services LLP, październik 2014

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

IM przy 20.000 AM IM przy 100.000

Obróbka Maszyny Materiał Operator Złożenie

53

Elastyczność. 3DP potencjalnie umożliwia tworzenie produktów ograniczonych tylko wyobraźnią

projektanta – niemożliwych do stworzenia w innych technologiach

Jednymi z pierwszych obszarów zastosowania technologii addytywnych są przemysł obronny, przestrzeń

kosmiczna, branża medyczna i dentystyczna. NASA wysłała drukarki 3-D w przestrzeń, aby

„wydrukować” prototypowe narzędzia. Pierwsze komercyjne aparaty ortodontyczne, implanty

ortopedyczne i aparaty słuchowe wyprodukowane w technologii drukowania 3-D są już w sprzedaży.

Branże samochodowa, lotnicza i wszystkie inne oparte na produkcji nieuchronnie będą pod rosnącym

wpływem tych technologii.

Obszarem, który zyskuje najwięcej uwagi ze strony mediów są stosunkowo niedrogie domowe drukarki

3-D obrabiające tworzywa sztuczne. Potencjał rynkowy i zapotrzebowanie na tego typu sprzęt do

tworzenia np. unikalnych wyrobów ozdobnych będą prawdopodobnie bardzo duże. Tym niemniej z

perspektywy niniejszego BTR bardziej interesującym obszarem zastosowania jest „przemysłowa”

obróbka materiałów, w tym szczególnie metali, w celu tworzenia rzeczywistych części i narzędzi (form i

matryc). Istnieje kilkanaście różnych technologii w obszarze 3DP, przy czym najbardziej interesujące z

punktu widzenia praktycznej produkcji z użyciem metalu są technologie stereolitografii

(stereolithography), laserowego spiekania (selective laser sintering) oraz bezpośredniego stapiania

metalu (direct metal melting/printing).

3DP w metalu jest na razie powolne i stosunkowo drogie (aczkolwiek nie wymaga specjalistycznych

narzędzi a tzw. set-up/przygotowanie produkcji jest proste). Wobec powyższego obszarem, w którym

technologia ta jest dziś konkurencyjna w stosunku do alternatyw to nisko-wolumenowa produkcja

skomplikowanych części. Jednocześnie można zaobserwować jasny trend w kierunku zwiększania

szybkości obróbki i obniżania jej kosztów. Niebawem maszyny 3DP staną się niezbędnym elementem

wyposażenia najbardziej konkurencyjnych firm usługowych z branży obróbki CNC.

Producenci maszyn CNC zauważają ten trend i budują pierwsze maszyny wykorzystujące technologie

addytywne. Na przykład, Matsuura buduje hybrydową maszynę, która łączy spiekanie laserowe (laser

sintering) z frezowaniem 3D. Inny producent, Renishaw, buduje maszynę 3DP stapiającą metal (metal

meting 3DP). Oprócz tych przykładów istnieje wiele innych, specjalistycznych producentów

projektujących i budujących maszyny do addytywnej obróbki metali. Jeden z liderów branży dostawców

przemysłowych rozwiązań 3DP, firma założona przez Chuck’a Hull’a, 3D Systems (www.3dsystems.com),

osiągnie w 2015 przychody bliskie 1 mld USD z segmentu projektowania i produkcji maszyn 3DP dla

przemysłu (całkowita kapitalizacja firmy na dzień 28 sierpnia 2015 to USD 1,45 mld USD). Kluczowym

zagadnieniem dla wszystkich tych producentów będzie kwestia integracji technologii 3DP z tradycyjnymi

formami obróbki (głównie w celach poprawy jakości wykończenia).

Analitycy wskazują, iż przełomowe dla powszechnej adopcji 3DP mogą okazać się doświadczenia takich

firm jak General Electric, która jako pierwsza na wielką skalę (22 mld USD w zobowiązaniach

produkcyjnych) postanowiła zastosować addytywne technologie w branży lotniczej30.

30 Źródło: Dr. Mark J. Cotteleer, Deloitte Services LLP, październik 2014, Prezentacja dostępna online

http://simt.com/uploads/4881/SIMT_AM_Conference_Keynote.pdf


54

Ilustracja 33 Historia i prognoza procesów adopcji technologii addytywnych

Źródło: Dr. Mark J. Cotteleer, Deloitte Services LLP, październik 2014, Prezentacja dostępna online


Wohlers Report 2014 prognozuje, iż światowa branża 3DP urośnie od 3,07 mld USD sprzedaży w 2013

roku do 12,8 mld USD w roku 2018. W 2020 roku przychody branży przekroczą 21 mld USD. Prognoza

ta została mocno podniesiona w górę w ciągu zeszłego roku: Wohlers Report z 2013 roku prognozował,

iż przychody branży wyniosą 10,8 mld USD w 2021 roku31.

Ilustracja 34 Prognoza globalnej sprzedaży urządzeń 3DP [mld USD]

Źródło: Wohlers: “Why 3D Printing Stocks Could Have a Tremendous Runway for Growth”.

31 Źródło: Wohlers: http://www.fool.com/investing/general/2014/09/09/why-3d-printing-stocks-could-have-a-

tremendous-run.aspx.

0

5

10

15

20

25

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Poprzednia prognoza Obecna prognoza

55

8. Proponowany program rozwoju branży w Polsce – kierunki i

główne inicjatywy

Proponowany program rozwoju branży CNC w Polsce zakłada działania w trzech obszarach tzw.

horyzontach czasowych; oraz sposób realizacji programu.

8.1. Rozwój programu trzech horyzotów

Zaprezentowany poniżej plan rozwoju dla polskiej branży precyzyjnej obróbki materiałów opiera się na

trzech równoległych strumieniach prac B+R oraz komercjalizacyjnych. Propozycja prac nad trzema

horyzontami jednocześnie bazuje na założeniu, iż trzeba równolegle pracować nad przełomowymi

technologiami, które mają szansę zrewolucjonizować branżę za kilka lat, jednocześnie stopniowo, w

krótszym okresie, poprawiając pozycję konkurencyjną polskich producentów poprzez rozwój

produktów/rozwiązań, które można skomercjalizować w horyzoncie czasowym 1-2 lat; koncentracja na

każdym z tych frontów z zaniedbaniem drugiego zmniejsza szansę na osiągnięcie sukcesu – stworzenia z

branży produkcji maszyn CNC nowego „okrętu flagowego” polskiej gospodarki (Ilustracja 35):

Ilustracja 35 Trzy horyzonty prac B+R i komercjalizacyjnych polskiej branży precyzyjnej obróbki materiałów

Źródło: Opracowanie własne

6. Horyzont „A”, czyli faza „Also ran” (do 1 roku): Łącząc znane technologie, szybko zbudować

nowy, działający, konkurencyjny produkt (rodzinę produktów) o dobrych parametrach działania

(performance) i bardzo dobrych parametrach kosztowych. Celem jest więc upowszechnienie

maszyn CNC w polskich firmach przez zwiększenie ich dostępności spowodowanej radykalnym

obniżeniem ceny, czyli skokowa modernizacja firm przemysłowych przy wykorzystaniu

krajowego potencjału badawczego i wytwórczego. Jak opisano w rozdziale dotyczącym

potencjału IP, w Polsce nie wydaje się on być ograniczeniem. Przegląd innowacyjnych polskich

firm z branży również uprawdopodobnia tezę, że w Polsce istnieje potencjał biznesowy do

wdrożenia takiej strategii. Dotychczasowe doświadczenie Programu POIR 1.1.1. (tzw. „Szybka

Ścieżka”) prowadzonego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju wskazuje na to, iż branża

obróbki materiałów jest autorem wielu dobrze ocenianych (z punktu widzenia innowacyjności i

56

potencjału komercyjnego) wniosków. Wnioski te dotyczą takich obszarów jak nowoczesne

systemy lokalizacji przestrzennej, nano- i femtolasery dla super precyzyjnej obróbki, skanowanie

3D, obróbka HM, etc.32 Co więcej, polscy producenci są coraz częściej zauważani jako jedni z

najbardziej innowacyjnych i wymagających (co do jakości i funkcjonalności kupowanych

podzespołów/układów sterujących) w regionie33. Przykład wejścia na rynki firmy Haas (z dobrą

funkcjonalnością, ceną, oraz atrakcyjnymi warunkami płatności) wskazuje, iż tego typu strategia

ma dużą szansę sukcesu, biorąc pod uwagę uwarunkowania popytowe na polskim rynku

wskazane przez niniejszy BTR (tzn., wiele niewielkich polskich firm- potencjalnych klientów – ma

stosunkowo ograniczone możliwości finansowania zakupu drogiej technologii)

Efektem będą funkcjonalne, tanie, dobre maszyny „dla mas”

o Polskie firmy – odbiorcy produktów maszyn branży CNC - wiedzą, że istnieje konieczność

unowocześnienia parku maszynowego, ale barierą jest cena. Przewidywanie tego, co

może nastąpić po wprowadzeniu odpowiednich (zaspakajających zapotrzebowania)

dostępnych cenowo maszyn przez producenta na rynku polskim, można oprzeć także na

przykładzie wejścia na polski rynek koreańskiego producenta Doosan Infracore

(„Doosan”). Doosan rozpoczął budowę marki od wprowadzenia stosunkowo prostych,

funkcjonalnych maszyn w niskiej cenie, a na przestrzeni lat 2005-2015 stał się trzecim

lub drugim (wg różnych danych) dostawcą maszyn CNC na rynku polskim osiągając

udział w rynku na poziomie 17%.34 Pokazuje to jak istotną wielkością dla rodzimych firm

przemysłowych jest cena, oraz jak stosunkowo nieznany dostawca, dysponując dobrym

produktem w odpowiedniej „niskiej” cenie, zdobywa udział w rynku.

o Przykładowymi produktami mogą być np. wielofunkcyjna frezarka i tokarka (grupa

zróżnicowanych wielkościowo maszyn) uniwersalna, do zastosowania w jak największej

liczbie zakładów przemysłowych umożliwiająca wykonywanie: jednostkowych detali,

krótkich lub długich serii w zależności od potrzeb odbiorcy. Na takie maszyny jest

największe zapotrzebowanie rynku (co można prześledzić w zestawieniach rodzajów

sprzedawanych maszyn CNC przez poszczególnych dostawców na terenie kraju).35

o Celem jest także m.in., opracowanie własnego programu wspomagającego

projektowanie i operacje takich maszyn CNC (system CAM), przyjaznego dla

użytkownika, o możliwościach pozwalających konkurować z innymi tego typu systemami

na świecie

7. Horyzont „B”, czyli faza „Best-in-Class” (do 3 lat): Równolegle do powyższych działań,

uruchomić program rozwoju nowej polskiej rodziny „super-maszyn CNC”, opartych o nowe,

rodzime technologie sterowania, automatyki, i plasujących polskich producentów w czołówce

producentów maszyn CNC w oparciu o kryterium performance, czyli osiągów na głównych

parametrach funkcjonalnych maszyn (a także konkurencyjnych kosztowo)

Efektem będą maszyny konkurujące funkcjonalnością z najlepszymi obecnie dostępnymi

maszynami, ale o około 50% tańsze

32 Źródło: NCBiR 33 Źródło: wywiad z Hotoshi Nambą, Dyrektorem Regionalnym Mitsubishi Electric (www.automatykab2b.pl) 34 Oparte o wywiady z uczestnikami rynku 35 Oparte o wywiady z uczestnikami rynku

57

o Firmą, która zademonstrowała efekt wejścia na rynek z produktami równającymi do

Best-in-Class, ale istotnie tańszymi, jest amerykański Haas Automation Inc. Pomimo

sceptycyzmu naukowców i doświadczonych praktyków branży na początku lat 90-tych

XX wieku Haas zaskoczył branżę oferując w pełni funkcjonalne centrum obróbki VF-1 po

cenie poniżej USD 50,000, a potem frezerkę na poziomie cenowym USD 20,000. W

rezultacie firma, która w tym czasie miała za sobą niespełna 7 lat historii szybko zdobyła

pozycję jednego z globalnych liderów. W początkowej fazie rozwoju maszyny Haas w

Europie były oferowane jako alternatywny (tańszy) produkt vs. szwajcarskiej firmy Agie

Charmilles (teraz część Georg Fischer Group jako GF Machining Solutions). Obecnie Haas

jest większym światowym graczem od Agie Charmilles i obejmuje około 4% rynku

globalnego.

8. Horyzont „C”, czyli faza „Leapfrog” (do 5 lat): Równolegle do powyższych działań, uruchomić

program badań i rozwoju (B+R), którego celem będzie zagospodarowanie zupełnie dziewiczego

terenu i stworzenie zupełnie nowej generacji maszyn (np. w oparciu o technologie przyrostowe,

nano-technologię, technologie hybrydowe wykorzystujące koncept CPI – Cross Process

Innovation, etc.). Ważne jest aby ten horyzont byl wykonywany równolegle do horyzontów A i B

ze wzgledu na czasochlonny process B+R, testowania i komercializacji.

Efektem będzie powstanie przynajmniej kilku produktów będących w absolutnej światowej

czołówce w danej technologii – produktów „tworzących” nowe rynki, często dziś nieistniejące.

Powstaną maszyny pozwalające skutecznie konkurować polskim technologiom na rynkach

światowych w dziedzinach obecnie dopiero rozpoznawanych przez największych graczy i zgodnych

z trendami rozwojowymi w najbardziej rozwiniętych gospodarkach świata. Przykładem takich

produktów obecnie odrywających się od peletonu jest wspomniany poprzednio nano robot firmy

Fanuc RoboNano Alfa (czyli maszyna wykorzystująca najnowsze trendy w branży, takie jak on-

machine measurement, high-speed scribing z dokładnością do 1 nanometra oraz inne funkcje tzw.

nano-machining)

8.2. Realizacja programu trzech horyzotów

Opisany powyżej program mógłby być realizowany przez szereg projektów B+R i komercjalizacyjnych,

wraz z kamieniami milowymi pozwalającymi na monitoring ich postępów (sugerowane poniżej kamienie

milowe są przykładowymi; ich precyzyjne zdefiniowanie będzie możliwe po zbudowaniu szczegółowego

planu działań dla wszystkich 3 horyzontów z wkładem merytorycznym zainteresowanych

przedsiębiorców i jednostek naukowych):

1) Horyzont „A”:

Projekty w tym horyzoncie mogą być realizowane przez polskich producentów operujących już dziś na

rynku (poprzez ulepszenie ich istniejących produktów) jak też przez nowych graczy. Prace B+R: wybór

optymalnej konstrukcji (stół krzyżowy, „C” rama, stół stały itp.) z punktu widzenia stosunku możliwości

do kosztów. Projektowanie konstrukcyjne wybranego urządzenia, budowa prototypu, testy, szukanie

możliwości wytwarzania składowych elementów (napędy, śruby kulowo toczne itp.) oraz sposobów

obniżenia kosztów wytwarzania w miejscach gdzie producenci już istnieją.

Przykładowe kamienie milowe:

Do końca czerwca 2016: szczegółowe biznes plany i techniczne projekt(y) ulepszonych/nowych

maszyn CNC

58

Do końca 2017: zbudowane prototyp(y) maszyn i nowej generacji programu wspomagającego

programowanie maszyn CNC (system CAM)

Do czerwca 2018: maszyny aktywnie sprzedawane w Polsce i na ościennych rynkach

2) Horyzont „B”:

Sukces w tym horyzoncie będzie wymagał zaawansowanych projektów, częściowo badawczych ale

głównie rozwojowych, w obszarach nowoczesnych materiałów, technologii obróbki, ale także

oprogramowania (jednym z celów będzie stworzenie niezależnych lub powiązanych z konkretnymi

producentami sterowników, czyli stworzenie polskiego kompletnego rozwiązania problemu sterowania:

sterowniki, napędy, serwonapędy, panele operatorskie, oprogramowanie, elementy pomiarowe itd.).

Pozostałe działania to badania konstrukcyjne z wykorzystaniem wybranych lub sugerowanych

materiałów w celu określenia optymalnych możliwości zastosowania, np. w maszynach z dynamicznie

zmieniającym się położeniem obrabianego detalu lub zmianami położenia „głowicy” przy statycznym

(niezmiennym) położeniu materiału. Kluczowymi przesłankami projektowania będą stabilność

temperaturowa materiałów, kontynualna mechanika uszkodzeń, odporność na drgania, zdolność do

wygaszania drgań, itd.


Do czerwca 2016: zdefiniowane główne projekty R+D oraz ich inwestorzy; zdefiniowana rola

sektora publicznego w ich finansowaniu (tzn., wybrane podmioty/konsorcja, które dostana

wsparcie publiczne);

Do końca 2017: osiągnięte konkretne efekty projektów B+R, np. uzyskane patenty na wybrane

obszary kluczowych technologii, weryfikacja Proof of Concept wybranych projektów;

przynajmniej jeden z podmiotów posiada własny działający sterownik, dorównujący obecnie

istniejącym rozwiązaniom lub przewyższający je funkcjonalnie i kosztowo; jeden lub kilka

podmiotów osiągnęły rezultaty w postaci działających rozwiązań w pozostałych elementach

układu sterowania;

Do końca 2018: rozpoczęcie sprzedaży nowo-stworzonych rozwiązań przez przynajmniej kilka

podmiotów.

3) Horyzont „C”:

Poszczególne projekty (szacunkowo może ich być około 10-20) będą projektować i wdrażać komercyjnie

generację robotów, mikro- i nano-robotów obrabiające zaawansowane i nowe materiały, operujące w

technologiach hybrydowych, zbudowane z nowych, zaawansowanych materiałów i oferujące nowe,

nieznane dziś funkcjonalności. Projekty mogą też dotyczyć technologii addytywnych i zastosowań B2B

drukowania 3D (głównie do obróbki metalu)


Do końca 2016: Zdefiniowanie kilkunastu konkretnych projektów badawczych, ich liderów

naukowych, liderów ze strony przedsiębiorców, budżety, inwestorów prywatnych;

Do końca 2017: Zakończenie z sukcesem kilkudziesięciu projektów Proof of Principle

Do końca 2019: Zakończenie sukcesem kilku projektów Proof of Concept

Do końca 2020: rozpoczęcie sprzedaży przynajmniej 2-3 urządzeń spełniających kryterium bycia

disruptive w swojej branży

59

9. Realizacja programu BTR

9.1. Szacowane inwestycje

Przedstawione poniżej szacunki zakładają, iż sektor precyzyjnej obróbki materiałów posiada status

Inteligentnej Specjalizacji na poziomie krajowym, a w wyniku procesu jego doprecyzowania i

pogłębienia – pojawi się możliwość skonstruowania dedykowanego dla branży programu wsparcia na

poziomie krajowym i/lub regionalnym.

Szacowanie środków niezbędnych do realizacji wyżej opisanego programu nie jest łatwe (budżet

inwestycyjny tak ambitnego programu uzależniony jest oczywiście w dużym stopniu od oczekiwanych

wyników – np. w sensie szerokości gamy końcowych produktów, do których stworzenia program

powinien się przyczynić).

W niniejszym BTR przyjęto, iż program, który ma szansę powodzenia powinien mieć roczny budżet w

wysokości odpowiadającej przybliżonemu budżetowi na B+R jednego z globalnych liderów branży.

Ponieważ liderzy w branży nowoczesnych maszyn do obróbki materiałów wydają w przybliżeniu około 3-

5% swoich przychodów na B+R, szacunkowy roczny budżet programu (uwzględniający zarówno środki

inwestorów prywatnych jak i środki publiczne) powinien wobec tego wynosić około PLN 200 mln, a w

okresie 5-letnim – około PLN 1 mld. Budżet taki rozkładać się będzie w przybliżeniu następująco (w

strukturze 3 horyzontów i w strukturze faz projektów):

Horyzont „A”: 10-20 mln PLN

Horyzont „B”: 200 mln PLN

Horyzont „C”: 700 mln PLN

Około 15% całkowitej kwoty inwestycji będzie miało charakter badań i wczesnego rozwoju o charakterze

Proof of Principle (PoP). Zakłada się, iż projekty te będą mogły być sfinansowane z puli środków POIR

administrowanej centralnie, przez NCBiR w ramach programów Szybka Ścieżka i Demonstrator, ale być

może także innych, w proporcji 70-80% środki publiczne – 20-30% środki prywatne. Wydaje się

prawdopodobne, iż środki w ramach wkładu prywatnego na te inwestycje pochodzić będą częściowo od

zainteresowanych przedsiębiorców, aniołów biznesu, oraz częściowo – od nowo-powstałych funduszy

zalążkowych (12 takich funduszy już powstało i działa; około 20-30 powstanie w wyniku kolejnych rund

programu BRIdge Alfa uruchomionego przez NCBiR). Województwa, w których działają przedsiębiorcy

uczestniczący w programie (np. dolnośląskie, małopolskie, podkarpackie, śląskie) powinny rozważyć

wydzielenie puli środków w celu zlewarowania pomocy z programu krajowego.

Kolejne 50% całkowitej kwoty będzie miało charakter wydatków na etapie Proof of Concept (POC;

budowy działających prototypów urządzeń). Zakłada się (w oparciu o działające już dziś programy, np.

„Szybka Ścieżka” NCBiR) finansowanie tych inwestycji w proporcji 50-55% środki publiczne – 45-50%

środki prywatne. Źródłem finansowania zarówno publicznego, jak i prywatnego będą podobne

programy i typy inwestorów jak dla projektów PoP.

35% całkowitej kwoty inwestycji będzie miało charakter wydatków na komercjalizację i budowę rynków

na nowopowstałe produkty. Zakłada się, iż finansowanie na tym etapie może odbywać się w

proporcjach 30% środki publiczne – 70% środki prywatne36. Jeśli chodzi o publiczne źródła finansowania,

przewiduje się udział środków z programów krajowych administrowanych przez PARP, ARP i/lub BGK.

36 Przy założeniu kontynuacji programów typu BRIdge Classic (NCBiR)

60

Województwa również powinny rozważyć finansowanie projektów na tym etapie (zwłaszcza, że

program na tym etapie będzie miał bardzo wymierne przełożenie na potencjał eksportowy danego

województwa). Co do prywatnych źródeł finansowania przewiduje się większy udział „klasycznych”

funduszy VC (druga edycja programu BRIdge VC, administrowanego przez NCBiR, powinna doprowadzić

do jakościowej poprawy stanu tej branży w Polsce; dodatkowo należy nadmienić, iż obecnie działające

fundusze VC skarżą się na brak ciekawych, innowacyjnych projektów w Polsce; proponowany program

powinien doprowadzić do wygenerowania przynajmniej kilku takich „inwestowalnych” projektów).

Podsumowując, proponowany w niniejszym BTR 5-letni program intensywnych inwestycji w nowe

technologie i ich komercjalizację w branży precyzyjnej obróbki materiałów zakłada inwestycje sektora

publicznego w ramach wsparcia innowacji na poziomie około PLN 480 mln (uśredniając, około PLN 95

mln rocznie), przy w przybliżeniu podobnych nakładach sektora prywatnego.37 W pierwszych latach

programu procent udziału pieniądza publicznego w całkowitych nakładach będzie istotnie większy niż

50% (co zgodne jest z praktyką światową); w ramach przechodzenia projektów do fazy komercjalizacji

proporcje finansowania prywatnego i publicznego zmienią się na korzyść większego udziału tego

pierwszego).

Wydaje się bardzo prawdopodobne, iż część projektów będzie realizowana przez przedsiębiorców we

współudziale ze środowiskiem akademickim. Trudno na tym etapie przewidywać precyzyjnie zakres

udziału polskich naukowców w programie; szacunkowo proponuje się założyć, że udział jednostek

naukowych w puli środków publicznych będzie się kształtował na poziomie od 80% (dla projektów w

fazie Proof of Principle) do mniej niż 10% (dla projektów w fazie komercjalizacji).

Aby przedstawić proponowany program w kontekście niektórych podobnych inicjatyw europejskich

warto wspomnieć np. włoską inicjatywę INTEG-MICRO: jeden z szeregu projektów badawczych,

finansowanych przez UE w ramach Siódmego Programu Ramowego (7PR), których celem było

wspieranie innowacji w przemyśle, a konkretnie obszar mikro-obróbki materiałów. Konsorcjum

projektowe, na czele, którego stała Scuola Superiore Sant'Anna (Włochy), obejmujące 19 instytucji

akademickich i przemysłowych, opracowywało technologie usprawniające produkcję trójwymiarowych

mikro-urządzeń poprzez wieloprocesową integrację szeregu bardzo precyzyjnych technik inżynierskich.

Badania uczestników projektu INTEG-MICRO dotyczyły przede wszystkim "opracowania hybrydowych,

konfigurowalnych, wielozadaniowych maszyn i bazujących na nich procesów". Według zespołu

projektowego oznaczało to sprostanie licznym, ambitnym wyzwaniom: maszyny te powinny były

pracować w mikro/mezo-skali (zakres od 10 do 10 000 µm). Jednocześnie powinny umożliwiać

wytwarzanie bardzo precyzyjnych, złożonych, trójwymiarowych kształtów z materiałów o zróżnicowanej

strukturze, takich jak metal i polimery. Co więcej, maszyny te powinny były być w stanie sprostać

wymogom wielkoskalowej produkcji o dużej przepustowości, przy równoczesnej możliwości ich

adaptowania (wymóg "nieustannie zmieniającej się produkcji").

Budżet samej części badawczej powyższej inicjatywy wyniósł blisko 11 mln Euro, a uczestniczyły w niej

takie kraje jak (oprócz Włoch) Wielka Brytania, Szwajcaria, Belgia, Niemcy i Hiszpania (program trwał od

2009 do 2012)38

37 Należy zaznaczyć, że branża ma możliwość zaabsorbowania tych środków (np. dotychczasowe wnioski o

dofinansowanie w ramach POIR 1.1.1. złożone przez firmy z branży i firmy z łańcucha wartości branży) uprawdopodobniają wielkość apetytu przedsiębiorców na środki B+R); źródło: NCBiR

38 Źródło: http://cordis.europa.eu/result/rcn/90174_pl.html

http://cordis.europa.eu/result/rcn/90174_pl.html

61

9.2. Kluczowe czynniki sukcesu

Aby program proponowany przez niniejszy BTR miał szanse sukcesu i doprowadził do zamierzonych

rezultatów, musi zostać spełnionych kilka kluczowych uwarunkowań:

Polscy producenci maszyn CNC muszą mieć ambicję zaistnienia na globalnej arenie w skali

znacznie przekraczającej dzisiejszą. Muszą także wykazać się zdolnością do współdziałania w

ramach zarysowanego programu. Wyniki SL CNC, a także aktywny udział branży w programach

typu POIR 1.1.1. wskazują, że taki potencjał i ambicje istnieją.

Polskie jednostki badawcze muszą zweryfikować swoje ambicję i plany badawcze i w dużym

procencie skorelować je z kierunkami wytyczonym w niniejszym BTR; Uczestnictwo jednostek

naukowych w SL potwierdziło takie zainteresowanie.

Ministerstwo Gospodarki, po weryfikacji i konsultacji planowego programu, powinno

wyodrębnić precyzyjną obróbkę materiałów jako jeden z najbardziej obiecujących i konkretnie

zdefiniowanych obszarów robotyki i automatyki (zdefiniowanych dzisiaj jako jedna z Krajowych

Inteligentnych Specjalizacji, KIS) i alokować adekwatne środki dla wsparcia prywatnych inicjatyw

w tej branży.

Wojewódzkie Urzędy Marszałkowskie (w tym takie urzędy jak małopolski, dolnośląski,

podkarpacki i śląski) powinny wesprzeć ten program na poziomie województw.

Dostawcy kapitału wysokiego ryzyka w Polsce (aniołowie biznesu, fundusze zalążkowe, fundusze VC,

fundusze private equity) powinny być na bieżąco zaznajamiani z programem i indywidualnymi

projektami i firmami będącymi jego uczestnikami. Profesjonalnie przygotowane materiały inwestorskie,

przygotowane przez prywatne firmy doradcze wybrane przez Ministerstwo Gospodarki lub Urzędy

Marszałkowskie, powinny być dostarczone tym podmiotom.

9.3. Oczekiwane efekty w długim terminie (5-letni horyzont

czasowy)

Głównym efektem proponowanego programu będzie to, że w branży powszechnie uważanej za

absolutnie pierwszorzędną dla rozwoju nowoczesnego przemysłu i będącej domeną przemysłowych

gigantów (Japonia, Chiny, USA, Niemcy, Korea Płd., Szwajcaria), polskie przedsiębiorstwa staną się

liczącymi graczami startując z obecnej pozycji poniżej 1% udziału w światowym rynku.

Pierwszą i kluczową miarą sukcesu będzie osiągnięcie przez polskich producentów około 3-5% udziału w

globalnym rynku producentów maszyn do obróbki materiałów w horyzoncie czasowym 5 lat+.

Zakładając, że globalna branża będzie wówczas miała przychody rzędu 80 mld USD, to oznacza roczną

sprzedaż około 2,4 do 4,0 mld USD czyli około 1-2% prognozowanego polskiego eksportu w 2020 roku

(250 mld USD eksportu w 2014). Będzie to jednak eksport o dużej, rodzimej wartości dodanej, w

przeciwieństwie do dużej części obecnego eksportu bazującego na inwestorach zagranicznych. Każdy

dodatkowy miliard dolarów eksportu mógłby przynieść ponad 100 mln USD dodatkowych wpływów

podatkowych rocznie.39 Trudniejsze jest oszacowanie efektów zewnętrznych, ale mogą być one

znaczące:

39 Przy założeniu, że wartość dodana stanowi 50% wartości eksportu i przy ogólnej stawce podatkowej około 20%,

obejmującej CIT od zysków, PIT od dochodów pracowników, plus dodatkowe wpływy z konsumpcji opodatkowanej VAT i akcyzą.

62

Powstanie nowa, prężna i nowoczesna branża eksportowa producentów maszyn i

oprogramowania CNC (szacuje się, że około 80% sprzedaży polskich producentów docelowo trafi

na rynki eksportowe);

Nowoczesne technologie maszyn do budowy maszyn mają potencjał na zwiększenie wydajności

pracy w całym przemyśle przetwórczym, który stanowi prawie 20% PKB. Przy ostrożnych

założeniach wzrostu wydajności pracy o 10% dzięki nowoczesny urządzeniom CNC w głównych

branżach - odbiorcach CNC, które stanowią około 25% wartości dodanej przemysłu

przetwórczego (czyli około 5% PKB), dałoby to 0,5% dodatkowego PKB czyli 9 mld PLN; CNC

mogą więc być również kluczowe dla wsparcia re-industrializacji Polski.

Może powstać prawie 10,000 dodatkowych miejsc pracy (przy skali zatrudnienia około 6000

osób dzisiaj w branży obrabiarek (klasyfikacja PKD 28.4), program opisywany w niniejszym BTR

może zaowocować potrojeniem zatrudnienia).40

Jest bardzo prawdopodobne, ze program doprowadzi do powstania prężnej dziedziny

programowania na potrzeby branży urządzeń obróbki materiałów. Dla polskich innowacyjnych

programistów i firm software’owych branża ta wydaje się dziś – z powodu braku znajomości –

mało znana i stosunkowo abstrakcyjna (aczkolwiek sukcesy zespołu programującego

marsjańskiego łazika Legendary Rover Team z Politechniki Rzeszowskiej oraz spółek typu

OptiNav zaczynają zmieniać te percepcje). Powstanie atrakcyjnych projektów zmierzających do

stworzenia wiodącej pozycji w globalnej branży przyciągnie „the best and the brightest” polskich

software engineers do projektów stworzenia sterowników spełniających i wyprzedzających

potrzeby sektora.

40 Szacunki te zakładają, że dziś sprzedaż na 1 zatrudnionego wynosi około 170.000 PLN rocznie (przy 1 mld PLN

rocznej sprzedaży branży). Dodatkowe 10.000 miejsc pracy w branży powstanie przy wzroście przychodów do około 8 mld PLN w 2020 oraz około 2.8-krotnym wzroście wydajności liczonej jako sprzedaż na 1 zatrudnionego w okresie 2015-2020.

63

10. Podsumowanie

1. Branża precyzyjnej obróbki materiałów, pomimo tego, iż statystycznie nie posiada olbrzymich

rozmiarów, reprezentuje dobry przykład zastosowania zaawansowanych technologii w przemyśle,

jest branżą pro-eksportową (2/3 produkcji jest eksportowana), przyszłościową (szczególnie w

kontekście nowych, rewolucyjnych technologii takich jak technologie addytywne) i ma ogromne

znaczenie (dziś i jutro) dla gospodarek narodowych i na poziomach regionów.

2. Nowoczesne technologie do budowy maszyn mają potencjał na zwiększenie wydajności pracy w

całym przemyśle przetwórczym, który stanowi prawie 20% PKB; 10% wzrostu wydajności pracy w

głownych branżach dzięki nowoczesny urządzeniom CNC dałoby 0,5% dodatkowego PKB, czyli 9 mld

PLN.

3. Rynek na urządzenia do obróbki CNC rośnie znacznie szybciej od wzrostu PKB. Rynek nowych

technologii (np. technologii 3DP) rośnie jeszcze szybciej. Najbardziej rozwinięte gospodarki są

jednocześnie głównymi odbiorcami maszyn CNC jak i ich producentami.

4. Sektor obróbki materiałów rozwija się najbardziej dynamicznie w segmencie technologii

„nietradycyjnych”. Tu rola B+R i dobrze wydanych pieniędzy na innowację jest największa. BTR

opisuje te najbardziej obiecujące obszary i podsumowuje trendy technologiczne, które będą miały

głęboki wpływ na branżę w najbliższych 5-7 latach.

5. Światowy rynek producentów maszyn CNC do obróbki materiałów jest zdominowany przez

kilkudziesięciu graczy, którzy sprzedają ponad USD 30 mld rocznie maszyn, na których szacowane

marże wynoszą 50% lub więcej41. Od czasu do czasu nowym graczom udaje się wejść na ten rynek.

6. Polska jest bardzo konkurencyjnym rynkiem, jeśli chodzi o dostępność usług obróbki CNC

(aczkolwiek w górnym segmencie rynku jest już znacznie mniej podmiotów kompetencyjnie

dorównującym zachodnim lub azjatyckim konkurentom). Większość z kilkunastu polskich

producentów maszyn CNC jest dziś montowniami opierającymi swoją produkcję na podzespołach i

sterownikach kupowanych za granicą.

7. Istnieją w Polsce zarówno przedsiębiorcy, którzy mają wizję dołączenia do czołówki globalnego

„peletonu” producentów CNC opierających się na „nietradycyjnych” technologiach, jak i ośrodki

naukowe, prowadzące badania tematyki obróbki będącej w „czołówce peletonu”, czyli na tzw.

leading edge branży. Przedsiębiorcy ci aktywnie starają się o pozyskanie finansowania innowacyjnej

działalności i projektów B+R. W najszybciej rosnącym segmencie rynku, tzn., w technologiach

addytywnych, polscy przedsiębiorcy są bardzo aktywni i uważani za jednych z liderów (na razie

głównie w zastosowaniach B2C). Niniejszy BTR częściowo identyfikuje tych przedsiębiorców. Proces

SmartLabów zaowocuje całościową definicją listy podmiotów – potencjalnych uczestników

programu rozbudowy i wzmocnienia branży.

8. BTR proponuje program wzmocnienia polskiej branży producentów maszyn CNC w celu

umożliwienia jej dołączenia do (i czasem nawet przeskoczenia) globalnej czołówki.

41 Dane pochodzą od uczestników rynku i są niepotwierdzone przez oficjalne statystyki. Brak danych oficjalnych

dotyczących średniej rentowności tych firm; według statystyk GUS polska branża maszyn CNC osiąga poziom zwrotu z kapitału (ROE) na poziomie 21%

64

9. Proponowany program opiera się na równoległych działaniach na trzech frontach (każdy z innym

horyzontem czasowym). Celami na poszczególnych 3 frontach jest: 1) stworzenie na bazie

najlepszych dostępnych komponentów i rozwiązań jakościowo bardzo dobrej, ale cenowo bardzo

konkurencyjnej generacji maszyn w krótkim okresie; 2) stworzenie całkowicie „polskiej” generacji

maszyn o wiodących parametrach w „nietradycyjnych” technologiach w średnim horyzoncie

czasowym (około 3 lat); 3) Stworzenie zupełnie nowych maszyn o nieistniejących dziś

funkcjonalnościach – w długim okresie (5 lat+).

10. Program przekłada się na listę konkretnych projektów o charakterze B+R, których realizację

proponuje się w mieszanym modelu finansowania (z udziałem środków publicznych i prywatnych w

różnych proporcjach na różnych etapach rozwoju, z wykorzystaniem rozpoczynających działalność

funduszy zalążkowych, tworzącego się w Polsce w obecnej perspektywie unijnej systemu

instrumentów finansowych i programów wsparcia innowacji).

11. Szacowana wielkość inwestycji w Program (łącznie publicznych i prywatnych) to około 1 mld PLN w

okresie 5 lat (2016-2020). Oczekuje się, iż efekty Programu (wzmocnienie istniejących polskich

graczy na rynku CNC i powstanie kilku nowych przedsiębiorstw – globalnie eksportujących polskie

rozwiązania, oraz tworzących pozytywny efekt uboczny, tzw. spillover effect w polskiej gospodarce)

sprawi, iż inwestycja publicznych pieniędzy w stworzenie nowoczesnej branży obróbki materiałów

będzie miała atrakcyjny zwrot.

Documents

Mapa Drogowa Rozwoju Rynków i Technologii: Precyzyjna Obróbka