Business and Technology Roadmap
Transkrypt
Business and Technology Roadmap
Mapa Drogowa Rozwoju Rynków i Technologii: Precyzyjna Obróbka Materiałów w Polsce (Business and Technology Roadmap) Grudzień 2015 Opracowanie przygotowane dla przedsiębiorców, jednostek naukowych, Ministerstwa Gospodarki oraz samorządów wojewódzkich w ramach Procesu Przedsiębiorczego Odkrywania - Smart Labs 2 Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 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. 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. 1.2. BTR ELEMENTY PROCESU PRZEDSIĘBIORCZEGO ODKRYWANIA ...................................................................................12 MAPA DROGOWA ROZWOJU TECHNOLOGII BRANŻY PRECYZYJNEJ OBRÓBKI MATERIAŁÓW JAKO RESULTAT SL ORAZ CELE 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. 5.2. 5.3. 6. SZACOWANIE WARTOŚĆ WYDATKÓW NA B+R ..................................................................................................43 JAKOŚĆ POLSKIEGO SEKTORA NAUKOWEGO W BRANŻY .......................................................................................43 POTENCJAL POLSKICH UCZELNI W BRANŻY........................................................................................................45 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. 8.2. 9. ROZWÓJ PROGRAMU TRZECH HORYZOTÓW......................................................................................................55 REALIZACJA PROGRAMU TRZECH HORYZOTÓW ..................................................................................................57 REALIZACJA PROGRAMU BTR .............................................................................................................. 59 9.1. 9.2. SZACOWANE INWESTYCJE.............................................................................................................................59 KLUCZOWE CZYNNIKI SUKCESU ......................................................................................................................61 4 Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 9.3. 10. OCZEKIWANE EFEKTY W DŁUGIM TERMINIE (5-LETNI HORYZONT CZASOWY) ...........................................................61 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 5 Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 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 6 Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 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 7 Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 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 8 Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 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, 9 Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 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 10 Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 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. 11 Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Pomocy Technicznej Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 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. 12 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 13 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). 14 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. 15 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). 16 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 17 Ilustracja 3 Punkty odniesienia w próbie definicji branży obrabiarek CNC 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) 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 branży 5 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. 18 Ilustracja 4 Wartość produkcji maszyn i narzędzi mechanicznych, 2013 Produkcja maszyn i narzędzi mechanicznych (PKD 28.4) [mln EUR] 25000 21252 20000 15000 10000 5000 388 0 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] 140 129 120 114 120 100 100 80 80 60 60 40 22 20 6 20 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 http://www.gardnerweb.com/cdn/cms/2014wmtocs_SURVEY.pdf Survey 2014, dostepne 19 na Grecja Finlandia Bulgaria Holandia Szwecja Słowacja Polska Austria Francja Hiszpania Wielka Brytania Republika Czeska Włochy Szwajcaria Norwegia Dania Szwajcaria Belgia Szwecja Austria Francja Włochy Niemcy Finlandia Holandia Wielka Brytania Hiszpania Irlandia Portugalia Grecja Czechy Węgry Polska Słowacja Niemcy 0 0 Rumunia 40 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 100000 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 Produkcja Światowa Popyt światowy 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) Inne, 23% Inne, 20% Chiny, 29% Włochy, 3% Chiny, 38% Korea Pd., 7% Włochy, 6% Korea Pd., 7% USA, 6% Japonia, 7% Niemcy, 8% USA, 14% Japonia, 16% Niemcy, 16% 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). 20 Ilustracja 8 Najwięksi globalni nabywcy maszyn obróbki metali [miliony USD, ceny realne] 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 Chiny USA Niemcy Japonia Korea Płd 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 21 (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 Korea Pd., Meksyk, 1.6, 6% 1.4, 6% Eksporterzy Włochy, 1, 4% Szwajcaria, 2.6, 8% Korea Pd., 2.2, 7% Niemcy, 8.9, 27% Chiny, 3.3, 10% Rosja, 1.8, 7% Chiny, 11.2, 45% Niemcy, 2.7, 11% USA, 5.2, 21% Taiwan, 3.7, 11% Włochy, 3.8, 12% Japonia, 8.3, 25% 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 (20102015). 22 Ilustracja 11 Produkcja maszyn do obróbki metali przez producentów stowarzyszonych w Europejskim Stowarzyszeniu Branży Obrabiarek (CECIMO),%% Wielka Bryt. Turcja 3% 3% Francja Austria 3% Hiszpania 4% 4% Szwajcaria 12% Niemcy 49% Włochy 20% Republika Czeska 2% 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 Cechy produktu takie jak precyzja, dokładność, unikalna technologia determinują przewagę konkurencyjną. Wydajność i zdolność rozwiązywania problemów klientów. Silny łańcuch dostaw, rozwinięta i mocna baza SŁABE STRONY/ZAGROŻENIA 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 23 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 24 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) 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 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) 110% 108% 108% 106% 104% 105% 106% 105% 104% 102% 100% 100% 98% 96% 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Źródło: ARC Advisory Group, arcweb.com 25 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) 500 428 400 343 311 292 300 200 227 182 100 0 Chiny UE5 2014 Ameryka Północna 2017* 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 26 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 Wlk Brytania Australia Słowenia Szwajcaria Holandia Kanada Austria Belgia Francja Tajwan Finlandia Hiszpania USA Dania Szwecja Włochy Niemcy Japonia Korea Średnia światowa gęstość robotów przemysłowych: 55 0 50 100 150 200 250 300 350 Gospodarki poniżej średniej światowej Średnia światowa gęstość robotów przemysłowych: 55 Estonia Rumunia Brazylia Turcja Grecja Argentyna Polska Indonezja Meksyk Izrael Płd Afryka Chiny Malezja Nowa Zelandia Tajlandia Węgry Portugalia Norwegia Czechy Słowacja 0 10 20 30 40 50 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). 27 60 Ilustracja 16 Główne sektory przemysłowe będące odbiorcami robotów przemysłowych, 2013 Inne, 21% Przemysł samochodowy, 39% Przemysł spozywczy, 4% Przemysł chemiczny, gumowy oraz tworzyw sztucznych , 7% Przemysł metalowy i maszynowy , 9% Przemysł elektryczny / elektroniczny, 20% Źródło: Opracowanie własne na podstawie World Robotics 2014. 28 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” 29 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) 30 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 31 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 32 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 femtolaserów 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 3815 4000 3350 3500 3000 2500 2184 2473 2725 3000 2000 1500 1000 500 0 25% zarabia poniżej Frezer Mediana 25% zarabia powyżej Frezer (urządzenia sterowane numerycznie) 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). 33 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) średnie 5% duże 2% małe 15% mikro 78% 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 34 Tabela 5 Przychody branży obróbki materiałów Suma przychodów netto ze sprzedaży (mln PLN) Suma wyników netto (mln PLN) Średni Średni ważony ważony ROE ROS (percent%) (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) Źródło: Opracowanie własne na podstawie Eurostat. Dynamika wartości produkcji sprzedanej branży maszyn do obróbki metalu, PKD 28.41 (2010-2013) 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 500 450 400 350 300 250 200 469 415 337 270 2010 2011 2012 2013 Źródło: Rocznik statystyczny przemysłu, 2014 35 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). Milliony Ilustracja 26 Ranking wiodących firm – polskich producentów maszyn i urządzeń 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 240 190 140 90 Famot-Pieszew Sp. z o.o. GK Wood-Mizer-Industries Sp. z o.o. GK Fabryka Obrabiarek "Rafament" SA Wood-Mizer-Industries Sp. z o.o. Fabryka Obrabiarek "Rafamet" SA GK FABA SA FABA SA GK Fabryka Automatów Tokarskich we Wrocławiu Sp. z o.o. Fabryka Przyżądów i Uchwytów "Bison-Bial" SA Fabryka Automatów Tokarskich we Wrocławiu SA Design Technologies International "D.T.I." Sp. z o.o. TCM Polska Tool Consulting & Management Sp. z o.o. PP Przemysłu Metalowego "POMET" Fabryka Urządzeń Mechanicznych "Poręba" Sp. z o.o. Andrychowska Fabryka Maszyn Defum SA Fabryka Form Metalowych "FORMET" SA REMA SA 40 -10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Przychody netto ze sprzedaży (PLN) 10 11 12 13 14 15 16 17 Wynik netto (PLN) 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. 36 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 20 Szacunki są zbliżone do tych z Rocznika Handlu Zagranicznego cytowanych powyżej W tym ujęciu firmy z kapitałem zagranicznym takie jak wrocławski FAT Haco, jarociński Jafo S.A. (część skandynawskiego koncernu SMG), etc. nie zostały uwzględnione 37 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 21 22 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 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 Źródło: prospekt emisyjny firmy Airon S.A. 38 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 Gięcie na dużej prasie krawędziowej o Olbrzymia konkurencja na rynku krajowym i europejskim Frezowanie 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 Duża konkurencja na rynku krajowym i europejskim. Firmy konkurencyjne: Skraw-Mech Sp. z o.o., ZPH ZAKMET Kazimierz Chawchunowicz, Tofama S.A. Spawanie 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 Na rynku jest bardzo wiele firm posiadających małe prasy krawędziowe 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 39 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. o 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). 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 40 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] 24 Podział wartości produkcji przemysłowej (2012) [%] 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) 41 wearing apparel leather and related products furniture textiles wood and of products of… Other manufacturing food products metal forming machinery… fabricated metal products,… computer, electronic and… machinery and equipment… Printing and reproduction of… rubber and plastic products Manufacturing electrical equipment other non-metallic mineral… other transport equipment Repair and installation of… basic metals motor vehicles, trailers and… paper and paper products chemicals and chemical… basic pharmaceutical… beverages tobacco products 9 12 14 15 17 21 22 22 23 23 23 25 25 25 27 27 27 28 30 31 37 41 44 46 56 metal forming machinery… leather and related… wearing apparel Other manufacturing textiles Printing and reproduction… tobacco products basic pharmaceutical… other transport equipment Repair and installation of… furniture wood and of products of… paper and paper products beverages computer, electronic and… machinery and… electrical equipment other non-metallic… basic metals chemicals and chemical… rubber and plastic products fabricated metal… coke and refined… 127 50 10.2 11.5 motor vehicles, trailers… coke and refined petroleum… 0 0.2 0.4 0.7 0.9 0.9 1.0 1.0 1.2 1.6 2.3 2.7 2.7 2.9 2.9 3.4 3.8 4.3 4.3 4.5 5.8 6.2 7.3 100 150 17.4 food products 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 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. 42 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 1000 971 859 771 800 754 741 600 400 200 118 111 99 116 179 0 2010 2011 2012 2013 2014 Computerized Numerical Control (CNC) Różne Procesy przemysłowe, transport 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 43 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) 604 600 520 500 488 486 401 400 300 200 203 173 184 176 134 131 100 64 62 46 43 40 115 95 94 75 18 17 53 37 Austria Irlandia Grecja Finlandia Szwajcaria Norwegia Dania Belgia Szwecja Portugalia Holandia Francja Hiszpania Wielka Brytania Niemcy Włochy Węgry Bułgaria Rumunia Słowenia Słowacja Rosja Republica Czeska Polska 0 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 44 Ilustracja 31 Ranking krajów Europy w jakości i znaczenie sektora naukowego w dziedzinie „Inżynieria przemysłowa i produkcyjna” (2014) – Indeks H 133 140 123 120 106 100 99 95 94 77 76 74 80 60 54 48 44 43 43 40 37 66 66 66 62 60 58 52 31 31 28 20 Austria Irlandia Finlandia Norwegia Portugalia Grecja Dania Szwajcaria Belgia Szwecja Hiszpania Francja Holandia Włochy Niemcy Wielka Brytania Chorwacja Słowacja Bułgaria Rumunia Rosja Węgry Republica Czeska Słowenia Polska 0 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 Politechnika Krakowska o Nano-Mat: nowoczesne materiały, np. światłowody superluminescencyjna, wzmacniacz światłowodowy, etc. polimerowe, dioda Politechnika Wrocławska (mikro-laserowe technologie obróbki) 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 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) M.in., Prof. Edward Chlebus (technologie laserowe), Prof. Kaleta (inżynieria materiałowa); dr. hab. inż. Jacek Reiner (systemy wizyjnej kontroli jakości) Politechnika Śląska 45 o Politechnika Poznańska 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 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., 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 m.in. zespół pracujący nad technologiami obróbki 3D (patronat technologiczny Wydziału Mechanicznego/Technologicznego nad przedsięwzięciami 3DGence) 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. 46 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 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 28 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 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 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. 47 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 zaplecze naukowe (np. EIT+, PWr) duża ilość przedsiębiorstw (istnieje masa krytyczna innowacyjnych przedsiębiorstw) SŁABE STRONY masa krytyczna nie jest jasno sprecyzowana i zlokalizowana geograficznie brak funkcjonującej platformy do rozmowy obecność dużych zagranicznych firm (SSE; przemysł samochodowy, AGD, etc.) dotychczasowy niski poziom proaktywności zainteresowanych stron dostęp do rynków i technologii światowych poprzez SSE (wzajemna nauka, współpraca) finanse – ograniczony dostęp obecne wyspy kompetencji („kosmici” w woj. dolnośląskim) brak usystematyzowanego procesu przechodzenia firm polskich w firmy globalne brak szkolnictwa zawodowego SZANSE stworzenie zaplecza – podobne do chińskiego Shenzhen stworzenie forum producentów w obszarze biznesowym (wzmocniona współpraca) zaplecze badawcze – np. PWr, EIT+ ZAGROŻENIA 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+ budowanie partnerstw z globalnymi graczami mentalność nastawiona na „zdychające krowy” (mentalność przedsiębiorców, nie nastawionych na współpracę a raczej na wyniszczenie konkurencji) rozwijanie działów B+R w firmach przy wsparciu publicznym kwestie tajności i poufności danych w IOB/centrach B+R lepsza informacja o dostępnych technologii silna współpraca ośrodków naukowych (np. PWr, EIT+) 29 Na podstawie Smart Labów w woj. dolnośląskim (2015). 48 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 49 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: 50 o Die-sinking EDM (drążenie elektroerozyjne; proces w którym za pomocą wyładowań elektrycznych drążone są wgłębienia o określonym kształcie) o Wire EDM (cięcie elektroerozyjne; proces w którym możliwe jest cięcie obrabianego trudnoskrawalnego materiału pozwalające na uzyskiwanie skomplikowanych kształtów, niemożliwych do uzyskania tradycyjnym skrawaniem) 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 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, mikrostrukturyzacja 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 https://www.youtube.com/watch?v=pBueWfzb7P0 Micro-EDM https://www.youtube.com/watch?v=HhoL756ohEE 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: 51 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”) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 IM przy 20.000 Obróbka Maszyny AM Materiał IM przy 100.000 Operator Złożenie 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 52 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 53 Ilustracja 33 Historia i prognoza procesów adopcji technologii addytywnych Źródło: Dr. Mark J. Cotteleer, Deloitte Services LLP, październik 2014, Prezentacja dostępna online http://simt.com/uploads/4881/SIMT_AM_Conference_Keynote.pdf 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] 25 20 15 10 5 0 2014 2015 2016 2017 Poprzednia prognoza 2018 2019 2020 Obecna prognoza 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-atremendous-run.aspx. 54 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 55 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 56 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 onmachine 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 57 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. Przykładowe kamienie milowe: 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) Przykładowe kamienie milowe: 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 58 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 35% 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) 59 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 38 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 Źródło: http://cordis.europa.eu/result/rcn/90174_pl.html 60 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. 61 40 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. 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. 62 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% 63 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. 64