Business and Technology Roadmap

Transkrypt

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
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
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
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
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
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
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
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
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.

Do czerwca 2016: zdefiniowane główne projekty R+D oraz ich inwestorzy; zdefiniowana rola
sektora publicznego w ich finansowaniu (tzn., wybrane podmioty/konsorcja, które dostana
wsparcie publiczne);

Do końca 2017: osiągnięte konkretne efekty projektów B+R, np. uzyskane patenty na wybrane
obszary kluczowych technologii, weryfikacja Proof of Concept wybranych projektów;
przynajmniej jeden z podmiotów posiada własny działający sterownik, dorównujący obecnie
istniejącym rozwiązaniom lub przewyższający je funkcjonalnie i kosztowo; jeden lub kilka
podmiotów osiągnęły rezultaty w postaci działających rozwiązań w pozostałych elementach
układu sterowania;

Do końca 2018: rozpoczęcie sprzedaży nowo-stworzonych rozwiązań przez przynajmniej kilka
podmiotów.
3)
Horyzont „C”:
Poszczególne projekty (szacunkowo może ich być około 10-20) będą projektować i wdrażać komercyjnie
generację robotów, mikro- i nano-robotów obrabiające zaawansowane i nowe materiały, operujące w
technologiach hybrydowych, zbudowane z nowych, zaawansowanych materiałów i oferujące nowe,
nieznane dziś funkcjonalności. Projekty mogą też dotyczyć technologii addytywnych i zastosowań B2B
drukowania 3D (głównie do obróbki metalu)

Do końca 2016: Zdefiniowanie kilkunastu konkretnych projektów badawczych, ich liderów
naukowych, liderów ze strony przedsiębiorców, budżety, inwestorów prywatnych;

Do końca 2017: Zakończenie z sukcesem kilkudziesięciu projektów Proof of Principle

Do końca 2019: Zakończenie sukcesem kilku projektów Proof of Concept

Do końca 2020: rozpoczęcie sprzedaży przynajmniej 2-3 urządzeń spełniających kryterium bycia
disruptive w swojej branży
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

Business and Technology Roadmap

Transkrypt

Podobne dokumenty

POWIAT Folder Szkoły Dofinansowanie 1a

Kamieniarska marka

profesjonalne narzędzia kompleksowe usługi

Instrukcja