Tuotemalli keskiöön valmistavan teollisuuden digitalisaatiossa

Digitalisaatiossa on kyseessä mullistava murros. Se ei ole helppo, mutta siihen kannattaa hypätä ajoissa mukaan. Teollisuus on ennustanut, että murros tulee ennemmin tai myöhemmin. Suomi voi edelleen menestyä globaalissa kilpailussa innovaatioiden, tuottavuuden parantamisen, asiakaslähtöisyyden ja joustavuuden kautta. Digitalisaatio palvelee kaikkia näitä osa-alueita.

Tuotteen koko elinkaari hallintaan

Suomen teollisuuden oletetaan menestyvän korkean teknologian tuotteilla ja laadukkailla palveluilla. Tuotekehitys nähdään kuitenkin usein mystisenä saarekkeena irrallisena liiketoiminnasta. Jotta tuotteiden ja palvelujen menestys taataan jatkossa, tuotekehitys tulisi nähdä toimintona, johon osallistuu kaikki olennaiset liiketoiminnan alueet, sekä sisäiset ja ulkoiset verkostot. Digitalisaatio ja tuotteen elinkaaren hallinta (PLM) mahdollistaa tämän integraation jo tuotteen virtuaalisessa vaiheessa ennen fyysisen tuotteen valmistamista. Puhekielessä PLM viittaa usein vain tietojärjestelmiin, joissa hallitaan esimerkiksi tuotteeseen kuuluvia nimikkeitä ja dokumentteja. Tietojärjestelmät eli digitaalisuus toki mahdollistavat tehokkaan elinkaaren hallinnan, mutta olennaisempaa ovat toimintatavat ja prosessit, joilla tuotetaan lisäarvoa läpi tuotteen elinkaaren. Näitä suhteita voidaan lähteä kuvaamaan esimerkiksi kuvan arkkitehtuurimalleilla.

Kuva. Liiketoiminnan, prosessien ja teknologian suhteita voidaan jäsentää arkkitehtuurimalleilla (muokattu Kimpimäki 2014)

Myös tuotekehitys on osa tuotteen elinkaaren hallintaa, prosessi ideasta kaupalliseksi tuotteeksi. Tuotekehitys on siis laajempi käsite kuin suunnittelu, mutta käytännössä nämä usein sekoitetaan keskenään. Tuotekehitys ja suunnittelu tulisi nähdä prosesseina, joissa ovat mukana kaikki tuotteeseen liittyvät sidosryhmät – ei vain suunnittelu. Prosesseissa tulisi tähdätä etupainotteisuuteen ja aikaiseen palautteen saamiseen virtuaalisuuden avulla. Digitalisaation hyötyinä voidaankin erityisesti nähdä eri sidosryhmien osallistaminen ja palautteen saaminen aikaisessa vaiheessa. Miten eri toimijat saadaan mukaan suunnitteluun ja tuotekehitykseen riittävän aikaisessa vaiheessa?

Suurimmat hyödyt tulevat muuttuneista toimintatavoista

Digitaaliset tuote- ja prosessimallit tulisi siirtää jostain tuotekehityksen reunamilta yrityksen toimintajärjestelmän ja verkoston keskiöön. 3D:n ja digitaalisen tuotemallin hyödyntämistä ei kannata rajata vain valmistuspiirustusten tuottamiseen, vaan sen roolia tulisi miettiä koko tuotteen elinkaaren solmupisteenä informaation tuottamiseen, käsittelyyn ja jakamiseen. Digitaalinen tuotemalli tulisi siis ymmärtää myös metatasolla integroimassa liiketoimintaprosesseja ja informaatiota. Digitalisointi yhdistää eri toimijoita, prosesseja ja näkökulmia aikaisessa vaiheessa ennen fyysisen koneen, tuotantojärjestelmän ja muiden elinkaaren järjestelmien ja palveluiden rakentamista. Esimerkiksi uuden tuotteen tuotantoon valmisteluvaiheessa voidaan virtuaalisen tuotemallin ja 3D:n avulla tarkastella samanaikaisesti myös alihankintaverkoston, hankinnan, vakiotuotannon, huollon ja asiakkaan näkökulmaa. Tämä muutos edellyttää muutoksia suunnitteluprosessiin, tuotemallin ja tuoterakenteen kypsymiseen kohti rikkaampaa tuotetietomallia. Kyseessä on eräänlainen tuoteprosessin paradigmamuutos.

Suurimpia potentiaalisia kohtia parantaa tuottavuutta digitalisaation keinoin löytyy arvoverkkojen rajapinnoista – sekä yritysten sisäisten että yritysten välisten. Prosessit saadaan ketterämmäksi, kun informaatio virtaa jouhevasti ja sidosryhmien tietämys saadaan paremmin käyttöön päätöksenteon tueksi. Arvoverkon ja prosessien rajapintojen kuvaaminen tuo esille pullonkaulat, joita suhteellisen helpostikin poistamalla päästään nauttimaan ”alhaalla roikkuvista hedelmistä”. Siitä on hyvä ponnistaa kohti pitkän tähtäimen strategista muutosta.

Miten mukaan konepajateollisuuden digitalisaatioon?

Digitalisaatiossa on päästävä lyhyen aikahorisontin tarkastelusta ja voittojen maksimoinnista pitkän tähtäimen strategiseen ajatteluun, investointeihin osaamiseen, johtamiseen. On ymmärrettävä, että uutta teknologiaa kehitetään muutaman vuoden sykleissä, mutta sen todellinen implementointi yritysten ja arvoverkkojen prosesseihin vaatii huomattavasti enemmän aikaa. Tekniikka kehittyy jatkuvasti, eikä se ole enää suurin pullonkaula. Enemmän kyse on prosessien, organisaation ja johtamisen kehittämisestä osana tuotteen elinkaaren hallinnan strategiaa.

Vaikka digitalisaation ja virtuaalisuuden hyödyt näyttävät ilmeisiltä, on hyötyjen ja hitaan teollisen soveltamisen välillä paradoksi. Väitöskirjassani esitetään miten digitaalinen tuotemalli ja virtuaaliprototypointi sisältää monia teknologisia kerroksia ja miten sen asema tulisi tunnistaa arvon luonnissa yrityksen ja verkoston toimintajärjestelmän välitteisenä objektina. Väitöskirjassa esitetään kehys digitaalisen tuotemallin, erityisesti virtuaaliprototypoinnin arvon ja vaikutusten mallintamiseen. Malli jäsentää niitä ulottuvuuksia joita yrityksissä tulisi ottaa huomioon digitalisaatiossa.

Myös PK-sektorin tulisi parantaa valmiuksiaan digitalisaatioon. Samalla tulisi miettiä uusia liiketoimintamalleja ja uusia, kenties suurempia osuuksia arvoketjuista ja verkostoista. Tähän liittyy myös erityisesti PK-sektorin kyvykkyyksien kehittäminen tavoitteena kytkeä se paremmin mukaan isojen päämiesyritysten arvoverkkoon. Se auttaa yrityksiä myös kansainvälistymään. Virtuaalisten tuote- ja elinkaarimallien avulla PK-yritykset voivat markkinoida osaamistaan kansainvälisillä markkinoilla.

Simo-Pekka_LeinoSimo-Pekka Leino

Erikoistutkija

 

 

 

 

 

Artikkeli on jatko-osa aikaisemmin ilmestyneelle: Keskustelu digitalisaatiosta ja tuottavuudesta vaatii konkretiaa

 

Viite: Kimpimäki, Harri. Enterprise Architecture in Practice: From IT Concepts towards Enterprise Architecture Leadership. 2014

Keskustelu digitalisaatiosta ja tuottavuudesta vaatii konkretiaa

Suomalainen vientiteollisuus ja koko kansantalous elää nyt haasteellisia aikoja. Poliitikot ja yritykset peräänkuuluttavat kilpailukyvyn parantamista yksikkötyökustannusten pienentämisellä, johon on tarjottu lääkkeeksi tuottavuusloikkaa mm. työaikaa pidentämällä. Tuottavuudella on toinenkin puoli – mitä tehdyllä työllä saadaan aikaan. Tehdäänkö tuotteeseen tai prosessiin arvoa lisäävää työtä – vai hukkaa, joka ilmenee turhina muutoksina, uudelleensuunnitteluna ja valmistuksena, tiedon etsimisenä, odotteluna ja tuotteina, jotka eivät vastaa laatuvaatimuksia ja asiakastarpeita.

Digitalisaatiota tarjotaan taikasanaksi tuottavuuden kehittämiseen nimenomaan työn tuotosten näkökulmasta. Arvoa ei luoda tekemällä vääriä asioita suuremmalla teholla tai volyymillä – on nähtävä ero työn tehokkuudella ja vaikuttavuudella. Digitalisaatiolla voidaan vähentää hukkaa ja niukasti arvoa lisäävää ihmistyötä. Enemmän arvoa luova työ on todennäköisesti myös tekijälleen mielekkäämpää ja palkitsevampaa. Keskustelu digitalisaatiosta on kuitenkin suurelta osin jäsentymätöntä ja kovin yleisellä tasolla.

Teollisuuden digitalisaation konsepteja

Valmistavan teollisuuden digitalisaatioon liitetään konsepteja, kuten teollinen internet, asioiden internet (IoT), robotisoituminen, Teollisuus4.0 (Industrie4.0, Saksa). Nämä ovat ylätason konsepteja, joiden konkretisointi vaatii käsitteellistämistä ja mallintamista tietyssä teollisessa kontekstissa. Toisaalta esim. Saksan teollisuuden mallit eivät sellaisinaan istu Suomen teollisuuden ja yhteiskunnan tarpeisiin.

Näihin konsepteihin liittyvä keskustelu on myös keskittynyt suureksi osaksi fyysisiin tuotteisiin, tuoteyksilöiden valmistukseen, tuotantojärjestelmiin, materiaalivirtaan, logistiikkaan, kunnonvalvontaan ja kunnossapitoon. Saksan Industrie4.0 konseptissa teollisen internetin, se miten laitteet, tuotteet ja järjestelmät kommunikoivat internetissä lisäksi keskeisiä ovat vertikaalinen ja horisontaalinen ulottuvuus. Vertikaalinen sisältää valmistuksen integraation tuotannonohjaukseen ja liiketoiminnan johtamiseen. Horisontaalinen ulottuvuus koskee monimutkaisia arvoverkkoja. Näiden lisäksi olennaiseksi ulottuvuudeksi nähdään myös tämän kokonaisuuden ”virtuaalinen kaksonen”. Käytännössä tämä tarkoittaa, että yksilöidyt tuotteet, operaatiot, välineet ja älykkäät järjestelmät sekä ihmisten toiminta suunnitellaan, konfiguroidaan ja optimoidaan virtuaalisesti mallipohjaisesti. Fyysisen maailman operaatioista saadaan jatkuvaa palautetta virtuaalimaailmaan. Tuotteen elinkaaren hallinta (PLM) nähdään konseptina ja teknologiana, jolla hallitaan virtuaalinen puoli elinkaaresta.

Hypestä eteenpäin

Digitalisaatiota on tehty teollisuudessa jo pitkään. Mikä tässä on uutta? Tällä hetkellä teollisen internetin ja esineiden internetin ympärillä on menossa kova ”hypetys”. On kuitenkin riski, että siitä ei päästä etenemään kohti todellista soveltamista ja arvon luontia. Näin on aikaisemmin käynyt mm. virtuaalitodellisuudelle (VR), joka tosin on parhaillaan kokemassa renessanssia osittain johtuen teknologian kypsymisestä ja halventumisesta.

Keskeisiä juurisyitä uusien teknologioiden soveltamisen hitauteen ovat käsitteellinen hämäryys sekä epäselvä yhteys liiketoimintahyötyihin. Käsitteellinen hämäryys tarkoittaa sitä, että ei osata toisaalta hahmottaa miten uusi teknologia liittyy liiketoimintaprosesseihin, eikä toisaalta nähdä sitä monimutkaisuutta mihin kaikkeen uuden teknologian implementointi tulee vaikuttamaan. Digitalisaation ”uutuus” ilmenee jatkossa sen kokonaisvaltaisuuden ja kompleksisuuden kautta. Teoreettiset mallit ja systemaattiset kehitysmenetelmät auttavat jäsentämään näitä uusia monimutkaisia yhteyksiä liiketoimintahyötyihin sekä tarvittaviin muutoksiin. Soveltava tutkimus ja yhteiset kehityshankkeet auttavat yrityksiä ottamaan askeleita digitalisaation polulla.

Digitalisaatiota tulee tarkastella osana yritysten uudistuvia liiketoimintamalleja. Liiketoiminnan tarpeiden on oltava muutoksen ajureina, ei IT-hallinnon tai teknologiakehittäjien intohimot. Digitalisaatio ei ole vain yhden organisaation toiminnon tai osaston asia, vaan se koskee kaikkia näitä yhdessä. Siten kustannuksetkaan eivät saa kohdistua kapeasti vain yhdelle toiminnolle. Digitalisaatiota tulisi tarkastella strategisena muutoksena ja investointina, joka maksaa itsensä takaisin pitkällä aikavälillä. Sen arvoa ei ole kuitenkaan helppo mitata vain rahassa. Se luo arvoa ja parantaa tuottavuutta, kun sitä käytetään integroituna yrityksen liiketoimintaan. Integroidun teollisen internetin systeemisiä vaikutuksia teknologiaan, prosesseihin, tiedonhallintaan, organisaatiorakenteisiin ja johtamiseen ei pidä kuitenkaan unohtaa.

Digitalisaatio on murros, joka on verrattavissa aikaisempiin teollisiin vallankumouksiin kuten mekanisointi, sähköistys ja massatuotanto, tietotekniikka ja automatisointi. Se vaatii hyvää johtajuutta, uusia prosesseja, ihmisten osallistamista, uudenlaista osaamista ja asennetta kaikilta toimijoilta, motivaatiota ja palkitsemista, valmiutta jakaa myös keskeneräistä tietoa, mutta ennen kaikkea ylimmän johdon sitoutumista muutoksen läpi vientiin.

Simo-Pekka_LeinoSimo-Pekka Leino

Erikoistutkija

 

 

 

 

 

Artikkelin toinen osa ilmestyy otsikolla: Tuotemalli keskiöön valmistavan teollisuuden digitalisaatiossa