Parhaat tuottavat Valmistavan teknologiateollisuuden tutkimusagenda 2020
ISBN 978-951-38-7433-9 Copyright Tekes, VTT, TTY, Teknologiateollisuus ry 2011 JULKAISIJA UTGIVARE PUBLISHER VTT, PL 1000, 02044 VTT Toimitus Juhani Heilala, Matti Majuri, Juha Sääski, Julius Pesonen, Jussi Halme, Raimo Hyötyläinen, Markku Hentula, Jukka Paro ja Reijo Tuokko Edita Prima Oy, Helsinki 2011
Avainsanat Valmistavan teknologiateollisuuden tutkimusagenda Tiivistelmä Parhaat tuottavat Valmistavan teknologiateollisuuden tutkimusagenda 2020 FOFFI Uuden valmistavan teollisuuden tutkimusagenda -hanke selvitti systemaattisesti ja laajamittaisesti valmistavan teollisuuden kehittämistarpeet ja tulevaisuuden tuotannon, valmistusprosessien ja liiketoimintamallien menestystekijät, ottaen huomioon suomalaisten yritysten erityispiirteet. Suomalaista teollisuutta kuultiin työpajoissa, haastatteluissa ja mielipiteitä selvitettiin laajassa kyselyssä. Vastaavasti kartoitettiin tutkimus- ja koulutusorganisaatioiden asiantuntijoiden mielipiteitä. Tuloksia on verrattu vastaaviin valmistavan teollisuuden kansainvälisiin selvityksiin sekä tuotantoteknologian tutkimuksen suuntaukseen. FOFFI -hankkeen tuloksena syntyi tutkimusagenda, tämä julkaisu, joka toimii teollisuuden, tutkimustahojen ja rahoittajien yhteisenä ohjenuorana uusia ohjelmia tai hankkeita käynnistettäessä. Tutkimuksen toteutti Teknologian tutkimuskeskus VTT ja Tampereen teknillinen yliopisto yhdessä Teknologiateollisuuden kanssa. Tutkimusta rahoitti Tekes - teknologian ja innovaatioiden kehittämiskeskus. Yleisesti voidaan todeta, että yritysten lähivuosien tutkimus- ja kehittämistoiminta tulee painottumaan asiakasprosesseihin ja verkostoihin. Yhden vuoden aikajänteellä kehittämistyön keskiössä ovat työntekijät. Yli neljän vuoden päästä tehtävä tutkimus- ja kehittämistyö on nykyisen näkemyksen mukaan teknologiapainotteisempaa. Aihealueita yhdistää pyrkimys suomalaisen tuotannon kansainvälisen kilpailuedun saavuttamiseksi. Ehdotetut toimenpiteet on suunnattu suosituksiksi tutkimus- ja rahoitusorganisaatioille, työmarkkinaosapuolille, yksityiselle sektorille ja valtiovallalle. Tavoitteiden saavuttaminen edellyttää edellä mainittujen osapuolten tiivistä yhteistyötä ja sitoutumista. Yhteistyöllä suomalainen teknologiateollisuus voi menestyä kansainvälisessä kilpailussa. 3
Keywords Manufacturing Technology Industries Research Agenda Abstract Manufacturing Matters: Manufacturing Technology Industries Research Agenda 2020 FOFFI Research Agenda for Re-newing the Finnish Manufacturing Technology Industry project studied in a systematic way the future industrial development needs and success factors for production, manufacturing processes and business models. The research adressed the specific characteristics of the Finnish industry. The research comprised a range of survey methods involving Finnish industry. These included workshops, interviews, and an internet-enabled questionnaire. This industry-focus research was complemented by inputs from Finnish research and education organisations. The results were compared to similar international manufacturing industry roadmaps, and production technology research studies. FOFFI - the project resulted in the research agenda contained within this document. It provides common guideline for new programs or projects initiation within industry, research organizations, and financiers. The research was carried in close collaboration between VTT Technical Research Centre of Finland, Tampere University of Technology, and The Federation of Finnish Technology Industries. The research was funded by Tekes the Finnish Funding Agency for Technology and Innovation. Overall, it can be concluded that in the coming years the companies research and development activities will emphasize customer processes and networks. In short term horizon the development focus are the employees. Over four year horizon the current view is that the research and development will be more technologically-oriented. The development themes are combined with aim to achieve international competitive advantage in Finnish production. The proposed actions are aimed as recommendations for research and funding organizations, labour market organization, the private sector and government. Achieving the aim requires close cooperation and commitment from the abovementioned parties. With co-operation the Finnish technology industry can be profitable in international competition. 4
Alkusanat FOFFI-tutkimushankkeen tavoitteena oli selvittää, minkälaista tutkimusta ja kehittämistä tarvitaan suomalaisen valmistavan teknologiateollisuuden nostamiseksi maailman luokkaan seuraavan 10 vuoden aikana. Tutkimus keskittyi kappaletavarateollisuuteen ja erityisesti kone- ja metallituoteteollisuuteen. Tavoitteena oli saada aikaan valmistavalle teknologiateollisuudelle tutkimusagenda 2010-luvulle. FOFFI-työryhmä järjesti vuonna 2010 työpajoja, joissa kerättiin muutosvoimia ja menestystekijöitä suomalaisen valmistavan teollisuuden sanomina. Lisäksi tehtiin haastattelututkimus Alihankintamessuilla, haastateltiin tuotantoteknologian asiantuntijoita tutkimusaiheista, sekä toteutettiin laaja Internet-kysely yrityksille ja erikseen asiantuntijoille. Menestyvien yritysten edustajia myös haastateltiin. Tutkimuksen välituloksia käsiteltiin vuorovaikutteisesti asiantuntijatyöpajoissa. Tässä esiteltävän tutkimusagendan sisältö perustuu laajaan näkökulmaan, jossa edustettuina ovat teollisuus, tutkimus ja yhteiskunta. Tutkimuksen toteutti Teknologian tutkimuskeskus VTT, Tampereen Teknillisen Yliopiston (TTY) Tuotantotekniikan laitos yhdessä Teknologiateollisuus ry kanssa. Projektilla oli myös laaja ohjausryhmä, johon kuului yritysten ja tutkimusorganisaatioiden edustajia. Tutkimusta rahoitti Tekes - teknologian ja innovaatioiden kehittämiskeskus. Tämän julkaisun kirjoittamiseen ovat osallistuneet: 1. Johdanto (Juhani Heilala ja Juha Sääski), 2. Tuotantokonseptien kehittyminen (Juhani Heilala, Juha Sääski, Raimo Hyötyläinen ja Jukka Paro). 3. Tutkimusmedotiikka (Juha Sääski ja Juhani Heilala) 4. Tulokset (Julius Pesonen, Jussi Halme ja Matti Majuri) 5. Tulosten analysointi (Juhani Heilala, Markku Hentula ja Juha Sääski), 6. Johtopäätökset ja toimenpidesuositukset (Matti Majuri ja Reijo Tuokko). Kirjoittajat kiittävät muuta työryhmää, projektin johto- ja ohjausryhmiä sekä työpajoihin ja haastatteluihin osallistuneita henkilöitä arvokkaasta palautteesta. 5
6
Sisällysluettelo Tiivistelmä... 3 Abstract... 4 Alkusanat... 5 1. Johdanto... 9 2. Tuotantokonseptien kehittyminen... 16 2.1 Tuotantokonseptit Suomessa...17 2.2 Tuotantoteknologian kehitys...20 2.3 Globaali kilpailukyky ja tuottavuus...22 3. Tutkimusmetodiikka... 24 3.1 Työpajat...25 3.2 Alihankintamessujen kyselytutkimus...25 3.3 Kirjallisuustutkimus...27 3.4 Asiantuntijahaastattelut...27 3.5 Internet-kyselytutkimus...27 3.6 Yrityshaastattelut...28 4. Tulokset... 30 4.1 Muutosvoimat...30 4.2 Menestystekijät...33 4.3 Tutkimuksen suuntaaminen...36 4.3.1 Tilaus-toimitusketjun hallinta...37 4.3.2 Asiakasosaaminen ja asiakasarvon synnyn ymmärtäminen...37 4.3.3 Joustavat ja nykyaikaiset valmistusmenetelmät...38 4.3.4 Hyvät työolosuhteet ja työn tekemisen edellytykset...39 4.3.5 Tuotantokonseptien uudistaminen...39 4.3.6 Korkeatasoinen informaationhallinta ja kommunikointi...39 4.3.7 Tuotteiden ja tuotannon kehityksen integrointi...40 4.3.8 Uudet automaatioratkaisut...40 4.3.9 Yhteiskunnan tuki ja panostukset...41 4.3.10 Tutkimuspanostukset eri aikajänteillä...41 4.3.11 Asiantuntijoiden näkemys tutkimuksen suuntaamisesta...44 5. Tulosten analysointi... 46 5.1 Yrityskoon vaikutus tutkimus- ja kehitysteemoihin...47 5.2 Yritys- ja asiantuntijakyselyn tulosten vertaaminen...48 5.3 Tulevaisuuden vientiyritykset...50 5.4 Tulosten vertaaminen kansainvälisiin selvityksiin...51 6. Johtopäätökset ja toimenpidesuositukset... 54 6.1 Strateginen suhtautuminen tuotantoon...54 6.2 Verkostoissa voimavara...55 7
6.3 Teknologista etumatkaa tarvitaan...56 6.4 Pidä huolta osaamisesta ja osaajista...57 6.5 Yhteiskunnan mahdollisuudet tukea suomalaista tuotantoa...59 7. Yhteenveto... 60 Lähdeluettelo... 61 Liitteet Liite A: Eräitä teknologia kehittymisen askeleita Liite B: Internetkyselyn muutos- ja menetystekijät sekä tutkimusaiheet Liite C: Yrityshaastattelu esimerkki 8
1. Johdanto Suomalainen teollisuus on kehittynyt voimakkaasti 1940-luvulta lähtien. Lähtölaukauksena voi pitää sotakorvausteollisuuden jälkeen aloitettua bilateraalista kauppaa Neuvostoliiton kanssa, mikä nosti suomalaisen teollisuuden nopeasti muun maailman tasolle 1980-luvulle tultaessa. Nokian voimakas kasvu 1990- luvulla vauhditti myös suomalaista kevyttä valmistavaa teollisuutta sekä tuotantolaitteiden ja järjestelmien valmistusta. 2000-luvulla veturiksi tuli yllättäen Kiina, jonka talouskasvu yllätti kaikki asiantuntijat. Kiinan talouden kasvu sai aikaiseksi konepajateollisuuden yllättävän nousun maailmalla ja siten myös Suomessa. Nyttemmin Kiinan talouskasvu on laantunut, mutta on edelleenkin kova. Toisena puolena Kiina -ilmiössä on ollut tuotantotoimintojen ulkoistaminen Suomesta halvan työvoiman maihin. Nokian ja Nokia-klusterin merkitys tuotantopuolen työllistäjänä Suomessa on laskenut huippuvuosista merkittävästi. Sen alihankkijat ovat yksi toisensa perään siirtäneet toimintaansa pois Suomesta samoin kuin Nokiakin. Siinä sivussa alueen laitevalmistajat ajautuivat pahaan ahdinkoon. Teollisuuden asiantuntijoiden mukaan osa tuotantotoiminnasta on jo pysyvästi menetetty Suomesta. Tämän kehityksen pysäyttämiseksi ja uuden korvaavan valmistustoiminnan käynnistämiseksi Suomessa tarvitaan pikaisia toimia ja teollisuudelle uusi veturi, joilla työllisyys- ja talouskehitys saadaan oikealle kasvu-uralle. Vuoden 2008 2009 taantuma iski voimakkaasti myös talouskasvun aikana huippuvauhtiin yltäneeseen kone- ja metallituoteteollisuuteen. Vientimarkkinoiden romahtamisen vaikutukset suuriin päähankkijoihin näkyvät jopa vielä voimakkaammin komponentti- ja järjestelmätoimittajissa ajaen monet kuilun partaalle. Osa alihankinnoista on siirtynyt pysyvästi pois Suomesta. Mitään selvää kasvualaa ei ole näköpiirissä, vaan kasvu pitää pystyä rakentamaan palasista. Suomi ei suinkaan ole yksin tilanteessa, ja pienenä maana Suomen tulisi pystyä hyödyntämään erikoisasemansa ja -osaamisensa ja käynnistää nopeasti valmista- 9
1. Johdanto van teollisuuden uusiutumista tukevia toimenpiteitä. Globaalit markkinat eivät sinänsä ole mihinkään kadonneet, mutta laman jälkeinen maailma tulee kuitenkin olemaan erilainen, ja tähän suomalaistenkin pitää pystyä valmistautumaan. Jos pystymme vastaamaan globaalin teollisuuden uusiutumisprosessiin, meillä on mahdollisuuksia vallata uusia markkinoita ja vallata teollisuutemme mittasuhteissa merkittävä siivu uudesta teollisesta toiminnasta. Suhteessa pienikin siivu globaaleista markkinoista riittää Suomelle. Yrityskokoluokassa 50 500 henkilöä työllistäviä Original Equipment Manufacturer (OEM) -tuoteyrityksiä toimii Suomessa muutama sata, joista monet edustavat tuoteosaamiseltaan ja -teknologialtaan maailman huippua ja omaavat näin potentiaalia vahvoiksi toimijoiksi myös uusilla globaaleilla markkinoilla. Useat näistä yrityksistä ovat kasvaneet nopeasti 2000-luvulla. Monessa tapauksessa suuryhtiötkin koostuvat pienemmistä, toisistaan riippumattomista yksiköistä, jotka ovat kokoluokkaa muutama sata henkilöä kukin. Myös näiden yritysten merkitys kotimaan teollisuudelle ja taloudelle on suuri, sillä niiden yhteenlaskettu liikevaihto oli vuonna 2008 noin 18 miljardia euroa. Koko kone- ja metallituoteteollisuuden yhteenlaskettu liikevaihto vuonna 2008 oli noin 32 miljardia euroa, alan työllistäessä suoraan n. 145 000 henkilöä Suomessa. Vuonna 2010 kone- ja metallituoteteollisuuden yhteenlaskettu liikevaihto oli 26 Mrd.. Henkilöstöä vuoden 2010 lopulla oli Suomessa 125 000 ja ulkomaisissa tytäryrityksissä jo 101 000. Pienen ja keskisuuren (PK) -teollisuuden merkitys Suomessa on jo nyt erittäin tärkeä ja tullee korostumaan vielä enemmän tulevaisuudessa. PK-teollisuuden voidaan jo tällä hetkellä arvioida työllistävän enemmän suomalaisia kuin suuryritysten. Monet näistä PK-yrityksistä näyttävät selvästi onnistuneen tuotekehityksessään, joka on tuottanut jatkuvasti parempia tuotteita vientimarkkinoille. Markkinoiden ja tuotekehityksen välinen yhteys näyttäisi toimivan hyvin. Näillä yrityksillä on usein omaa valmistustoimintaa, joka on eduksi tuloksekkaalle tuotekehitykselle. Valmistustoimintaa on myös ulkoistettu merkittävässä määrin alihankkijoille, joiden toimivuus ja kehittyminen on tärkeää jatkuvassa kilpailukyvyn lisäämisessä. Valmistustoiminnan kehittäminen ei aina välttämättä ole ollut yrityksissä samalla tasolla ja painoarvolla tuotekehityksen kanssa. Joitakin huippuja lukuun ottamatta valmistuksen taso ei yrityksissä ole maailman luokkaa, ja varsinkin alihankkijoiden valmistusteknologiat eivät ole pysyneet siinä vauhdissa, jossa maailmalla mennään. Tuotannon joustavassa automatisoinnissa on runsaasti hyödyntämätöntä potentiaalia, ja pahimmissa tapauksissa ollaan jäljessä 2 3 laitesukupolvea, toiminnan ollessa edelleen 1980-luvun tasolla. 10
1. Johdanto Yritysten väliset erot ovat tässä suhteessa suuria. Tuotantoympäristöt eivät myöskään vastaa edessä olevia ympäristö-, saatikka kestävän kehityksen vaatimuksia. Myös tuotekehityksen ja valmistustoiminnan integrointi toisiinsa on jäänyt pahasti jälkeen, mikä on osaltaan heikentänyt tuottavuuden kehitystä. Modernien tuotantojärjestelmien ja valmistusteknisten mahdollisuuksien ja rajoitusten huomioon ottaminen on saatava osaksi tuotekehitystä ja lisäksi tuotetiedon hallinta osana tuotantotoimintaa on saatava paremmalle tasolle. Alihankinnan voimakas lisääntyminen on selvästi nostanut esille kommunikaatio-ongelman alihankkijoiden ja päähankkijoiden välillä (Häkkinen 2008). Alihankkijoiden ja päähankkijoiden välillä on tyypillisesti maantieteellinen etäisyys, joka rajoittaa molemminpuolista kanssakäymistä ja heikentää sitä kautta kehittämistoimintaa. Parhaimmat yhteenliittymät syntyvät valmistuksen ja suunnittelun hyvässä yhteistyössä. Vain keskinäisissä keskusteluissa ja suunnittelupalavereissa syntyy uusia innovatiivisia ratkaisuja. Alihankkijoiden strategiana on yleensä hankkia yleiskoneita, joilla voidaan tehdä useille päähankkijoille tuotteita. Maksimaalisen joustavuuden nimissä tingitään tuottavuudessa, jolloin antaudutaan suoraan vertailuun halvan työvoiman valmistuksen kanssa, ja tässä kilpailussa on vaikea pärjätä. Korkean teknologian ja koulutustason maana Suomella on mahdollisuus valita toisenlainen strategia ja hakea parempaa tuottavuutta ja kilpailuetua panostamalla joustavaan automaatioon ja uuden teknologian mahdollistamiin tehokkaisiin valmistusprosesseihin ja - järjestelmiin. Uusi teollinen toiminta Suomessa ei voi säilyä pelkästään suuryritysten tai pkyritysten varassa, vaan molempia tarvitaan. Oikein valituilla toimenpiteillä ja bisneskonsepteilla voidaan luoda edellytykset myös mikrokokoisten yritysten elinkelpoisuudelle. Selvää on, että laman jälkeisessä maailmassa ei ole mahdollista kilpailla ja luoda kasvua vanhoilla eväillä, vaan pitää olla valmis radikaaleihinkin rakenteellisiin ja strategisiin muutoksiin sekä merkittäviin T&Kpanostuksiin. EU:n Factories of the Future Public-Private Partnership - ohjelmassa (2010) tullaan valmistavan teollisuuden T&K-toimintaan panostamaan neljän vuoden aikana 1,2 miljardia euroa. Tämä tulee generoimaan jäsenmaissa omaa merkittävää kansallista tutkimus- ja kehitystoimintaa, ja tähän tulee myös Suomen ja suomalaisten yritysten olla valmiita. Vaikka valmistavan teknologiateollisuuden näkymät ovat haasteelliset, myös alan kehittämispotentiaali on suuri. Menestyvät yritykset ylläpitävät hyvinvointia Suomessa. Teknologiateollisuus on merkittävin elinkeino Suomessa: 60 % Suomen koko viennistä ja 75 % Suomen koko elinkeinoelämän T&K-investoinneista. Teknologiateollisuuden yri- 11
1. Johdanto tykset työllistävät suoraan 290 000 ihmistä, välillinen työllistämisvaikutus mukaan lukien lähes 700 000 henkilöä eli runsaan neljäsosan Suomen koko työvoimasta. McKinsey (2010) mukaan suomeen pitäisi saada 200 000 uutta teollista työpaikkaa ylläpitämään hyvinvointia kestävyysvajeen, väestön ikääntymisen takia. Suomalainen teknologiateollisuus voi menestyä globaalissa taloudessa, jos se on kilpailukyvyltään maailman ehdotonta kärkeä. Maailmanlaajuinen ja muutoksille altis toimintaympäristö pakottaa yritykset etsimään tuottoja aikaisempaa joustavammin uusilta markkinoilta, mikä edellyttää huippuluokan globaalia kilpailukykyä. Menestyäkseen pitkällä aikavälillä globaalissa kilpailussa, suomalaisten yritysten on kehitettävä uusia liiketoimintastrategioita, joissa yhdistyvät innovointi, tutkimus, teknologian kehitys, ammattitaitoinen työvoiman ja toiminnan tehokkuus tavalla, jota kilpailijoiden on vaikeaa kopioida. Euroopassa työvoimakustannukset ovat korkeat. Tästä huolimatta Eurooppa voi kilpailla menestyksekkäästi globaaleilla markkinoilla. Eurooppa on laaja, kehittynyt ja yhtenäinen kotimarkkina-alue, jossa on kysyntää hyvin suunnitelluille, korkean jalostusarvon innovatiivisille tuotteille. Tulevaisuuden rakennusaineita on haettava tuottavuuden kasvattamisesta, teknologian kehittämisestä ja uusilta markkinoilta. Alihankkijoiden on kansainvälistyttävä päämiesten perässä. Merkittävä mahdollisuus liittyy entistä älykkäämpiin koneisiin, asiakaille suuren lisäarvon antaviin, korkean teknologian tuotteisiin. Tieto- ja viestintäteknologiaa tullaan lisäämään koneisiin monesta syystä. Energiansäästö ja päästöjen vähentäminen tulevat entistä tärkeämmiksi samalla kun tuotteen elinkaarikustannusten hallinnan tarve lisääntyy. Ihmisen ja koneen vuorovaikutuksen tehostaminen parantaa tuottavuutta ja turvallisuutta. Kansainvälinen tuotanto- ja valmistustekniikan tutkimus Tuotanto- ja valmistusteknisen tutkimuksen tärkeys on huomattu EU:ssa, jossa valmistava teollisuus työllistää 34 miljoonaa ihmistä 2 miljoonassa yrityksessä; 230 000 yritystä, joissa yli 20 hlöä (Jovane et al. 2008). Valmistavan teollisuuden liikevaihto on yli 6.300 miljardia euroa edustaen n. 55 % BKT:sta. Toukokuussa 2009 teknologiayhteisö MANUFUTURE (www.manufuture.org) perusti elinkeinoelämän tarpeisiin uuden järjestön, European Factory of the Future Research Association (EFFRA, www.effra.eu). EFFRA:n tavoitteena on lisätä investointeja tutkimukseen tavoitteena tuottavuu- 12
1. Johdanto den lisäys Euroopan valmistavassa teollisuudessa hyödyntämällä uusia ja innovatiivisia tuotantotekniikoita. EFFRA:n fokus on älykkäissä ja digitaalisissa osaamispohjaisissa tehtaissa ja tuotantoprosesseissa. Valmistusprosesseissa pikavalmistus (rapid manufacturing), digitaalisuus ja elinkaari ajattelu korostuvat (http://www.effra.eu/research-a-innovation/technology-roadmap.html). Suomalaiset ovat edustettuina EFFRA:n johtoryhmässä ja vaikuttamassa tutkimuksen suuntaamiseen. Suomesta onkin puuttunut kansallisen tason MANUFUTURE järjestö. USA:ssa tuotantojärjestelmien tutkimus yleisesti keskittyy uudelleen konfiguroituviin järjestelmiin, ihminen-kone rajapintoihin, osaamisen nopeaan soveltamiseen, älykkäisiin yhteistyöjärjestelmiin ja informaation muuttamiseen tiedoksi ja tietämykseksi, nanovalmistukseen, älykkäisiin ja integroituihin järjestelmiin. Valmistusprosesseissa fokus on hukan ja energiakäytön minimoinnissa, uusien materiaalien valmistuksessa, bioteknologian valmistussovellutuksissa ja valmistusprosessien simuloinnissa. USA:ssa tehtin 2009 Next Generation Manufacturing (NGM 2009) -tutkimus, johon vastasi 2500 yritystä. USA:ssa on 282,000 PK-yritystä. NGM kyselytutkimuksessa yritykset arvioivat kuuden eri menestystekijän tärkeyttä omassa organisaatiossaan. Taulukossa 1 on esitetty vastaajien mielestä menestystekijöiden tärkeysarvoasteikko. 13
1. Johdanto Taulukko 1. Next Genaration Manufacturing (NMG 2009) kyselyn tulos. Tutkimuksen tärkeimpiä löydöksiä ja kehittämiskohteita olivat: Neljäsosa, joka vastaa kokonaisuudessaan jopa yli 90.000 yhdysvaltalaista PK-yritystä, ei näe olevansa hyvä missään näissä kuudessa menestystekijässä. Varsinkin pienet yritykset ovat huonossa asemassa. Vain kuudesosa vastaajista piti kestävää kehitystä ja vihreitä arvoja tärkeinä huolimatta valtion toimenpiteistä ja kuluttajien kasvavasta kysynnästä. Kaksi kolmasosaa yrityksistä ei näe globalisaatiota tärkeänä, vaan ne käpertyvät omien rajojen sisäpuolelle. Puolella yrityksistä oli puutteelliset mittaristot prosessien parantamiseen. Japani on jo pitkään uudistanut teollisuuttaan uutta kilpailuympäristöä vastaavaksi, keskeisinä teemoina osaaminen (Monozukuri), henkilöstön kehittäminen (Hitozukuri), innovatiivisuus (Kakushin), eko-tehokkuus, teknologinen uudistuminen, ketteryys, New JIT -kokonaisvaltainen suunnittelu ja sosiaalinen muutos. Tässä tutkimuksessa haluttiin selvittää myös Suomen kannalta tärkeät Eurooppalaiset maat ja vertailukohdiksi otettiin Saksa, Ruotsi ja Tanska. 14
1. Johdanto Saksassa tuotantojärjestelmien tutkimus (Cluster of Excellence Integrative Production Technology for High-Wage Countries) keskittyy hybridi-, itseoptimoiviin-, virtuaalisiin ja älykkäisiin järjestelmiin. Valmistusprosesseissa fokus on modulaarisissa ja joustavissa muoteissa ja puristustyökaluissa, yksilöllisten tuotteiden valmistuksessa, hybridimetallien prosessoinnissa ja itseoptimoivissa joustavissa kokoonpanojärjestelmissä. Ruotsalainen tuotantojärjestelmien tutkimus (Swedish Production Research 2020, 2009) keskittyy robusteihin ja luotettaviin tehdasjärjestelmiin, joustavaan ja modulaariseen automaatioon, ihmisen huomioimiseen tuotantojärjestelmissä, oppimiseen ja muihin organisaationäkökulmiin. Valmistusprosesseissa fokus on uusien materiaalien valmistusmenetelmissä, valmistusprosessien simuloinnissa, pinnoituksessa ja lämpökäsittelyprosesseissa ja mikro- ja nanovalmistuksessa. Tanskalainen tuotannon tutkimus (Manufacturing 2025, 2010 ja Produktion 2025, 2010) keskittyy kestävän kehityksen tuotantojärjestelmiin; tuotannon osaamisen hallintaan, arvoketjuihin verkostossa, modulaarisiin valmistusjärjestelmiin, uusiin organisaatio- ja yhteistyömalleihin, hyperjoustavaan automaatioon sekä uusiin johtamismalleihin. Simulointitekniikoita kehitetään ympäristövaikutusten laskentaan, elinkaariarviointeihin sekä tuotannon hallintaan. Tuotantojärjestelmissä fokus on modulaarisuudessa, skaalattavuudessa, joustavudessa ja tietämyksen hallinnassa. Verkostomainen toimintatapa ja johtamismallit kuvaavat myös muutosta. Deloitte Manufacturing Competiviness index (Deloitte 2010), nostaa tärkeimmäksi kansainvälisen valmistavan yrityksen menestystekijäksi osaavat, innovointikykyiset työntekijät. Yhteenvetona kansainvälisistä selvityksistä voidaan todeta seuraavia teemoja: kestävän kehitykseen periaatteet, tuotannon digitaalitekniikoiden kehittäminen, tietämyspohjainen tuotanto ja joustava valmistusautomaatio. Myös verkottunut toimintatapa ja tuotteiden asiakasräätälöinti ovat keskeisiä menestystekijöitä. Kehitys- ja tutkimusaiheita valittaessa tutkijoilla oli tiedossa edellä mainitut sekä muita vastaavia selvityksiä, lähinnä eurooppalaisia tutkimusagendoja. FOFFI tutkimusaiheet eivät oleellisesti poikkea edellä mainituista. Johtuen globaalista kilpailusta useat tutkimuskohteet eri maissa ovat hyvin samanlaisia. 15
2. Tuotantokonseptien kehittyminen Kilpailukykyinen tuotantokonsepti määritellään seuraavasti: Tapa järjestää tuotteen tuotanto sekä siihen liittyvät tukitoimet innovatiivisesti liiketoimintastrategian tarpeista lähtien. Tuotantokonsepti koostuu liiketoimintaa palvelevasta, harkitusta ja tarkoituksenmukaisesta joukosta omaa, alihankittua tai kumppanuuteen perustuvaa hankintaa, valmistusta ja jakelua ohjausjärjestelmineen. Kilpailukykyisen tuotantokonseptin piirteitä ovat asiakaslähtöisyys, liiketoimintalähtöisyys, joustavuus, laatu, tuottavuus ja hyvä imago (Tekes 2008). Historiallisesta näkökulmasta tuotantoparadigmat ovat kehittyneet Jovanen et al. (2003, 2008) mukaan 1800-luvun puolivälistä alkaen käsityöstä ja päätyen nyt kestävän kehityksen periaatteeseen (taulukko 2). Tuotteiden laajan teollisen valmistamisen, sarjatuotannon, mahdollisti liukuhihnamainen tuotanto, mekanisointi sekä toisaalta standardointi, joka mahdollisti keskenään vaihtokelpoiset osat 1900-luvun alussa. Valmistetut tuotteet menivät kaupaksi, kysyntä oli suurempi kuin tarjonta ja kilpailutekijänä oli halpa hinta. Sarjatuotannon valtakausi kesti lähes 70 vuotta, kunnes joustavan tuotannon aikana, 1980-luvulla, tarjonta ylitti kysynnän. Tuotantoa sopeutettiin pienentämällä eräkokoja ja muuttamalla liiketoimintamalleja; siirryttiin asiakasohjaukseen ja tarjottiin laajempaa tuotevalikoimaa. Tuotteita ei enää valmistettu varastoon, vaan tyypillisesti asiakkaan tilaus käynnisti tuotteen kokoonpanon. Globaalin kilpailun kiristyminen ja yksilölliset tuotteet olivat ominaista 2000-luvulle. Luonnonvarojen rajallisuus ja ilmastonmuutos tulevat vaikuttamaan voimakkaasti tuotantoparadigmojen kehitykseen 2010-luvulla. 16
2. Tuotantokonseptien kehittyminen Taulukko 2. Tuotantoparadigmojen kehittyminen 1800 luvun puolestavälistä nykypäivään. Modifioitu lähteestä Jovannen et al. (2003, 2008). 2.1 Tuotantokonseptit Suomessa Tuotantokonseptit kehittyivät voimakkaasti Suomessa 1980-luvulta lähtien. Avainsanoja olivat varsinkin laatu, JOT, joustavuus ja Lean. Näitä filosofioita sovellettiin yrityksissä menestyksekkäästi. Nyt uusina tuotantokonsepteina ovat esiin astuneet toimintaprosessien virtaviivaistaminen, ydinosaamisten kehittäminen, massaräätälöinti ja yhteiskehittäminen (Hyötyläinen 2011). Yritykset ovat ottaneet käyttöön tuotantofilosofioita omista lähtökohdistaan ja soveltaneet niitä omissa organisaatioissaan. Tietoinen tuotantokonseptien hyödyntäminen edellyttää yritykseltä strategista suuntautumista ja omien ydinosaamisten ja kilpailutekijöiden tunnistamista. Osa uusista tuotantokonsepteista edellyttää yhteistyötä partnereiden kanssa. Yhtä tärkeää on määritellä asiakassegmentit ja asiakasryhmät sekä näille suunnatut tuotteet ja palvelut. Pelkkä toiminnan tehostamiseen panostaminen ei ole nykyään enää riittävää ja entistä enemmän onkin suuntauduttava asiakkaisiin ja heidän palvelemiseensa. 17
2. Tuotantokonseptien kehittyminen Eteneminen tuotantokonseptista toiseen edellyttää yrityksen toiminnassa perusteellisia muutoksia, jotka ulottuvat toiminta-ajatukseen asti. Muutoksissa on kyse syvällisistä strategisista muutoksista. Strategisia uudelleenmäärittelytarpeita on havainnollistettu taulukossa 3. Siinä on esitetty yritysten kehitysvaiheita tuotanto- ja liiketoimintakonseptien näkökulmasta. Näitä tarkastellaan useista ulottuvuuksista. Uutena konseptina esitetään yhteiskehittämisen liiketoiminta- ja tuotantokonsepti, joka tulee tulevaisuudessa edellyttämään uutta suhdetta innovaatiotoimintaan ja tiedon muodostamiseen sekä asiakastoimintaan. Taulukko 3. Yritysten liiketoiminta- ja tuotantokonseptimallit. Yritykset alkoivat 1990-luvun alussa voimakkaasti panostaa toimintaprosessien kehittämiseen ja virtaviivaistamiseen sekä alihankintasuhteiden rakentamiseen (Hammer & Champy 1993, Hyötyläinen 2000). Toimintaprosessien kehittämisen perustana on ollut tuotanto- ja tuotepohjainen lähestymistapa, ja alihankinnan rakentamisen pääperiaatteena on ollut kahdenkeskeisten kumppanuussuhteiden luonti. Tämä lähestymistapa on rajoittunut myynnin kautta hankitun markkinaja asiakastiedon hyödyntämiseen erityisesti uusien tuotteiden ja palvelujen kehit- 18
2. Tuotantokonseptien kehittyminen tämisessä. Tämä kehitystyö on tehty toimittajan omana toimintana. Asiakas nähdään tuotteiden ja palvelujen vastaanottajana, jolloin asiakkaalle tarjotaan valmiiksi paketoituja tuotteita ja palveluja (Hyötyläinen 2007). On kuitenkin nähtävissä, että tällainen perinteinen prosessiorganisaatio ja sen toimintamalli eivät vastaa palveluliiketoiminnan asettamiin vuorovaikutus- ja kommunikaatiotarpeisiin. Läheisesti toimintaprosessien virtaviivaistamiseen on liittynyt yritysten keskittyminen ydinliiketoimintoihin, jolloin muita toimintoja on ulkoistettu muille yrityksille. Lähtökohtana ovat olleet liiketaloudelliset tarpeet kehittää yrityksen osaamista ja kasvattaa yritystä kohdistetuilla alueilla. Liiketoiminnan ja verkostojen laajentamisen avulla on kyetty hyödyntämään eri osapuolten saama asiakastietämys, jota voidaan käyttää yhdessä tuotettujen palvelujen määrittämiseen. Yritykset ovat samalla siirtyneet toimintaprosessien tehostamisen ja ydintoimintojen kehittämisen lisäksi massaräätälöintimalleihin. Tätä mallia luonnehtii mm. tuotteiden asiakasräätälöinti, jolloin kyetään muodostamaan asiakaskohtaisia ratkaisuja. Perustana ovat tuotekehitysprosessit ja tuotteiden modularisointi, jolla kyetään tehokkaasti hyödyntämään samoja moduuleja eri asiakasratkaisujen muodostamisessa. Pyrkimyksenä on päästä tiettyyn stabiiliuteen muuttuvassa toimintaympäristössä (Pine 1993). Tällainen lähestymistapa edistää asiakaskohtaisten ratkaisujen ja kokonaistoimitusten syntymistä ja toimittamista asiakkaille. Tarjottavilla asiakaskohtaisilla kokonaisratkaisuilla pyritään tukemaan myös asiakkaan kilpailukyvyn lisääntymistä. Tällä mallilla on kuitenkin rajat vastassa, kun tarkoitus on siirtyä aidosti laajemmin palveluliiketoimintaan. Suhteellisen yleisesti vallalla olevasta massaräätälöintimallista voi tulla kehitystä rajoittava tekijä (core rigidity) (Leonard 1995). Muodonmuutos kohti palveluliiketoiminnan partnerisuhdetasoa edellyttää yrityksen ja sen partnereiden toimintamallien uudistumista. Uutena toimintamuotona korostuu yhteiskehittely, joka tukee myös yhteistä innovointia ja uusien ratkaisujen muodostamista. Tällaisia malleja edistävät myös hahmottumassa olevat uudet toimintamuodot, jotka korostavat dynaamista verkostoitumista sekä innovaatioverkostoja (Chesbrough 2003). Innovaatiotoiminnasta on tulossa keskeinen yrityksen organisaatiota ja toimintamallia määräävä tekijä, jota tukevat vuorovaikutteiset ja innovatiiviset organisaatiokonseptit. Vuorovaikutteiset organisaatiomuodot ja kehittämistavat ovat luonteenomaisia uudelle mallille. Vuorovaikutteisen kehittämisen keskeisenä ajatuksena on, että eri tasojen ja toimintojen edustajat jäsentävät yhdessä kehitystilanteita ja määrittelevät kehitysongelmia ja niiden ratkaisuja. 19