3D-tulostuksen käyttöönoton vaikutukset valmistavan teollisuuden yrityksen toimitusketjuun

Abstract

Yksilöllinen valmistaminen kustannustehokkaasti ja nopeasti on haaste monille perinteisiä valmistusmenetelmiä käyttäville yrityksille. Lisäksi esimerkiksi varaosien kysynnän vaihtelu ja pitkät globaalit toimitusketjut tuottavat usein yrityksille ongelmia. 3D-tulostus (engl. Additive Manufacturing, AM) on kehittyvä valmistusteknologiainnovaatio, jonka hyötyjen arvioidaan ratkaisevan yritysten kohtaamia merkittäviä haasteita. Tässä kandidaatintyössä selvitetään toimitusketjuvaikutuksia erityisesti liiketoimintasuhteiden ja prosessien näkökulmasta, kun valmistavan teollisuuden yritys ottaa käyttöön 3D-tulostuksen. Työn tavoite on tunnistaa 3D-tulostuksen käyttöönoton vaikutuksia valmistavan teollisuuden yrityksen toimitusketjuihin sekä lisätä tietämystä niistä.

Kirjallisuuskatsauksena toteutettu työ jakaantuu kahteen osaan. Ensin työssä tutustutaan yleiseen käsitteistöön ja aikaisempaan tutkimukseen toimitusketjuista ja 3D-tulostamisesta. Toimitusketjuja tarkastellaan erityisesti valmistavan teollisuuden kontekstissa, jossa perinteisten valmistusmenetelmien käyttö vaikuttaa esimerkiksi toimitusketjun rakenteeseen, tuotannon eräkokojen kannattavuuteen ja tilausten läpimenoaikaan. 3D-tulostamisesta perehdytään tarkemmin teknologian kehittymiseen ja käyttöönottoon. Teknologian kehittymisen keskiössä ovat muun muassa raaka-aineiden monipuolistuminen ja kustannusten aleneminen sekä tukevien menetelmien, kuten koneoppimisen ja toimitusketjuinnovaatioiden, hyödyntäminen. Käsitteellisen osion jälkeen tarkastellaan aihepiirin kirjallisuutta tulososion alustamiseksi.

Työn tulososiossa havaitaan tutkimuksissa yleisesti löydettyjä toimitusketjuvaikutuksia ja tekijöitä niiden taustalla. Työ osoittaa, että merkittäviä toimitusketjuvaikutuksia ovat ainakin 3D-tulostinkeskittymät, tehokkuuden paraneminen esimerkiksi joustavuuden kasvaessa, sekä uudet toimijat ja valmistusprosessit. Havaittujen tekijöiden kokonaisvaikutusten todetaan ulottuvan toimitusketjun yrityksiin strategisella tasolla. Muun muassa erilaiset digitaaliset alustat voivat mahdollistaa sujuvamman informaatiovirran ja 3D-mallien jakamisen toimitusketjujen maantieteellisesti kaukaistenkin toimijoiden välillä. Tuotannon hallinnassa merkittäviksi havainnoiksi nousivat 3D-tulostuksen lyhyemmät läpimenoajat sekä varastotasojen hallinnan helpottuminen.

Tutkimus siis osoittaa, että 3D-tulostuksen käyttöönoton vaikutukset tulee ottaa huomioon valmistavan teollisuuden yrityksissä. Aihepiirin kirjallisuus havaitaan kuitenkin työssä suppeaksi ja kehittyvän teknologian kohdalla usein nopeasti vanhentuvaksi, mikä rajoittaa löydösten kattavuutta ja yleistettävyyttä. Lisäksi osa havaituista käyttöönoton haitoista tai kustannuksista voi osoittautua joissakin käyttötarkoituksissa ylitsepääsemättömiksi tai hyödyt kumoaviksi.