The Status and the Future of the Industrial Internet in Pulp and Paper Industries

Abstract

The fourth industrial revolution, digitalization and the Industrial Internet are significantly changing companies’ ways to operate in every industry. In many industries, the Industrial Inter-net is already a significant factor in the operations and the success of the companies. But not many researches were found to address the maturity on pulp and paper industries, and thus the maturity is not well known. In this thesis, the maturity of the Industrial Internet in pulp and paper industries is researched to gain perspective where the industry current is, and how does the fu-ture look like. In addition to the status and the future, it is also researched, if the Industrial In-ternet is significantly affecting the success of the top performing pulp and paper companies and providing competitive advantage over others. Maturity model is used to evaluate maturity or readiness of specific entity. A maturity model was built based on literature of maturity models’ development processes and literature research on the existing maturity models of the Industrial Internet. Maturity model consist of five dimen-sions: people and culture, technology, strategy, processes and operations, and data and ana-lytics, which are evaluated separately on five level scale. Maturities of dimensions are evaluat-ed using questionnaire built on the maturity model, and responses are statistically analyzed us-ing clustering analysis, association analysis and visual analytics methods. First, clusters were formed separately for each dimension, and next cross-dimensional maturity profiles were iden-tified by using association analysis. Currently, the maturity of the Industrial Internet is low, mainly on the level three or under. On-ly 20-30% of the companies are close to the advanced level. Companies are still building strat-egies and piloting the technologies. In the lower level companies, technologies are not fully ready, whereas more advanced companies are mainly focusing on developing predictive maintenance. Because up to 40% of the companies are still initial or developing levels of the maturity, in the future the adoption of the Industrial Internet will most likely accelerate, when the technolo-gies starts better support data intensive environment and companies starts adopting the Indus-trial Internet. Also, the number of connected equipment will increase, when more and more equipment is connected to the systems and level of the automation increases. Developing the automatization of the mills alongside predictive maintenance will be big focus in the future. The Industrial Internet has affected most the small companies, whereas large companies have not benefit as much. Compared to the others, small top performing companies are doing three things differently. First, they are utilizing advanced data technologies such as cloud and advanced analytics. Second, they are collaborating through the value chain around the data, and finally they are more willing to takes risks and develop new technologies by themselves and in collaboration.

Neljäs teollinen vallankumous, digitalisaatio, ja teollinen internet muuttavat yritysten tapaa toimia jokaisella teollisuudenalalla. Monilla teollisuudenaloilla teollinen internet tarjoaa uusia menetelmiä, tapoja toimia sekä näiden kautta myös kilpailuetua. Teollisen internetin kypsyydestä ei kuitenkaan löytynyt tuoreita tutkimuksia, ja siksi nykysestä tilanteesta ei ole täyttä varmuutta. Tällä tutkimuksella pyritään selvittämään teollisen internetin nykyistä kypsyyttä, sekä kehityksen suuntaa tulevaisuudessa. Lisäksi tutkimuksella selvitetään, tarjoaako teollinen internet kilpailuetua, ja onko se siten merkittävä tekijä alansa edelläkävijäyritysten muita paremmalle suoriutumiselle. Määritellyn kokonaisuuden kypsyyttä voidaan tutkia ja mitata siihen soveltuvalla kypsyysmallilla. Tutkimuksessa käytetty kypsyysmalli rakennettiin kirjallisuudesta löytyneiden prosessien mukaan hyödyntäen kirjallisuuskatsausta olemassaolevista teollisen internetin kypsyysmalleista. Malli koostuu viidestä ulottuvuudesta, joiden kypsyys arvioidaan erikseen hyödyntäen mallin perusteella laadittua kyselyä. Mallin ulottuvuudet ovat ihmiset ja kulttuuri, teknologia, strategia, prosessit ja toiminnot, sekä data ja analytiikka. Kyselyn vastaukset analysoitiin ensin muodostamalla jokaiselle ulottuvuudelle klustereihin perustuvat kuvaukset ja seuraavaksi muodostamalla klustereista todennäköisimmät kypsyysprofiilit käyttämällä assosiaatioanalyysiä. Tällä hetkellä teollisen internetin kypsyys on melko matala, 70-80% yrityksistä on kolmannella tai alemmalla tasolla viisiportaisessa kypsyysmallissa. Ainoastaan 20-30% yrityksistä on lähellä neljättä, kehittynyttä tasoa. Alemman kypsyystason yrityksissä teknologiat eivät ole vielä riittävällä tasolla teolliselle internetille. Teknologioiden kehittämisen lisäksi yritykset raketavat strategioitaan ja saattavat pilotoida joitakin teollisen internetin teknologioita. Edistyksellisistä teknologioista erityisesti ennakoiva kunnossapito kiinnostaa yrityksiä. Koska jopa 40% yrityksistä on edelleen ensimmäisellä tai toisella kypsyystasolla, tulevaisuudessa teollisen internetin kehityksen odotetaan kiihtyvän, teknologioiden ollessa sillä tasolla, että ne mahdollistavat teollisen internetin hyödyntämisen. Seuraavaksi kehittyneemmät yritykset haluavat kasvattaa teolliseen internetiin kytkettyjen laitteiden määrää. Tätä kehitystä tukee myös suunnittelmat automaation itsenäisesti toimivien laitteiden lisäämisestä ja kehittämisesti. Automaation lisäksi, yksi suurimmista kehityskohteista, joihin yritykset keskittyvät, on jo nyt kehityksen kohteena oleva ennakoiva kunnossapito. Tulevaisuudessa kuitenkin nykyisestään kehittyneeseen ennakoivaan kunnossapitoon kuuluu huomattavasti suurempi määrä laitteita. Tutkimuksessa verratiin parhaiten suorituvia yrityksiä erityisesti kustannusten kautta. Teollinen internet vaikuttaa hyödyttävän erityisesti pienempiä yrityksiä, sillä suurikokoisilla yrityksillä volyymietu on suurempi. Nämä hyvin suoriutuvat yritykset erottuvat muista erityisesti kolmella asialla. Ensinnäkin ne hyödyntävät runsaasti kehittyneitä datateknologioita, kuten pilvi teknologioita ja kehittynyttä analytiikkaa. Toiseksi ne jakavat ja hyöntävät jaettua dataa läpi koko toimitusketjun ja viimeiseksi näiden yritysten riskinsietokyky vaikuttaa olevan korkeampi kuin muilla. Nämä yritykset ovat valmiita kehittämään uusia teknologioita itsenäisesti tai yhteistyössä, siinä missä muut yritykset ottavat käyttöön pääasiassa vain toimivaksi todettuja teknologioita tai haluavat uusille teknologioille jaettua riskiä ja takuita toimittajalta.