MFG 4.0 on Strategisen Tutkimuksen Neuvoston (STN) rahoittama kolmivuotinen monitieteellinen tutkimushanke, jonka tarkoituksena on tutkia ja selvittää valmistavan teollisuuden tulevaisuutta monelta kantilta. Projektin painopiste on 3D-tulostuksessa ja teollisessa automaatiossa, sekä niiden mukanaan tuoman valmistavan teollisuuden murroksen ymmärtämisessä ja siihen varautumisessa.
Hankkeessa pyritään luomaan käsitys, millaisia muutoksia teknologiassa, koulutusosaamisessa, liiketoimintamalleissa ja yhteiskuntajärjestelmissä tarvitaan tuotannollisen teollisuuden murroksen kynnyksellä. Hankeen tavoitteena on löytää keinoja, joiden avulla pystytään varautumaan ja joista voidaan hyötyä murroksessa. Kantavana ideana on ymmärtää ja löytää ratkaisuja siihen, miten Suomi pärjäisi tulevaisuuden teollisuuden murroksessa mahdollisimman hyvin.
Hankkeessa kehitetään uutta teknologiaa additiivisen valmistuksen (3D-tulostuksen) ja teollisuuden automaation tarpeisiin materiaalitutkimuksen, robotiikan ja automaation keinoin. Samanaikaisesti projektissa luodaan uusia päätöksentekomalleja liiketoiminnan tueksi sekä tutkitaan valmistavan teollisuuden murroksen vaikutusta koulutukseen. Lisäksi selvitetään, sosiaalipolitiikan keinoin, millaista tukea tarvitaan mahdollisia ylimenokausia varten. Hankkeessa on myös valmistavan teollisuuden tulevaisuutta visioita tutkiva osuus.
Hankkeen virallinen nimi on: “Valmistus 4.0 – ja sen teknologiset, taloudelliset, koulutukselliset ja sosiaalipoliittiset strategiat”
Kuka on mukana?
MFG 4.0 -hanke on jakautunut seitsemään tutkimusryhmään, joista neljä toimii Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa, yksi Helsingin yliopistossa, yksi Jyväskylän yliopistossa ja yksi Turun yliopistossa. Hankkeen tekninen ja liiketoimintamallien tutkimus keskittyy Lappeenrannan teknilliseen yliopistoon, Helsingin yliopisto vastaa sosiaalipoliittisesta näkökulmasta, Jyväskylän yliopiston ryhmä tutkii koulutukseen liittyviä asioita ja Turun yliopisto tutkii valmistuksen murrosta futurologian keinoin. Ryhmien esittely löytyy näiltä verkkosivuilta englanninkielisestä osasta.
Valmistus 4.0 – additiivinen valmistus?
Jo nyt yleisesti valmistettavien tavanomaisten komponenttien lisäksi tulevaisuudessa tullaan valmistamaan hienomekaanisia ja lujuutta vaativia komponentteja additiivisen valmistuksen menetelmin. Additiivisella valmistamisella tarkoitetaan menetelmää, jossa valmistus tapahtuu lisäämällä materiaalia kerros kerrokselta. Yleisemmin se tunnetaan nimellä 3D-tulostus.
Teknologinen kehitys tullee johtamaan siihen, että 3D-tulostamalla voidaan jatkossa valmistaa erilaisia koneita ja laitteita yhdistämällä tulostaminen puolivalmiisiin konekomponentteihin tai älykkäisiin materiaaleihin. MFG 4.0 -hankkeessa tutkitaan myös älymateriaalien ryhmään kuuluvia ns. muistimetalleja, eli metalleja, joiden muotoa voidaan muutella sähkövirran tai magneettikentän avulla ja saada näin aikaan konemaisia kiinteitä osia. Yksi erittäin kiinnostava additiivisen valmistuksen mahdollisuus on sähköä johtavien materiaalien tulostaminen suoraan “kerrosten sisään”. Tämä menetelmä luo edellytykset valmistaa täysin integroituja johdottomia sähköä käyttäviä komponentteja, joihin ei tarvita erillistä sähköasennusta.
Kun tuotanto siirtyy suurelta osin mekanisoidusta massatuotannosta automatisoiduksi kappaletuotannoksi, se aiheuttaa murroksen koko valmistavan tuotannon sektorille. Tästä seuraa, että osaamis- ja koulutustarpeet muuttuvat ja tarvitaan uudenlaisia liiketoimintamalleja ja sosiaalipoliittisia strategioita.
Lisää tulevaisuuden visiosta
On nähtävissä, että additiivinen valmistus tulee kasvamaan erityisesti varaosakomponenttien valmistuksen osalta, sillä paikkaan sidotussa valmistamisessa massatuotettujen komponenttien varastointi- ja kuljetuskustannukset ovat suhteellisesti suuret.
Kun 3D-tulostamalla voidaan valmistaa varaosia tarvelähtöisesti ilman perinteistä tuotantopaikkaa, poistuvat kuljetus- ja varastointikustannukset kokonaan. Tämä tarkoittaa, että varaosien valmistukseen tarvittava ”resepti” ts. 3D-malli sekä sen raaka-aineet toimitetaan asiakkaalle siten, että reseptin omistaja, tyypillisesti tuotteen suunnitellut yritys, pystyy ehkäisemään tuotteensa kopioinnin. Tähän tuotantotapamuutokseen pääseminen vaatii teknologian kehitystä ja liiketoimintamallien uudistamista. Teknologia kehittyy varmasti; liiketoimintamallien murros on vielä edessä.
Kehityksen myötä on nähtävissä valmistavan teollisuuden yritysten digitalisoituminen ja suunnittelutyön tuotteistamisen ja myyntikanavien lähes täydellinen muutos. On luultavaa, että jatkossa varaosia tullaan ostamaan keskitetystä digitaalisesta kauppapaikasta samalla tavoin kuin nyt ostamme puhelimiimme erilaisia sovelluksia.
Kauppapaikkojen hallinta tulee olemaan yksi merkittävä kilpailuetu yrityksille. Tämän hankkeen ajatuksena on varmistaa, että suomalaiset yritykset ymmärtävät murroksen merkityksen ja ovat mukana riittävän aikaisin, kun digitaalisten kauppapaikkojen markkinat jaetaan.
IPR (Intellectual Property Rights), tekijänoikeuksien suojauskysymykset sekä digitaaliset liiketoimintamallit vaativat onnistuakseen verkostomaisen lähestymistä ja yritysten välistä yhteistyötä.
Jotta olemme valmiita murroksen edessä, tarvitsemme uudenlaista työvoimaa. Oikeanlaisen osaavan työvoiman takaamisen edellytyksenä on koulutusjärjestelmä, joka ottaa huomioon valmistavan teollisuuden muuttuvat osaamistarpeet ja -vaatimukset.
Murroksen aikana tapahtuva lisäkoulutustarve sekä syrjäytyvien uudelleenkoulutus ja tukeminen ovat avainasemassa suunniteltaessa tuki- ja koulutuspolitiikkaa.
MFG 4.0 -hanke pyrkii hankkimaan ymmärrystä ja löytämään vastauksia esimerkiksi seuraaviin kysymyksiin:
Millä suomalaisten yritysten aloilla kyky tulla tai säilyä maailman johtavina tuottajina murroksen tapahtuessa (kriittinen massa)?
Mitä teknistä tutkimus- ja kehitystoimintaa automaation, robotisaation, ja additiivisen valmistuksen (mukaan lukien valmistuksessa käytettävät materiaalit) avulla voidaan saada aikaan, jotta suomalaisilla yrityksillä olisi etulyöntiasema valmistavan teollisuuden murroksessa?
Miten voidaan tukea päätöksentekoa tilanteessa, jossa tuotannon tulevaisuus tulee olemaan erilainen kuin nykyisyys, mutta asiaan liittyy suurta epävarmuutta ja ongelma on erittäin kompleksinen?
Minkälaista koulutusta ja koulutuksen muutosta edellytetään suomalaiselta koululaitokselta sen eri asteilla aina korkeakoulutusta myöden?
Minkälainen ja millä tavoin insentivoitu tuki- ja kannustuspolitiikka toimii ja pystyy ohjaamaan murroksen takia syrjäytymisvaarassa olevia kouluttautumaan uudelleen ja pysymään osana työvoimaa?
Miten varmistetaan murroksen haittojen minimointi ja hyötyjen maksimointi Suomelle?
Mitkä ovat tulevaisuuden trendit suuressa mittakaavassa liittyen valmistukseen?
