Kolmas teollinen vallankumous häämöttää

Teollisuuden digitalisaatio on teknologisen muutoksen keihäänkärki, joka muuttaa teollisen tuotannon sellaisena kuin sen tunnemme. Nämä sanat kannattaa muistaa: materiaalia lisäävä valmistus.

On käynnistynyt uusi teollinen aikakausi, joka The Economist -lehden mukaan on kolmas teollinen vallankumous. Horisontissa häämöttää valtava muutos. Digitalisaatio muokkaa myös teollisten suunnittelijoiden ajattelutapoja.

Autonosia 3D-tulostuksella

Suunnittelija ja insinööri suunnittelevat tietokoneella kolmiulotteista kappaletta. Lopulta toinen klikkaa tulosta-painiketta, ja viereisessä huoneessa – tai vaikka toisella puolella maailmaa – 3D-tulostin alkaa surista. Kappale alkaa muotoutua kerros kerrokselta. Musteen sijaan tulostin käyttää muovi- tai nylon-pohjaista materiaalia. Jotkut yhtiöt ja yrittäjät valmistavat jo kenkiä, autojen erikoisosia sekä personoituja iPhone-puhelimen kansia.

Ensimmäinen teollinen vallankumous tiesi kotiteollisuuden loppua. 1700-luvun lopussa kehitetty kehruukone toi mukanaan vaurautta mutta järkytti maaseudun taloutta, joka oli pitkälti riippuvainen käsinvalmistetuista tekstiileistä. Toisen vallankumouksen alkuna pidetään liukuhihnatuotannon käyttöönottoa Yhdysvalloissa 1900-luvun alussa, jollon massatuotantosta tuli teollisen valmistuksen normi.

3D-tulostus eli materiaalia lisäävä valmistus

Materiaalia lisäävä valmistus, mitä 3D-tulostus oikeastaan on, toimii The Economist -lehden mukaan käynnissä olevan vallankumouksen keihäänkärkenä. Havainnollistaakseen väitettään jutun kirjoittaja oli tilannut 3D-tulostuspalveluita tarjoavalta yritykseltä vasaran, jossa oli puujäljiltelmävarsi ja metalloitu pää. Jos vasara olisi valmistettu perinteisellä tavalla, se olisi ollut huomattavasti kalliimpi. Valmistaja olisi pitänyt valmistaa ensin muotti, valaa vasaran pää, koneistaa se ja sovittaa se puuvarteen. Paljon työtä yhden kappaleen vuoksi. Jos tuotantomäärät nousevat tuhansiin, saadaan tietenkin mittakaavaetuja. Siihen massatuotanto perustuukin. 3D-tulostuksessa mittakaavaeduilla ei ole juuri väliä.

Robottien seuraava sukupolvi

Toinen muutosvoima on älykkäämmän automaation laajeneminen. Robottien seuraava sukupolvi on halvempi ja helppokäyttöisempi, ja ne voivat työskennellä ihmisten kanssa rinnan sen sijaan, että korvaisivat nämä. Toistaiseksi robotit pidetään turvallisuussyistä erillään ihmisistä, sillä ne eivät osaa huomioida liikeradalle osuvia ihmisiä. Tulevaisuuden robotit viritetään palvelemaan ihmisiä: noutamaan ja kantamaan, pitelemään ja lajittelemaan osia, siivoamaan jne.

Yksi kolmannen teollisen vallankumouksen seurauksista on, että suorittavan työn tekijöiden määrä jatkaa vähenemistään samalla kun tuottavuus kasvaa. Työtä tehdään yhä enemmän näyttöpäätteillä. Työvoimakustannusten osuus kokonaiskustannuksista pienenee, mikä rohkaisee länsimaisia yrityksiä siirtämään tehtaitaan takaisin matalien palkkakustannusten maista kuljetuskustannusten pienentämiseksi. Käynnissä olevan vallankumouksen seurauksena yritykset pystyvät myös nopeasti reagoimaan paikallisiin vaatimuksiin.

”Yksi kolmannen teollisen vallankumouksen seurauksista on, että tehdastyöntekijöiden määrä jatkaa vähenemistään samalla kun tuottavuus kasvaa.”

Virtuaaliopiskelua

Digitalisaatio uudistaa myös koulutusta. Oppilaat voivat kehittää taitojaan virtuaaliympäristössä, ja samalla kaikki olennainen tieto on vain napin painalluksen päässä. Digitalisaation luo pohjaa myös entistä vaativimmille simuloinneille. Tietokoneilla suunniteltujen ja testattujen tuotteiden kehityskustannukset ovat pienemmät, ja materiaalia lisäävällä valmistustavalla tuotetut edulliset prototyypit edistävät luovien ja rohkeiden ratkaisujen kehitystä.

Tuotteita pystytään valmistamaan pienissä erissä yhä taloudellisemmin, joustavammin, monipuolisemmin ja pienemmällä työvoimalla, kunhan materiaalia lisäävässä valmistuksessa tuotteisiin pystytään yhdistämään uusia materiaaleja, kuten hiilikuitua ja nanoteknologiaa. The Economist huomauttaa, että kehitys kulkee massatuotannosta kohti yksilöllisempää tuotantoa.

Rinnan isoa ja pientä

Asiantuntijat ennustavat, että perinteinen teollinen valmistus ja massatuotanto jatkuu uusia teknologioita hyödyntäen vielä vuosikausia, etenkin isoissa yrityksissä, joiden tuotantovolyymit ovat suuria. Monet pienet ja keskisuuret yritykset tarttuvat puolestaan uusiin mahdollisuuksiin, kun vaativien tuotteiden piensarjatuotantoon liittyvät kustannukset pienenevät.

Vallankumous on siis käynnistynyt, mutta emme tiedä tarkkaan, missä vaiheessa olemme. Odotettavissa on jättiharppauksia bio- ja nanoteknologian kehittyessä. Kolmas vallankumous saattaa tuoda mukanaan viruksiin pohjautuvan akkupariston sekä paperinohuista metallilevyistä valmistettuja laivojen kansirakenteita.

The Economis kirjoittaa: ”Pienillä pajoilla, kodeissa ja epäilemättä myös autotalleissa tulee olemaan lukemattomia yrittäjiä, jotka pystyvät tekemään asioita, jotka aiemmin olivat heille täysin mahdottomia.”

”Materiaalia lisäävä valmistus, mitä 3D-tulostus oikeastaan on, toimii käynnissä olevan vallankumouksen keihäänkärkenä.”