Diffusion of process instruments: Major factors in Finnish pulp industry

Abstract

In this thesis, "process instrument" refers to a measurement device that is used to continuously measure and control an industrial process, in contrast to "scientific instrument", which refers to a measurement device used in a laboratory environment.

Novel process instruments have a major role in increasing the efficiency of industrial processes. However, management literature addressing the successful development and diffusion of process instruments is scarce. This Master's thesis addresses the gap by studying the adoption and diffusion of novel process instruments. The conceptual model of this thesis is based on the "diffusion of innovations" theory of Rogers.

This thesis triangulates the subject from three perspectives. First, literature on the diffusion of industrial innovations is reviewed to understand the demand perspective. Second, literature concerning the development of process instruments is described to understand the supply perspective. Third, the experimental part of this thesis consists of 13 interviews of Finnish pulp industry representatives and 3 interviews of Finnish process instrument providers.

The findings of this thesis indicate that four major factors and multiple minor factors can inhibit the adoption and diffusion of novel process instruments. The four major factors are uncertainty related to the potential economic benefit of the novel instrument, uncertain technical reliability of the instrument, considerable heterogeneity in the potential benefit between different factories, and practical difficulties of taking the novel process instrument into regular use.

In the discussion section, directions for further research are considered. Additionally, Rogers' theory is suggested to be more applicable in describing the adoption by individuals than organizations. A need for a model focusing on the diffusion of industrial innovations is indicated.

At the end of the thesis, potential strategic decisions are proposed for managers to address the identified inhibiting factors. For example, described strategical choices include continuous improvement of the instrument and building knowledge on the process and the environment.

Tässä opinnäytetyössä "prosessi-instrumentti" viittaa mittalaitteisiin, joita käytetään jatkuvatoimisesti kontrolloimaan teollisia prosesseja, kun taas "tieteellinen instrumentti" viittaa mittalaitteisiin, joita käytetään laboratorioympäristössä.

Uusilla prosessi-instrumenteilla on merkittävä rooli teollisuuden prosessien tehokkuuden parantamisessa. Prosessi-instrumenttien kehitystyöstä ja leviämisestä prosessiteollisuudessa on kuitenkin vain vähän aiempaa tutkimusta. Tässä opinnäytetyössä selvitetään uusien prosessi-instrumenttien leviämistä teollisuudessa, ja tutkimuksen käsitemalli pohjautuu Rogersin innovaatioiden diffuusion teoriaan.

Tutkimus tarkastelee aihetta kolmesta perspektiivistä. Ensiksi opinnäytetyössä tarkastellaan teollisten innovaatioiden diffuusiota teknologian kysyntäpuolen ymmärtämiseksi. Toiseksi työssä selvitetään prosessi-instrumentaatioon liittyvää aiempaa kirjallisuutta tarjontapuolen ymmärtämiseksi. Kolmanneksi työ sisältää kuusitoista haastattelua, joista kolmessatoista haastateltiin Suomen selluteollisuuden edustajia ja kolmessa suomalaisten prosessi-instrumenttivalmistajien asiantuntijoita.

Tutkimuksen löydöksissä esitetään neljä ensisijaista ja monia toissijaisia diffuusiota hidastavia tekijöitä. Neljä ensisijaista tekijää ovat prosessi-instrumentista saatuun hyötyyn liittyvä taloudellinen epävarmuus, heikko tekninen toimintavarmuus, hyödyn laaja heterogeenisyys tehtaiden välillä sekä instrumentin käyttöönottoon liittyvät vaikeudet kuten asennus ja kalibrointi.

Opinnäytetyön johtopäätöksissä tarjotaan tutkijoille jatkotutkimusaiheita ja esitetään, että Rogerssin malli soveltuu paremmin kuvaamaan yksilöiden kuin organisaatioiden omaksumista. Lisäksi ehdotetaan tarve teollisten innovaatioiden diffuusiota kuvaavalle teorialle.

Työn lopussa ehdotetaan mahdollisia strategisia päätöksiä, joilla prosessi-instrumentteja valmistavat yritykset voivat vähentää tunnistettujen hidasteiden vaikutusta diffuusioon. Ehdotettuja strategisia valintoja ovat muun muassa laitteen jatkuva kehitystyö sekä investointi asiakkaan prosessien ymmärtämiseen.