Why to measure anyway? - On the breakthrough of in-line measurement technology in automotive manufacturing

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering | Doctoral thesis (article-based) | Defence date: 2017-11-24
Date
2017
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
55 + app. 89
Series
Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 209/2017
Abstract
This doctoral thesis is about disruptive innovation. It's about understanding the change resistance mechanisms and learning to make a market breakthrough with disruptive technology. This work develops a simple framework for designing the value proposition and market entry strategy for a disruptive innovation. The metrology markets in automotive industry were facing strong disruption between 2006 and 2016. The traditional measurement and quality control methods had become insufficient for controlling the more complex manufacturing processes. Several new measurement technologies were competing to break through to the markets. This doctoral thesis follows the journey of one in-line measurement technology through all the failures and eventual success. Based on the theory of disruptive innovation, this thesis presents a hypothesis of three change resistance mechanisms that need to be addressed simultaneously for the disruptive technology to break through to established markets. The development process of these three "change resistance antidotes" are presented in detail. The first antidote had to counter the tight margins and lack of resources that were preventing mainstream companies from investing to new technology. The first attempts for finding the antidote was about validating accuracy and proving that traditional methods are insufficient for the task. Learning to translate ecological and social impacts of the technology into economic measures was the key for finding the real benefit and solution. Second antidote was a about finding a way to adapt the new technology without assaulting against existing industry structures. This thesis presents the development of the virtual clamp, which converts a traditional mechanical task into a software task. It is a win-win solution that provides clamped measurement results without the downsides of the heavy weight mechanical clamping device. Third antidote counters the lack of pull from existing mainstream customers, which makes new emerging technologies to be unattractive. The development of the measurement-aided welding cell places real-time measurement technology into the very core of manufacturing. This highlights the new technology as the enabling factor for future manufacturing. The hypothesis is further tested in two test cases outside of automotive manufacturing. The positive feedback suggests that the three change resistance antidotes can be used as a practical framework for developing value propositions of disruptive technologies.

Tässä väitöskirjassa luodaan ymmärrys muutosvastarintamekanismeihin, jotka kohdistuvat perinteisiä markkinoita muuttaviin teknologiainnovaatioihin. Tässä työssä luodaan yksinkertainen lähestymistapa, jolla teknologiayritykset voivat suunnitella strategiaa ja arvolupausta uuden markkinan avaamiseen. Autoteollisuuden mittalaitemarkkinat olivat suuren mullistuksen edessä vuosien 2006 ja 2016 välissä. Perinteiset laadunvalvontamenetelmät eivät enää kyenneet vastamaan yhä monimutkaisempien valmistusprosessien tarpeisiin. Uudistuville mittalaitemarkkinoille pyrki näinä vuosina useita eri yrityksiä ja teknologioita. Tässä väitöskirjassa seurataan yhden mittausteknologian matkaa, vaikeuksien kautta voittoon. Tässä työssä esitetään innovaatioteoriaan pohjautuva hypoteesi kolmesta muutosvastarinnan mekanismista, joihin tulee vastata, jotta mahdollistetaan teknologiainnovaation läpimurto perinteisille markkinoille. Tässä työssä esitellään kehitysprosessi, jolla uudelle ja innovatiiviselle tuotantomittausteknologialle löydettiin vastalääkkeet kolmelle muutosvastarintamekanismille. Ensimmäisen muutosvastarinta-vastalääkkeen piti vastata asiakkaiden olemassa olevan liiketoiminnan tiukkoihin marginaaleihin ja resurssipulaan, joka oli yksi syy perinteisille yhtiöille olla investoimatta uusiin teknologioihin. Ensimmäinen yritys vastalääkkeen löytämiseksi liittyi mittalaitteen tarkkuuden verifioimiseen, jolla todistettiin, että perinteiset menetelmät eivät enää riittäneet tehtävään. Vasta ymmärrys kääntää ekologiset ja sosiaalisetkin vaikutukset taloudellisiksi mittareiksi auttoi löytämään todellisen syyn ja hyödyn investoida uuteen mittausteknologiaan. Toinen muutosvastarinnan vastalääke liittyy tapaan sovittaa ristiriidattomasti uusi teknologia olemassa oleviin teollisuuden rakenteisiin. Tässä työssä esitellään "virtual clamp" -metodin synty ja kehitys. Tällä menetelmällä muutettiin perinteinen mekaaninen tehtävä ohjelmistotehtäväksi. Tästä syntyi "win-win" -ratkaisu, jossa tuotetaan tasoon puristetut mittaustulokset ilman raskasta mekaanista puristinta. Uusia nousevia teknologioita ei usein nähdä houkuttelevina investointikohteina, koska olemassa olevat asiakkaat eivät vielä sellaista osaa pyytää. Kolmas muutosvastarinnan vastalääke vastaa tähän. Tässä kirjassa esitellään uuden mittausavusteisen hitsaussolun konseptin kehitystarina, jossa tuotantolinjamittauksen rooli valmistuksen ytimessä korostuu. Esitettyä kolmen muutosvastarintamekanismin hypoteesia testataan vielä kahdessa autoteollisuuden ulkopuolisessa käytännön tapauksessa. Positiivinen palaute antaa olettaa, että esitetystä lähestymistavasta on hyötyä teknologiayrityksille arvolupauksen laatimisessa teknologiainnovaatioille.
Description
Supervising professor
Haggrén, Henrik, Prof., Aalto University, Department of Built Environment, Finland
Keywords
in-line measurement, disruptive technology, change resistance, market entry, tuotantolinjamittaus, teknologiainnovaatio, muutosvastarinta, pääsy markkinoille
Other note
Parts
  • [Publication 1]: Tuominen, V., 2012. Cost Modeling of Inspection Strategies in Automotive Quality Control. Engineering Management Research; Vol. 1, No. 2; 2012. ISSN 1927-7318 E-ISSN 1927-7326
    DOI: 10.5539/emr.v1n2p33 View at publisher
  • [Publication 2]: Patala, S., Jalkala, A., Keränen, J., Väisänen, S., Tuominen, V., Soukka, R., 2016. Sustainable value propositions : Framework and implications for technology suppliers. Industrial Marketing Management; Vol. 59, November 2016.
    DOI: 10.1016/j.indmarman.2016.03.001 View at publisher
  • [Publication 3]: Tuominen, V., 2011. Virtual clamping in automotive production line measurement. Expert Systems with Applications Vol. 38, Issue 12, November/December 2011. ISSN 0957-4174.
    DOI: 10.1016/j.eswa.2011.05.038 View at publisher
  • [Publication 4]: Tuominen, V., 2017. Validating the virtual clamp with CMM correlation on automotive production lines. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.
    DOI: 10.1007/s00170-017-0579-4 View at publisher
  • [Publication 5]: Tuominen, V., 2015. The measurement-aided welding cell - giving sight to the blind. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 86(1), 371 - 386. ISSN 1433-3015.
    DOI: 10.1007/s00170-015-8193-9 View at publisher
Citation