Kestävän kehityksen huomioiminen tuotekehityksessä
Pasi Mustonen
Pro gradu -tutkielma
Tietojenkäsittelytieteen laitos Tietojenkäsittelytiede
Toukokuu 2021
i
ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta, Kuopio Tietojenkäsittelytieteen laitos
Tietojenkäsittelytiede
Opiskelija, Pasi Mustonen: Kestävän kehityksen huomioiminen tuotekehityksessä, 50 s ja liite 11 s.
Pro gradu -tutkielman ohjaajat: FT Virpi Hotti Toukokuu 2021
Toimialasta riippumatta kestävä kehitys korostuu organisaatioissa tehtävässä kehitystyössä kuten tietoteknisten ratkaisujen tuotekehitys. Tutkielmassa tarkasteltiin 15 sekundaaritutkimusta (reviews), joten tutkielma oli tertiäärinen tutkimus.
Tutkielmassa muodostettiin neljä ”Tosiasia”-tyyppistä väitettä, yksi ”Määritelmä”- tyyppinen väite, kolme ”Arvovaatimus”-tyyppistä väitettä, neljä ”Syy”-tyyppistä väitettä ja kolme ”Käytäntövaatimus”-tyyppistä väitettä. Väitteiden avulla muodostettiin vastaukset tutkimuskysymyksiin.
Mitä tarkoitetaan kestävällä kehityksellä? Kolme väitettä (”Tosiasia”-, ”Määritelmä”- ja ”Arvovaatimus”-tyyppinen) toivat esille sen, että kestävä kehitys tulee huomioida koko tuotteen elinkaaren ajan ja kestävää kehitystä tarkastellaan kolmesta näkökulmasta, jotka ovat taloudellisuus, sosiaalisuus ja ympäristötekijät.
Mitkä ovat tuotekehitykset trendit? Neljä väitettä (kaksi ”Tosiasia”-tyyppistä ja kaksi
”Syy”-tyyppistä) korostivat ihmisyyden ja inhimillisyyden huomioimista sekä elinkaariajattelua tukevia komponenttimalleja että aikapainoitettuja inventaareja.
Komponenttimalli on normaalia kestävämpi kehitysmalli, koska siinä ei kehitetä koko tuotetta uudestaan, vaan keskitytään yhden tuotteen osan (komponentin) korjaamiseen/muuttamiseen kestävämmäksi. Aikapainoitettu inventaario tehostaa elinkaariajattelua käyttävää tuotekehitystä.
Miten kestävä kehityksen näkökulmat (taloudellisuus, sosiaalisuus, ympäristötekijät) huomioidaan tuotekehityksessä? Kahdeksan väitettä (kaksi ”Syy”-tyyppistä, kaksi
”Arvovaatimus”-tyyppistä, yksi ”Tosiasia”-tyyppinen ja kolme ”Käytäntövaatimus”- tyyppistä) toivat esille sen että nykyiset tuotesuunnittelutyökalut eivät tue kestävän kehityksen huomioon ottavaa tuotekehitystä, kuten aksiomaattista suunnittelua, jossa systematisoidaan tuotemuotoilun taiteenomaiset osa-alueet. Lisäksi väitteet kehoittivat tunnistamaan erilaiset tuotteiden elinkaaret, jotta kestävän kehityksen huomioiminen tuotekehityksessä olisi organisaatioille kannattavaa.
Avainsanat: Tuotekehitys, kestävä kehitys, elinkaariarviointi
ACM-luokat (ACM Computing Classification System, 2012 version): CCS -> Social and professional topics -> Professional topics -> Computing industry Sustainability
ii
UNIVERSITY OF EASTERN FINLAND, Faculty of Science and Forestry, Kuopio
School of Computing Computer Science
Student, Pasi Mustonen: Sustainability in product development, 50 p. and appendix 11 p.
Supervisors of the Master’s Thesis: PhD Virpi Hotti May 2021
Regardless of the industry, sustainable development is emphasized in development work in organizations, such as the product development of IT solutions. The disserta- tion looked at 15 secondary studies (reviews), so the dissertation was a tertiary study.
The dissertation consisted of four “Fact” type claims, one “Definition” type claim, three “Value” type claims, four “Cause” type claims and three “Policy” type claims.
The statements were used to generate answers to the research questions.
What is meant by sustainable product development? Three arguments (“Fact”, “Defi- nition” and “Value Requirement” type ones) argued that sustainable development should be considered throughout the life cycle of a product as well as sustainability is considered from three perspectives: economical, social (equity) and environmental.
What are the product development trends? Four arguments (two “Fact” and two
“Cause” type ones) emphasized the consideration of humaneness and humanity as both component models supporting life cycle thinking and time-weighted inventories. The component model is a more sustainable development model than normal. It does not redevelop the whole product but focuses on repairing/making one part (component) more sustainable. Time-weighted inventory enhances product development using life cycle thinking.
How are aspects of sustainable development (economy, sociality, environmental fac- tors) considered in product development? Eight arguments (two “Cause”, two “Value Requirement”, one “Fact” and three “Practice Requirement” type ones) pointed out that current product design tools do not support sustainable product development such as axiomatic design, where systematize the artistic aspects of product design. In addi- tion, the claims called for the identification of different product life cycles in order to make it profitable for organizations to take sustainable development into account in product development.
Keywords: Product development, sustainability, life cycle assessment
CR Categories (ACM Computing Classification System, 2012 version): CCS -> Social and professional topics -> Professional topics -> Computing industry Sustainability
iii
Lyhenneluettelo
AD = Axiomatic Design
AHP = Analytic Hierarchy Process BPN = Business Process Network CHP = Combined Heat and Power DFS = Designed for Sustainability DFX = Designed For Excellence
ECQFD = Economical Quality Function Deployment LCA = Life Cycle Assessment
LCCA = Life Cycle Cost Assessment
LCSA = Life Cycle Sustainability Assessment MLC = Multi Life Cycle
PCB = Printed Circuit Board
PDP = Product Development Process ProdSI = Product Sustainability Index
P-SPD = partial sustainable product development PSS = Product Service System
QFD = Quality Function Deployment
QFDE = Quality Function Deployment for Environment SC = Supply Chain
SHDB = Social Hotspots Database S-LCA = Social Life Cycle Assessment
SNPD = Sustainable New Product Development SPD = Sustainable Product Development
SSCM = Sustainable Supply Chain Management TBL = Triple Bottom Line
TRIZ = Keksinnöllisen ongelmanratkaisun teoria"(TRIZ (/ˈtriːz/; Russian:” теория решения изобретательских задач, teoriya resheniya izobretatelskikh zadatch”
TWI = Time Weighted Intervation
iv
Sisällysluettelo
1 JOHDANTO ... 1 2 KESTÄVÄN KEHITYKSEN MÄÄRITELMÄT ... 4
Väite 1. Kestävästi kehitetyt tuotteet ovat kestäviä tuotekehityksen lisäksi myös koko tuotteen elinkaaren ajan. ... 5
Väite 2. Kestävä kehitys määritellään kykynä huomioida nykyiset tarpeet vaarantamatta tulevien sukupolvien kehitysmahdollisuuksia. Tyypillisesti kestävä kehitys jaetaan kolmeen näkökulmaan. 5
Väite 3. Kaikkien kolmen kestävän kehityksen näkökulman huomioonottaminen tuotekehityksessä on haastavaa. ... 7
3 TUOTEKEHITYKSEN TRENDIT ... 10
Väite 4. Kestävää kehitystä tutkittaessa ihmisiin ja inhimillisyyteen liittyvät aiheet ovat lupaava uusi tutkimuskenttä. ... 11
Väite 5. Elinkaariarvionti on ollut selvästi hallitseva teema vuodesta 2010 lähtien ja sitä käytetään tuotekehityksen tehostamiseen. ... 11
Väite 6. Komponenttimalli on normaalia kestävämpi kehitysmalli, koska siinä ei kehitetä tuotetta kokonaan uudestaan vaan keskitytään yhden tuotteen osan korjaamiseen/muuttamiseen
kestävämmäksi. ... 17
Väite 7. Aikapainoitettu inventaario tehostaa LCA:n käyttöä tuotekehityksessä, mikä tehoastaa entisestään LCA:ta käyttävää tuotekehitystä. ... 19
4 KESTÄVÄ KEHITYS TUOTEKEHITYKSESSÄ... 20
Väite 8. Tällä hetkellä teollisuustuotteiden tuotekehityksessä otetaan huomioon vain ympäristön osuus kestävästä kehityksestä. ... 22
Väite 9. Aksiomaattinen suunnittelu tieteellistää normaalisti taiteenomaiset tuotemuotoilun osa- alueet ja näin suunnitteluun voidaan sisällyttää paljon enemmän kestävän kehityksen näkökulmia.
... 23 Väite 10. Kestävä kehitys tuo organisaatioille markkinaetua ja talouskasvua. ... 24
v
Väite 11. Käytössä olevat tuotesuunnittelutyökalut eivät ota vielä huomioon kaikkia kolmea kestävänkehityksen näkökohtaa. ... 26
5 KÄYTÄNNÖN ESIMERKKEJÄ KESTÄVÄSTÄ KEHITYKSESTÄ
TUOTEKEHITYKSESSÄ ... 28
Väite 12. Pitkälle tähtäävät suunnitelmat ovat yritykselle kannattavampia ja tukevat myös tuotteen kestävyyttä. ... 29
Väite 13. Kestävä toimitusketjun hallinta on haastava mutta tehokas tapa kehittää tuotekehitystä kestävämpään suuntaan. ... 31
Väite 14. Useiden elinkaarien käytäntö on tulevaisuuden malli kehittää entistä kestävämpiä tuotteita. ... 34
Väite 15. Nykyaikaisten tuotannon ja prosessien tulee olla joustavia ja innovatiivisia jos näiden avulla halutaan parantaa organisaation kestävään kehitykseen antamaa panosta. ... 35
6 JOHTOPÄÄTÖKSET ... 40 LÄHDELUETTELO ... 49 Liitteet
Liite 1: Lausumat ja niissä käytetyt lähdeviittaukset
1
1 Johdanto
Toimialasta riippumatta kestävä kehitys korostuu organisaatioissa tehtävässä kehitystyössä kuten tietoteknisten ratkaisujen tuotekehitys. Kestävä kehitys kiteytettynä tarkoittaa sitä, että otamme kaikessa toiminnassamme huomioon sen mitä jätämme tuleville sukupolville (https://kestavakehitys.fi/kestava-kehitys).
Tässä tutkielmassa tarkastellaan kestävän kehityksen merkitystä tuotekehityksessä.
Tutkielmassa haetaan vastauksia seuraaviin tutkimuskysymyksiin:
• Mitä tarkoitetaan kestävällä kehityksellä? (Luku 2)
• Mitkä ovat tuotekehitykset trendit? (Luku 3)
• Miten kestävä kehityksen näkökulmat (taloudellisuus, sosiaalisuus, ympäristötekijät) huomioidaan tuotekehityksessä? (Luku 4, Luvussa 5 esitellään käytännön esimerkkejä)
Tutkimuksen tekeminen aloitetaan niin sanotulla theoretical sampling -tyylillä, jossa valittiin joukko artikkeleita sisältötarkasteluun (tutkimusprosessin vaiheet 1 ja 2).
Google Chrome:n asennettiin Kopernio-laajennus (nykyisin EndNote), joka mahdollistaa artikkelien hakemisen suoraan yliopiston (UEF) tietokannoista.
Teoreettinen kokeilu (theoretical sampling) auttaa tunnistamaan termit, joiden avulla voidaan tehdä tarkennettuja aineistohakuja (tutkimusprosessin vaihe 3). Aineiston saatavuus (tutkimusprosessin vaihe 4) vaikuttaa siihen, mitkä artikkelit lopulta valitaan sisältötarkasteluun. Aineiston sisältötarkastelussa autokoodatut lausumat tarkastetaan ja täydennetään manuaalisesti (tutkimusprosessin vaihe 5 ja 6). Kun lausumat on koodattu niin niistä muodostetaan raportti, jonka pohjalta muotoillaan vastaukset tutkimuskysymyksiin (tutkimusprosessin vaiheet 7 ja 8). Tutkimusproses- sin vaiheet ovat seuraavat:
1. Muodostetaan hakulauseke Google Scholaria varten (Vuodelta 2019 allintitle:”
product development” + review).
2. Valitaan hakutuloksista 15 artikkelia autokoodattavaksi Atlas.ti työkalulla.
3. Tarkennetaan hakulauseke hakutulosten perusteella.
2
4. Valitaan 15 katsaustyyppistä artikkelia saatavuustarkasteluun(allintitle:
“product development” + review + sustainable).
5. Autokoodataan artikkelit Atlas.ti-työkalulla lausetasolla “product development”, “sustain*” .
6. Tarkastetaan autokoodaus tulokset manuaalisesti (ml. Autokoodausten laajennukset, poistot ja mahdolliset tarkastuksessa havaitut koodattavat).
7. Muodostetaan raportti, jossa näkyy tarkastetut lausumat.
8. Muodostetaan lausumista vastaukset tutkimuskysymyksiin.
a. Muodostetaan lausumista suorat käännökset tai parafraasimaiset käännökset
b. Muodostetaan lausumien pohjalta väittämiä (claims), jotka ovat luvuissa aliotsikkoina. Aliotsikoiden jälkeisten kappaleiden virkkeet ovat lausumien käännöksiä, jotka osoittavat väitteen todenmukaisuuden (evidences). Väittämien tyypit ovat yleensä seuraavat:
i. Määritelmä sen nimenä määrittelee jotain tai kertoo kuinka jokin asia tulisi määritellä, luokitella ja / tai tulkita ja mahdollisesti välittää muutoksen merkityksen.
ii. Tosiasia väittää, että jokin on tai ei ole totta, että jotain on olemassa tai ei ole olemassa, että jotain tapahtuu tai ei tapahdu.
iii. Syy / syy-väite ilmaisee syyn (syyt), joka aiheutti jonkinlaisen olemassaolon, ja mahdollisesti seuraukset. Käytetyt verbit johtavat esimerkiksi, parantavat ja johtuvat.
iv. Käytäntö- / ratkaisuvaatimus kehottaa / käskee muuttaa käyttäytymistä ongelman ratkaisemiseksi. Yleensä käytetään verbeinä, on, pitäisi, pitäisi ja täytyy. Yritä vastata kysymyksiin siitä, mitä jonkun tulisi tehdä tai mitä tehdä tulevaisuudessa.
v. Arvovaatimus arvioi jotain (käsittelee tuomion kysymyksiä) ja mahdollisesti edustaa jonkun hyväksymistä tai hylkäämistä.
Esimerkiksi vaatimus sisältää termit kelvollinen / kelvoton, arvokas / kaunis / mielenkiintoinen, hyvä / huono / paha /, ylivoimainen / paras / huono.
c. Tutkielman viimeistelyvaiheessa voidaan tiivistää suora tai parafraasimainen käännös referoimalla.
9. Lausumatarkastelun pohjalta muodostettiin uusia tutkimuskysymyksiä tai hakulauseita, sekä toistettiin vaiheet 1–8.
Atlas.ti-työkalun tekemiä autokoodauksia muokattiin manuaalisesti (Taulukko 1).
Koodaukset olivat seuraavat: Product development, sustain*. Taulukon riveillä on valitut artikkelit, sarakkeissa koodit, soluissa lausumien määrä. Väitteissä käytetään
3
lausumia, joihin on tehty loppuviitteet (Liite I) ja joita on täydennetty lähdeviittauksilla, joita valituissa review-artikkeleissa esiintyy. Tutkimukseen valitut review-artikkeliviittaukset ovat hakasulkeissa, muutoin käytetään kaarisulkeita.
Taulukko 1. Artikkelit ja Atlas.ti-työkalussa käytetyt koodit.
Artikkeli Product development Sustain*
Petricka ja Echols (2003) 7 2
Chang et al. (2014) 10 14
Thomé et al. (2016) 4 16
Ahmad et al. (2018) 6 50
Thakur et al. (2014) 0 5
Maier et al. (2019) 1 11
Schöggl et al. (2019) 3 14
Azlan et al. (2019) 5 9
Qu (2015) 1 7
Rodrigues et al. (2016) - -
Daneshi et al. (2019) - -
Mahmood et al. (2018) 1 28
Costa (2018) - -
Arora et al. (2019) - 6
Negrão et al. (2020) 2 3
4
2 Kestävän kehityksen määritelmät
Aineistokatsauksen valituista artikkeleista löytyy määritelmiä kestävälle kehitykselle (Taulukko 2). Lausumien pohjalta muodostettiin kolme väitettä, jotka todennettiin aineistokatsauksen lausumilla:
• Väite 1. Kestävästi kehitetyt tuotteet ovat kestäviä tuotekehityksen lisäksi myös koko tuotteen elinkaarenkin ajan.
• Väite 2. Kestävä kehitys määritellään kykynä huomioida nykyiset tarpeet vaarantamatta tulevien sukupolvien kehitysmahdollisuuksia. Tyypillisesti kestävä kehitys jaetaan kolmeen näkökulmaan.
• Väite 3. Kestävästä tuotekehitykestä on erilaisia ratkaisumalleja, jotka huomioivat vain osaa kestävän kehityksen osioista. Tätä tyyliä on käytetty aikaisemmin tätä kuitenkaan tiedostamatta.
Taulukko 2. Kestävän kehityksen määritelmät aineistokatsausartikkeleissa.
Aineisto Väite 1 Väite 2 Väite 3
Petricka ja Echols (2003)
Chang et al. (2014) X
Thomé et al. (2016)
Ahmad et al. (2018) X X
Thakur et al. (2014) X
Maier et al. (2019) X X X
Schöggl et al. (2019) X
Azlan et al. (2019)
Qu (2015) X X
Rodrigues et al. (2016) Daneshi et al. (2019) Mahmood et al. (2018) Costa (2018)
Arora et al. (2019)
Negrão et al. (2020) X
5
Väite 1. Kestävästi kehitetyt tuotteet ovat kestäviä tuotekehityksen lisäksi myös koko tuotteen elinkaaren ajan.
Kestävästä kehityksestä käytävä keskustelu vaatii tarkempaa tarkastelua kysymykseen siitä, miten saavuttaa tämä massiivinen siirtyminen kohti uutta globaalia paradigmaa.
Maailma ja globaali yhteiskunta vaativat muutosta vastuullisempaan ympäristön, sosiaalisen ja taloudellisen pääoman käsittelyyn. Tästä syystä on luotava uusia ideoita ja innovaatioita. (Maier et al., 2019.) Qu (2015) mukaan Ljungberg (2007)i tuo esiin neljä nykymaailmassa olemassa olevaa perusongelmaa ja ehdottaa kestävän tuotteen yksinkertaista määritelmää: "kestävä tuote on tuote, jolla on mahdollisimman vähän vaikutusta ympäristöön elinkaarensa aikana." Kestävästi valmistetut tuotteet vaikuttavat kestävyyden kaikkiin kolmeen näkökulmaan; talous, ympäristö ja yhteiskunta koko elinkaarensa ajan; materiaalin louhinta, valmistus, kuljetus, käyttö ja hävittäminen. Sekä kestävä suunnittelu että ekologinen suunnittelu korostavat elinkaaren käsitettä, jossa tuotteet tulisi suunnitella ottaen huomioon kaikki niiden elinkaaren vaiheet. (Ahmad et al., 2018)
Väite 2. Kestävä kehitys määritellään kykynä huomioida nykyiset tarpeet vaarantamatta tulevien sukupolvien kehitysmahdollisuuksia. Tyypillisesti kestävä kehitys jaetaan kolmeen näkökulmaan.
Kestävä kehitys on kyky kestää. Kestävyys rinnastetaan puhtaisiin teollisuustuotteisiin ja prosesseihin. Kestävä kehitys vaatii ympäristöä, sosiaalista tasa-arvoa ja taloudellisia vaatimuksia sopimaan yhteen – viitataan myös kestävyyden "kolmen pylvään" tai 3 E:n (Economic, Environment, Equity/Ethical) välillä. Kestävä kehitys on kehitystä joka vastaa nykyisten tarpeita vaarantamatta tulevien sukupolvien kykyä suunnitella omia tarpeitaan. (Thakur et al., 2014.) Kestävä kehitys on nykyään paremman elämänlaadun saavuttamista vaarantamatta tulevien sukupolvien mahdollisuuksia parhaaseen elämään. Tämä tarkoittaa tasapainon saavuttamista taloudellisen, sosiaalisen ja ympäristönsuojelun välillä. Spangenberg et al. (2010)ii määrittelevät kestävän kehityksen suunnittelun (DfS, Design for Sustainability): "siinä käsitellään kestävyyden kaikkia ulottuvuuksia, tarkastellaan isompia järjestelmiä ja esitetään perustavanlaatuisia kysymyksiä kulutuksesta ja tuotannosta." (Qu et al,
6
2015.) Kestävä kehitys on määritelty kehitystavaksi, joka ei tällä hetkellä vaaranna tulevien sukupolvien kehitysmahdollisuuksia. Rakenteena se sisältää energian, ympäristön ja henkilöstökomponentit. (Maier et al., 2019.) Tutkijat kiinnittävät yhä enemmän huomiota kestävään kehitykseen, jonka ympäristö- ja kehityskomissio on määritellyt kehitykseksi, joka vastaa nykyhetken tarpeita vaarantamatta tulevien sukupolvien kykyä vastata omiin tarpeisiinsa (Qu et al., 2015). Aikaisemman kirjallisuuden perusteella useat tutkijat ovat määritelleet kestävyyden monesta näkökulmasta, samoin kuin käyttövoimista ja tarkoituksista. Siitä huolimatta yleisimmät löydetyt rakenteet ovat pilarit, nimittäin taloudellinen, ympäristöllinen ja sosiaalinen (Negrão et al. 2020):
• Taloudelliset vaatimukset: Kehittynyt ympäristöasioiden hallintayritys syntyy, ja vaatimuksiin sisältyy laadun parantaminen, kustannusten alentaminen ja tehostettu asiakaspalvelu. Nämä tekijät tarjoavat jatkuvia etuja toimitusketjun hallinnassa.
• Ympäristövaatimukset: neljä tärkeää vaatimusta ovat energiatehokkuus, jätteiden vähentäminen sekä luonnonvarojen säilyttäminen ja päästöjen vähentäminen. Käytäntö perustuu yrityksen tavoitteeseen integroida ympäristönäkökohdat siten, että se johtaa yrityksen selviytymiseen.
• Sosiaaliset vaatimukset: Se koostuu neljästä elementistä, joihin sisältyy terveys ja turvallisuus, vähentyneet vaikutukset yhteisöön, lait ja asetukset sekä vahvistetut suhteet.
Kestävyyden käsite muodostuu kolmesta pääpilarista: taloudellisesta, ympäristöllisestä ja sosiaalisesta kestävyydestä. Ayresin (1996) mukaan kestävyys voidaan määritellä tavaksi toimia suhteessa luontoon, koska emme ole vastuussa vain nykyisyyden, vaan myös tulevien sukupolvien kanssa. Tavoitteena on edistää kehitystä ilman resurssien niukkuutta, jotta taataan selviytyminen muutamassa vuodessa.
(Negrão et al. 2020)iii
7
Väite 3. Kaikkien kolmen kestävän kehityksen näkökulman huomioonottaminen tuotekehityksessä on haastavaa.
Kestävän kehityksen käsite näytti alun perin vastauksena luonnonvarojen intensiiviselle hyödyntämiselle ja ympäristön pilaantumiseen johtaneen teollistumisen lisääntymiselle. Jo varhaisessa vaiheessa käsite oli pääasiassa ympäristön laadun säilyttämistä, nyt käsite laajeni myös elämänlaadun monimutkaisuuteen, mukaan lukien taloudelliset ja sosiaaliset näkökohdat. Puhtaamman tuotannon yhdenmukaistamiseksi paremmin liiketaloudessa ja yhteiskunnassa organisaatiot voivat sallia kestävyystoiminnan muutoksen katalysaattorina. Kestävää kehitystä on pidettävä yhteiskunnan ja talouden sopeutumisena ihmiskunnan nykyisiin suuriin haasteisiin. Ihmiset ovat kestävän kehityksen huolenaiheita. (Maier et al., 2019.) Tämä tarkoittaa, että termiä kestävä tulisi käyttää vain niihin välineisiin, jotka vastaavat kaikkia kolmea kestävyyden näkökohtaa. Takautuvasti nähtiin, että suurin osa tarkistetuista P-SPD-työkaluista piti vain rajoitettua taloudellista analyysiä.
Esimerkiksi joissain tapauksissa tehtiin kustannusanalyysi kestävyyden taloudellisen näkökohdan tiukan arvioinnin sijasta. Tämä puute rajoitti näiden välineiden soveltamisalaa ja niihin liittyviä taloudellisia hyötyjä. Osittaiset kestävän tuotesuunnittelun (P-SPD, “Partial sustainable product development”) työkalut kuten aiemmin mainittiin, ympäristö oli ainoa huolenaihe sen jälkeen, kun perinteisiä tuotesuunnittelutapoja (joiden tarkoituksena oli lisätä taloudellisia hyötyjä) kritisoitiin.
Viime vuosina kestävän tuotesuunnittelun työkalujen soveltamisala on kuitenkin erilainen kuin se oli aiemmin. Ne on muutettu yksinkertaisista ekologisen suunnittelun työkaluista kattavammiksi työkaluiksi, joilla on parannettu soveltamisala, raja ja käyttö, jotta voidaan toteuttaa kestävän tuotesuunnittelun käsite. Nykyään näihin välineisiin sisältyy myös muita kestävyyden ulottuvuuksia, jotka ovat taloudellisia ja sosiaalisia näkökohtia. Näiden uusien työkalujen joukossa niitä, jotka kattavat vielä yhden kestävän kehityksen ulottuvuuden (joko taloudellisen tai sosiaalisen) sekä ympäristönäkökohdat, kutsutaan tässä asiakirjassa osittaisiksi kestävän tuotesuunnittelun työkaluiksi (P-SPD). Tämä johtuu siitä, että näissä työkaluissa ei oteta huomioon kaikkia kolmea kestävyyden näkökohtaa, eikä niissä rajoiteta vain ympäristövaikutuksia. Sosiaalinen ulottuvuus voi olla haastavin näkökulmista ottaa
8
huomioon. Työkalut, jotka sisälsivät kaksi kestävyyden näkökohtaa, luokiteltiin osittaisiksi kestävän tuotesuunnittelun (P-SPD) työkaluiksi. Niitä, jotka ottivat huomioon kaikki kolme näkökohtaa, kutsuttiin kestävän tuotesuunnittelun (SPD) työkaluiksi tai niitä voidaan kutsua myös kokonaisiksi SPD-työkaluiksi. Näiden työkalujen onnistunut käyttöönotto vaatisi tutkijoita käsittelemään työkalujen metodologisia kysymyksiä, hallituksia jakamaan resursseja ja helpottamaan tietokantojen kehittämistä, tutkijat tuottamaan kestävyyttä tiedostavia tutkinnon suorittaneita ja suunnittelijoita, sekä ammattilaisia aktiivisesti ja vastuullisesti koordinoimaan tutkijoiden kanssa. (Ahmad et al., 2018.) Azkarate et al. (2011) mukaan SPD-työkalut tarkastelivat kolmea kestävyyden näkökohtaa, suurin osa P- SPD-työkaluista perustui ympäristö- ja taloudellisiin ulottuvuuksiin. Kestävyyden sosiaalinen näkökulma jätettiin huomiotta suurimman osan ajasta. Yksi syy voi olla vaikea kääntää sosiaaliset parametrit tuotesuunnittelutasolle, koska nämä parametrit keskittyvät yleensä kansainväliselle, kansalliselle, paikalliselle tai organisaatiotasolle.
(Ahmad et al., 2018.)iv Pohjimmiltaan Gmelin ja Seuring (2014) havaitsivat, että kestävän kehityksen sosiaalinen ulottuvuus jätettiin tuotesuunnitteluvälineiden avulla huomiotta. Wisthof et al. (2016) huomautti, että ekologisen suunnittelun työkaluissa on nykyisin rajoitetusti menetelmiä käytettäväksi varhaisessa suunnitteluvaiheessa.
(Ahmad et al., 2018.)v Tuotteiden sosioekologisen suorituskyvyn parantaminen suunnitteluvaiheessa on välttämätöntä kestävien tuotanto- ja kulutustottumusten saavuttamiseksi YK:n kestävän kehityksen tavoitteiden tai kiertotaloutta koskevan EU:n toimintasuunnitelman tavoitteiden mukaisesti. Kestävän tuotekehityksen (SPD) käytettävissä olevien menetelmien käyttö on kuitenkin käytännössä edelleen vähäistä.
Dekoninck et al. (2016) vi mukaan yritykset ovat edelleen haasteellisia kestävyysnäkökohtien toiminnallistamiseksi ja integroimiseksi tuotesuunnitteluun.
(Schöggl et al., 2019)
Ekosuunnittelutyökalujen valikoima vaihtelee hyvin yksinkertaisista ja yleisistä työkalumuodoista monimutkaisiin, kvantitatiivisiin ja erittäin aikaa vieviin työkaluihin. Jotkut näistä työkaluista suorittavat todella intensiivisen analyysin ja keksivät kestävyysvaikutusten kvantifioinnin, ja tarjoavat lopulta tarkan ja yksityiskohtaisen ratkaisun tuotteen kestävyysominaisuuksien parantamiseksi.
9
(Ahmad et al., 2018.) On runsaasti työkaluja, jotka väittävät tarjoavan kestäviä tuotesuunnitelmia, mutta kestävän tuotteen tosiasiallinen toimitus markkinoille on edelleen rajoitettua (Knight ja Jenkins, 2009; Grunert et al., 2014). Yksi syy tähän vähemmän käytännölliseen hyödyllisyyteen johtuu siitä, että kirjallisuudesta löytyy suuri joukko hämmentäviä työkaluja (Byggeth et al., 2007) sekä harhaanjohtavia käsitteitä ja terminologioita. Boyko (2009)vii paransi perinteistä suunnitteluprosessia sisällyttämällä ”kestävän kehityksen tehtävät” kaikkiin suunnitteluvaiheisiin. (Ahmad et al., 2018)
Yleensä aineettomien tuoteominaisuuksien, kuten emotionaalisen suunnittelun ja käyttökokemuksen (esim. visuaalinen, koskettava ja kuultava) huomioiminen on jätetty huomiotta tuotesuunnittelututkimuksessa (Chang et al., 2014)viii. Tämä on uusi haaste ja tulevaisuuden tutkimusrata SPD-työkaluille. Tuotteen aineettomilla ominaisuuksilla voi olla huomattavia vaikutuksia kestävyyden kaikkiin kolmeen ulottuvuuteen. Esimerkiksi sosiaalisesta näkökulmasta käyttäjäkokemuksen sisällyttäminen tuotesuunnitteluun voi auttaa parantamaan asiakkaiden hyvinvointia ja tyytyväisyyttä. Asiakastyytyväisyys puolestaan auttaa lisäämään valmistajien myyntiä ja tuloja. Samoin, kun tuotemateriaalia tai sen määrää muutetaan aineettomien vaatimusten perusteella, tämä voi vaikuttaa ympäristöön eri tavoin. Aineettomat tuoteparametrit ovat kuitenkin aina laadullisessa muodossa, mikä tekee niistä vaikeita mitata ja määrittää tarkasti. (Ahmad et al., 2018)
10
3 Tuotekehityksen trendit
Aineistokatsauksen valituista artikkeleista löytyy tuotekehitykselle trendejä (Taulukko 3). Lausumien pohjalta muodostettiin neljä väitettä, jotka todennettiin aineistokatsauksen lausumilla:
• Väite 4. Kestävää kehitystä tutkittaessa ihmisiin ja inhimillisyyteen liittyvät aiheet ovat lupaava uusi tutkimuskenttä.
• Väite 5. Elinkaariarvionti on ollut selvästi hallitseva teema vuodesta 2010 lähtien ja sitä käytetään tuotekehityksen tehostamiseen.
• Väite 6. Komponenttimalli on normaalia kestävämpi kehitysmalli, koska siinä ei kehitetä tuotetta kokonaan uudestaan vaan keskitytään yhden tuotteen osan korjaamiseen/muuttamiseen kestävämmäksi.
• Väite 7. Aikapainoitettu inventaario tehostaa LCA:n käyttöä tuotekehityksessä, mikä tehoastaa entisestään LCA:ta käyttävää tuotekehitystä.
Taulukko 3. Tuotekehityksen trendit aineistokatsausartikkeleissa.
Aineisto Väite 4 Väite 5 Väite 6 Väite 7
Petricka ja Echols (2003) X
Chang et al. (2014) X X
Thomé et al. (2016) X X
Ahmad et al. (2018) X
Thakur et al. (2014) Maier et al. (2019) Schöggl et al. (2019) Azlan et al. (2019) Qu (2015)
Rodrigues et al. (2016) Daneshi et al. (2019) Mahmood et al. (2018) Costa (2018)
Arora et al. (2019) Negrão et al. (2020)
11
Väite 4. Kestävää kehitystä tutkittaessa ihmisiin ja inhimillisyyteen liittyvät aiheet ovat lupaava uusi tutkimuskenttä.
Vuosina 2010–2015 ihmisen etiketin pääteemoja vähenevässä järjestyksessä olivat ihminen, sosiaalinen vastuu, juomat, organisaatio, kuluttaja-asenne, aikuinen ja riski.
Tämä löytö on tärkeä, koska se näytti osoittavan TBL:n kestävyysongelmien olemassaolon SNPD-tutkimuksen lähtökohtien sekä aiheen kasvavan monipuolistumisen ja aiheellisuuden vuoksi. Kestävän kehityksen inhimillisten näkökohtien ja toimitusketjuihin liittyvien aiheiden integrointi SNPD:hen on lupaava uusi tutkimuskenttä. Toiseksi aiheet liittyvät kestäviin tuotteisiin (NPD, kestävä tuote- ja prosessisuunnittelu, valmistus ja tuotantoprosessit), tuotteen elinkaari (innovaatioihin liittyvät näkökohdat, vihreät tuotteet, ympäristömääräykset ja talous) ja tuotesuunnittelu (ekologinen suunnittelu, vihreä muotoilu, kuluttajatuotteet ja bioprosessit) ovat keskeisiä tutkimusalueella, mutta niitä ei ole vielä kehitetty. Näiden teemojen tulisi olla SNPD-tutkimuksen eturintamassa tulevina vuosina.
Muotoilumerkinnällä varustettujen julkaisujen lukumäärä (kestävyyden vuoksi) kasvoi toisella jaksolla, vaikka vanhemmilla muotoilupapereilla oli suurempi vaikutus (h-indeksi laski kahdeksasta vuosina 1990–2009 viipymiseen vuosina 2010–2015).
(Thomé et al., 2016)
Väite 5. Elinkaariarvionti on ollut selvästi hallitseva teema vuodesta 2010 lähtien ja sitä käytetään tuotekehityksen tehostamiseen.
Elinkaarikäytäntö tuotekehityksessä on selvästi ollut hallitseva teema koko viimeisen 25 vuoden ajan. Elinkaari oli hallitseva teema, kun molemmilla jaksoilla (1990–2009 ja 2010–2015) oli enemmän julkaisuja. Suurin osa elinkaaren alateemoista pysyi elinkaariarviointiteemassa vuosina 2010–2015, mutta muut alateemat liittyivät enemmän kestäviin tuotteisiin ja tuotteiden elinkaareen, ja ne siirtyivät näihin klustereihin vuosina 2010–2015. Standardiklusteri sulautui muotoiluun. Innovaatio jakaantuu kestävien tuotteiden ja tuotteiden elinkaaren välillä. Kestävyyden kolminkertaisen rivin alla integrointi ympäristöön tuo ylimääräisen kerroksen. Kestävä uusi tuotekehitys (SNPD) on uusi ja jatkuvasti kasvava tutkimusalue. Vuosina 2010–
2015 elinkaariarviointi korvasi elinkaaren hallitsevana teemana, jota pitivät
12
toimitusketjut ja kestävät tuotteet. Vaikka innovaatioiden teema vuosina 1990–2009 sulautuivat kestäviin tuotteisiin ja tuotteiden elinkaareen (Kuva 1), se pysyi edelleen SNPD-tutkimuksen asiaankuuluvana painopisteenä, kun h-indeksit olivat vastaavasti yhdeksän ja kuusi vuonna 2010–2015. SNDP:n inhimillinen komponentti oli läsnä molemmilla jaksoilla, mutta tässä klusterissa tarkasteltu sosiaalisen kestävyyden vaikutus lisääntyi h-indeksin muuttuessa viidestä vuosina 1990–2009 kuuteen vuosina 2010–2015. Lopuksi, innovaatio (koostuu innovaatioista, uusien tuotteiden kehittämisestä, sosiaalisista näkökohdista, investoinneista, tuoteinnovaatioista ja kilpailuetuista) nousi uudeksi teemaksi. (Thomé et al., 2016)
Kuva 1. Teemojen evoluutio (Thomé et al., 2016)
Kestävä tuotekehitys (SPD) on valmistavan teollisuuden ydinkysymys, ja se on ollut suunnittelijoiden tavoite tehdä tuotteista kestävämpiä (Kloepffer, 2003). Koska LCA on niin hyödyllinen työkalu, entistä enemmän on pyritty auttamaan
13
tuotekehitysprosessia saavuttamaan SPD-tavoite (Veshagh ja Obagun, 2007). (Chang et al., 2014.)ix Tuotekehityksen varhainen vaihe on kuitenkin sumea käyttöliittymä, eikä tavoitteen ja laajuuden määritelmien tukemiseksi ole tarpeeksi määriteltyä tietoa.
Itse asiassa koko LCA (Life Cycle Assessment) -laajuus voi olla hyvin monimutkainen ja sisältää laajan valikoiman tietoja materiaaleista, energiasta ja ominaisuuksista. Siksi käyttäjät mieluummin usein osittaista / paikallista LCA:ta. LCA:n integrointi X- muotoiluun optimoi valmistuksen ja täyttää integroidun tuotepolitiikan. Vaikka näiden sääntöjen ja tekniikoiden määritelmä ja soveltaminen ovat erilaisia, tavoitteet ovat samat, eli tehokkaamman tuotekehitysprosessin saavuttaminen. (Chang et al., 2014) LCA:n laajuuden määrittelemiseksi otetaan huomioon käytöstä poistamisen vaihtoehdot, koska ne voivat pidentää tuotteen käyttöikää samalla materiaalin ja energian kulutuksella. Yleensä käyttöiän loppuvaihtoehtoihin sisältyy sarja strategioita tuotteiden jälkikäsittelyn tukemiseksi, kuten: vähentäminen, uudelleenkäyttö ja kierrätys. '3Rs' (“Reduce, reuse, recycle”, vähentää, käyttää uudelleen, kierrättää) ympäristökuormitusta vähennetään jakamalla ympäristövaikutukset pidempiin aikaväleihin. Vähennys on minimoida jätteet.
Uudelleenkäyttö on esineen käyttö uudelleen sen jälkeen, kun se on käytetty.
'Uudelleenkäyttö' voi auttaa pidentämään materiaalien tai osien käyttöikää. Kierrolla tarkoitetaan käytettyjen materiaalien hyödyntämistä uusissa tuotteissa. Siksi 3R:t, joita tulisi harkita tuotekehityksen alkuvaiheessa, voivat parantaa LCA:n tulosta.
Veshaghin ja Obagunin (2007) tekemän tutkimuksen perusteella LCA:ta hyväksytään laajalti teollisuudessa tärkeimpänä tapana integroida ympäristönäkökohdat tuotekehitykseen (Nielsen ja Wenzel, 2002; Khan et al., 2002)x. Ennen tuotesuunnittelun aloittamista konsepti tulisi suunnitella ensin (Kuva 2).
Konseptisuunnittelu on vaihe, jossa ideoita syntyy ja uuden tuotteen yleinen kehys määritetään. Käsitteet valitaan ja varmennetaan. Kaikkien valittujen käsitteiden vertailun jälkeen valitaan lopullinen konsepti. Osien suunnitteluvaiheessa jokainen komponentti valitaan ja tutkitaan. Prosessisuunnitteluvaiheessa valitaan prosessimenetelmät, kuten galvanointi tai hionta. Lopuksi suunnittelijoiden ja projektipäälliköiden on tehtävä asianmukainen päätös ottaen huomioon kaikki heillä
14
olevat tiedot. LCA-metodologian tukemana päätöksentekijät voivat harjoittaa kestävää tuotekehitystä paremmin. (Chang et al., 2014)
Kuva 2. Elinkaariarviointi tuotekehityksessä (Chang et al., 2014).
Kuten Kuva 3:ssa esitetään, tuotekehitystoimet ovat vuorovaikutteisia ja eri vaiheiden väliset tiedonkulut ovat kaksisuuntaisia, mikä synnyttää monimutkaisempia ja vuorovaikutteisempia materiaaleja ja energiavirtoja. LCA:n soveltaminen DFX:ssä käsittelee jossain määrin samanlaista tilannetta, koska se koskee myöhempien vaiheiden vaikutuksia. He keskittyvät kuitenkin jälkikäsittelyn aiheuttamien vaikutusten yksinkertaiseen superpositiointiin, mutta laiminlyövät vuorovaikutteiset ja samanaikaiset tuotekehitystoimet, jotka tekevät varastotiedoista dynaamisen ja joustavan. LCA:n tulisi ottaa huomioon kaikki asiaankuuluvat vaikutukset sen sijaan, että keskitytään vain materiaalin ja energian tilavuuden muutokseen. Valitettavasti olemassa olevat LCA-menetelmät kehitettiin enimmäkseen (sarjaan) tasaista järjestelmää (Hospido et al., 2010)xi, ja LCA-metodologian parantamisen tutkimisesta niin ketterässä tuotekehitysympäristössä ei ole huolta. Todellisen käytännön heijastamiseksi LCA:n on otettava huomioon kaikkien muiden osien palaute. Se vaatii henkivarastotietoja joustavasti päivitettäessä ja muuttamalla iteratiivisesti. (Chang et al., 2014)
15
Kuva 3. Tuotekehitystoimien keskenäinen vuorovaikutus (Chang et al., 2014).
Ilmastomuutos on tullut näkyvämmäksi ja pinnan lämpötilan muutoksen keskimääräinen maailmanlaajuinen poikkeama kasvaa. Ympäristöongelmat ovat herättäneet yleisön tietoisuuden talouskasvun ja ympäristönsuojelun välisestä kompromissista. Kestävällä kehityksellä on tässä suhteessa ratkaiseva merkitys tasapainon löytämisessä sosiaalisen tuottavuuden ja luonnonvarojen varantojen välillä.
Kestävän kehityksen alueella elinkaariarviointi (LCA) on tärkeä työkalu asianmukaisen kestävyyden varmistamisessa arvioimalla tuotesuunnitelmien ympäristövaikutukset. LCA:ta on käytetty arvioimaan kokonaisympäristövaikutuksia uudelleenkäytön jälkeen, ja tulosta verrataan prosessiin ilman uudelleenkäyttöä.
Tämän kysymyksen tutkimiseksi edelleen, Simon et al. (2001)xii kuvasi kahta mallia:
aikaisempien kirjoittajien käyttämä vakiotilamalli ja hienostuneempi ohimenevä alkuperäinen malli. Tulokset osoittivat, että suuremmat säästöt voitaisiin saavuttaa käyttämällä enemmän komponentteja sen sijaan, että hyödynnettäisiin loppuosat.
Lisäksi Huijbregts (1998) suoritti Latin Hypercube -näytteen avoimen piirin kierrätyksen matriisimenetelmässä (inventaario) ilmaston lämpenemispotentiaalien havaitsemiseksi. LCA:ta käytettiin myös saavuttamaan globaali kestävyys materiaalien kierrätyksen avulla (Hanssen, 1999). (Chang et al., 2014)
Suunnitteluympäristön tutkiminen (Park and Seo, 2003)xiii. LCA:n upottamiseksi suunnitteluprosessiin ehdotettiin teoreettista mallia tietopohjaisesta likimääräisestä elinkaariarvioinnista. Tämän seurauksena luotiin järjestelmällinen kehys, jolla
16
ympäristönäkökohdat voidaan integroida tuotesuunnitteluprosessiin. Tätä suunnitteluprosessikehystä voidaan käyttää kehittämään kattavampia teoreettisia ideoita suunnittelijoille (Heijungs et al., 2010). Tällaisen työn avulla on helppo rakentaa nykyaikaisempaan suunnitteluympäristöön kestävämpiä malleja.
Kestävyyden mitat huomioon ottaen tulisi harkita ympäristön, talouden ja yhteiskunnan välistä kompromissia (Kloepffer, 2008)xiv. Nämä kolme ulottuvuutta rohkaisevat LCA:n laajentamista: Elinkaarikustannukset (Gluch ja Baumann, 2004), Kustannus-hyötyanalyysi (Johansson, 1996), Kokonaiskustannuslaskenta (Udo de Haes, 2004), Elinkaariarviointi (Gluch ja Baumann, 2004) ja ympäristöriskien arviointi. Ei ole epäilystäkään siitä, että ne edistävät kattavampaa LCA-järjestelmää kestävyyden saavuttamiseksi. Lisäksi ne ovat välttämättömiä komponentteja ympäristöasioiden hallinnassa, koska ne ovat indikaattoreita LCA-tulosten ja sovellusten välittämiselle (Lim ja Park, 2009). Toisaalta nämä elinkaari- lähestymistavat tarjoavat enemmän paradigmia käsittelemään ympäristöä koskevia kompromisseja. (Chang et al., 2014.) Elinkaarivaiheet ja suunnitteluvaiheet määrittävät yhdessä muiden parametrien kanssa ekologisen suunnittelun tai kestävän tuotesuunnittelun (SPD) työkalujen ominaisuudet (Ahmad et al., 2018).
Perinteisempiä energiatehokkuutta ja ympäristöä pilaavien aineiden kestävyyttä koskevia huolenaiheita tarkasteltiin kahdessa uudessa vuosina 2010–2015 muodostetussa klusterissa: polymeeri ja uusiutuvat luonnonvarat. Se näytti osoittavan, että SNPD:n suunnitteluvaiheisiin liittyvät huolenaiheet laajentuneet keskittymällä pääosin tuotteisiin ja prosesseihin, kuten se oli ennen vuotta 2010 (Kuva 1), suurempaan näkymään, joka kattaa selkeämmin tuotteen elinkaaren ja ympäristön.
Kestävät tuotteet ilmestyivät tuotesuunnittelun yhteydessä. Tuotteiden elinkaari sai näkyvyyttä ja oli yhteydessä elinkaaren ja ympäristövaikutusten teemoihin. (Thomé et al., 2016.) LCA:ta käytetään myös kehittämään teoreettisia malleja tehokkaalle tuotannolle. LCA on hyödyllinen esimerkiksi hankkeen aloittamisessa, alustavassa suunnittelussa, yksityiskohtaisessa suunnittelussa tai loppusuunnittelussa rakennettaessa kestävää ja tehokasta suunnitteluympäristöä (Azapagic et al., 2006)xv. Vaihtoehdot voivat olla erityyppisiä osia tai saman tyyppisiä erilaisia ehdokkaita.
Vaihtoehtojen tunnistaminen mainitaan usein elektronisissa tuotteissa. (Mazhar et al.,
17
2007)xvi Kuten tiedetään, elektroniset tuotteet koostuvat valtavasta määrästä osia.
Esimerkiksi piirilevy (PCB) on rakennettu satojen sirujen kanssa. Tarvitaan tehokasta ja ympäristöystävällistä kokoonpanomenetelmää. LCA pystyy tunnistamaan kunkin komponentin ympäristövaikutukset. Siten ympäristölle vaaralliset komponentit voidaan havaita ja korvata ympäristöystävällisillä. Vaihtoehtojen tunnistaminen on hyödyllinen tapa suunnittelijoille tehdä nopeita päätöksiä lopullisesta kokoonpanosta.
(Chang et al., 2014)
Aineettoman tuotesuunnittelun ympäristövaikutukset tulisi ottaa huomioon LCA:ssa ja LCA:n kehittäminen yhdessä tuotantoteknologian etenemisnopeuden kanssa tulisi olla välttämätöntä. LCA lisää kuitenkin tuotekehitysprosessin monimutkaisuutta.
Tehokkaasti toimiessaan LCA vaatii vuorovaikutusta tuotekehityksen eri vaiheiden välillä, ja sen odotetaan laajentavan edelleen LCA:n kykyä mahdollistamaan joustava tietojen varastointi ja vuorovaikutteinen laskenta. Kestävällä kehityksellä on tässä suhteessa ratkaiseva merkitys tasapainon löytämisessä sosiaalisen tuottavuuden vaatimusten ja luonnonvarojen varantojen välillä. Kestävän kehityksen alueella elinkaariarviointi (LCA) on tärkeä työkalu asianmukaisen kestävyyden varmistamisessa arvioimalla tuotesuunnitelmien ympäristövaikutukset. (Chang et al., 2014)
Väite 6. Komponenttimalli on normaalia kestävämpi kehitysmalli, koska siinä ei kehitetä tuotetta kokonaan uudestaan vaan keskitytään yhden tuotteen osan korjaamiseen/muuttamiseen kestävämmäksi.
Ilmeisesti innovaatioita voi tapahtua eri tarkoituksiin teknisen kehityksen eri kehitysvaiheissa. Tähän päivään mennessä teknologian kehitystä ja evoluutiovaiheita on tarkasteltu yrityksen ulkopuolelta (vrt. Arkkitehtoninen, modulaarinen, radikaali ja inkrementaalinen innovaatioiden luokittelu). Otamme erilaisen näkökulman ja tarkastelemme teknologian kehitystä ja evoluutiovaiheita uusien tuotteiden kehittämiseen osallistuvan yrityksen näkökulmasta. Yritykselle uusi tuote sisältää joko muuttuneen tai uuden komponentin järjestelmässä, uuden järjestelmän luomisen tai molemmat. Komponentti voi olla yksittäinen osa tai osien kokoonpano, jotka ovat loppukäyttäjälle hyödyllisempiä, kun ne ovat 'kokonaan' tai suuremmassa yksikössä,
18
verrattuna yksin käyttöön. Järjestelmä on kehys komponenttijoukolle – niiden integroinnin suunnittelu 'kokonaisuudeksi' tai kannattavaksi yksiköksi loppukäyttäjälle. Koska aloitamme joukolla olemassa olevia komponentteja olemassa olevassa järjestelmässä, yrityksellä on sitten kolme tapaa luokitella innovaatio:
(Vaihtoehto 1), se voi kehittää uuden komponentin käytettäväksi nykyisessä järjestelmässä; (Vaihtoehto 2) kehittää uuden järjestelmän, joka käyttää olemassa olevia komponentteja; tai (Vaihtoehto 3) kehittää uuden järjestelmän, jossa on uusia komponentteja. Kun valintaa 1 pidetään parannuksena tai vähäisenä innovointina, valintaa 2 ja 3 pidetään suurina innovaatioina, joissa korostetaan markkinoiden vetämistä ja vastaavasti tekniikan painottamista. Valinta 3 on radikaalin kaikista, koska se todennäköisesti tuhoaa osaamista. (Petricha ja Echols, 2003)
Komponenttimalli on kestävämpi, vaikkakin ei välttämättä niin tuottoisa.
Vakiintuneille yrityksille tapa tuottaa suuria voittoja on ''Vaihtoehto 2'' - innovaatioiden harjoittaminen sekä osallistuminen uuteen tuotekehitykseen, joka luokitellaan ''Vaihtoehto 1'' -komponenteiksi perustuviksi innovaatioiksi, näin ollen nämä sallivat yrityksen pysyä olemassa olevalla teknologisella reitillä. Ne ovat kestävämpiä kuin järjestelmäpohjaiset innovaatiot, vaikkakin on epätodennäköistä että ne tuottavat yhtä suuria voittoja kuin järjestelmäpohjaiset innovaatiot. Esimerkki tällaisesta innovaatiostrategiasta löytyy kehittyvästä polttomoottoritekniikasta.
Vakiintuneet yritykset, joiden teknologinen osaaminen on juurtunut polttomoottoreihin, etsivät edelleen tapoja lisätä integroidun moottorin polttoainetaloudellisuutta investoimalla samanaikaisesti tutkimusta ja kehitystä hybridimoottoreiden tai polttomoottoreihin perustuvien käyttövoimajärjestelmien kehittämiseen. Nämä vakiintuneet operaattorit ajavat käytännössä kahta S-käyrää:
yhden, jonka he tietävät hyvin ja jonka asymptootti lähestyy, ja toisen, joka tarjoaa merkittävää epävarmuutta. Polttomoottoriesimerkki kuvaa myös, kuinka järjestelmän yhden moduulin muutoksilla voi olla dramaattisia vaikutuksia järjestelmään ja tuki- infrastruktuuriin, jossa järjestelmä toimii. (Petricha ja Echols, 2003)
19
Väite 7. Aikapainoitettu inventaario tehostaa LCA:n käyttöä tuotekehityksessä, mikä tehoastaa entisestään LCA:ta käyttävää tuotekehitystä.
Lisääntyvän kilpailupaineen vuoksi lyhyempiä elinkaareja ja tehokasta tuotantoa vaaditaan kiireellisesti. Aikapainotettua inventaaria (TWI) (Chung ja Wee, 2008)xvii ehdotettiin sisällyttämään aikatehokkuus elinkaarianalyysiin. (Chang et al., 2014) Yhdistämällä LCA ja reagoiva tuotekehitys, TWI tekee ketterästä tuotannosta mahdollista. Tuotteen elinkaaren hallinnan parantamiseksi saavutetaan tehokas ja toimiva kokoonpano ja toimitus. Toisaalta kova markkinoiden kilpailu vaatii teollisuutta supistamaan läpimenoaikaa ja markkinoille saattamisaikaa.
Tuotekehitystoimet eivät ole erillisiä. Itse asiassa tiedot jokaisesta vaiheesta eivät ole vain välttämättömiä syöttöjä seuraavaan vaiheeseen, vaan myös viiteheijastusta edellisestä vaiheesta. Siksi tuotekehitysmenettelyt voidaan suorittaa rinnakkain ja tarjota vuorovaikutteista palautetta keskenään kuluneen ajan vähentämiseksi.
Esimerkiksi tuotantotiedot (esim. Prosessoinnin monimutkaisuus, ympäristövaikutukset) voivat auttaa parantamaan suunnitteluvaihetta parempien tuotteiden aikaansaamiseksi, joilla on vähemmän valmistuskompleksi ja pienemmät ympäristövaikutukset. Aikaisemmin kehitetyt kestävimmät suunnittelumenetelmät eivät kuitenkaan ole kyenneet käsittelemään tuotteen elinkaaren eri vaiheiden keskinäisiä riippuvuussuhteita (Chiu ja Chu, 2012)xviii. (Chang et al., 2014)
20
4 Kestävä kehitys tuotekehityksessä
Aineistokatsaukseen valituista artikkeleista löytyy määritelmiä kestävästä kehityksestä tuotekehityksessä (Taulukko 4). Lausumien pohjalta muodostettiin neljä väitettä, jotka todennettiin aineistokatsauksen lausumilla.
• Väite 8. Tällähetkellä teollisuustuotteiden tuotekehityksessä otetaan huomioon vain ympäristön osuus kestävästä kehityksestä.
• Väite 9. Aksiomaattinen suunnittelu tieteellistää normaalisti taiteenomaiset tuotemuotoilun osa-alueet ja näin suunnitteluun voidaan sisällyttää paljon enemmän kestävän kehityksen näkökulmia.
• Väite 10. Kestäväkehitys tuo organisaatioille markkinaetua ja menestystä.
• Väite 11. Käytössä olevat tuotesuunnittelutyökalut eivät ota vielä huomioon kaikkia kolmea kestävänkehityksen näkökohtaa.
Taulukko 4. Kestävä kehitys tuotekehityksessä aineistokatsausartikkeleissa.
Aineisto Väite 8 Väite 9 Väite 10 Väite 11 Petricka ja Echols (2003)
Chang et al. (2014) X
Thomé et al. (2016)
Ahmad et al. (2018) X X
Thakur et al. (2014)
Maier et al. (2019) X X
Schöggl et al. (2019) X X
Azlan et al. (2019) X
Qu (2015) X X X
Rodrigues et al. (2016) Daneshi et al. (2019) Mahmood et al. (2018) Costa (2018)
Arora et al. (2019)
Negrão et al. (2020) X
21
Kun otetaan huomioon kolmiulotteinen käsite (Hacking and Guthrie, 2008; Hall, 2011) tuotesuunnittelussa, kestävyys voidaan määritellä tuotteen kykyä toimia jatkuvasti varmistaen samalla pienimmät ympäristövaikutukset ja tarjoamalla taloudellisia ja sosiaalisia etuja sidosryhmille. (Ahmad et al., 2018.)xix Tämän kontekstin perusteella tuotekehitysprosessi (PDP) ilmestyy jaettuna kolmeen perusvaiheeseen: pre-development, development ja post-development. Projektin ensimmäinen vaihe koostuu markkinatutkimuksesta etsimällä ensimmäisiä ideoita tuotteen luomiseksi. Tässä vaiheessa tehdään taloudellisia ja mahdollisia riskinarviointeja liiketoimintasuunnitelmien kehittämiseksi. Toinen vaihe, joka tunnetaan nimellä kehitys, koostuu neljästä eri projektista. Ensimmäinen on informaatioprojekti, jossa asiakkaan tarpeet yhdistetään esitetyn tulkintaan. Toinen on käsitteellinen projekti, joka ehdottaa tuotteelle konseptia ja tiivistää sen suorittamat toiminnot. Kaksi viimeistä, alustava projekti ja yksityiskohtainen projekti, määrittelevät tuotteen materiaalit, suunnittelun, komponentit ja mitat, jotta panos voidaan tuoda markkinoille. Lopuksi jälkikehitys rajoittuu markkinoille tuodun tuotteen seurantaan, kunnes se hävitetään ympäristössä. Tässä vaiheessa toteutetaan toimenpiteitä mahdollisten vikojen korjaamiseksi ja tavoitteiden asettamiseksi tuotteen poistamiseksi markkinoilta (Rosenfeld et al., 2006). (Negrão et al., 2020)xx Kestävä tuotesuunnitteluratkaisu käsittelee tehokkaasti tuotteen toiminnallisia ominaisuuksia ja tasapainottaa myös kestävyyden kolme ulottuvuutta asianmukaisesti.
Kaikkia kolmea kestävyysnäkökohtaa on pidettävä olennaisena osana kestävää suunnittelua. Kestävä tuotesuunnittelu ja korostaa tuotteen koko elinkaaren merkitystä sen raaka-ainevalinnasta, konseptin ja rakenteen muodostamisesta, valmistamisesta ja käytöstä sen käyttöiän loppuun, uudelleenkäyttöön ja kierrätykseen asti. Kestävän tuotesuunnittelun päätavoitteina on vähentää tuotteen luonnonvarojen käyttöä ja päästöjä ympäristöön sekä parantaa sen sosioekonomisia suorituskykyjä koko elinkaarensa ajan kehdosta hautaan. Ekosuunnittelua on kuitenkin tutkittu ottamaan huomioon lähinnä tuotesuunnittelun ympäristövaikutukset. Teollisuuden dynaaminen kasvu, jota johtavat nousevat tarpeet kohti kestävää ympäristöä, on tehnyt monesta elinkaarituotteesta tärkeän näkökohdan tarjoamalla tuloksen tehokkaalle toimitusketjun hallinnalle jo suunnitteluvaiheessa. Näistä nykyisistä tarpeista johtuen
22
painopiste on tarjota sille joustava kehys, joka voidaan ottaa käyttöön useille uusintavalmistettavaksi tarkoitetuille elinkaarituotteille. (Azlan et al., 2018)
Kestävän tuotesuunnittelun käsite voitaisiin ymmärtää helposti tarkastelemalla termiä
“suunnittelu”, joka on luova toiminta valita erilaisista mahdollisuuksista (Manzini, 2006). Joskus suunnittelun oletetaan olevan vain hyvä idea, luonnos tai esine. Se on kuitenkin erittäin laaja käsite, joka käsittää ideoiden tehokkaan ja tehokkaan luomisen ja kehittämisen prosessin kautta, joka johtaa tuotteen kehittämiseen (Morris, 2016).
(Ahmad et al., 2018)xxi
Väite 8. Tällä hetkellä teollisuustuotteiden tuotekehityksessä otetaan huomioon vain ympäristön osuus kestävästä kehityksestä.
Muutaman viime vuosikymmenen aikana on tehty merkittävää tutkimustyötä tutkia erilaisia tapoja tukea insinöörejä kestävämpien tuotteiden kehittämisessä. Suurin osa ponnisteluista ja tutkimuksista kohdistuu kuitenkin pääasiassa kestävyyden ympäristönäkökohtiin, kun teollisuusmaailma on muuttanut lähestymistapaansa ympäristöön. Teollisuustuotteiden ja prosessien ympäristön kestävyyden merkitys ei johdu paitsi jatkuvasti tiukentuneista ympäristölaista, jotka annetaan useimmissa kehittyneissä maissa, vaan myös asiakkaiden paremmasta tietoisuudesta ympäristöongelmiin. Erityisesti kestävämpien tuotteiden markkinoille saattamisen kilpailukyvystä on tulossa avainasemassa viime vuosina. Tuotteiden kysyntä kasvaa jatkuvasti, mutta samalla ympäristötekijät esiintyvät yhä enemmän organisaatiopolitiikassa, näissä olosuhteissa tuotekehitykseen liittyvistä kestävyysnäkökohdista on tulossa kilpailuetuja. (Maier et al., 2019.) Tässä erittäin kilpailukykyisessä yhteiskunnassa meidän tulee säästää kaikkemme ympäristövaikutusten vähentämiseksi. Sekä ammattilaiset että akateemikot väittävät, että ympäristöystävälliset suunnittelukäytännöt edistävät kestävyyttä ottamalla huomioon globaali ekologia ja resurssit. Monet tutkimukset ovat keskittyneet kestävään kehitykseen ja tuotepalvelujärjestelmään. On erittäin tärkeää tarkastella näitä teoksia ja julkaisuja tulevaisuuden tutkimussuuntien tunnistamiseksi. (Qu, 2015) Joten ympäristöystävällisen tai ekologisen (ekologisen) suunnittelun kehittämistä harjoitettiin ensimmäisen kestävän kehityksen aallon aikana (Lofthouse ja Bhamra,
23
2012)xxii. Seurauksena on, että kehitetään uusia työkaluja nykyisten ekologisen suunnittelun työkalujen parannusten ohella kestävyyden muiden ulottuvuuksien huomioon ottamiseksi. Tämä ilmiö tapahtuu nopeasti, vaikka ei ole tehty viimeaikaista katsausta, joka voisi määritellä niiden metodologisen kehityksen erikseen ja osoittaa näiden syntyvien välineiden heikkoudet ja vahvuudet. Todettiin myös, että ennen kestävyyden taloudellisten ja sosiaalisten näkökohtien käyttöönottoa tuotesuunnittelussa ekosuunnittelua pidettiin yleensä kestävänä suunnitteluna.
(Ahmad et al., 2018)
Väite 9. Aksiomaattinen suunnittelu tieteellistää normaalisti taiteenomaiset tuotemuotoilun osa-alueet ja näin suunnitteluun voidaan sisällyttää paljon enemmän kestävän kehityksen näkökulmia.
Omar et al. (2014)xxiii tarkasteli kestävää tuotekehitystä ja aksiomaattista suunnittelua (AD) koskevaa kirjallisuutta ja ehdotti sitten aksiomaattista lähestymistapaa kestävän tuotekehityksen saavuttamiseksi (Qu, 2015). Jotta tämä tasapainotus olisi tehokasta, kestävyyskriteerit on integroitava tavanomaiseen tuotesuunnitteluprosessiin ja yhdenmukaistettava mahdollisesti taustalla olevien teorioiden ja ensimmäisten suunnittelumallien kanssa. Aksiomaattinen suunnittelu (Axiomatic Design, AD) on matemaattinen lähestymistapa suunnitteluun, jota tukevat kaksi aksomia: (1) riippumattomuusaksioomi ja (2) informaatiotaksioomi. Aksiomaattisen suunnittelun tavoitteena on yleensä muuttaa muotoilu taiteesta tieteelliseksi (Foley ja Harardóttir, 2016). Aksioomaattinen suunnittelukehys rakentaa suunnitteluprosessin (1) asiakkaaksi, (2) toiminnalliseksi, (3) fyysiseksi ja (4) prosessialueeksi (Suh, 1988).
Tämän järjestyksen jälkeen asiakkaan tarpeet muunnetaan sarjaksi toiminnallisia vaatimuksia, jotka hajottavat tuotteen useita toimintoja. (Schöggl et al., 2019)xxiv Toiminnalliset vaatimukset yhdistetään sitten vastaaviin suunnitteluparametreihin, joille prosessimuuttujat on määritelty (Suh, 1988). AD-sekvenssissä Axiom 1 ylläpitää puolien riippumattomuutta, kun ne etenevät alueelta toiselle. Axiom 2 tarkoittaa, että suositeltava on malli, jolla on pienin tietosisältö (Arsenyan ja Büyüközkan, 2014).
SPD, AD:n näkökulmasta 5 on lupaava lähestymistapa, koska sitä voidaan soveltaa jo tuotesuunnittelun varhaisessa vaiheessa (Morrison et al., 2013) ja koska siinä otetaan
24
huomioon tuotteiden monimutkaisuus ja monikäyttöisyys, mikä mahdollistaa kestävyysvaikutusten yhdistämisen asiaankuuluviin tuotteen toiminnot (Kim et al., 2014). AD: llä on laaja soveltamisala ja merkittävä potentiaali suunnittelu- ja kehitysprosessien virallistamisessa (Beng et al., 2014). Kirjoittajat ehdottavat myös kestävyysnäkökohtien käyttöönottoa lisätoiminnallisina vaatimuksina ja esimerkkejä siitä, kuinka terävän ja sumeaa AD-lähestymistapaa voidaan käyttää hybridimallin avulla työstöprosessien kestävyysominaisuuksien analysoimiseksi. (Schöggl et al., 2019) xxv
Väite 10. Kestävä kehitys tuo organisaatioille markkinaetua ja talouskasvua.
Yritysten kestävän kehityksen ehdotus tuo talouskasvua ja taloudellista menestystä yhdistettynä yleisesti hyötyihin yhteiskunnalle. Sitä pidetään tapana yhdistää ympäristönsuojelu yrityksen liiketoiminnan ja voiton vaikutuksiin. (Savitz, 2016) Yritykset työskentelevät tuotteiden kanssa, jotka käyvät läpi useita prosesseja ennen kuluttajan saapumista, sen aikana ja sen jälkeen. (Negrão et al., 2020.)xxvi Uuden tuotekehityksen (NPD) kirjallisuus korostaa uuden tuotteen markkinoille tuomisen merkitystä liiketoiminnan menestyskeinona. Sen vaikutus yrityksen kasvuun on vaikutus voittoihin, jotka se pystyy saamaan; siten sen rooli päätekijänä liiketoiminnan suunnittelussa. Uusilla tuotteilla on monia vastuita, esimerkiksi talouskasvu, työllisyys ja elintaso. Siksi on hyödyllistä, että NPD ja sen syntyvät prosessit tutkitaan. (Azlan et al., 2018.) Organisaation kannalta tuoteinnovaatioilla tarkoitetaan uuden tai parannetun tuotteen luomista teknistoiminnallisten ominaisuuksien, komponenttien, materiaalien, käytön helppouden tai muiden toiminnallisten ominaisuuksien suhteen (Maier et al., 2019). NPD on avain tuotteiden laadun parantamisessa, jota tarvitaan paljon nykypäivän kilpailutilanteessa. Se parantaa laadun lisäksi myös kuluttajien tyytyväisyyttä, lisää voittoja ja pitkän aikavälin vaurautta. Kestävän tuotekehityksen (SPD) käytettävissä olevien menetelmien käyttö on kuitenkin käytännössä edelleen vähäistä. (Schöggl et al., 2019.) Tutkimustulokset osoittavat korrelaation tuoteinnovaatioiden menestyksen ja organisaation kestävän kehityksen välillä (Maier et al., 2019). Product Service System eli PSS:n kehittämisestä on tullut yhä tärkeämpää sosiaalisen, taloudellisen ja ympäristön kestävyyden saavuttamisessa (Qu, 2015).
25
Nykyisessä liiketoimintaympäristössä äkillinen muutos vaatii kestäviä liiketoimintamalleja. Siksi kestävän kehityksen käsitteestä on tullut välttämätön auttamaan yrityksiä saavuttamaan suoritustavoitteensa. Korkea kestävyys auttaa yrityksiä parantamaan erilaisia prosesseja, jotka tekevät niistä parempia kuin kilpailijat pitkällä tähtäimellä. Johtajia suositellaan parantamaan kestävyyttä, koska se voi merkittävästi edistää yrityksen suorituskykyä. (Maier et al., 2019.) Tutkijat Srivastava, Franklin ja Martinette (2013) havaitsivat, että ”pitkällä aikavälillä kilpailuetua yritykset saavuttavat kestävän kilpailuedun kykynsä avulla kehittää pääosaamista, jotta ne voivat palvella kohdennettuja asiakkaitaan paremmin kuin kilpailijat.
Pääosaamisella tarkoitetaan joukkoa ainutlaatuista osaamista, jota yrityksessä kehitetään sen pääaloilla, kuten laatu, asiakaspalvelu, joukkueenvalmennusinnovaatiot, joustavuus, reagointikyky, jotta se voi ylittää kilpailijansa”. (Maier et al., 2019.)xxvii Yhdistettynä elämän, energiankulutuksen ja ympäristövaikutusten mittaamiseen käsitteitä voidaan verrata kattavammalta. Siten suunnittelijat voivat tunnistaa ympäristöystävälliset piirteet jokaiselle konseptille ja integroida ne varhaiseen suunnitteluvaiheeseen johtaen kestävään tuotteeseen.
Toisaalta taloudelliset näkökohdat (taloudellinen tehokkuus), kuten toinen kestävyyden ulottuvuus, voidaan myös ottaa huomioon suunnittelussa (Yan et al., 2009). Ympäristöasioiden ja kustannusten tasapainottamisella voidaan saavuttaa suurin mahdollinen hyöty. (Chang et al., 2014)xxviii
Taloudellinen hyödyn analyysi (Westkamper ja Osten-Sacken, 1998; William, 2002)xxix on aina teollisuuden ensisijainen tavoite. Siksi voitto on perustavanlaatuinen huolenaihe päätöksenteossa. Kloepffer (2003) väitti, että kaikki kustannukset, erityisesti piilokustannukset (esim. Tuotteen käytöstä, jätteiden poistosta tai kierrätyksestä aiheutuvat kustannukset), olisi otettava huomioon arvioitaessa tuotteen ympäristövaikutuksia tai kestävyyttä. Siksi ehdotettiin elinkaarikustannusten arviointia (LCCA), joka vaikuttaa päätökseen yhdessä LCA:n kanssa. Se pyrkii kompromissiin ympäristövaikutusten ja taloudellisen voiton välillä. Jossain määrin se on monitavoiteoptimointiprosessi. Esimerkiksi kestävämpien tuotteiden saavuttaminen tarkoittaa puhtaan energian ja uusiutuvien materiaalien korkeampia kustannuksia. Asettamalla kestävyys yhdeksi rajoitukseksi ja liiketoimintastrategiaksi
26
toiseksi, odotetaan löytävän paras tasapaino, jolla on suhteellisen hyvä kestävyys ja hyvä tulos. (Chang et al., 2014)
Väite 11. Käytössä olevat tuotesuunnittelutyökalut eivät ota vielä huomioon kaikkia kolmea kestävänkehityksen näkökohtaa.
Vaikka SPD-työkaluissa tarkasteltiin kolmea kestävyyden näkökohtaa, suurin osa P- SPD-työkaluista perustui ympäristö- ja taloudellisiin ulottuvuuksiin. Kestävyyden sosiaalinen näkökulma jätettiin huomiotta suurimman osan ajasta. (P-SPD, partial sustainable product development) Vaikka P-SPD ottaa huomioon kaikki kolme kestävyyden näkökohtaa, se tekee tästä integraatiosta luonteeltaan monitieteisen ja tavallisille käyttäjille melko monimutkaisen. Näitä työkaluja voidaan kutsua myös tuleviksi työkaluiksi, koska suurin osa niistä on vielä kehitysvaiheessa ja tulevaa tutkimustyötä tarvitaan, jotta ne kypsyisivät ja niistä tulisi vakiotyökaluja. Joten voidaan päätellä, että yhä enemmän keskitytään työkaluihin, joissa ei oteta huomioon kaikkia kolmea kestävyyden näkökohtaa (kolminkertainen rivi). Viimeisenä, mutta ei vähäisimpänä, toisin kuin aikaisemmat leikkaukset, jotka osoittivat, että tuotesuunnittelututkimuksia ei yleensä toteutettu kehittyneissä maissa (Chiu ja Chu, 2012)xxx, tässä analyysissä havaittiin erilainen suuntaus. Todettiin, että myös kehitysmaat ja nousevat maat ovat ymmärtäneet kestävyyden tärkeyden ja alkaneet työskennellä P-SPD- tai SPD-työkalujen parissa. Tällaisia työkaluja ja tutkimuksia ilmoitettiin myös esimerkiksi Kiinasta, Intiasta, Malesiasta ja Singaporesta. (Ahmad et al., 2018)
Hotspot-tietokanta (SHDB) on asetettu saataville sosiaalisiin havaintoihin (Benoît- Norris et al., 2011). Siksi tarvitaan enemmän tutkimusresursseja tietokantojen kehittämiseen kestävyyden sosiaalista puolta varten, jotta se voidaan tasata muiden ulottuvuuksien (talous ja ympäristö) kanssa. Lisää vaikeuksia tarvitaan myös kehitysmaissa, joissa kestävyyteen liittyvien tietokantojen kehittäminen ei ole rohkaisevaa. (Ahmad et al., 2018)xxxi
Tätä varten simulointi on yksi klassisista tavoista. Monte Carlo -simulaation (Maurice et al., 2000)xxxii tai muiden stokastisten lähestymistapojen soveltaminen on
27
potentiaalisesti tärkeä tutkimussuunta SPD-työkalujen ja niiden suorituskyvyn parantamiseksi. Se parantaa lopulta kestävän tuotteen luotettavuutta ja menestysastetta. Työkalujen tulisi olla yksinkertaisia ja käyttäjäystävällisiä, mukautettavissa, kyetä osoittamaan selkeästi analyysitulokset ja antamaan opastusta kestävyyden parantamiseksi sekä vähemmän resursseja ja aikaa vieviä. Todettiin, että äskettäin kehitetyt SPD-työkalut, kuten ProdSI (Zhang et al., 2012)xxxiii, CBA- pohjainen LCSA (Hoogmartens et al., 2014) ja LCSA (Guinée, 2016), ottivat huomioon kaikki kolme kestävyysnäkökohtaa, mutta ne ovat edelleen lapsenkenkä vaiheessa ja käyttää epäjohdonmukaisia indikaattoreita ja mittausmenetelmiä. Tämä saattaa heikentää teollisuuden käyttäjiä arvioimaan tuotesuunnittelun kestävyyttä.
(Ahmad et al., 2018)
28
5 Käytännön esimerkkejä kestävästä kehityksestä tuotekehityksessä
Aineistokatsaukseen valituista artikkeleista löytyi seuraavia käytännön esimerkkejä kestävästä kehityksestä tuotekehityksessä (Taulukko 5). Lausumien pohjalta muodostettiin viisi väitettä, jotka todennettiin aineistokatsauksen lausumilla.
• Väite 12. Pitkälle tähtäävät suunnitelmat ovat yritykselle kannattavampia ja tukevat myös tuotteen kestävyyttä.
• Väite 13. Kestävä toimitusketjun hallinta on haastava mutta tehokas tapa kehittää tuotekehitystä.
• Väite 14. Useiden elinkaarien käytäntö on tulevaisuuden malli kehittää entistä kestävämpiä tuotteita.
• Väite 15. Nykyaikaisten tuotannon ja prosessien tulee olla joustavia ja innovatiivisia.
Taulukko 5. Käytännön esimerkkejä kestävästä kehityksestä tuotekehityksessä aineistokatsausartikkeleissa.
Aineisto Väite 12 Väite 13 Väite 14 Väite 15 Petricka ja Echols (2003) X
Chang et al. (2014) X
Thomé et al. (2016) X
Ahmad et al. (2018) X
Thakur et al. (2014) X
Maier et al. (2019)
Schöggl et al. (2019) X
Azlan et al. (2019) X X
Qu (2015)
Rodrigues et al. (2016) Daneshi et al. (2019) Mahmood et al. (2018) Costa (2018)
Arora et al. (2019) X
Negrão et al. (2020) X
