Dependencies between innovativemanufacturing solutions andcommercialisation in the spaceindustry: A systematic literature review and multi-level perspectiveanalysis
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
The space industry is highly reliant on manufacturing operations enabling cutting edge technologies and innovations for novel endeavors in space. In the past decades the space industry is transforming and a new approach connected to New Space concerning the commercialisation of the space industry has influenced actors and operations. A change in the industry indicates also a need for manufacturing innovation. The problem lies in the insufficient understanding of the dependencies between the transition of the space industry and manufacturing innovation, partly due to a lack of research. This leads to potentially unexploited opportunities for industrial stakeholders and uncertainties for decision-makers. This work provides insights into the relations between manufacturing operations and commercialisation in the space industry. A systematic literature review (SLR) provides data showing that the space industry can be classified as a socio-technical system (STS) in the sense of Geels. It makes the multi-level perspectives (MLP) framework applicable to analyse the transformational change. The analysis with the MLP framework identifies changes in the landscape (macro-level), the regime (meso-level) and the niche (micro-level), all influencing manufacturing operations. In the regime level, the analysis reveals the main drivers concerning manufacturing innovation. Due to a shift towards a customer centric approach, product design parameters moved from technology excellence to time and cost efficiency, as well as process agility and flexibility. Simultaneously a demand that is larger and more oriented towards more customised solutions increases the need for new manufacturing operations. The analysis at regime level also hints that new manufacturing methods can target product design or process development, and that an individual case-fit for the manufacturing innovation is needed. The overall MLP analysis shows that manufacturing technologies using Industry 4.0 approaches can meet the needs of commercialisation and help enabling commercial operations. Connecting the results from the SLR and the MLP, the work highlights the potential lying in cross-industry sharing of knowledge regarding these novel manufacturing technologies, which are also still in their development phase in non-space industries, and the need for technology standards. Both points have a great impact on commercialisation and manufacturing innovation and additionally demonstrating their interdependency. The result of this work is that manufacturing innovation is a necessary condition for space commercialisation, while the reverse relationship can be noted as influential but not critical. This work provides an initial analysis of the interdependencies, indicating the importance of an understanding of the process. An understanding of the dependencies can lead to the exploitation of manufacturing innovation in a commercialisation context from industrial stakeholders and support the decision making among others for policy maker. Future research in the domain is needed and should focus on case-studies providing lessons learned regarding specific manufacturing innovations in order to unlock the potential benefits resulting from a better understanding.
Abstract [sv]
Rymdindustrin är starkt beroende av tillverkningsverksamhet som möjliggör banbrytande teknik och innovationer för nya rymdprojekt. Under de senaste decennierna har rymdindustrin genomgått en omvandling och en ny strategi kopplad till New Space, som handlar om kommersialisering av rymdindustrin, har påverkat aktörer och verksamheter. En förändring i branschen indikerar också ett behov av tillverkningsinnovation. Problemet ligger i den otillräckliga förståelsen av beroendet mellan rymdindustrins omvandling och tillverkningsinnovation, delvis på grund av brist på forskning. Detta leder till potentiellt outnyttjade möjligheter för industriella intressenter och osäkerhet för beslutsfattare. Detta arbete ger insikter i relationerna mellan tillverkningsverksamhet och kommersialisering inom rymdindustrin. En systematisk litteraturgenomgång ger data som visar att rymdindustrin kan klassificeras som ett sociotekniskt system i Geels mening. Det gör ramverket för flernivåperspektiv tillämpligt för att analysera den transformativa förändringen. Analysen med MLP-ramverket identifierar förändringar i landskapet, regimen och nischen, som alla påverkar tillverkningsverksamheten. På regimnivå avslöjar analysen de viktigaste drivkrafterna för innovation inom tillverkningsindustrin. På grund av en övergång till ett kundcentrerat synsätt har parametrarna för produktdesign flyttats från teknisk excellens till tids- och kostnadseffektivitet, samt flexibilitet och smidighet i processerna. Samtidigt ökar behovet av nya tillverkningsverksamheter när efterfrågan är större och mer inriktad på mer kundanpassade lösningar. Analysen på regimnivå antyder också att nya tillverkningsmetoder kan vara inriktade på produktdesign eller processutveckling, och att det krävs en individuell anpassning av tillverkningsinnovationen. Den övergripande analysen visar att tillverkningstekniker som använder Industri 4.0-metoder kan tillgodose behoven av kommersialisering och bidra till att möjliggöra kommersiell verksamhet. Genom att koppla samman resultaten belyser arbetet den potential som ligger i branschöverskridande kunskapsutbyte om dessa nya tillverkningstekniker och behovet av teknikstandarder. Båda punkterna har stor inverkan på kommersialisering och tillverkningsinnovation och visar på deras ömsesidiga beroende. Resultatet av detta arbete är att tillverkningsinnovation är en nödvändig förutsättning för kommersialisering av rymdindustrin, medan det omvända förhållandet kan betecknas som inflytelserikt men inte kritiskt. Detta arbete ger en första analys av de ömsesidiga beroendena, vilket visar på vikten av en förståelse för processen. En förståelse av beroendena kan leda till att tillverkningsinnovationer utnyttjas i kommersialiseringssammanhang av industriella intressenter och stödja beslutsfattandet för bland annat beslutsfattare. Framtida forskning inom området behövs och bör fokusera på ger lärdomar om specifika tillverkningsinnovationer för att frigöra de potentiella fördelar som följer av en bättre förståelse.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 94
Series
TRITA-ITM-EX ; 2024:537
Keywords [en]
Commercialisation, Space Industry, Smart manufacturing, Multi-level perspective
Keywords [sv]
Kommersialisering, Rymdindustri, Smart tillverkning, Flernivåperspektiv
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-354846OAI: oai:DiVA.org:kth-354846DiVA, id: diva2:1905683
External cooperation
European Space Agency
Subject / course
Production Engineering
Educational program
Degree of Master
Presentation
2024-10-07, 00:00
Supervisors
Examiners
2024-10-152024-10-152024-10-15Bibliographically approved