Additive manufacturing in the pharmaceutical industry: market research and business insourcing strategy in Grünenthal global operations

This research thesis examines how to integrate additive manufacturing (AM) into the industrial environment, assessing its overall adoption and standardization in highly regulated environment. Through a structured process divided into hierarchical phases, a holistic roadmap has been developed to overcome gaps in the literature, going beyond simple pros and cons analyses. AM, capable of producing complex geometries with reduced waste, offers flexible and customized production solutions, and its integration with strategies such as Lean Manufacturing and Operational Excellence aims to increase operational efficiency, reduce lead times, and improve supply chain resilience. However, large-scale adoption is block by challenges such as high initial investments, operator resistance, uncompetitive production speeds, and standardization issues. To address these challenges, the study is based on a single case study in the pharmaceutical sector, conducted at Grünenthal Group, chosen for its ESG excellent rate and expertise in strategic programs like Agile, Lean, and OpEx. The objective is to develop a replicable model that integrates AM into production systems, highlighting its benefits and synergies with corporate strategies, thus contributing to digital transformation and industrial competitiveness. To further develop these concepts, a step-by-step analysis of a business case conducted at Grünenthal Group was carried out, aimed at evaluating the potential implementation of AM technology, measured through two specific KPIs: PBT and NPV.

Questa tesi di ricerca analizza come integrare la produzione additiva (AM) nell’ambiente industriale, valutandone l’adozione complessiva e la standardizzazione in contesti altamente normati. Attraverso un processo strutturato in fasi gerarchiche, è stata sviluppata una roadmap olistica per superare le lacune presenti in letteratura, andando oltre le semplici analisi dei pro e dei contro. L’AM, capace di realizzare geometrie complesse con sprechi ridotti, offre soluzioni di produzione flessibili e personalizzate, e la sua integrazione con strategie come Lean Manufacturing e Operational Excellence mira a incrementare l’efficienza operativa, ridurre i tempi di attesa e rafforzare la resilienza delle catene di fornitura. Tuttavia, l’adozione su larga scala è ostacolata da sfide quali alti investimenti iniziali, resistenza degli operatori, ritmi produttivi non competitivi e problematiche di standardizzazione. Per affrontare queste criticità, lo studio si avvale di un case study singolo nel settore farmaceutico, condotto presso l’azienda Grünenthal Gorup, scelta per il suo eccellente ESG rate e l’esperienza in programmi strategici come Agile, Lean e OpEx. L’obiettivo è sviluppare un modello replicabile che integri l’AM nei sistemi produttivi, evidenziandone i benefici e le sinergie con le strategie aziendali preesistenti, contribuendo così alla trasformazione digitale e alla competitività industriale. Per sviluppare ulteriormente questi concetti, è stata condotta un’analisi step-by-step del business case realizzato presso Grünenthal Group, finalizzato alla valutazione della potenziale implementazione della tecnologia AM, misurata attraverso due KPI: PBT e NPV.