Tulevaisuusluotain Teknologia ja uudistuva liiketoiminta menestymisen edellyttämiä osaamistarpeita Väliraportti II
Tulevaisuusluotain Teknologia ja uudistuva liiketoiminta menestymisen edellyttämiä osaamistarpeita Väliraportti II
Esipuhe Tulevaisuusluotain on Elinkeinoelämän keskusliitossa, EK:ssa, toteutettava pitkän aikavälin ennakointihanke. Siinä ennakoidaan moniulotteisesti teollisuus- ja rakentamistaustaisten klustereiden osaamis- ja koulutustarpeita. Tulevaisuusluotaimen pilottivaihe toteutettiin vuosina 2001 2003. Kolmivuotinen jatkohanke käynnistyi elokuussa 2003. Hankkeen rahoitukseen osallistuvat Suomen opetusministeriö ja Euroopan sosiaalirahasto. Käsillä oleva raportti on tämän jatkohankkeen toinen väliraportti. Raportissa kuvataan tulevaisuuden avainteknologioiden kehittämiseen ja soveltamiseen liittyviä osaamistarpeita. Osaamistarpeiden ennakointia jatketaan lokakuussa 2006 julkaistavassa Tulevaisuusluotaimen loppuraportissa. Hankkeessa on nojauduttu Tekesin teknologiajohtajien ja -asiantuntijoiden Tulevaisuusluotain-seminaarissa syksyllä 2004 esittämiin näkemyksiin tulevaisuuden avainteknologioiden mahdollisuuksista ja haasteista. Keskeinen tietolähde on ollut myös Tekesin maaliskuussa 2005 julkaisema Innovaatioista hyvinvointia -strategiaraportti. Tulevaisuusluotain-hankkeen ohjausryhmän puolesta haluan esittää lämpimät kiitokset Tekesille hyvästä yhteistyöstä. Tulevaisuusluotain-hankkeesta vastaavat asiantuntija Marita Aho ja projektikoordinaattori Satu Ågren EK:sta. Tulevaisuusluotainta tehdään rinnakkain EK:n toisen ennakointihankkeen, yksityisille palvelualoille keskittyvän Palvelut 2020 -hankkeen kanssa. Helsinki 15.9.2005 Markku Koponen Ohjausryhmän puheenjohtaja Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II43
Sisältö Johdanto 7 Katsauksen tavoitteet ja sisältö 8 1. Keskeisiä teknologioita ja niiden sovellusmahdollisuuksia tulevaisuuden Suomessa 9 1.1 Teknologian, avainteknologian ja teknologian ennakoinnin määritelmät 9 1.2 Teknologian ja liiketoiminnan yhteys 9 1.3 Tulevaisuuden avainteknologioiden valintaperusteet 10 1.4 Tieto- ja viestintäteknologia 10 1.5 Bioteknologia 11 1.6 Materiaaliteknologia 12 1.7 Nanoteknologia 12 2. Tulevaisuusluotain-seminaarin ryhmätyöt: yhteenveto ja tulevaisuuspyörät 14 2.1 Elinkaaren hallintaan liittyvät teknologiat 16 2.2 Uusien materiaalien kehittäminen 16 2.3 Riskien tunnistamisen ja arvioinnin kehittäminen 16 2.4 Ympäristön älykkyys 16 2.5 Virtuaaliteknologiat 17 2.6 Uudistuvat liiketoimintamallit 17 3. Millaisella osaamisella teknologian mahdollisuudet voidaan hyödyntää? 18 3.1 Matemaattis-luonnontieteellinen osaaminen 18 3.2 Tekniikan erikoisosaaminen 20 3.3 Luovuus ja innovatiivisuus 22 3.4 Liiketoimintaosaaminen 23 3.5 Muotoiluosaaminen 24 3.6 Palveluosaaminen 24 3.7 Verkosto-osaaminen 26 Lopuksi 28 Lähteet 30 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II45
Johdanto Tulevaisuusluotaimella ennakoidaan teollisuus- ja rakentamistaustaisten yritysten osaamis- ja koulutustarpeita vuonna 2015. Tarkasteltavina ovat kansainvälisillä markkinoilla toimivat yritykset, joilla on merkittävää toimintaa Suomessa. Toisena tavoitteena on eri ennakointitahoja edustavien asiantuntijoiden verkostoituminen. Kolmantena tavoitteena on ennakoinnin menetelmien hyödyntämiseen sekä ennakointisisältöjen luomiseen liittyvän vuorovaikutteisen prosessin oppiminen. Ennakointityö perustuu toimintaympäristön muutosten ja tulevaisuuden mahdollisuuksien hahmottamiseen. Osaamis- ja koulutustarpeiden pohjaksi visioidaan liiketoiminta-, palvelu- ja tuotemahdollisuuksia, joita suomalaisella elinkeinoelämällä voisi olla globaalissa taloudessa. Lähtökohtaisena ajatuksena ennakoinnissa on, että voimme vaikuttaa itse tulevaisuuteemme ja tehdä onnistuneilla valinnoilla mahdollisuuksista todellisuutta (Wilenius 2002). Tulevaisuusluotaimen pilottivaiheessa (2001 2003) laadittiin visio Suomesta vuonna 2012 osaamisintensiivisenä, dynaamisena ja globaalisti kilpailukykyisenä hyvinvointiyhteiskuntana. Visio rakennettiin toimintaympäristöanalyysin, SWOT-analyysin ja erilaisten vaihtoehtoisten skenaarioiden avulla. Hankkeen juuret ovat teollisuudessa ja rakentamisessa. Esimerkkiklustereiksi on valittu ICT, metsä, kemia ja bio, hyvinvointi, rakennus, kiinteistö ja infra sekä SKIP eli Service and Knowledge Intensive Products (Teknologiateollisuus ry:n kone- ja metallituotealan yritykset). EK:ssa on meneillään myös toinen pitkän tähtäyksen ennakointihanke, Palvelut 2020. Hanke keskittyy yksityisille palvelualoille: kauppaan, kiinteistöpalveluihin, sosiaalipalveluihin, terveyspalveluihin, majoitusja ravitsemispalveluihin, tietotekniikan palveluihin sekä rahoitus- ja vakuutusalaan. EK:n ennakointihankkeet toimivat yhteistyössä. Yhdessä ne auttavat visioimaan, millaisia tulevaisuuden liiketoimintamahdollisuuksia on Suomesta käsin toimivilla yrityksillä ja mitä osaamista ja koulutusta ne tarvitsisivat menestyäkseen kansainvälisessä kilpailussa. Miten jatkovaihe täydentää pilottivaihetta? Jatkohankkeessa visio osaamisintensiivisestä Suomesta päivitetään vuoteen 2015. Osaamistarpeita ennakoidaan edelleen pääosin elinkeinoelämän laajasta näkökulmasta, mutta uutena työkaluna käytetään klusteriajattelua. Esimerkkiklustereiden avulla tulevaisuuden osaamistarpeet ankkuroidaan konkreettisiin palvelu-, tuote-, markkina- ja teknologiakuvauksiin. Klusteri ymmärretään toimittajien, tuottajien, asiakkaiden ja kilpailijoiden muodostamaksi osaamiskeskittymäksi, joka edistää tehokkuutta, kasvattaa erikoistumista ja on kilpailuedun lähde. Klusteri on verkostojen muodostama verkosto, jossa on samanaikaisesti sekä kilpailua että yhteistyötä. Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II47
Katsauksen tavoitteet ja sisältö Tulevaisuusluotaimen jatkohankkeen ensimmäinen väliraportti Menestysklustereita tänään ja 2015 julkaistiin syksyllä 2004. Nyt käsillä oleva raportti on hankkeen toinen väliraportti ja siinä kuvataan tulevaisuuden avainteknologioiden kehittämiseen ja soveltamiseen liittyviä osaamistarpeita. Kolmanneksi luodaan katsaus globalisaation ja liiketoimintaosaamisen haasteisiin USA:han toukokuussa 2005 tehdyn opintomatkan pohjalta. Väliraporttien aineistoa hyödynnetään lokakuussa 2006 julkistettavassa loppuraportissa. Siinä esitetään päivitetty visio suomalaisesta, kansainvälisillä markkinoilla toimivasta yrityksestä, sen henkilöstöstä sekä tarvittavasta osaamisesta ja koulutuksesta. Tässä raportissa informaatio- ja kommunikaatioteknologia, bioteknologia, materiaaliteknologia ja nanoteknologia on valittu tulevaisuuden avainteknologioiksi Tulevaisuusluotain-seminaarissa syksyllä 2004 kuultujen alustusten pohjalta. Seminaarissa ryhmä Teknologian kehittämiskeskus Tekesin teknologiajohtajia ja -asiantuntijoita esitteli keskeisiä, yhteiskunnan kehitystä eteenpäin vieviä teknologioita sekä niiden sovellusja liiketoimintamahdollisuuksia. Tulevaisuusluotainverkoston asiantuntijat pohtivat seminaarissa alustusten pohjalta keskeisten teknologiatrendien vaikutuksia tulevaisuuden yhteiskuntaan sekä yritysten liiketoimintamalleihin, tuotteisiin ja palveluihin. Ryhmät tiivistivät käymiensä keskustelujen tulokset tulevaisuuspyörän muotoon. Seminaarissa tuotettujen ryhmätyöaineistojen arviointia ja jatkokäsittelyä varten järjestettiin kaksi teknologiaworkshopia, joihin kutsuttiin asiantuntijoita eri organisaatioista. Workshopeissa laadittiin synteesi työryhmien tuottamista aineistoista. Myös workshop-työskentelyn tulokset esitellään tässä raportissa. Raportissa kuvataan lisäksi keskeisiä osaamishaasteita, joita asiakaslähtöisen, liiketaloudellisesti menestyksellisen teknologian ja teknologiasovellusten kehittämiseen kytkeytyy. Tässä on hyödynnetty mm. Tulevaisuusluotaimen pilottivaiheen sekä jatkohankkeen ensimmäisen väliraportin tuloksia. Osaamistarpeiden ennakointia syvennetään syksyllä 2005. Kuva 1. Tulevaisuusluotaimen tulosodotuksia 2003 2006 AINEISTOT KATSAUKSET TULOKSET Seminaarit Nykytila Oppiminen Delfoit Teknologia Verkostoituminen Haastattelut Globalisaatio ja Loppuraportti Kirjallisuus liiketoimintaosaaminen Opintomatkat Läpäisevänä teemana osaamis- ja koulutustarpeiden muutokset 8 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II
1. Keskeisiä teknologioita ja niiden sovellusmahdollisuuksia tulevaisuuden Suomessa 1.1 Teknologian, avainteknologian ja teknologian ennakoinnin määritelmät Tulevaisuusluotaimessa teknologiakäsitys pohjautuu laajaan, vuorovaikutukselliseen malliin. Teknologia kattaa tekniikat, menetelmät ja prosessit sekä niiden ja ihmisen välisen vuorovaikutuksen. Teknologia ymmärretään siis kokonaisuutena, johon tekniikan lisäksi kuuluvat ne yhteiskunnalliset edellytykset, jotka mahdollistavat tekniikan kehittämisen ja käyttöönoton. Näitä edellytyksiä ovat tarvittava tieto ja osaaminen, markkinoilla vallitsevat kilpailuolot, markkinoiden ja tekniikan käytön säätely sekä tekniikan vaatima tekninen ja yhteiskunnallinen infrastruktuuri. (Lievonen 2003.) Tilastokeskuksen Tiede ja teknologia 2004 -raportin (2005) mukaan avainteknologiat pystyvät kehittyessään haastamaan olemassa olevia prosesseja läpi koko yhteiskunnan tarjoamalla tehokkaamman tai esimerkiksi ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon. Avainteknologiat pystyvät tuottamaan uusia sovellusalueita ja liiketoiminnallisia mahdollisuuksia. Loppukäyttäjä ei välttämättä tunnista käytetyn teknologian piirteitä lopputuotteessa. OECD:n mukaan teknologian ennakointi on systemaattista tieteen, teknologian, talouden ja yhteiskunnan pitkän aikavälin kehityksen laaja-alaista tarkastelua. Ennakoinnin avulla pyritään tunnistamaan lupaavia teknologia- ja sovellusalueita, joilla todennäköisesti tulee olemaan suuria vaikutuksia talouteen ja yhteiskuntaan. Tavoitteena on myös parantaa kehitystyön onnistumismahdollisuuksia tarkoituksenmukaisia rakenteita ja yhteistyömuotoja edistämällä. 1.2 Teknologian ja liiketoiminnan yhteys Teknologian kehitys sekä verkottuva ja globalisoituva maailma muuttavat yrityksiä ja niiden liiketoimintamalleja. Uusien teknologioiden vaikutus on kahdensuuntainen: teknologia luo edellytyksiä uusille toimintatavoille ja uudet toimintatavat tarvitsevat uusia teknologisia ratkaisuja (Luomala ym). Liiketoimintamalli tarkoittaa sellaista yrityksen tekemää valintaa, jossa määritellään lisäarvo asiakkaalle value creation sekä ansaintamalli value capture (Teknologiateollisuus ry 2003). Kuva 2. Teknologian elementit Ihminen Prosessit Tekniikka Teknologia Yrityksen menestymisen kannalta on tärkeää ymmärtää ihmisen, prosessien ja tekniikan muodostaman yhdistelmän kyvykkyys tuottaa ratkaisu, joka tuottaa lisäarvoa asiakkaalle. Yhä useammat yritykset hakevat perinteisten tuotteiden rinnalle uusia ansainnan keinoja, joilla ne voivat erottua kilpailijoista. Yritykset kehittävät myös innovatiivisia toimintamalleja, joilla voidaan lisätä prosessien tehokkuutta ja laaduntuottokykyä. Lisäarvon tuottaminen niin haastavaa kuin se onkin on välttämätön mutta ei riittävä perusta liiketoiminnan käynnistämiseksi. Tarvitaan myös näkemys siitä, miten kehitetystä ratkaisusta aikaansaadaan taloudellisesti kannattavaa liiketoimintaa. Ansaintamallien määrittäminen muodostuu entistäkin tärkeämmäksi, kun sähköinen liiketoiminta yleistyy ja kun aineettomien tuotteiden, kuten tiedon ja palveluiden, osuus liiketoiminnan volyymista kasvaa. Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II49
1.3 Tulevaisuuden avainteknologioiden valintaperusteet Tässä raportissa tulevaisuuden avainteknologioiksi on valittu tieto- ja viestintäteknologia, bioteknologia, materiaaliteknologia ja nanoteknologia. Avainteknologioiden valinta perustuu syksyllä 2004 järjestettyyn Tulevaisuusluotain-seminaariin, jossa oli Tekesin teknologiajohtajia ja -asiantuntijoita alustamassa tulevaisuuden avainteknologioista ja niihin liittyvistä sovellus- ja liiketoimintamahdollisuuksista. Tekes on linjannut tieto- ja viestintäteknologian, bioteknologian, materiaaliteknologian ja nanoteknologian painopistealueikseen maaliskuussa 2005 julkaisemassaan Innovaatioista hyvinvointia -strategiaraportissa. Nämä teknologiat on todettu myös useissa muissa selvityksissä tärkeiksi yhteiskunnan kehitystä eteenpäin vieviksi teknologioiksi (katso esim. Ahlqvist 2003). 1.4 Tieto- ja viestintäteknologia Tieto- ja viestintäklusteri muodostuu elektroniikka- ja sähköteollisuudesta, ohjelmistoliiketoiminnasta, tietoliikennepalveluista ja sisältöliiketoiminnasta. Alan yritykset työllistivät Suomessa yli 150 000 henkeä vuonna 2002. Käyttäjiä ovat mm. palveluyritykset, tuotannolliset yritykset, julkiset organisaatiot, kuluttajat ja kotitaloudet sekä liikkuvat käyttäjät. (Silvennoinen 7.9.2004.) Tieto- ja viestintäteknologia (ICT) muuttuu infrastruktuuriksi, joka on keskeinen yleisenä tuotannollisena rakenteena. Tieto- ja viestintäteknologiaa sovelletaan yhä enemmän perustyökaluna eri aloilla. Kilpailuetu syntyy erityisesti teknologian käytettävyydestä ja sovelluksista. (Ahlqvist 2003; Elinkeinoelämän keskusliitto 2004.) Tieto- ja viestintäteknologiassa voimakasta kasvua tapahtuu prosessoreiden nopeudessa, muistien kapasiteetissa, verkkojen siirtonopeudessa, ohjelmistoissa sekä käsiteltävän ja varastoitavan informaation määrässä. Myös sulautettujen prosessorien käytön yleistyminen jatkuu, samoin entistä useammat laitteet voidaan liittää tietoverkkoihin. (Tekes 2005.) Tähän saakka Suomi on ollut tieto- ja viestintäteknologian osaamisen edelläkävijä, mikä on perustunut varhaiseen liikkeellelähtöön ja uuden teknologian ennakkoluulottomaan soveltamiseen. Myös suomalaiset kuluttajat ottavat uutta teknologiaa ja viestintätapoja nopeasti käyttöönsä. Teknologisia vahvuuksiamme ovat tietoliikenneteknologia, langattomat teknologiat, radiotekniikka, mittaustekniikka, lääketieteellinen elektroniikka, ohjelmistoteknologia, tuotantoteknologia sekä järjestelmäkehityksen, sulautettujen ohjelmistojen ja automaation osaaminen. (Tekes 2005; Hansén ym. 2004.) Tulevaisuuden kehityshaasteisiin kuuluvat muun muassa huippututkimuksen ja perusosaamisen kehittäminen, prosessien uudistaminen, uuden teknologian soveltaminen eri aloilla sekä innovaatioiden kaupallistaminen (Tekes 2005). Taulukko 1. ICT-sektorin asiakas- ja lähialat sekä keskeisiä aiheita ICT-pohjaisille tuotteille ja palveluille ICT-SEKTORIN ASIAKAS- JA LÄHIALAT Tuotannolliset yritykset Globaali verkottuminen, tuottavuus Palveluliiketoiminta Bio-, ICT-, metalli-, metsä-, paperiteollisuus, energiantuotanto Julkinen sektori Julkisen ja yksityisen sektorin uudet toimintamallit Terveydenhuolto, sosiaalipalvelut, koulutus, hallinto ja tutkimus Lähde: Tekes, mukaillen Palveluyritykset ICT-palvelut Digitaaliset palvelut ICT mahdollistajana (verkkopalvelut yms.) Kiinteistöliiketoiminta Rahoitus ja vakuutus Kauppa ja logistiikka Terveydenhuolto Yksilöt, yhteisöt ja kotitaloudet Terveys ja hyvinvointi Elämykset, vapaaaika ja harrastukset Yhteisöt, viihde ja pelit Turvatuotteet KESKEISIÄ AIHEITA ICT-POHJAISILLE TUOTTEILLE JA PALVELUILLE Henkilökohtainen viestintä Liiketoimintaprosessit, uudet toimintatavat, tuottavuus Asiantuntijatyö Järjestelmien integrointi, sähköiset transaktiot, tieto- ja muut turvatuotteet Hyvinvointi, terveys, viihde, kulttuuri, oppiminen Sulautettu älykkyys Digitaaliset IPR-tuotteet ja -palvelut 10 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II
1.5 Bioteknologia OECD:n määritelmän mukaan biotekniikka on tieteen ja teknologian soveltamista eläviin organismeihin, niiden osiin, tuotoksiin ja niitä koskeviin malleihin. Tarkoituksena on muuttaa elävää tai elotonta materiaalia tiedon, tuotteiden ja palvelujen tuottamista varten. Suomalaisen bioalan vahvuus on korkeatasoinen tutkimus ja osaaminen. Biotekniikan ja biolääketieteen tutkimusta on Suomessa tehty jo 1980-luvun alusta lähtien. Uusista yrityksistä huomattava osa syntyy yliopistollisen tutkimustyön seurauksena ja ne toimivat jonkin biotekniikkaan erikoistuneen teknologiakeskuksen vaikutuspiirissä. Biotekniikkakeskittymät ovat syntyneet yliopistojen yhteyteen, ja niistä merkittävimmät sijaitsevat pääkaupunkiseudulla, Turussa, Tampereella, Kuopiossa ja Oulussa. Bioalan yrittäjyyden erityispiirteenä on kehitystyön hitaus. Erityisesti lääkkeiden kehittäminen on hidasta ja kallista. Idean kehittäminen valmiiksi tuotteeksi saattaa viedä jopa yli kymmenen vuotta. Menetelmien kehittyminen nopeuttaa prosessia. Toisaalta tuotteiden hyväksymismenettely ja rahoituksen niukkuus hidastavat tuotteiden päätymistä markkinoille. Taloudellisesti kannattava toiminta saavutetaan vasta monen toimintavuoden jälkeen. Myös rahoittajalta tämä vaatii poikkeuksellista kärsivällisyyttä, kun sijoitukselle ei saa vastinetta lyhyellä aikavälillä. Suomen bioteollisuus on vielä nuorta; 75 prosenttia yrityksistä on perustettu vuoden 1990 jälkeen, 25 prosenttia vuoden 2000 jälkeen. Suomessa on noin 140 bioyritystä, joista noin 70 prosenttia on biotekniikkaa tai siihen läheisesti liittyviä tekniikoita hyödyntäviä yrityksiä (ns. core companies). Loput 30 prosenttia ovat tätä toimintaa tukevia yrityksiä pääasiassa alihankinta- tai konsulttiyrityksiä (ns. support companies). Noin 90 suomalaisella bioyrityksellä on joko omaa tutkimustoimintaa tai ne tekevät tutkimusta alihankintana muille yrityksille. Kaupallista tai tutkimukseen tarvittavaa tuotantoa on noin 40 yrityksellä. Suomen bioala niin tutkimus kuin teollisuuskin on painottunut terveydenhuoltosektorille. Neljännes bioalan yrityksistä toimii lääkekehityssektorilla ja saman verran yrityksiä toimii diagnostiikan parissa. Biomateriaali-, elintarvike- ja rehu- sekä entsyymisektoreille kuuluu kuhunkin noin 10 prosenttia kaikista yrityksistä. Bioinformatiikka-yrityksiä on noin 5 prosenttia ja ympäristösovelluksiin keskittyviä yrityksiä vajaat 5 prosenttia. ETLAn arvion mukaan pienten ja keskisuurten bioyritysten yhteenlaskettu myynti oli 330 miljoonaa euroa vuonna 2003. Tästä 70 prosenttia tuli yrityksiltä, jotka toimivat elintarvike-, maatalous- ja entsyymisektoreilla, 30 prosenttia lääkekehitysyrityksiltä ja 20 prosenttia yrityksiltä, jotka toimivat diagnostiikkasektorilla. Toiminta oli tappiollista; liikevoitto oli -60 miljoonaa euroa ja tulos -70 miljoonaa euroa. Bioteollisuuden lähitulevaisuuden kasvuodotukset ovat kuitenkin optimistisia. Vuosille 2003 2008 suurinta kasvua odottavat lääkekehitysyritykset. Myös biomateriaaliyritysten sekä tutkimuspalveluja tuottavien yritysten odotukset ovat suuret. Suomessa on vahvat bioprosessitekniikkaperinteet. Osoituksena tästä Suomi on edelleen yksi johtavista teollisten entsyymien tuottajamaista maailmassa. Suomen vankka bioprosessiosaaminen ja monet globaalit tekijät, kuten Kioton ilmastosopimus, Kiinan ja Intian nopea teollistuminen, raakaöljyn hinnankehitys sekä EU:n tavoitteet kestävästä kehityksestä, antavat mahdollisuuden rakentaa aivan uutta osaamista ja toisaalta vahvistaa perinteisten toimialojen kilpailukykyä. Taulukko 2. Bioteknologian sovellusalueet Lääketiede Lääketieteellinen tutkimus Lääkekehitys Rokotteet Diagnostiikka Metsätalous Biosaostumien hallinta Kuitujen modifiointi Selluloosan valkaisu Bioprosessit Kemikaalien tuotanto Entsyymien tuotanto Fermetointi Biokatalyysi Lähde: Tekes Elintarvikkeet Terveysvaikutteiset elintarvikkeet Elintarvikkeiden ja rehujen tuotantomenetelmät Elintarvikeanalytiikka Elintarvikkeiden komponentit Maatalous ja ympäristö Biopolttoaineet Biojätteiden käsittely Kasvi- ja eläinjalostus Materiaalit Lääketieteelliset biomateriaalit Teolliset biomateriaalit (esim. tärkkelys, puuvilla) Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II411
1.6 Materiaaliteknologia Materiaaliteknologia käsittelee materiaalien valmistusta, niiden ominaisuuksia ja muovattavuutta sekä erilaisia liittämismenetelmiä. Materiaaliteknologia sisältää myös tuotteiden käyttöön, hävittämiseen ja kierrätykseen liittyvät materiaalikohtaiset seikat. Suomen keskeisten teollisuudenalojen toiminta perustuu laajamittaiseen materiaalien tuotantoon, jatkojalostukseen, soveltamiseen ja ominaisuuksien hyödyntämiseen. Materiaalien valmistustekniikan kehittyminen ja uusien materiaaliominaisuuksien löytyminen on avannut aivan uusia sovellusalueita, joiden varaan on syntynyt yrityksiä. Suomessa on materiaaliteknologian alalla kansainvälisesti huipputason osaamista ja liiketoimintaa. Uuden materiaaliteknologian avulla voidaan nostaa tuotteiden jalostusarvoa sekä kehittää kokonaan uusia tuotesukupolvia. Uusiin materiaaleihin liittyy materiaalien toiminnallisuus, älykkyys ja yhteensopivuus sekä elinkaaren aikaisten vaikutusten huomioon ottaminen. Materiaaliteknologia on ratkaisevassa asemassa muun muassa kehitettäessä prosessien hyötysuhteita, laitteiden elinikää sekä kierrätettäväksi sopimattomien jätteiden energiasisällön käyttöä (Tekes 2005). Materiaaliteknologian sovellusten kehittämiseen tarvitaan poikkiteknologisia ja monitieteisiä osaamisverkostoja. Ennakkoluulottomalla kehitystoiminnalla voidaan löytää uusia kasvualueita eri alojen rajapinnoilta. Esimerkiksi metsä- sekä tieto- ja viestintäklusterin osaamista yhdistämällä voidaan kehittää älykkäitä, jäljitettäviä pakkauksia, jotka avaavat taas uusia mahdollisuuksia elintarviketeollisuudelle ja kaupalle (Tekes Taulukko 3. Esimerkkejä materiaaliteknologian sovellutuksista Hyödynnettävissä 1 5 vuoden kuluttua Köyhien ja kompleksisten raaka-ainevarojen hyödyntäminen Mikroanturit Elektroniikan integrointi rakenteisiin Tehokas sähkön varastointi Kestävän kehityksen mukaiset rakenteet Lähde: Tekes, mukaillen Hyödynnettävissä 5 10 vuoden kuluttua Vetyyn pohjautuvan energiatuotannon polttokammiot Bioliukenevat keinokudokset Luonnon rakenteiden hyödyntäminen Hybridimedia 2005). Lujat teräkset puolestaan mahdollistavat keveiden kuljetusvälineiden ja metsäkoneiden rakentamisen. 1.7 Nanoteknologia Nanoteknologialla tarkoitetaan tiedettä ja teknologiaa, jossa toimitaan atomien ja molekyylien tasolla eli nanokokoluokassa. Nanomittakaavan rakenneyksiköt ovat kooltaan alle sata nanometriä; nanotason rakenne täytyy suurentaa yli kymmenenmiljoonaakertaiseksi ennen kuin sen yksityiskohtia voi havaita paljaalla silmällä. Nanokokoluokan muutokset materiaalin molekyylirakenteessa voivat parantaa huomattavasti materiaalin suuremmassa kokoluokassa havaittavia fyysisiä ja kemiallisia ominaisuuksia (Tekes 2005). Nanoteknologiassa fysiikka, kemia, biologia ja materiaalitieteet sulautuvat yhdeksi kokonaisuudeksi. Nanoteknologia on mahdollistava teknologia ja sitä voidaan hyödyntää lähes kaikilla aloilla. Poikkiteknologinen luonne tarjoaa potentiaalia uusille innovaatioille ja liiketoiminnalle. Nanoteknologiassa onkin erityisen tärkeää tehdä kansainvälistä, eri tieteiden rajat ylittävää verkostoyhteistyötä. (Kivikoski 8.9.2004; Tekes 2005.) Nanoteknologiasta ollaan tällä hetkellä hyvin kiinnostuneita ja siihen kohdistuu suuria välillä ehkä ylioptimistisiakin odotuksia. Muun muassa kestävän kehityksen ja ympäristölähtöisyyden vaatimukset ovat lisänneet tutkijoiden kiinnostusta nanoteknologiaan. (Tekes 2005.) Nanomittakaavan tuotteet ovat ekotehokkaita; ne vaativat vain vähän raaka-aineita, kuluttavat vähän energiaa ja voidaan sijoittaa lähes minne tahansa. Erityisen suuret markkinaodotukset kohdistuvat nanorakenteisiin materiaaleihin, nanoelektroniikkaan ja nanobioteknologiaan. (Tekes 2005.) Kaiken kaikkiaan nanoteknologiaan liitettävien tavaroiden ja palveluiden arvon ennakoidaan olevan vuonna 2015 maltillisen skenaarion mukaan 500 miljardia Yhdysvaltain dollaria, aggressiivisen skenaarion mukaan peräti 2,0 biljoonaa Yhdysvaltain dollaria. Vuosikasvun ennakoidaan olevan 30 40 prosenttia. (Kivikoski 8.9.2004.) Nanoteknologiaan liittyvissä tehtävissä työskentelee Suomessa yhteensä 300 500 henkeä. Määrän ennakoidaan kasvavan tulevaisuudessa voimakkaasti. Nanoteknologiaan keskittyneitä yrityksiä on 60 ja niiden toiminnan luonne vaihtelee vakiintuneesta nanoteknologiaan perustuvasta liiketoiminnasta soveltavaan tutkimukseen. Nanotieteiden ja -teknologioiden sekä niitä sivuavien alojen tutkijoita on Suomessa noin 400. (Tilastokeskus 2005.) 12 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II
Taulukko 4. Nanoteknologian sovelluksia Soveltava tutkimus Tuotekehitys Kaupallistaminen Vakiintunut alkamassa liiketoiminta Elektroniikka Uudet muotoilu- ja Akkuteknologiat Uudet laser- Laserit pakkaus- Uudet anturit teknologiat Pinnoitteet menetelmät Elektroniset Uudet optiset Anturit; nanoelektroniikassa painotuotteet kuidut esim. kaasu Elektroniset Diffraktiivinen pakkaukset optiikka Lääketiede Nanopinnoitteet Bioanturit Diagnostiset ja biotekniikka muoveissa Nanopartikkelit järjestelmät Bioanturit diagnostiikassa Entsyymit ja DNA-sirut reagenssit Kemia Prosessien tehokkuuden Nanokomposiitit Koboltti ja nikkeli Katalyytit UV-suoja Titaanidioksidi Johtavat polymeerit parannukset nanopulverit maaleissa Metsä Älykkäät Räätälöidyt paperit, Funktionaaliset pakkaukset, kartongit polymeerit anturit Nanosuodattimet Metalli Keraamiset Itsepuhdistuvat ja Hiilipinnoitteet naarmuuntu- mattomat metallipinnoitteet metalleja korvaavat yhdisteet Muut ESD-tekstiilit Keramiikka Vedenpuhdistus Nanopinnoitteet Nanokomposiitit pakkauksissa Nanokuidut ilmansuodattimiin lasissa Nanopartikkelit ja UV-suodatus kosmetiikassa Autojen katalysaattorit Lähde: Tekes, mukaillen Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II413
2. Tulevaisuusluotain-seminaarin ryhmätyöt: yhteenveto ja tulevaisuuspyörät Tässä luvussa esitetään tiivistelmä syyskuussa 2004 järjestetyn Tulevaisuusluotain-seminaarin ryhmätöiden sekä teknologiaworkshopien tuloksista. Seminaarissa tehtiin tulevaisuuspyöräharjoitus, jossa pyrittiin kiteyttämään Menestysklustereita tänään ja 2015 -väliraportin näkemyksiä tulevaisuusluotainklustereiden uudistumistarpeista. Väliraportissa todettiin, että vähäistä osaamista vaativaa massatavaratuotantoa siirtyy maastamme pois halvempien työvoimakustannusten maihin. Mihin huippuosaamista vaativiin tuotteisiin ja palveluihin tulevaisuusluotainklusterit voisivat suuntautua, jotta tuotanto, työpaikat ja hyvinvointi säilyisi Suomessa? Tulevaisuuspyöristä on esimerkkejä raportin liiteosuudessa. Myöhemmin syksyllä järjestetyissä teknologiaworkshopeissa laadittiin seminaariaineistojen pohjalta yhteenveto tulevaisuuspyöristä, joka on nähtävissä kuvassa 3. Kuvassa 3 tulevaisuuspyörän uloimmalla kehällä on muutosvoimia, jotka luovat painetta ja mahdollisuuksia teknologioiden, uusien sovellusten, asiakasratkaisujen, tuotteiden, palvelujen ja liiketoimintamallien kehittämiseen. Väestön ikääntyminen, eettisyys, turvallisuus, kestävä kehitys, globaali työnjaon muutos, tieto- ja viestintäteknologia sekä elämyksellisyys ovat muutosvoimia, jotka on tunnistettu Tulevaisuusluotain-prosessin aikana (ks. Menestysklustereita tänään ja 2015 -väliraportti). Tiivistelmä muutosvoimien sisällöstä on nähtävissä taulukossa 5. Kuva 3. Yhteenveto tulevaisuuspyöristä Eettisyys Turvallisuus Väestön ikääntyminen Ympäristön älykkyys Kestävä kehitys Virtuaalisuus Uudet materiaalit Muuttvat liiketoimintamallit: Asiakaslähtöisyys Verkostoituminen Erikoistuminen Tuote- ja palvelukonseptit Riskien hallinta Elinkaaren hallinta Elämyksellisyys ICT keskeisenä tuotantorakenteena Globaali työnjaon muutos 14 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II
Taulukko 5. Muutosvoimien kuvaus Väestön ikääntyminen Globaali työnjaon muutos Eettisyys Kestävä kehitys Turvallisuus ICT keskeisenä tuotantorakenteena Elämyksellisyys Kilpailu huippuosaajista kiristyy Ikääntyvät ovat ostovoimainen markkinakohderyhmä Ikääntyneiden itsenäisen selviytymisen tukemiseksi tarvitaan sosiaalisia ja teknologisia innovaatioita Vähän osaamista vaativien tehtävien siirtyminen halvempien tuotantokustannusten maihin ja markkinoiden läheisyyteen jatkuu Kilpailu osaamisintensiivisillä aloilla kiristyy Yritysten etiikka nousee tärkeäksi kilpailukykytekijäksi (esim. ihmisoikeudet, työntekijöiden oikeudet, ei käytetä lapsityövoimaa, ympäristöystävällisyys) Eettinen sijoittaminen yleistyy Ekotehokkuuden vaatimus; käytetään mahdollisimman vähän ja ympäristöystävällisiä materiaaleja, raaka-aineita ja energiaa Kasvava tarve ihmisten, omaisuuden ja kiinteistöjen turvallisuutta sekä tietoturvaa parantaville tuotteille ja palveluille Tieto- ja viestintäteknologiaa sovelletaan perustyökaluna eri aloilla Suuntauksena on teknologinen konvergenssi eli teknologioiden ja sovellusten lähentyminen ja yhdentyminen. Konvergenssi pohjautuu tiedon (ääni, kuva, teksti) digitalisoitumiseen Elinympäristön digitaalinen älykkyys kasvaa, kun tietotekniikka sulautuu yhä useampiin laitteisiin ja esineisiin Elämysten tavoittelu lisääntyy kaikissa ikäryhmissä Viihteellisyyden kasvu kaikkialla Tuotteiden muotoilu ja esteettisyys keskeisiä kilpailukykytekijöitä Lähde: Elinkeinoelämän keskusliitto 2004 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II415
Tulevaisuuspyörän sisäkaarelle on sijoitettu eräitä toimintaympäristön muutosvoimista heijastuvia tulevaisuusluotainklustereiden uudistumismahdollisuuksia. Tulevaisuusluotain-verkoston mukaan mahdollisuuksia uusien suomalaisten menestystuotteiden ja -palveluiden kehittämiseen voisi löytyä mm. riskien tunnistamisen ja arvioinnin kehittämisestä, tuotteen elinkaaren hallinnan kehittämisestä, uusien materiaalien kehittämisestä, virtuaalisuudesta sekä ympäristön älykkyydestä. Tunnistetut tulevaisuuden suuntautumisvaihtoehdot ovat sukua toinen toisilleen. Ne ovat usein syntyneet kasvavasta paineesta lisätä kestävää kehitystä globaalilla tasolla. Tulevaisuusluotaimessa ennakoitiin, että suomalaisilla yrityksillä olisi mahdollisuuksia tehdä kilpailevia tuotteita paremmasta ekotehokkuudesta aikaisempaa tärkeämpi menestystekijä. Tälle löytyy perusteita: Suomen elinkeinoelämän ekotehokkuus on nykyisin maailman huippuluokkaa. Raaka-aineita ja energiaa käytetään paljon, mutta siitä aiheutuvat päästöt ovat asukaslukuun ja tuotantomääriin verrattuna pienet. Maamme valmistava teollisuus on hyvin linjassa muun yhteiskunnan ympäristötavoitteiden kanssa. Tästä on saatu myös kansainvälistä tunnustusta; jo kolme kertaa peräkkäin Suomi on sijoittunut maailman valtioiden ympäristöllistä kestävyyttä mittaavan World Economic Forumin vertailun kärkeen. Uudistuminen vaatii osaamista kaikilla avainteknologia-alueilla: ICT, nano-, materiaali- ja bioteknologia. Menestystuotteiden ja -palveluiden kehittäminen ja kaupallistaminen edellyttävät aktiivista toimintaympäristön muutosten ja asiakastarpeiden ennakointia, tuote- ja palvelumahdollisuuksien tunnistamista sekä liiketaloudellisesti kestävien ratkaisujen kehittämistä tunnistettuihin tarpeisiin. 2.1 Elinkaaren hallintaan liittyvät teknologiat Elinkaaren hallintaan liittyviä menestystuotteita ja -palveluita voidaan kehittää jokaisessa Tulevaisuusluotainklusterissa. Elinkaaren hallinta määriteltiin tuotteen tekemiseksi jo alusta pitäen sellaiseksi, että tuote kestää, kierrätettävyys on varmistettu eikä hävittäminen ole ongelma. Pyritään vähän luonnonvaroja kuluttaviin tuotantoprosesseihin, esimerkiksi kevyisiin materiaaleihin ja uusiutuviin energiaratkaisuihin. Elinkaariteknologia sisältää lisäarvoa tuottavien palveluiden tuottamisen asiakkaille. Samalla kun tavoitellaan yhteiskunnallista kokonaishyötyä ja kestävää kehitystä jopa globaalilla tasolla, ympäristöystävällisyydestä ja muista lisäarvopalveluista koituu yhä enemmän liiketaloudellista hyötyä sekä palvelun tuottajalle että kuluttajalle. Esimerkiksi etäratkaisut, joissa älykkäällä automaatiolla varustettu kone kerää itsestään tietoja ja välittää ne kunnossapito- ja tuotehallintajärjestelmien kautta asiakkaalle, luovat uusia ansaintamahdollisuuksia palvelun tuottajalle ja auttavat asiakasta varmistamaan investointien parhaan mahdollisen hyödyntämisen. 2.2 Uusien materiaalien kehittäminen Materiaaliteknologian alueella tapahtuvat innovaatiot liittyvät kiinteästi elinkaariajatteluun. Esimerkiksi luonnonvarojen rajallisuus aiheuttaa tarvetta vähäaineistumiseen ja miniatyrisointiin. Toisaalta esimerkiksi vapaa-aikaan ja urheiluun liittyvissä tuotteissa materiaaliuudistukset lähtevät paitsi kestävyyden, myös käyttömukavuuden parantamisesta. Uusien materiaalien kehittämisessä käytetään hyödyksi nanoteknologiaa. Nanoteknologiassa fysiikka, kemia, bio- ja materiaalitieteet sulautuvat yhdeksi kokonaisuudeksi. Biomateriaalien avulla voidaan keinotekoisesti tuottaa elävää kudosta lääketieteellisiin ja kosmeettisiin tarkoituksiin (Elinkeinoelämän keskusliitto 2004). 2.3 Riskien tunnistamisen ja arvioinnin kehittäminen Ennakoitiin, että Suomella voisi olla vahva rooli infrastruktuurin luotettavuuteen ja toimivuuteen liittyvien ratkaisujen kehittämisessä ja soveltamisessa. Tieto- ja viestintäteknologian avulla voidaan parantaa yksittäisten ihmisten, omaisuuden, kiinteistöjen ja valtioiden turvallisuutta sekä tietoturvallisuutta. Tulevaisuuden tuotteita ja palveluita voi syntyä esimerkiksi kulunvalvonnan ja biometrisen tunnistuksen, etäohjauksen, sähköisen tiedon varmentamisen, prosessien turvallisuuden ja logistisen turvallisuuden alueille. 2.4 Ympäristön älykkyys Ympäristön älykkyys tarkoittaa, että elinympäristöömme tulee yhä enemmän laitteita, joihin on upotettu tietoliikenneprosessori, langaton tietoliikenneyhteys ja muuta elektroniikkaa. Teknologia sulautuu ympäristöönsä, jolloin se ei häiritse käyttäjänsä toimintoja. 16 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II
Perinteisestä pääte/näppäimistö/hiiri/näyttö -ympäristöstä luovutaan ja edetään kohti ympäristöjä, joissa ihmiset ovat vuorovaikutuksessa ympäröivän maailman kanssa. Ihmisten normaalit, luonnolliset toiminnot, kuten puhe ja eleet, toimivat tietojärjestelmien syötteinä. Tästä käytetään myös termiä läsnä-äly eli ubiquitous computing. Osaamistarpeiden näkökulmasta ympäristön älykkyyden lisääntyminen korostaa kykyä kehittää käyttäjäystävällistä, ihmisten mittaista teknologiaa, esimerkiksi helppokäyttöisiä käyttöliittymiä. Käyttäjäystävällisyyden kehittäminen vaatii panostuksia asiakaskäyttäytymis-, markkina- ja käytettävyystutkimukseen. Asiakasystävällisyyden kehittyminen edellyttää standardeja, jolloin laitteiden yhteensopivuus paranee. Samalla kilpailutekijät muuttuvat; kun tuote kootaan standardisoiduista moduuleista, lisäarvoa haetaan palveluista, sisällöistä ja muotoilusta. On osattava myös arvioida ja osoittaa ympäristön älykkyydestä syntyviä taloudellisia hyötyjä. Haasteena on luoda taloudellisesti kestäviä ratkaisuja esimerkiksi terveydenhuollon ja ikääntyvän väestön tarpeisiin. 2.5 Virtuaaliteknologiat Virtuaaliteknologioilla tarkoitetaan todellisen tuntuisiksi elämyksiksi muunnettuja illuusioita. Esimerkiksi grafiikkatietokoneiden, projektoreiden, paikannuslaitteiden ja stereolasien avulla voidaan luoda virtuaalitiloja, jotka auttavat eri alojen ammattilaisia heidän työssään. Sisustusarkkitehti pääsee rakennuksen sisälle, insinööri tuotantolinjalle ja lääkäri ihmisen elimistöön tutkimaan, havainnoimaan ja tekemään päätöksiä. Todellisen tuntuisten virtuaalielämysten luominen tuo sovellusmahdollisuuksia myös oppimiseen, viihteeseen ja vapaa-aikaan. 2.6 Uudistuvat liiketoimintamallit Merkittävimmäksi toimintaympäristön muutoksista sekä erityisesti teknologian kehityksestä aiheutuvaksi toisaalta haasteeksi, toisaalta mahdollisuudeksi nähtiin kuvan 3 keskelle sijoitettu liiketoimintamallien muuttuminen. Asiakaslähtöisyydellä, verkostoitumisella, erikoistumisella sekä tuote- ja palvelukonsepteilla voidaan luoda menestyvää liiketoimintaa. Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II417
3. Millaisella osaamisella teknologian mahdollisuudet voidaan hyödyntää? Tässä luvussa luodaan katsaus eräisiin teknologian kehittämisen ja hyödyntämisen kannalta tärkeisiin osaamistarpeisiin: tekniikan erikoisosaamiseen, matemaattis-luonnontieteelliseen perus- ja sovellusosaamiseen, luovuuteen ja innovatiivisuuteen, liiketoimintaosaamiseen, muotoiluosaamiseen, palveluosaamiseen sekä verkosto-osaamiseen. Osaamistarpeiden paikallistaminen pohjautuu Menestysklustereita tänään ja 2015 -raportin aineistoon sekä tämän raportin lukuihin 1 2. Osaamistarpeiden ennakointia syvennetään syksyllä 2006 julkaistavassa Tulevaisuusluotaimen loppuraportissa. Teknologian mahdollisuuksien hyödyntäminen edellyttää monipuolista osaamista ja ennen muuta kykyä yhdistää erilaisia osaamisen alueita. Teknisen tuotteen kehittämiseen tarvitaan vahvaa teknis-luonnontieteellistä osaamista. Teknis-luonnontieteellinen tieto ei kuitenkaan yksin takaa tuotteen menestymistä markkinoilla. Onnistunut tuotteistaminen on yhä enemmän sidoksissa muotoiluun, mielikuvatekijöihin sekä tuotteisiin liittyvien palveluiden kehittämiseen. Uuden teknolo- Kuva 4. Teknologian kehittämiseen ja hyödyntämiseen kytkeytyviä osaamishaasteita Luovuus ja innovaatiokyvykkyys Muotoiluosaaminen Tekniikan erikoisosaaminen Liiketoimintaosaaminen Kansallinen ja kansainvälinen verkostoosaaminen Matemaattisluonnontieteellinen perus- ja sovellusosaaminen Palveluosaaminen gian yleistyminen edellyttää myös sitä, että mahdolliset käyttäjät ovat motivoituneita ja valmiita oppimaan uusia asioita. Mitä radikaalimpi innovaatio on kyseessä, sitä enemmän on paneuduttava markkinoiden luomiseen ja markkinointiviestintään. (esim. Lievonen 2003; Valtioneuvoston kanslia 2004.) Kaupallisesti menestyksekkään teknologian kehittämiseen tarvittavan osaamisen monimuotoisuus asettaa koko koulutusjärjestelmämme merkittävän haasteen eteen. Koulutuksen sisällöt sekä monialainen yhteistyö nousevat keskeisiksi kysymyksiksi koulutusala- ja mitoituskysymysten ohella. Miten esimerkiksi liiketoiminta-osaamiseen liittyvää koulutusta integroidaan tekniikan koulutukseen, teknologiaa hoitoalojen koulutukseen tai kulttuuriosaamista tekniikan ja kaupan koulutukseen? Toisaalta herää kysymys, miten huolehditaan eri ammateissa tarvittavien perustaitojen koulutuksesta samaan aikaan kun osaamistarpeet näyttävät monimuotoistuvan. Selvää on, että osa osaamisen kehittämisestä tapahtuu vasta työelämässä. 3.1 Matemaattis-luonnontieteellinen osaaminen Tulevaisuusluotainklustereissa hyvä matemaattis-luonnontieteellinen osaaminen on keskeinen edellytys kansainvälisessä kilpailussa menestymiselle; tarvitaan korkeatasoista teoreettista osaamista sekä kykyä soveltaa sitä. Luonnontieteisiin luetaan kuuluviksi fysiikka, kemia, biologia ja maantiede. Opetushallituksessa toteutettiin vuosina 1996 2002 LUMA eli matematiikan ja luonnontieteiden opetuksen kehittämisprojekti. Projekti oli osa opetusministeriön koordinoimaa valtakunnallista kehittämisohjelmaa, jossa pyrittiin nostamaan suomalaisten matematiikan ja luonnontieteiden osaaminen kansainväliselle tasolle. Eräänä tavoitteena projektissa oli aloituspaikkojen määrän kasvattaminen luonnonvara-aloilla sekä tekniikan ja liikenteen koulutuksessa ammattikorkeakouluissa ja yliopistoissa. (LUMA-tukiryhmä 2002.) Tältä osin asetetut tavoitteet on saavutettu. Ongelmana on kuitenkin edelleen, että lukioista ei valmistu riittävästi luonnontieteiden ja matematiikan laajoja oppimääriä opiskelleita ylioppilaita. 18 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II
Matematiikan laajan oppimäärän valinneiden lukumäärä on kasvanut lukioissa opiskelijoiden kokonaismäärän kasvun myötä. Lukion päättäneistä opiskelijoista noin 40 prosenttia on suorittanut matematiikan laajan oppimäärän. Pitkän matematiikan kirjoittaneiden ylioppilaiden määrä on kasvanut viime vuosina hieman. Heitä oli vajaat 11 700 eli 33 prosenttia vuoden 2003 ylioppilaista. (LUMA-tukiryhmä 2002.) Reaalikokeen osalta LUMA-hankkeessa oli asetettu tavoitteeksi, että fysiikan tehtäviin vastaa yli 12 000 ja kemian tehtäviin yli 9 000 opiskelijaa. Näyttää kuitenkin siltä, että asetettuja tavoitteita ei lähivuosina saavuteta. Biologian tehtäviin vastanneiden määrät ovat jopa pienentyneet. Maantiedon kysymyksiin vastanneiden määrissä ei ole tapahtunut juuri muutoksia. (LUMAtukiryhmä 2002.) Niin kansallisten kuin kansainvälistenkin oppimistulostutkimusten mukaan tyttöjen ja poikien osaaminen on peruskoulun matematiikassa ja luonnontieteissä useilla osa-alueilla täysin samantasoista. Tästä huolimatta huomattavasti pienempi osa tytöistä kuin pojista valitsee matematiikan laajan oppimäärän lukiossa. (LUMA-tukiryhmä 2002.) Perinteiset, vahvasti sukupuolen mukaan jakautuneet valinnat näkyvät myös opintoihin hakeutumisessa. Tytöt ovat vähemmistönä ammattiopistoissa ja ammattikorkeakouluissa tekniikan ja liikenteen alan koulutuksessa sekä teknillis-tieteellisessä yliopistokoulutuksessa. Toisaalta taas muun muassa biologian ja maantieteen yliopisto-opintoihin sekä luokan- ja lastentarhanopettajien koulutukseen tarvittaisiin lisää miehiä. (LUMA-tukiryhmä 2002.) Suomalaiset nuoret ovat menestyneet hyvin matematiikan ja luonnontieteiden oppimistulosten kansainvälisissä vertailuissa. OECD:n PISA-tutkimusohjelma selvittää kolmen vuoden välein 15-vuotiaiden nuorten osaamista lukutaidon, matematiikan ja luonnontieteiden sisältöalueilla. PISA 2003 -tutkimuksen mukaan suomalaisten 15-vuotiaiden nuorten matematiikan ja luonnontieteiden taidot ovat OECD-maiden parasta. Matematiikan osaamisessa samalla tasolla OECD-maista ovat Korea, Alankomaat ja Japani. OECD:n ulkopuolisista maista Suomea korkeampi pistemäärä on Kiinan Hongkongilla. PISA-tutkimuksessa 7 prosenttia Suomen 15-vuotiaista luokiteltiin matematiikan huippuosaajiksi, kun OECD:n keskiarvo oli 4 prosenttia. Toisaalta tutkimuksessa kävi myös ilmi, että suomalaisten nuorten kiinnostus matematiikkaan on keskimääräistä vähäisempää. 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 Kuva 5. Matematiikan laajan oppimäärän kirjoittaneet ylioppilaat vuosina 1997 2003 0 1997 Kuva 6. Uusien nais- ja miesopiskelijoiden osuudet opintoalan mukaan vuonna 2004, % Eläinlääketiet. Terveystieteet Farmasia Psykologia Kasvatustiet. Humanistinen Teologinen Taideteollinen Kuvataide Yht.kuntatiet. Oikeustiet. Musiikki Lääketiet. Hammasl.tiet. Maa- ja metsät. Teatteri Liikuntatiet. Luonnontiet. Kauppatiet. Teknistiet. Miehet Naiset 1998 1999 Naiset 2000 Miehet 2001 2002 2003 0 20 40 60 80 100 Lähde: Tilastokeskus Lähde: KOTA-tietokanta Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II419
3.2 Tekniikan erikoisosaaminen Vahva tekniikan erikoisosaaminen kuuluu ydinosaamisalueisiin, kun kehitetään ja sovelletaan teknologiaa. Tekniikan erikoisosaamisen tärkeys on nähtävissä myös Tulevaisuusluotaimen klustereiden henkilöstön koulutusrakenteessa. Runsaalla puolella teollisuuden henkilöstöstä on tekniikan alan koulutus. Tekniikan taitajien osuus on ollut viime vuosina uutta työvoimaa rekrytoitaessa 70 prosenttia. Näyttäisi siltä, että tekniikan erikoisosaamista painotetaan myös lähivuosina. (Teollisuuden ja Työnantajain Keskusliitto 2004.) Tekniikan osaajien tarvetta kasvattanee lähivuosina odotettavissa oleva työvoiman merkittävä poistuma eläkkeelle. Teollisessa työssä 40 prosenttia vuoden 2000 työllisestä työvoimasta siirtyy pois työmarkkinoilta vuoteen 2015 mennessä. Määrällisesti tämä tarkoittaa noin 160 000 työntekijää. (Hanhijoki ym. 2004.) Opetushallituksen Koulutus ja työvoiman kysyntä 2015 -raportissa (2004) on myös ennakoitu, että tekniikan tutkimus- ja suunnittelutyö kuuluisivat tulevaisuudessa nopeimmin kasvaviin ammattiryhmiin. Tämä johtuu yritysten ja julkisen sektorin kasvaneista panostuksista tutkimukseen ja tuotekehitykseen. Tuotantoteknologioiden uudistaminen, käyttöönotto ja ylläpito lisäisivät asiantuntijatyövoiman tarvetta myös tuotannon suunnittelutehtävissä ja käytännön toteutuksesta vastaavissa asiantuntijatehtävissä. (Hanhijoki ym. 2004.) Kuva 7. Avautuvat työpaikat eniten kasvavissa ammattiryhmissä Tekniikan suunnittelu ja tutkimus Sosiaali- ja vapaa-aika-ala Myyntityö Tekniikan asiantuntijat ja työnjohto Opetus ja kasvatus Sairaanhoitajat ja terveydenhuollon tekninen henkilöstö Muu terveydenhuolto ja kauneudenhoito Julkisen ja yksityisen sektorin johto Maaliikenne Markkinointi-, myynti- ja rahoitusasiantuntijat Metallityö Muut asiantuntijatehtävät Ravintolapalvelu 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Lähde: Koulutus ja työvoiman kysyntä 2015, Opetushallitus 2004 20 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II
Taulukko 6. Rekrytointitarpeen kehitysarviot 2005 2006 koulutuksittain Taulukko 7. Tekniikan erikoisosaamista painotetaan ICT-, rakennus-, kiinteistö- ja infra- sekä kemia- ja bioklustereilla seuraavasti: Koulutus Osuus (%) yrityksistä, joissa tarve kasvaa vuosina 2005 2006 Ammatillinen oppilaitos, tekniikka ja liikenne... 25 Ammattikorkeakoulu, tekniikka ja liikenne... 25 Diplomi-insinööri... 20 Ammattikorkeakoulu, kauppa ja hallinto... 14 Ammatillinen oppilaitos, muu tutkinto... 13 Kauppatieteiden maisteri... 10 Ammattikorkeakoulu, muu tutkinto...7 Ammatillinen oppilaitos, kauppa ja hallinto...6 Muu korkeakoulututkinto...6 Jatkotutkinto...4 Lähde: Teollisuuden ja Työnantajain Keskusliitto 2004 ICT-klusteri mm. ohjelmistotekniikka elektroniikka sähkötekniikka tietoliikennetekniikka automaatio tietotekniikka Rakennus-, kiinteistö- ja infraklusteri mm. talotekniikka tietotekniikka puutekniikka ympäristöteknologiat materiaalitekniikka energiateknologia Kemia- ja bioklusteri mm. materiaalitekniikka biotekniikka nanotekniikka tieto- ja viestintätekniikka kierrätysteknologiat Hyvinvointiklusteri mm. tieto- ja viestintätekniikka biotekniikka elintarviketekniikka SKIP-klusteri mm. (keskiraskas) koneasennus hydrauliikka-asennus perinteinen sähköasennus tietoverkon asennus analogia- ja digitaalielektroniikka logiikkaohjelmoinnin perusteet (ohjelmakoodin lukemista) Lähde: Teollisuuden ja Työnantajain Keskusliitto 2002 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II421
3.3 Luovuus ja innovatiivisuus Teknologisten innovaatioiden kehittäminen vaatii luovuutta, jotta tuotteet saadaan erottumaan kilpailijoista. Ståhlen ja Grönroosin (1999) mukaan innovaatio on tuotteeseen, palveluun tai muuhun toimintaan liittyvä uudistus, jolla on arvoa kilpailutilanteessa. Innovaatiot ovat tuotteita, palveluita, toimintamalleja, organisointitapoja tai strategisia lähestymistapoja. Viime vuosina on puhuttu paljon myös sosiaalisista innovaatioista. Niillä tarkoitetaan yhteiskunnan taloudellisen ja sosiaalisen suorituskyvyn ja pääoman kasvuun tähtääviä rakenteellisia muutoksia. (Ståhle, Sotarauta & Pöyhönen 2004.) Innovaatioita voidaan luokitella niiden uutuuden ja vaikutusten mukaan. Osa innovaatioista sisältää esimerkiksi uudenlaista teknologiaa ja niiden käyttöönotto muuttaa markkinarakenteita radikaalisti. Osa innovaatioista taas tuottaa pieniä edistysaskeleita ja parannuksia vanhoihin teknologioihin, tuotteisiin, palveluihin tai toimintatapoihin. (Ståhle, Sotarauta & Pöyhönen 2004.) Luovuus kytkeytyy kiinteästi innovaatioihin ja niiden syntyyn. Luovuus voidaan nähdä innovaatioprosessin yhden vaiheen eli ideoiden tuottamisen edellytyksenä. Innovaatioprosessi sisältää uuden idean kehittämisen lisäksi sen käytäntöön viemisen. (Ståhle, Sotarauta & Pöyhönen 2004.) Luovuus on inhimillinen ominaisuus, joka ei ole sidoksissa esimerkiksi koulutukseen tai asemaan. Jokainen ihminen voi olla luova. Kyse on pikemminkin siitä, miten luova potentiaali saadaan näkymään työssä luovina suorituksina. Luovuuteen vaikuttavat yksilölliset ominaisuudet, ja sisäisen motivaation merkitys innovaatioiden moottorina on olennaisen tärkeä. Viime kädessä kuitenkin työkulttuuri ja -ilmapiiri määrittävät, minkälaisia mahdollisuuksia luovuudelle on ja mitkä ideat katsotaan hyväksyttäviksi tai uusiksi. (Ståhle, Sotarauta & Pöyhönen 2004; Calonius 2004; Työministeriö 2005.) Luova työympäristö on avoin, joustava, keskusteleva ja aloitteellisuutta arvostava. Luovat ihmiset viihtyvät työpaikoilla, joissa heitä arvostetaan ja työtehtävät tarjoavat riittävästi haasteita. Tämä asettaa suuria haasteita työyhteisöviestinnälle ja työyhteisöjen hyvinvointia tukevalle johtamiselle. (Florida 2004) Florida (2004) painottaa suvaitsevaisuutta kilpailukykytekijänä. Erilaisuus on innovaation käyttövoima ja ilmapiiriltään suvaitsevaiset ympäristöt houkuttelevat luokseen erilaisen taustan omaavia ihmisiä. Uusien INNOVAATIO = uusi idea + toteutus + arvon luominen Kuva 8. Innovaation luonne Uusi liiketoiminta voi hyödyntää yhden tai useampia alla mainituista piirteistä. Uuden tyyppiset verkostot/ arvoketjut Palveluinnovaatiot Lähde: Kuusisto, 2004 Uudet yhdistelmät Organisatoriset innovaatiot Teknologia ja tuoteinnovaatiot Asiakasrajapintaja jakelutieinnovaatiot tuotteiden ja palveluiden kehittäminen edellyttää yhä monipuolisempaa osaamista. Yritysten verkostoituminen eri osaamispohjat, näkökulmat ja ajattelutavat omaavien ihmisten kanssa on välttämätöntä uusien innovaatioiden syntymiselle. Tässä mielessä monikulttuuriset oppimis- ja työympäristöt, joissa on eri kansallisuuksien edustajia, parantavat luovuuden edellytyksiä. (Mm. Himanen 2004; Wilenius 2004; Elinkeinoelämän keskusliitto 2004; Työministeriö 2005.) Johtamisen tehtävänä on luovuutta vahvistavan asenneilmapiirin aikaansaaminen. Luovuuden esiin nostamisen kannalta keskeistä on motivointi, innostaminen ja kannustaminen. Luovat ihmiset odottavat, että esimiehet huomioivat ja arvostavat heidän saavutuksiaan sekä palkitsevat niistä. Luovuus edellyttää, että on myös lupa tehdä virheitä. Uuden kehittäminen on hallittua riskinottamista, mutta myös rohkeutta vaativa prosessi, jonka lopputulosta ei voi koskaan täysin kontrolloida eikä ennustaa edeltä käsin (Florida 2004; Ståhle, Sotarauta & Pöyhönen 2004.) 22 Elinkeinoelämän keskusliitto EK 2005 Tulevaisuusluotain Väliraportti II