De rol van de technische wetenschappen in een

De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
Raad voor Technische Wetenschappen
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
Raad voor Technische Wetenschappen
juli 2007
Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen
Raad voor Technische Wetenschappen
Postbus 19121
1000 GC Amsterdam
020-5510862
[email protected]
www.knaw.nl/rtw
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
Inhoud
Omgevingsanalyse 7
Het innovatieproces en waardecreatie 7
De rol van creativiteit en vakmanschap 9
De rol van de technische wetenschappen in de wereld van open innovatie 11
Vernieuwing van de technische wetenschappen 12
Samenstelling Raad voor de Technische Wetenschappen 13
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
Preambule
Innovatie moet gaan over de toekomst van de samenleving, over het realiseren van idealen en
het verbeteren van de kwaliteit van ons leven. Het innovatieproces dient zich te richten op de
(cyclische) interactie tussen technologische vernieuwingen en maatschappelijke transities.
De Raad voor de Technische Wetenschappen (rtw) van de Koninklijke Nederlandse Akademie
van Wetenschappen (knaw) is van mening dat de technische wetenschappen daar een belangrijke
functie hebben.
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
Omgevingsanalyse
Er is anno 2007 weinig verschil van mening over de betekenis van innovatie voor het behoud en de
groei van de welvaart van onze maatschappij. Daarbij zien we een toenemende aandacht voor het
welzijn van de mens, niet voor nu maar ook voor toekomstige generaties. Voortdurend wordt hierbij
gewezen op de zogenaamde Europese paradox: we doen fantastisch wetenschappelijk onderzoek,
maar creëren onvoldoende waarde met deze kennis. Dit is niet zozeer een gebrek aan inzicht in de
technologische mogelijkheden die nieuwe kennis ons biedt, als wel het gevolg van twee zwakke
plekken in het innovatiesysteem: een gebrek aan inzicht in het totale innovatieproces en een tekort
aan creativiteit en durf.
De technische wetenschappen spelen historisch een grote rol als schakel tussen wetenschap en
maatschappij, waarbij ze als enabler voor een scala aan grote vernieuwingen zijn opgetreden.
Juist daar waar een duidelijke maatschappelijke vraag werd gesteld – Nederland veilig achter
betrouwbare dijken – konden de technische wetenschappen veel waarde in de maatschappij
creëren (de Deltawerken). De samenleving is echter veel ingewikkelder geworden. In een lineair
en gesegmenteerd wetenschapssysteem wordt het daarom steeds lastiger deze maatschappelijke rol
waar te maken.
Vraaggestuurd programmeren van wetenschappelijk en technisch onderzoek staat sinds enkele
jaren hoog op de agenda als middel om de aansluiting tussen techniek en maatschappij te
verbeteren. Maar als vraaggestuurd (vanuit de samenleving) slechts gezien wordt als de tegenvoeter
van aanbodgestuurd (vanuit de wetenschap), dan gaat dat niet lukken. Zo blijven we immers
doorgaan met lineaire (eenrichtingsverkeer) paden aflopen, ook al zijn de beginpunten verschillend.
In het bedrijfsleven is deze boodschap goed begrepen en komt een nieuwe manier van werken
tot volle wasdom in het paradigma van de ‘open innovatie’, waarbij cyclische innovatieprocessen
steeds meer de boventoon voeren.
Het innovatieproces en waardecreatie
Te vaak wordt gedacht dat technologische vernieuwing vanzelf tot innovatie leidt. Nieuwe
technische kennis kan echter pas tot waardecreatie leiden indien geplaatst in de juiste context of
beter: indien de waardeketen helder is en de verschillende onderdelen van het vernieuwingsproces
op de juiste manier in elkaar grijpen. Innovatie houdt dus veel meer in dan het constateren van
een technologische doorbraak: op het moment van de doorbraak kan het innovatieproces pas
starten. We moeten tevens bedenken dat innovatie ook met een alternatief gebruik van bestaande
technologie plaats kan vinden. Bedenk ook dat de toegevoegde waarde overal in de keten kan zitten
en de waardecreatie niet altijd eenvoudig vooraf te identificeren is.
Om verwarring te voorkomen wijzen we er hier nog even expliciet op dat een waardeketen evenmin lineair hoeft te zijn
als het innovatieproces dat leidt tot toegevoegde waarde op verschillende plaatsen in de waardeketen.
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
Moderne innovatietrajecten vragen om een hogere snelheid van handelen en een grotere diversiteit
aan kennis en vaardigheden dan ooit. Die diversiteit is niet meer te vinden binnen één bedrijf.
Daarom zijn nu vele partijen betrokken bij een innovatietraject (‘de power of co-creation’): open
innovatie.
De verschillende partijen, grote en kleine bedrijven, universiteiten, research- en technologieorganisaties, ngo’s en overheden moeten samenwerken als verantwoordelijke partners met
vertrouwen in elkaars kunnen. Dit dient te gebeuren in een open innovatiesysteem waar elkaars
sterktes worden gestimuleerd en waar een helder begrip bestaat voor de diverse verschillende
belangen. Bovendien zouden betrokken partijen hun planning moeten baseren op een
gemeenschappelijk beeld van de te creëren product-dienstcombinaties voor het oplossen van grote
maatschappelijke thema’s.
Er liggen hier veel voetangels en klemmen. De op te lossen maatschappelijke problemen zijn
immers zeer complex. Ook nieuwe producten, processen en diensten veranderen voortdurend van
karakter en vergen een andere perceptie van de werkelijkheid. Ook al komt de boodschap van open
innovatie in een cyclisch proces de laatste jaren helder door, toch wordt nog impliciet veel lineair
gedacht en geprogrammeerd, startend vanuit de technologie (aanbodgestuurd) of startend vanuit de
markt (vraaggestuurd).
Innovatiekracht ontstaat indien we technologische mogelijkheden en maatschappelijke
wenselijkheden cyclisch bij elkaar brengen. Figuur 1 laat zien dat die combinatie geen keten
voorstelt, maar een kringloop; de innovatiecirkel.
Figuur 1. Het Cyclisch Innovatie Model (cim) richt zich op open innovatie. cim combineert wetenschappelijke kennis
(links) met commerciële ambities (rechts), en technologische vooruitgang (boven) met maatschappelijke doelen (onder).
Doorbraken kunnen overal in de cirkel ontstaan. Ondernemers zorgen voor de dynamiek langs de cirkel.
Bron: Guus Berkhout (in press).
De term open innovatie werd geïntroduceerd door Henry Chesbrough (2004).
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
Het is een cluster van cycli. Net als bij de in elkaar grijpende kringlopen in de natuur is er geen
begin en geen eind: nieuwe innovaties bouwen voort op bestaande innovaties. Doorbraken kunnen
overal in de cirkel ontstaan. Ideeën, kennis, informatie, kapitaal en goederen moeten vrijelijk door
de innovatiecirkel kunnen stromen, met de klok mee en tegen de klok in (open systeem). Juist hier
ligt een belangrijke taak voor overheden: innovatiebeleid moet zich richten op het weghalen van
barrières. Die barrières worden meestal veroorzaakt door verouderde instituties.
Het toenemende kortetermijngedrag van het beursgenoteerde bedrijfsleven, veelal gedreven door
aandeelhouderswaarde en prestatiebeloning, vertroebelt het zicht op duurzame toegevoegde
waarde op lange termijn. Het daarbij benodigde transitiemanagement is als vakgebied nog
redelijk jong en daarmee onvolwassen, maar zal ons toch op termijn moeten kunnen tonen
hoe grote doorbraakinnovaties in onze maatschappij kunnen worden ‘gestuurd’. Laten we niet
vergeten dat grote innovaties vrijwel altijd aanvankelijk sterk verstorend werken. In een markt
met nieuwe en oude producten is dat geen probleem: de marktwerking zorgt op redelijke termijn
voor de noodzakelijke aanpassingen. Maar bij grote maatschappelijke thema’s kan er niet a priori
van worden uitgegaan dat de markt regulerend werkt (marktfalen). Daar heeft de overheid een
bijzondere verantwoordelijkheid die zodanig moet worden ingevuld dat vernieuwing niet wordt
geblokkeerd, maar dat de tijdelijke aanpassingen voor een soepele overgang kunnen zorgen.
De rol van creativiteit en vakmanschap
Het is duidelijk dat voor een innovatieproces mensen nodig zijn met verbeeldingskracht. Het gaat
immers niet om meer van hetzelfde, maar om nieuwe concepten. Open innovatie biedt nieuwe
kansen voor het creëren van nieuwe producten en diensten, veelal als onderdeel van oplossingen
voor maatschappelijke problemen. Maar de huidige manier van denken is nog niet aangepast
aan deze cyclische manier van werken. Daar zit het tweede probleem. Creatieve oplossingen van
ingewikkelde problemen ontstaan als gevolg van andere percepties van de werkelijkheid. Zoals al
gezegd verlopen grote transities vaak relatief traag, zoals blijkt bij de introductie van een nieuw
product in de markt, wat in sommige sectoren 10-15 jaar kan vergen.
Bij het aanpakken van grote maatschappelijke thema’s zoals de overgang naar een duurzaam
energiegebruik, kan het zelfs 30-50 jaar duren. Maar deze trage processen worden ook gekenmerkt
door een groot aantal opeenvolgende snelle creatieve stappen, die slechts tot stand komen in een
omgeving die creativiteit stimuleert. In de huidige maatschappelijke context is creatief gedrag niet
vanzelfsprekend. De meeste opleidingen zijn vooral gericht op de analyse van wat er al is. De rtw
vindt dat dit moet veranderen.
Deze termijn is vrijwel gelijk voor totaal verschillende marktsegmenten, zoals geneesmiddelen, high techmaterialen,
voedingsproducten, wasmiddelen, etc. Maar in de consumentenelektronica wordt de levensduur van producten door
de enorme concurrentie steeds korter (slechts enkele jaren), waardoor innovatietrajecten aanzienlijk versneld moeten
worden.
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
Bij alle drie partijen die hier een rol moeten spelen, wetenschap, bedrijfsleven en overheid, is het
systeem toe aan verandering. Er is sprake van een sterk gejuridiseerde bureaucratisering en een
kwantitatieve afrekencultuur die gepaard gaat met snelle carrièrebewegingen bij alle partijen,
leidend tot risicomijdend gedrag. Risicomijdend gedrag leidt tot een versmalling van individuele
deskundigheid, tot weinig gedurfde initiatieven en tot overdreven aandacht voor de vorm van
‘processen’ zonder veel belangstelling voor de inhoud van activiteiten.
In figuur 2 wordt het combineren van verschillende soorten van kennis en vaardigheden in elke
cyclus zichtbaar gemaakt: integraal vakmanschap. Figuur 2 laat zien dat de werking van het
innovatieproces kan worden voorgesteld door een (optisch) afbeeldingssysteem met een samenstel
van lenzen, zoals we dat uit de telescopie en microscopie kennen. In elke cyclus zorgt de lens
ervoor dat creatieve activiteiten worden gebundeld en afgebeeld in het brandpunt. Dat brandpunt
functioneert zelf weer als bron voor activiteiten in de volgende cyclus. Zo kunnen aanzienlijke
versterkingen worden gerealiseerd langs de cirkel. Slechte lenzen in de cycli zorgen voor diffuse
beelden die het innovatietraject steeds meer vertroebelen. Op een gegeven moment ziet niemand
meer iets. Op die manier vinden veel innovatieprojecten een triest einde.
Figuur 2. Cyclische innovatie op het niveau van scheppend vakmanschap.
Open-Sourcegemeenschappen in vier verschillende omgevingen zorgen voor vier typen convergenties (veel-op-éénsamenvoegingen) in het innovatieproces. In een goed functionerend innovatiesysteem zijn die omgevingen circulair aan elkaar
gekoppeld en speelt marktacceptatie een beslissende rol. Innovatiesystemen zijn dus complexe systemen die veelal te simpel worden voorgesteld. Bron: Guus Berkhout (in press).
Het moderne kennismanagement bevestigt dat door combinatie van verschillende disciplines
creativiteit wordt gestimuleerd (open source communities, communities of expertise, knowledge
communities). Maar de wetenschappelijke praktijk laat nog steeds zien dat een wetenschappelijke
Het zou te ver voeren hier in detail in te gaan op de aparte problematiek van universiteiten, rto’s, de industriële
laboratoria, het kortetermijngedrag van het bedrijfsleven, de aandeelhouderslogica, de lineaire overheden, etc. alhoewel
ze alle aandacht behoeven en er heel veel over valt te zeggen.
Doordat onze problemen in onze zeer complexe maatschappij enorm divers zijn geworden, kunnen we ‘oplossingen’
zelden of nooit verwachten van individuen: alleen in goed groepsverband kunnen we samen nog acteren zoals Leonardo
Da Vinci. Open-Source gemeenschappen zijn netwerken, die dwars door de grenzen van bestaande organisatie heenlopen,
langs de gehele innovatiecirkel (Guus Berkhout, in press).
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
10
carrière slechts mogelijk is voor disciplinaire wetenschappers die publiceren in ‘smalle’
tijdschriften met een hoge impactfactor. Daarnaast bestaat er een overdreven aandacht voor
knellende regelgeving (zie de ver doorgevoerde eisen waaraan de beoordeling van projectaanvragen
door organisaties als senter/novem moet voldoen, compleet met juridische procedures voor het
behandelen van bezwaarschriften). Die controlecultuur leidt tot verstikking van de creativiteit.
In veel bedrijven is het onder druk van het kortetermijnaandeelhoudersdenken heel normaal geworden projecten voortijdig te stoppen als ze niet snel tot een winstgevend product lijken te komen.
Vanzelfsprekend is en blijft de keuze van projecten een moeizaam proces. Het geld kan maar een
keer uitgegeven worden. De vraag is echter of de bekende stage-gate en trechtermechanismen die
daarvoor worden gehanteerd, er niet voor zorgen dat risicovolle innovatieprojecten ten onrechte
worden beëindigd. Echte kaskrakers die nu in de markt een zeer winstgevende positie hebben ingenomen zijn ondanks dit mechanisme – of juist niet door dit mechanisme – tot stand gekomen;
dit wordt door heel wat industriële managers ruiterlijk toegegeven. In het huidige tijdsgewricht van
open innovatie met de mogelijkheid van Open-Source gemeenschappen is veel meer mogelijk. Er
zijn nu aanzienlijk meer productconcepten mogelijk vanuit dezelfde basis dan voorheen. Immers,
er wordt nu een grote variëteit aan productconcepten levensvatbaar, omdat het ‘product image’ niet
meer hoeft te passen in de marktvisie van slechts één partner. De voorspelbaarheid van een innovatietraject blijft, ook met goed gedefinieerde productimages (gedeeld door alle deelnemende partijen) en ook met planningsprocedures zoals roadmaps, moeilijk. Desondanks biedt het ‘responsible’ samen optrekken rond een ‘product image’ nieuwe kansen om tot meer creatieve oplossingen te
komen.
De rol van de technische wetenschappen in de wereld van open innovatie
De technische wetenschappen, ‘de ingenieurswetenschappen’, zijn gericht op het ontwerpen en
maken van technische functies met een maatschappelijk doel (rechterbovenkant van de figuren
1 en 2). Technologisch onderzoek is een belangrijk onderdeel van deze activiteit. Daarvoor is
kennis uit vele natuurwetenschappelijke disciplines nodig (linkerbovenkant van de figuren 1 en
2). Technische wetenschappen zijn daarom dienstbaar aan de samenleving, zonder overigens hun
wetenschappelijke integriteit en impliciete kwaliteitsdoelstellingen (vakmanschap) te verloochenen.
Ze houden zich niet alleen bezig met het oplossen van langetermijnproblemen, maar beschouwen
daarbij ook de korte termijn (optimalisatie). Ze staan van nature dicht bij producten en diensten
in de markt en via deze markt bij de maatschappelijk thema’s, zoals ook in de figuren 1 en 2
schematisch zichtbaar is gemaakt.
De technische wetenschappen zijn per definitie, ook in een historisch perspectief, instrumenteel.
Ze kunnen immers functies creëren die er nog niet zijn. Daarom wordt door de maatschappij
een beroep op hen gedaan voor het oplossen van onopgeloste maatschappelijke knelpunten
zoals duurzame energie, watervoorziening, veiligheid, mobiliteit, gezondheid. De technische
wetenschappen zijn dus ten principale multidisciplinair. Ze houden zich bezig met het benutten van
bestaande en nieuwe wetenschappelijke inzichten.
Overigens behoren de technische wetenschappen net zo goed tevens tot de funderende wetenschappen.
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
11
De relatie van de technische wetenschappen met de maatschappij is er een van haat en liefde.
Enerzijds bestaan vaak overtrokken verwachtingen van technische oplossingen, ze worden
daarbij zelfs als alibi gebruikt voor het uitblijven van verstandige besluiten, die menselijk gedrag
beïnvloeden, terwijl ze anderzijds vaak argwanend worden bekeken vanwege het potentieel
vervreemdende karakter van ‘technische’ oplossingen.
Deze positie van de technische wetenschappen is een weergave van de ambivalente houding van de
samenleving ten aanzien van wetenschap en techniek in het algemeen. Maar voor een groot deel
is deze ambivalente positie voor de technische wetenschappen ook het gevolg van een gebrek aan
goede communicatie van de technische wetenschappers met de maatschappij. De maatschappelijke
waarde van oplossingen van multi-value issues (zie de onderkant van figuur 2) wordt niet zelden
slecht gecommuniceerd, mede omdat er geen convergentie met de sociale wetenschappen
plaatsvindt. In termen van de figuren 1 en 2, de linkeronderkant zit niet in de loop.
De ingenieur heeft zijn maatschappelijke rol in de laatste drie decaden niet voldoende waar kunnen
maken. In termen van de figuren 1 en 2, de technische wetenschappen zijn te veel geïsoleerd
geraakt in de linkerbovenkant. In de context van open innovatie en passend binnen het concept
van de open-sourcegemeenschappen kunnen de technische wetenschappen echter hun historische
maatschappelijke rol weer volledig gaan waarmaken. Daar wil de rtw aan bijdragen.
Vernieuwing van de technische wetenschappen
De rtw is van mening dat de technische wetenschappen zich dienen te vernieuwen om hun
maatschappelijke rol te blijven spelen. In de context van open innovatie en convergerende
disciplines betekent dit concreet dat de technische wetenschappen in nauwe samenspraak met
de sociale en gedragswetenschappen, het bedrijfsleven en de overheid – waaronder het Innovatie
Platform – tot veel scherpere probleemanalyses moeten zien te komen.
Bij de organisatie en sturing van technisch-wetenschappelijk onderzoek moet uitwisseling van
ideeën met maatschappelijke partijen zodanig plaatsvinden dat de toepasbaarheid van resultaten
ook op aanvankelijk niet voorziene plaatsen mogelijk wordt. Dat kan alleen als partijen op een
open manier omgaan met deze resultaten, terwijl ook de voor de langere termijn belangrijke, meer
fundamentele vragen, op tafel blijven.
De doelgroepen waarvoor de uiteindelijke toepassing van resultaten van technischwetenschappelijk onderzoek bedoeld is, zullen in dit (cyclische) systeem vaak initieel niet duidelijk
zijn, maar ze maken wel deel uit van de heersende maatschappelijke probleemvelden.
Om te komen tot doorbraakinnovaties voor grote maatschappelijke vraagstukken, dienen OpenSource gemeenschappen in het leven te worden geroepen die de gehele innovatiecirkel bestrijken en
die functioneren als kraamkamers voor nieuwe concepten.
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
12
Samenstelling Raad voor de Technische Wetenschappen
Prof. dr. J.H.W. de Wit, tud, materiaalkunde, voorzitter
Prof. dr. ir. P. Bergveld, utwente, elektrotechniek
Prof. dr. ir. A.J. Berkhout, tud, seismiek
Ir. J.P.P. Groen, wl Delft Hydraulics
Prof. dr. ir. M.C.M van Loosdrecht, tud, biotechnologie
Dr. ir. G. van Oortmerssen, tno Informatie en Communicatietechnologie
Prof. dr. ir. J.H.C. Reiber, lumc, radiologie
Prof. dr. ir. W.P.M. van Swaaij, utwente, chemische technologie
Mw. ir. A.M. de Gier, knaw, uitvoerend secretaris
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
13
De rol van de technische wetenschappen in een innovatieve samenleving
14