Bio-packaging of food – How does it contribute to saving the world?

Sara_Paunonen_2015-02-16-kuva2_final

What are your connotations of food packaging? A means of safeguarding the passage of food through the manufacturing and transport processes and an opportunity to reduce society’s dependence on fossil fuels, or unnecessary packaging and great heaps of waste?

A confectionary package is a classic example of wastefulness. Confections are set individually and sparsely in indentations of a plastic tray. After this, a protective plate produced from corrugated board, either plastic or cardboard, is placed on top of this tray. The plastic tray and protective plate are placed in a carton, and, to top it off, this whole thing is wrapped in cellophane or clear plastic film. Wasteful packaging? Most certainly. Materials produced from fossil fuels? Also true.

The basic function of packaging is artless and thus easily forgotten. The vitally important role of a package is to protect the food while it is transported from producer to consumer. The first priority of packaging is to protect food from contamination, mechanical impact and other environmental effects throughout the production, processing, transportation stages and trading all the way to the consumer’s home. Packaging provides information on the content and use of food. It also significantly extends shelf-life by preventing the access of microbes or reducing the amount of oxygen or moisture that is able to penetrate the food in question.

Sufficient but not excessive environmentally friendly packaging that preserves resources and nature is not a novel idea. Nor are efforts to rationalise packaging. Since 1970, the humble yoghurt container has lost 50 per cent of its weight. Even the aluminium tin has become 20 per cent lighter.[1] The confectionary box could be simplified by, for instance, leaving out the separate protective plate and replacing the plastic tray with a carton grate.

Towards bio-packaging

Bio-packaging is a short step away from environmentally friendly packaging. Bio-packaging is an elemental part of the transition to the so-called bio-economy. In a bio-economy, the world’s operations are based entirely on renewable biological resources, meaning that food, animal feed, energy and materials are produced by using biomass and biological processes. After the Industrial Revolution, the bio-economy is a step back towards nature and renewable material sources, yet it is powered by new technology.

The largest group of bio-packages comprises good old cartons and corrugated boxes and other fibre-based food packaging products such as paper bags, moulded pulp products (e.g. egg cartons) and textile bags. Fibre-based packaging entails low carbon dioxide emissions, since bioenergy and biomass such as recycled fibre and wood are used in their manufacture and the packages are recyclable. As much as 99 per cent of all cardboard and corrugated materials collected in Finland are recycled[2]. Best of all, fibre-based materials are very strong and tough in comparison to their density.

From plastic to bioplastic

Plastic is used a lot for food packaging due to its excellent properties. Plastics are tough, light, relatively impenetrable and transparent. Traditionally, plastics are manufactured by synthesis of petrochemicals. Oil-based plastic is so durable that, in practical terms, it does not degrade in nature; it just gets cut into smaller pieces, which accumulate in the oceans, in the stomachs of fish and birds, and in landfills. Accordingly, plastic food packaging has an image problem among consumers.

Nature also produces polymers that can be processed into plastics. These are called bioplastics. Basically, all biological macro-molecules are suitable for producing bioplastics, but they are still most commonly produced from starch, sugars and cellulose. Bioplastic comprises only one per cent[3] of all the manufactured plastic, but its share is rapidly increasing. Well-known examples include the bioPET bottles by Coca Cola and Pepsi, and milk-cartons’ bioplastic tops, manufactured from a sugar cane-based material. Depending on the manufacturing technology, bioplastics can differ a great deal, somewhat or not at all from traditional plastics. The greatest challenges are related to arranging the recycling of bioplastics alongside traditional plastics. VTT is currently developing a manufacturing process for expanded polystyrene using PLA bioplastic (polylactide).

The challenges of the bio-economy, and strides forward

An orange has the ideal nature-made packaging: its peel. The peel is so tough that it allows the orange to be transported across great distances without damage or any significant need to discard damaged fruit. Using the same logic, a package can be grown near to a food’s production site. This is one of the key ideas of bio-packaging. In the future, the side and waste streams from agriculture and forestry can be processed into packaging near to food production and processing sites, which will allow long-distance transports to be avoided, while providing local employment and enabling the utilisation of material streams.

VTT is about to start an international project on this theme commissioned by the Food and agriculture organization of the UN (FAO). The idea is to analyse food waste, packaging material and by-product streams of a chosen food supply chain, and formulate solutions for ‘greening’ the chain through bio-packaging materials and operations. Also national projects with several partners are being planned.

The greatest challenge to a bio-economy using biomass is that so-called black carbon cannot be replaced to the same extent with green carbon. Environmental tolerance, biodiversity and the sheer amount of biomass will not allow for attempts to replace consumption at the current level with biomass-based energy and materials. Nature does not produce all the materials desired or needed by humankind in the required amounts – or even at all. For this reason, technical methods are being developed so as to create synthetic organisms that can handle this production on an industrial scale. This rising industry is called synthetic biology, and it continues the traditions of genetic engineering and biotechnology. However, synthetic biology does not resolve the basic issue, which is a need that is too great compared to the possibilities. Biomass will not be enough to cover everything unless consumption is reduced.

In order to achieve a genuinely sustainable bioeconomy, our inevitable future prospects include more localised lives, reduced consumption, and a more efficient use of resources in a number of ways. In the future, renewable resources such as biomass will be used more efficiently, but unrestricted use is not a possibility. The consumer is, therefore, well within her rights in demanding that the confectionary package should be simpler.

Sara Paunonen

Senior Scientist

Read Sara Paunonen’s previous blog post: Food waste is a sheer waste of resources


Sources:

[1] Pardos Marketing, Market trends and developments in packaging, EMAP, Brussels, 2001.

[2] The Environmental Register of Packaging PYR Ltd, Recycling statistics for packaging, 2012.

[3] The European Bioplastics, http://en.european-bioplastics.org/

Ruoan biopakkaaminen – Miten se liittyy maailman pelastamiseen?

Sara_Paunonen_2015-02-16-kuva2_final

Mitä tulee mieleesi elintarvikepakkaamisesta? Keino turvata ruoan kulku valmistus- ja kuljetusketjun läpi ja mahdollisuus vähentää yhteiskunnan riippuvuutta fossiilisista raaka-aineista, vai liiallinen pakkaaminen ja iso jätemäärä?

Konvehtipakkaus on klassinen esimerkki tuhlailevuudesta. Konvehdit pakataan yksittäin ja harvakseltaan muovialustan koloihin. Tämän jälkeen alustan päälle laitetaan muovisesta tai oikeasta aaltopahvista valmistettu suojuslevy. Muovitarjotin suojuslevyineen laitetaan kartonkilaatikkoon, ja koko komeus kääritään vielä sellofaaniin tai kirkkaaseen muovikääreeseen. Tuhlailevaa pakkaamista? Aivan varmasti. Fossiilisia polttoaineista tehtyjä materiaaleja? Sitäkin.

Pakkaamisen perustehtävä on eleetön ja unohtuu helposti. Pakkauksen elintärkeä rooli on varmistaa ruoan kulku tuottajalta kuluttajalle. Ensisijaisesti pakkaus suojelee ruokaa likaantumiselta, mekaanisilta kolhuilta ja muilta ympäristön vaikutuksilta läpi ruoan tuotannon, prosessoinnin, kuljetusten ja kaupan aina kuluttajan kotiin saakka. Pakkaus antaa tietoa tuotteen sisällöstä ja käytöstä sekä pidentää ratkaisevasti elintarvikkeen säilyvyyttä estämällä mikrobien pääsyn tai vähentämällä hapen tai kosteuden tunkeutumista ruokatuotteeseen.

Ympäristöystävällinen pakkaaminen, jossa pakataan resursseja ja luontoa säästäen riittävästi, mutta ei liikaa, ei ole ajatuksena uusi. Pakkaamisen järkeistämistä on harrastettu jo pitkään. Vuodesta 1970 jugurttipikari on keventynyt lähes 50 % ja alumiininen säilykepurkkikin 20 %[1]. Konvehtirasiaa voisi yksinkertaistaa esimerkiksi jättämällä erillisen suojuslevyn pois ja korvaamalla muovisen alustan kartonkisella ristikolla.

Kohti biopakkauksia

Ympäristöystävällisestä pakkaamisesta on lyhyt askel biopakkaamiseen, joka on kiinteä osa siirtymää kohti niin sanottua biotaloutta. Biotaloudessa maailmanjärjestys perustuu kokonaan uusiutuviin biologisiin resursseihin, eli niin ruoka, eläinten rehu, energia kuin materiaalitkin tuotetaan hyödyntämällä biomassaa ja biologisia prosesseja. Teollisen vallankumouksen jälkeen biotalous on askel takaisinpäin kohti luontoa, uusiutuvia materiaalien lähteitä, mutta uuden teknologian kyydittämänä.

Suurin ryhmä biopakkauksia ovat vanhat kunnon kartonki- ja pahvilaatikot ja muut kuitupohjaiset ruokapakkaustuotteet kuten paperipussit ja kuituvalokset, siis munakennomateriaalit, tai tekstiilisäkit. Kuitupakkauksilla on pienet hiilidioksidipäästöt, koska niiden valmistuksessa käytetään bioenergiaa ja biomassaa, siis kiertokuitua, puuta tai muuta kasvikuitua, ja pakkaukset voidaan kierrättää. Kerätyistä pahvipakkauksista kierrätetään Suomessa peräti 99 %[2]. Mikä parasta, kuitupakkaus on tiheyteensä nähden hyvin vahvaa ja sitkeää.

Muovista kohti biomuovia

Muovia käytetään paljon elintarvikepakkauksissa sen hyvien ominaisuuksien tähden. Muovit ovat sitkeitä, kevyitä, suhteellisen läpäisemättömiä ja läpinäkyviä. Perinteisesti muovit valmistetaan syntetisoimalla fossiilisista polttoaineista saatavia polymeerejä. Öljystä valmistettu muovi on niin kestävää, ettei se käytännössä hajoa luonnossa, vaan pilkkoutuu paloiksi ja kerääntyy meriin, kalojen ja lintujen mahaan ja kaatopaikoille. Muoviset elintarvikepakkaukset kärsivätkin kuluttajien keskuudessa vakavasta imago-ongelmasta.

Myös luonto valmistaa polymeerejä, jotka voidaan jalostaa muoveiksi. Tällöin puhutaan biomuoveista. Periaatteessa kaikki biologiset makromolekyylit kelpaavat biomuovien valmistukseen, mutta tällä hetkellä niitä tehdään eniten tärkkelyksestä, sokereista ja selluloosasta. Kaikesta tuotetusta muovista biomuoveja on vain 1 %[3], mutta osuus kasvaa nopeasti. Tunnettuja esimerkkejä ovat Coca Colan ja Pepsin bioPET-pullot, tai maitopurkkien sokeriruokoraaka-aineesta valmistetut biomuoviset korkit. Valmistustekniikoista riippuen biomuovi eroa paljon, jonkin verran tai ei ollenkaan perinteisestä muovista. Suurimmat haasteet ovat biomuovien kierrätyksen järjestämisessä yhdessä perinteisten muovien kanssa. VTT kehittää mm. “styroksin” eli paisutetun polystyreenin valmistamista PLA-biomuovista (polylaktidi).

Biotalouden haasteet, ja askeleita eteenpäin

Appelsiinilla on ideaalinen luonnon tekemä pakkaus; kuori. Kuori on niin luja, että se sallii appelsiinien kuljettamisen pitkiä matkoja ilman vaurioita ja suurempaa tarvetta heittää vaurioituneita hedelmiä pois. Samalla logiikalla pakkaus voidaan kasvattaa lähellä ruoan tuotantoa. Tämä on biopakkaamisen ydinajatuksia. Tulevaisuudessa maa- tai metsätalouden sivuvirrat voidaan jalostaa pakkauksiksi lähellä ruoan tuotantoa ja sen jalostusta, jolloin vältytään pitkiltä kuljetusmatkoilta, työllistetään paikallisesti ja hyödynnetään materiaalivirtoja.

VTT on juuri aloittamassa YK:n elintarvike- ja maatalousjärjestön (FAO) tilaamaa kansainvälistä projektia tähän teemaan liittyen. Projektin ajatuksena on valita ruokaketju ja analysoida sen ruokahävikki-, pakkausmateriaali- ja maatalouden sivuvirrat ja muotoilla näistä lähtökohdista eritasoisia ratkaisuja soveltaen biopakkaamista. Myös kansallisia projekteja on suunnitteilla.

Suurin haaste biomassaa hyödyntävälle biotaloudelle on se, että niin sanottua mustaa hiiltä ei voi korvata samassa mitassa vihreällä hiilellä. Luonnon kestokyky, monimuotoisuus ja biomassan määrä eivät salli sitä, että nykyisen kaltainen kulutus yritetään korvata biomassapohjaisilla energialla ja materiaaleilla. Luonto ei siis tuota kaikkia ihmiskunnan toivomia ja tarvitsemia aineita halutussa määrin tai ei ollenkaan. Siksi ollaan rakentamassa teknisillä menetelmillä synteettisiä organismeja, jotka pystyvät tähän tuotantoon teollisessa mittakaavassa. Tätä nousevaa alaa kutsutaan synteettiseksi biologiaksi, ja se jatkaa geeni- ja bioteknologian perinteitä. Synteettinen biologia ei kuitenkaan ratkaise perusongelmaa, liian suurta tarvetta suhteessa mahdollisuuksiin. Biomassa ei riitä kaikkeen, jollei kulutusta saada alas.

Jotta päästään aidosti kestävään biotalouteen, edessä on siis väistämättä elämänmenon paikallistuminen, vähäisempi kuluttaminen ja monella tavalla tehokkaampi resurssien käyttö. Uusiutuvia resursseja kuten biomassaa tullaan tulevaisuudessa käyttämään tehokkaammin, mutta käyttö ei saa olla rajoitteetonta. Kuluttajan on todellakin perusteltua vaatia, että konvehtipakkaus on yksinkertaisempi.

Sara Paunonen,

Erikoistutkija


Lue Sara Paunosen aikaisempi blogikirjoitus aiheesta: 
Ruokajäte on silkkaa resurssien tuhlausta

Lähteet:

[1] Pardos Marketing, Market trends and developments in packaging, EMAP, Brussels, 2001.

[2] Pakkausalan ympäristörekisteri PYR Oy, Pakkausten kierrätystilastot, 2012.

[3] The European Bioplastics, http://en.european-bioplastics.org/

Hey, young people! Did you leave traces in a cloud service?

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

We studied consumers’ attitudes towards cloud services: for example, how people in different countries use Facebook and Twitter, and what they think about the safety of these services. Market research company Taloustutkimus collected data from six countries for us, providing us with a nice set of data for comparison. All research participants were over 18 years of age, and came from Finland, Italy, the UK, France, Japan and the USA. The youngest age group in the study was those aged 18 to 24.

As soon as we started to analyse the data, we were stunned: are young Finnish people really this naive? At first, we thought that young Finns (aged 18 to 24) are ignorant of the traces and personal data they leave in various services, available for anybody to take advantage of. How gullible!

At this stage, I started to discuss the use of cloud services with my own teenage children rather sternly. However, they did not seem too worried about it and advised me to take a chill pill. However, this was just the initial stage of data analysis. After a more in-depth analysis, it became evident that the initial interpretation was not rock solid.

If anything, young Finns seem to have a pioneering attitude. They know what cloud services are and consider themselves old hands at using them. Almost 60 per cent of young people in Finland describe themselves as experienced, compared to the 10 per cent of their Japanese counterparts. It seems that young Finns have a healthy level of self-belief in this respect.

Based on our study, it seems that they are well aware of how many traces of their activity remain in the cloud services they use. They simply are not too bothered about it.

Carefree services for users, please!

Do they think that no one is interested in their data that much anyway, and with so much data out there, who cares? Hard to say. But what I can say is that everyone should be able to share this carefree attitude. An average Joe should not lose any sleep over their privacy settings. Services should be designed so that users do not have to worry about using them – yet another argument in favour of secure European cloud services.

Yökylä 83

This merry group of 16-to-18-year-olds from the Helsinki Metropolitan Area is not too worried about the traces they leave in cloud services. The most popular services among those young Finns (aged between 18 and 24) who use cloud services are YouTube (100%), Facebook (93%), WhatsApp (80%) and Spotify (73%).

I’ll wrap things up with a funny example about carefree attitudes. If you think about it, we all act the same way young Finns do. This is a completely fictional story, but so true. A colleague of mine called Katri came up with it during a lunch break at the Trusted data management seminar.

Imagine having lunch in a restaurant that has an open plan kitchen. You can watch the kitchen staff cooking while you eat. All of a sudden, you see the chef sneezing and wiping his nose with his hand. Not missing a beat, he then continues to prepare the food. After witnessing this, you may lose your appetite and seriously consider whether you want to eat in this particular establishment at all. Had you not seen the incident, you would dig into your meal quite happily. As long as there is no reason to suspect that something is amiss, it is often easier to think that everything is fine and maintain a trusting and carefree attitude.

That’s it for today. I will share more specifics about other countries later. Let me know what you think!

Aino Mensonen, Senior Scientist

About the study: Cloud use soars – but security concerns still flying high

Oi nuoriso! Jäikö jälkiä pilvipalveluun?

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Tutkimme kuluttajien asenteita pilvipalveluita kohtaan: sitä, miten ihmiset eri maissa käyttävät esimerkiksi Facebookia ja Twitteriä, ja mitä mieltä he ovat näiden palveluiden turvallisuudesta. Taloustutkimus keräsi meille dataa kuudesta maasta – saimme siis vertailtavaksi mukavan setin eri maiden asenteita. Tutkimuksemme kohdistui yli 18-vuotiaisiin, ja mukana olivat Euroopasta Suomen lisäksi Italia, Iso-Britannia ja Ranska sekä Euroopan ulkopuolelta Japani ja USA. Vertailuryhmistä nuorimpia olivat 18−24-vuotiaat.

Analyysivaiheessa suut loksahtivat: Miten höperöitä suomalaisnuoret ovatkaan! Aluksi ajattelimme, että suomalaisnuoret (siis 18−24-vuotiaat) eivät ymmärrä, miten paljon jättävät jälkiä ja omaa henkilökohtaista dataansa eri palveluihin vaikka kenen hyödynnettäväksi. Miten sinisilmäistä porukkaa!

Tässä vaiheessa aloin jo kotonakin kovistella teini-ikäisiä pilvipalveluiden käytöstä. Kotiteinien asenne oli kuitenkin todella rento, ja sain ”äiti relaa nyt jo” -tyylisiä kommentteja. Onneksi analysointi oli vasta lähtökuopissa. Tarkempi analyysi paljasti särön ensivaikutelmassa.

Suomalaisnuoret näyttävätkin olevan edelläkävijöitä. He tietävät, mitä pilvipalvelut ovat ja pitävät itseään kokeneina pilvipalveluiden käyttäjinä. Suomalaisista nuorista lähes 60 % kokee olevansa kokeneita, kun sama luku japanilaisten nuorten keskuudessa on vain 10 %. Tässä asiassa suomalaisilla tuntuu olevan itsetunto kohdallaan.

Tutkimuksemme valossa näyttää siltä, että suomalaisnuoret ymmärtävät varsin hyvin, miten paljon heistä jää jälkiä pilviin. He vaan eivät tästä niin välitä.

Palvelut käyttäjilleen huolettomiksi!

Ajattelevatko he, ettei kukaan ole heistä niin kiinnostunut ja että dataa on niin paljon, ”et mitä välii”? Tiedä tuota. Mutta sen tiedän, että kaikkien pitäisi saada käyttäytyä juuri meidän nuortemme tavoin. Tavallisen tallaajan ei pidä menettää yöuniaan yksityisyysasetusten vuoksi. Palveluiden täytyy olla sellaisia, että jokainen voi niitä huolettomasti käyttää – tulipahan taas perusteltua, miksi turvalliset eurooppalaiset pilvipalvelut ovat tarpeen.

Yökylä 83Tämä joukko 16-18-vuotiaita pääkaupunkilaisia ei murehdi liikaa pilvipalveluun jättämistään jäljistä. Pilvipalveluita käyttävien suomalaisnuorten (18−24-vuotiaat) keskuudessa suosituimmat palvelut ovat YouTube (100 %), Facebook (93 %), WhatsApp (80 %) ja Spotify (73 %).

Lopuksi hauska esimerkki huolettomuudesta ja siitä, miten me itse asiassa kaikki käyttäydymme kuin suomalaiset nuoret. Tarina on täysin kuvitteellinen, mutta niin kuvaava. Kollegani Katri ideoi tämän Trusted data management -seminaarin lounaalla:

Kuvittele itsesi lounaalle ravintolaan, jossa on avoin keittiö. Syödessäsi voit katsella, kuinka keittiön henkilökunta valmistaa ruokia. Jos katsellessasi keittiön suuntaan yhtäkkiä näet, kuinka kokki aivastelee ja pyyhkii nuhaista nenää kädellään ja jatkaa sitten muina miehinä ruuan valmistusta, ei välttämättä enää teekään mieli syödä ravintolan ruokia. Jos et olisi nähnyt tilannetta, söisit samaa ateriaa todennäköisesti hyvällä ruokahalulla. Niin pitkään, kuin ei ole mitään syytä olettaa asioiden olevan huonolla tolalla, on usein helpompaa ajatella kaiken olevan niin kuin pitääkin ja asennoitua kaikkeen luottavaisella ja huolettomalla mielellä.

Näin tänään. Kerron toisella kertaa muiden maiden erityispiirteistä. Jaathan mielipiteesi!

Aino Mensonen, erikoistutkija

Lisää aiheesta verkossa: Cloud use soars – but security concerns still flying high

 

Special conditions have laid the foundation for road weather know-how in Finland

Heikki MantsinenAki_Aapaoja

Pekka LeviäkangasRanko

Roads in Finland must be kept in a safe condition to allow smooth traffic flows under all conditions, including challenging winter conditions and sudden changes in the weather. Finland’s northern location with its challenging conditions has provided a needs-based foundation for robust know-how regarding road weather and winter maintenance.

Finland has a lot of high-level competence related to these fields. While internationally recognized, this versatile know-how has been dispersed between many companies, authorities, communities, experts and research institutions. This has hindered the development of comprehensive systems and services. Bringing together the strengths of these parties to build a competitive and comprehensive service package that includes all support functions would help promote the development of more comprehensive systems and services for winter maintenance, as well as the creation of useful and commercially viable entities.

Notable benefits to society

Several studies have illustrated that road weather and road condition services can provide notable cost savings and other benefits to society and various stakeholders, including road users. Investments in winter maintenance and road weather systems will pay for themselves many times over, once the systems are in place and the services distributed effectively. Advanced services make it possible to both cut the number of accidents and optimise winter maintenance. VTT has estimated that Finland achieved savings of some EUR 30 million in 2007 [1].

The number and severity of road accidents can be reduced by making road users better aware of current road conditions and by improving the efficiency of winter maintenance. Winter maintenance costs can be reduced without compromising the quality by timely maintenance and optimised levels of de-icing (mainly road salt). The latter not only saves money but is also better for the environment.

Preventive and timely action is the key for effective winter maintenance. This requires reliable, high-quality data on current conditions, maintenance activities, traffic conditions and future weather conditions. Mobile measurements and other new observation methods alongside new technologies allow the collection of more detailed and comprehensive raw data. However, timely road maintenance requires more than high-quality measurement and observation data. The data must first be refined with forecasting methods to suggest necessary actions, and these actions need to be carried out where and when required.

Consortium to develop and promote road weather know-how

VTT has participated in the FIRWE project (2012–2014) funded by the Finnish Funding Agency for Innovation (Tekes), where a consortium of companies developed their winter maintenance projects together. Participants included Arctic Machine, Foreca, Teconer and Vaisala. VTT and the University of Oulu acted as the research partners in the project. Other partners included the Finnish Transport Agency, Centres for Economic Development, Transport and the Environment (ELY Centres), the cities of Helsinki and Tampere, Ministry of Transport and Communications, the Finnish Transport Safety Agency Trafi, road maintenance companies as well as SMEs specialising in IT and communications.

The aim of the project was to develop a product and service package by combining the participants’ expertise and utilising it on a flexible and standardised platform, and to make it export-ready. To ensure customer and user-centred design, service package testing and development was part of normal company operations. Development needs and the benefits of the service package and its modules were verified with research. In the target situation, different customer groups can procure the product, or service package, from one place without making costly investments or developing their own standalone systems.

The project provided promising results. The system was tested in practice in the winter of 2013–2014 in Southern Karelia on roads maintained by NCC Roads. From the point of view of the road maintenance contractor, the new services and products worked well, in particular automatic data collection. Practical tests continued in the winter of 2014–2015 in Vantaa on roads where Destia is the principal maintenance contractor.

The companies that participated in FIRWE were satisfied with the new method of cooperation. The work will continue in some form. This operating model could be easily replicated in different environments and sectors. All it requires is that companies working but not competing in the same industry would be willing and able to invest in product development. When the companies develop their products together, they not only act as sparring partners but also gain new viewpoints about the operating environment of their respective products. Cooperation in the consortium does not require major commitment, but does not exclude the possibility of cooperation, for example, to establish an export network.

 

Heikki Mantsinen, Research Scientist
Raine Hautala, Senior Scientist
Pekka Leviäkangas, Principal Scientist
Aki Aapaoja, Research Scientist

 

Sources:

  1. Hautala, R. & Leviäkangas, P. (2007) Ilmatieteen laitoksen palveluiden vaikuttavuus: hyötyjen arviointi ja arvottaminen eri hyödyntäjätoimialoilla [Effectiveness of Finnish Meteorological Institute (FMI) services]. VTT Publications 665, Espoo, VTT. http://www.vtt.fi/inf/pdf/publications/2007/P665.pdf.

  2. Nokkala, M., Leviäkangas, P. & Oiva, K. (eds.), Hietajärvi, A-M., Schweighofer, J., Siedl, N., Vajda, A., Athanasatos, S., Michaelides, S., Papadakis, M., Kreuz, M., Mühlhausen, T., Ludvigsen, J. & Klæboe, R. (2012) The costs of extreme weather for the European transport system. EWENT project deliverable D4. http://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2012/T36.pdf.

Erityisolosuhteet luoneet pohjan suomalaiselle tiesääosaamiselle

Heikki Mantsinen Aki_Aapaoja

Pekka Leviäkangas  Ranko

Suomen tiet on pidettävä turvallisessa kunnossa ja liikenteen sujuvuudesta huolehdittava kaikissa olosuhteissa, vaikeat talvikelit ja nopeastikin vaihtelevat sääolosuhteet mukaan lukien. Pohjoinen sijaintimme haastavine olosuhteineen ovat luoneet tarpeeseen perustuvan pohjan suomalaiselle tiesää- ja talvihoidon osaamiselle.

Suomessa on paljon talvihoitoon ja tiesääpalveluihin kytkeytyvää korkeatasoista osaamista. Tämä kansainvälisestikin tunnettu monipuolinen osaaminen on jakautunut kuitenkin moniin yrityksiin, viranomaistahoihin, yhteisöihin, henkilöihin ja tutkimuslaitoksiin. Pirstaloitunut osaaminen hidastaa osaltaan yhtenäistä järjestelmä- ja palvelukehitystä. Eri toimijoiden vahvuuksien yhteensovittaminen ja muokkaaminen kilpailukykyiseksi, koko palvelun ja tukitoiminnot kattavaksi paketiksi, edistäisi osaltaan talvihoidon yhtenäistä järjestelmä- ja palvelukehitystä sekä hyödyllisten ja kaupallisesti mielekkäiden kokonaisuuksien luomista.

Merkittäviä hyötyjä yhteiskunnalle

Useat tutkimukset ovat osoittaneet tiesää- ja kelipalveluiden tuottavan merkittäviä kustannussäästöjä ja muita hyötyjä yhteiskunnalle sekä sen eri toimijoille loppukäyttäjät mukaan lukien. Talvihoitoon ja tiesääjärjestelmiin tehdyt investoinnit maksavat itsensä moninkertaisesti takaisin, kun järjestelmiä hyödynnetään ja palveluita jaetaan tehokkaasti. Kehittyneillä palveluilla pystytään vähentämään onnettomuuksia ja optimoimaan talvihoitoa. VTT:n laatiman arvion mukaan Suomen tieliikenteessä saavutettiin noin 30 miljoonan euron vuotuiset kustannussäästöt vuonna 2007 [1].

Onnettomuuksien määrään ja vakavuuteen voidaan vaikuttaa parantamalla liikkujien tietoisuutta keliolosuhteista ja tehostamalla talvihoitoa. Talvihoidon kustannuksia voidaan vähentää hoitotoimenpiteiden oikea-aikaisuudella ja optimoimalla liukkaudentorjunta-aineen määrää (pääsääntöisesti suola) hoidon laadusta tinkimättä. Viimeksi mainittu säästää paitsi kustannuksia myös ympäristöä.

Tehokkaan talvihoidon avain on kyky ennakoivaan ja oikea-aikaiseen toimintaan. Tämä edellyttää hyvälaatuista ja luotettavaa tietoa vallitsevasta kelistä, kunnossapidosta, liikennetilanteesta ja tulevista sääolosuhteista. Mobiilimittaukset ja muut uudet havaintomenetelmät yhdessä kehittyneen teknologian kanssa mahdollistavat entistä tarkemman ja kattavamman raakadatan keräämisen. Hyvälaatuinenkaan mittaus- ja havaintotieto ei vielä riitä takaamaan oikein ajoitettuja hoitotoimenpiteitä, vaan tieto pitää jalostaa ennusteiden avulla oikeansisältöiseksi toimenpide-ehdotuksiksi ja toimenpiteet tulee toteuttaa oikea-aikaisesti.

Tiesääosaamista viedään ja kehitetään yhteisvoimin

VTT on osallistunut Tekes-rahoitteiseen FIRWE-hankkeeseen (2012-2014), jossa yritykset kehittivät yhdessä omia talvihoidon tuotteitaan. Hankkeeseen osallistuivat Arctic Machine, Foreca, Teconer ja Vaisala. VTT:n lisäksi hankkeen tutkimuksellisesta osuudesta vastasi Oulun yliopisto. Yhteistyöverkostoon kuuluivat myös Liikennevirasto, ELY-keskukset, Helsingin ja Tampereen kaupungit, Liikenne- ja viestintäministeriö, Liikenteen turvallisuusvirasto Trafi, kunnossapidosta vastaavia toimijoita sekä tieto- ja viestintäalan pk-yrityksiä.

Hankkeen tavoitteena oli luoda vientikelpoinen tuote- ja palvelukokonaisuus yhdistämällä toimijoiden osaamista yhteiseen joustavaan ja standardoituun alustaan. Asiakas- ja käyttäjäkeskeisyyden varmistamiseksi palvelukokonaisuutta testattiin ja kehitettiin osana operatiivista toimintaa. Kehittämistarpeet sekä palvelukokonaisuuden ja sen osien hyödyt todennettiin tutkimuksen avulla. Tavoitetilanteessa eri asiakasryhmät saavat tuotteistetun palvelukokonaisuuden yhden luukun kautta ilman kalliita investointeja ja erillisjärjestelmien kehittämistä.

Hankkeessa saadut kokemukset olivat rohkaisevia, vaikka yhden luukun kokonaisuus ei täysin hankkeen puitteissa valmistunutkaan. Käytännön kokeiluja tehtiin talvella 2013-2014 Etelä-Karjalassa NCC Roadsin urakka-alueella. Urakoijan näkökulmasta uudet palvelut ja tuotteet toimivat, erityisesti automatisoitu tiedonkeruu. Käytännön kokeiluja jatkettiin talvella 2014-2015 Vantaan urakka-alueella, jossa pääurakoijana on Destia.

Firwe-hankkeen yritykset ovat olleet tyytyväisiä uudenlaiseen yhdessä tekemisen tapaan. Työ tulee jatkumaan jossain muodossa. Tämä toimintamalli voisi olla monistettavissa hyvin monenlaisiin ympäristöihin ja toimialoille. Tarvitaan vain samalla alalla toimivia, keskenään kilpailemattomia yrityksiä, joilla on kykyä ja halua panostaa tuotekehitykseen. Yhdessä kehittämällä jokainen saa sparrausta ja uusia näkökulmia oman tuotteensa toimintaympäristöön. Yhteistyö ei vaadi syvällistä sitoutumista, muttei sulje pois yhteistyötä vaikkapa vientiverkoston rakentamisessa.

Heikki Mantsinen, tutkija
Raine Hautala, erikoistutkija
Pekka Leviäkangas, johtava tutkija
Aki Aapaoja, tutkija

 

Lähteet:

Hautala, R. & Leviäkangas, P. (2007) Ilmatieteen laitoksen palveluiden vaikuttavuus: hyötyjen arviointi ja arvottaminen eri hyödyntäjätoimialoilla. VTT Publications 665, Espoo, VTT. http://www.vtt.fi/inf/pdf/publications/2007/P665.pdf.

Nokkala, M., Leviäkangas, P. & Oiva, K. (eds.), Hietajärvi, A-M., Schweighofer, J., Siedl, N., Vajda, A., Athanasatos, S., Michaelides, S., Papadakis, M., Kreuz, M., Mühlhausen, T., Ludvigsen, J. & Klæboe, R. (2012) The costs of extreme weather for the European transport system. EWENT project deliverable D4. http://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2012/T36.pdf.

Do we still need the manufacturing industry?

SONY DSC

A decade ago China became the country on everyone’s lips. It was to become the cradle of the world’s manufacturing industry. Other countries need not apply. “Would this role be enough to even satisfy China?” “What if China takes it all?” At the same time, Finland was going through a mobile technology and software development boom. Traditional manufacturing became known as a smokestack industry. This term changed people’s image of the manufacturing industry. A representative from a major organisation and a member of a Finnish innovation system caught me off guard with the following question: ”Will there be a need for traditional industries in Finland in the future?” Having recovered from the initial shock, I began to understand what led the representative to ask this question. What I couldn’t understand, however, was the conclusion. With populations that represent 20% and 0.1% of the global population respectively, China and Finland battle in very different leagues. On the other hand, one good 0.1% can be the equivalent of several per cent.

Traditional industries play a major role in providing welfare services in Finland even today. The number of people employed either directly or indirectly in the industrial sector is around one million. What’s more, the industrial sector employs people from different educational backgrounds more equally than many other sectors. Despite the fact that collectively Finns are highly educated, not everyone can work in an engineering or specialist software position. We need jobs for everyone. The proportion of service and health care sectors has increased due to the changing population structure. We cannot rely on either of these sectors to support the national economy alone. We need them both. Just as we need many other sectors.

The Finnish innovation system has been praised around the world.  It has saved Finland from several recessions and hardships, and so has the perseverance and imagination of Finnish companies. However, the times are clearly changing now. One of the positive changes of the past few years is the increase in cooperation. Enterprises and research institutes have engaged in mutually beneficial partnerships.

Unfortunately, the needs of companies went largely ignored in the overhaul of the higher education system in favour of academic merits. Doctorate degrees are awarded on an industrial scale. When a friend of mine defended their doctoral thesis, it was one of three public defences on that day. I suspect the three lecture halls had never before seen that much defending in one day. On the flip side, we have come closer to the way research is conducted on an international level. A doctoral thesis is no longer a record of a researcher’s life work but clearly a “licence to research” for a young researcher. However, as highly-educated numbers increase, graduate unemployment is likely to increase too, rendering many graduates unable to find jobs matching their qualifications. This is a waste. Many small companies run without having a single formally educated engineer on their payroll, not to mention IT experts. There’s also room for improvement in the language skills. Starting an export business without the adequate language skills takes a lot of effort. I’m hoping that younger generations will take the language skills of companies to a whole new level when they enter the workforce.

When I was a student in the 1980s I asked my more experienced friends about the reputation of this restaurant by a bridge in Tampere. ”The typical client of that establishment is an educated person who formulates carefully considered thoughts into perfect sentences while sipping wine. Their discussion partner then replies with an equally well-constructed sentence, and in the end nobody knows what the topic of the discussion is.” Today, research projects sometimes dismiss the industrial sector and a as a consequence a mutual understanding is not reached. With the help of up-to-date applied research projects and partnerships, companies can gain a few years’ head start compared to their competitors. This may not sound like much, but in today’s world a few years is a massive advantage. Therefore I strongly encourage academics and enterprises to find a common language.

Research institutes and universities can help small and medium-sized industrial enterprises. More and more companies can go global and develop or implement new technologies. We need the export industry. I want to see the proportion of SMEs in the export sector to increase from 15% to 25%. This requires companies to increase the share of R&D to somewhere between 3% and 4% of their revenue. It is important to turn newest research results into start-ups, and it is equally important to make older research results available for current companies. Thanks to strides made in research, a research result from five years ago can today give a company a major competitive edge.

We have several wonderful companies who have the potential to succeed in the international markets. In the field, however, the approach to business operations is divided. Some companies rely on bigger companies too much which has led them to neglect their own expertise or products. If the bigger companies then move their operations elsewhere, the smaller companies quickly become economically unsustainable. The most substantial opportunities for SMEs are in the niche markets. They reward the companies for their know-how with a major market share as bigger companies turn their attention to other markets. Project-based one-off deliveries, superior working methods, specialised machinery and equipment as well as products and services combined into a smart product for the Internet of Things are just some of the examples of the keys to success.

VTT’s newest spearhead programme, For Industry, examines the pros of the manufacturing industry both academically and from the business world’s point of view. From the business world’s point of view this means that different research results are examined with the help of applied research methods, activation and innovation to evaluate their potential for increasing a company’s operations. Using the results of this research is promoted by using different operations models in small and medium-sized industries. Academic results enable us to maintain and develop our role in the global research market. Like before, we’ll get through this recession too with the help of research and innovations. And hard work. We don’t want to dismiss anyone. Let’s build a solid foundation for the future.

Risto Kuivanen

Business Development Manager