Digitalisation accelerates the circular economy

When talking about the circular economy, the role of digitalisation is almost always mentioned. The deployment of digital solutions may reduce the use of resources and facilitate the implementation of circular economy systems. However, as yet not much research has been done on how digitalisation enables the transition to a circular economy in practice. The CloseLoop strategic research project of the Academy of Finland systematically assesses challenges associated with the development of new business models, and brainstorms new circular economy business models and concepts for Finnish companies. These concepts are developed and tested in collaboration with companies and stakeholders, including end-users and consumers.

Digitalisation may provide assistance for achieving three objectives of the circular economy. The digitalisation of the industrial sector increases resource efficiency, helps to close the loop of material cycles and contributes to keeping materials in use for a longer time. Intelligent solutions enable, for example, the reduction of energy consumption, optimisation of logistics chains and more efficient use of capacity. Digitalisation can be used to gain access to material-specific data and resource consumption, which enables the product life cycle to be optimised for circular economy solutions. Good examples of this include Resq Club and Lunchie, which offer restaurant food for consumers through a digital platform. They reduce food waste by providing an easy way to buy food that would otherwise go to waste.  eRENT  offers companies a platform for the digital sharing and tracking of machines and devices, making it possible to improve their usage rates.

Circular economy systems with interconnected cycles often contain large amounts of data. Digitalisation offers new ways to collect and use it in real time. This data can be put to use when decisions need to be made about the phases of the product’s life cycle, reuse of waste materials, logistical arrangements and the operators needed in the value network. For example,  Konecranes offers warehouse management as a service that includes remote monitoring and preventive equipment maintenance and advanced digitalisation, enabling the monitoring of the entire supply chain. The solution allows Konecranes customers to efficiently provide their suppliers with information on warehouse usage levels.

In the circular economy, the coordination of materials and information flows is of crucial importance. Information on the quantity and quality of products and the raw materials they contain must be collected, stored and used efficiently. It must be possible to do this in a reliable and transparent manner, for which such methods as block chain technology may provide a solution. Digital technologies enable data storage combined with materials and the use of waste as a resource.

Digitalisation comes with a lot of challenges

The key challenges of digitalisation are related to business models, data ownership, data sharing, data integration, collaboration and competence. Issues related to the availability and ownership of data are of crucial importance. There are also challenges related to the sharing of data between competitors, protection of privacy, the IPR rights and confidence building. Integration of the large amounts of data owned by various operators is also needed, because the management of data flows is also a big challenge.

Other important issues include the organisation of cooperation between different partners, the definition of joint processes, search for suitable partners and pooling of different areas of competence. The pooling of the competences in information and communication technology and sustainable development also has its own challenges. At the moment, many organizations lack sufficient competence related to the basic concepts of the circular economy and sustainable business models.

Hackathons, training and research projects promote cooperation across disciplines

Cooperation, networking, increased transparency and the provision of information are key methods for promoting digitalisation. Collaboration can be practiced by sharing expertise between organisations and pooling competences between different actors. The operators should come from different fields and include both small and large organisations. In training, the cooperation between schools and enterprises could be increased. Various competitions and hackathons could be increasingly used for cooperation purposes. Participation in research and development projects is also a good way of creating cooperation networks.

It is important to involve consumers or end-users in the planning and implementation of a service, because consumers themselves function as service providers in many services that use platforms. In such a case, getting a critical mass involved in the process from the outset is of paramount importance, and the service must offer a first-rate solution to consumer needs in terms of both attractiveness and usability. One example is Zadaa, which provides consumers with a mobile application that makes it easy to put used clothes up for sale and to find clothes that fit. Digital solutions make it possible to reach consumers and end users in a more efficient way than before. It is important to note that instead of the earlier one-way communication, the solutions needed today must allow end-users to give feedback on products and services.

Read more: www.closeloop.fi

 

Maria Antikainen VTT

 

Maria Antikainen
Principal Scientist
maria.antikainen(a)vtt.fi
@MariaAntikainen

 

Teuvo Uusitalo VTT

 

Teuvo Uusitalo
Senior Scientist, VTT
teuvo.uusitalo(a)vtt.fi
@TeuvoU

 

 

Kiertotalous_digitalisaatio

Under the theme “Digitalisation as enabler of the circular economy”, we organized a workshop at the From Waste to Valuables event held at the Hotel Torni of Tampere on 23 November 2017. It was attended by 62 representatives of business and research organisations. The workshop presented three innovative examples in which digitalisation forms an essential part of the operations: Uusioaines Oy, Hiedanranta and Resq Club. We discussed in small groups how digitalisation contributes to the circular economy, what challenges this entails and how they can be solved

Digitalisaatio vauhdittaa kiertotaloutta

Digitalisaation rooli tulee esille lähes aina puhuttaessa kiertotaloudesta. Digitaalisten ratkaisujen käyttöönotto voi vähentää resurssien käyttöä ja helpottaa kiertotalouden järjestelmien toteuttamista. Vielä on kuitenkin vähän tutkimusta siitä, miten käytännössä digitalisaatio mahdollistaa siirtymisen kiertotalouteen. 

Digitalisaatio voi vauhdittaa täyttämään kiertotalouden kolme tavoitetta. Teollisuuden digitalisaatio lisää resurssitehokkuutta, auttaa sulkemaan materiaalien kierron kehän sekä edesauttaa pitämään materiaalit pidempään käytössä. Älykkäät ratkaisut mahdollistavat esimerkiksi energiankulutuksen vähentämisen, logistiikkaketjujen optimoinnin ja kapasiteetin hyödyntämisen tehokkaammin. Digitalisaation avulla voidaan saada pääsy materiaalikohtaisiin tietoihin ja resurssien kulutukseen, mikä mahdollistaa tuotteiden elinkaaren optimoinnin kiertotalouden ratkaisuihin. Kuluttajille digitaalisen alustan kautta ravintolaruokaa tarjoavat  Resq Club  ja Lunchie vähentävät ruokahävikkiä  tarjoamalla helpon tavan ostaa muuten hävikiksi päätyvää ruokaa. eRENT  tarjoaa yrityksille koneiden ja laitteiden digitaalista jakamis- ja seuranta-alustaa. Palvelun avulla on mahdollista parantaa koneiden ja laitteiden käyttöastetta.

Kiertotalouden järjestelmät, joilla on toisiinsa liittyvät kierrot, sisältävät usein suuria määriä dataa. Digitalisaatio tarjoaa uusia keinoja kerätä ja käyttää sitä reaaliaikaisesti. Dataa voidaan hyödyntää, kun on tehtävä päätöksiä tuotteiden elinkaaren vaiheista, jätemateriaalien uudelleenkäytöstä, logistisista järjestelystä ja arvoverkossa tarvittavista toimijoista. Esimerkiksi Konecranes tarjoaa varastonhallintaa palveluna, johon kuuluu etäseuranta ja laitteiden ennakoivat huollot sekä pitkälle viety digitalisaatio, joka mahdollistaa koko toimitusketjun seurannan. Ratkaisun avulla Konecranesin asiakkaat pystyvät välittämään omille toimittajilleen tehokkaasti tietoa varaston täyttöasteesta. 

Materiaalien ja tietovirtojen yhteensovittaminen kiertotaloudessa on ratkaisevan tärkeää. Tietoja tuotteiden määrästä ja laadusta sekä niiden sisältämistä raaka-aineista on kerättävä, säilytettävä ja hyödynnettävä tehokkaasti. Tämä on voitava  tehdä luotettavasti ja läpinäkyvästi, mihin esimerkiksi lohkoketjuteknologia voi tarjota ratkaisun. Digitaaliset teknologiat mahdollistavat tietojen säilyttämisen yhdistettynä materiaaleihin ja mahdollistavat jätteen hyödyntämisen resurssina. 

Digitalisaatioon liittyy runsaasti haasteita 

Digitalisaation keskeiset haasteet liittyvät liiketoimintamalleihin, tiedon omistukseen, tietojen jakamiseen, tietojen integrointiin, yhteistyöhön ja osaamisvaatimuksiin. Datan saatavuus ja datan omistajuuteen liittyvät kysymykset ovat ratkaisevan tärkeitä. Haasteita liittyy myös datan jakamiseen kilpailijoiden välillä, yksityisyyden suojaan, IPR- oikeuksiin ja luottamuksen rakentamiseen. Tarvitaan myös useiden toimijoiden omistamien suurien tietomäärien integrointia, sillä tietovirtojen hallinnointi on myös iso haaste.  

Tärkeää on myös yhteistyön järjestäminen eri kumppanien välillä, yhteisten prosessien määrittely, sopivien yhteistyökumppaneiden etsintä ja eri osaamisalueiden yhdistäminen.  Haasteita liittyy tieto- ja viestintätekniikan ja kestävän kehityksen osaamisen yhdistämiseen. Tällä hetkellä kiertotalouden ja kestävän liiketoimintamallien peruskäsitteiden osaaminen on monessa organisaatiossa puutteellista. 

Hackathonit, koulutus ja tutkimusprojektit edistävät yhteistyötä yli rajojen 

Yhteistyö, verkottuminen, avoimuuden lisääminen ja tiedon tarjoaminen ovat keskeisiä keinoja edistää digitalisaatiota. Yhteistoimintaa voidaan tehdä jakamalla organisaatioiden välistä asiantuntemusta ja yhdistämällä osaamista eri toimijoiden välillä. Toimijoiden olisi oltava eri aloilta ja koostuttava pienistä ja suurista organisaatioista. Koulutuksessa koulujen ja yritysten välistä yhteistyötä voitaisiin lisätä. Erilaisia kilpailuja ja hackathoneja voitaisiin käyttää yhä enemmän yhteistyöhön. Myös osallistuminen tutkimus- ja kehityshankkeisiin on hyvä keino luoda yhteistyöverkostoja. 

Kuluttajien tai loppukäyttäjien ottaminen mukaan palvelun suunnitteluun ja toteutukseen on tärkeää, koska monissa alustoja hyödyntävissä palveluissa kuluttajat itse toimivat palveluntuottajina. Tällöin kriittisen massan saaminen alusta lähtien mukaan on ensiarvoisen tärkeää, ja palvelun tulee olla sekä houkuttelevuudeltaan että käytettävyydeltään ensiluokkainen kuluttajien tarpeisiin. Yksi esimerkki on Zadaa, joka tarjoaa kuluttajille mobiilisovellusta, jolla on helppo laittaa myyntiin käytettyjä vaatteita ja löytää itselleen sopivia vaatteita. Digitaaliset ratkaisut mahdollistavat kuluttajien ja loppukäyttäjien tavoittamisen entistä tehokkaammin. Tärkeää on huomioida, että entisen yksisuuntaisen viestinnän sijaan tarvitaan ratkaisuja, joilla loppukäyttäjät voivat antaa palautetta tuotteista ja palveluista.  

Maria Antikainen VTT

 

Maria Antikainen
Principal Scientist
maria.antikainen(a)vtt.fi
@MariaAntikainen

 

Teuvo Uusitalo VTT

 

Teuvo Uusitalo
Senior Scientist, VTT
teuvo.uusitalo(a)vtt.fi
@TeuvoU

 

Järjestimme From Waste to Valuables tapahtumassa 23.11.2017 Tampereen Torni-hotellissa “Digitalisaatio kiertotalouden mahdollistajana” -näkökulmaan liittyen työpajan, johon osallistui 62 yritys- ja tutkimusorganisaatioiden edustajaa. Työpajassa esiteltiin kolme innovatiivista esimerkkiä, joissa digitalisaatio on keskeinen osa toimintaa:  Uusioaines Oy, Hiedanranta sekä Resq Club. Keskustelimme pienryhmissä , miten digitalisaatio edistää kiertotaloutta ja mitä haasteita tähän liittyy ja miten ne voidaan ratkaista.  

Kiertotalous_digitalisaatio

Suomen Akatemian strategisen tutkimuksen CloseLoop-hankkeessa arvioidaan systemaattisesti uusien liiketoimintamallien kehittämiseen liittyviä haasteita sekä ideoidaan uusia kiertotalouden liiketoimintamalleja ja konsepteja suomalaisille yrityksille. Konsepteja kehitetään ja testataan yhdessä yritysten ja sidosryhmien, kuten loppukäyttäjien ja kuluttajien, kanssa.

www.closeloop.fi 

Water efficiency in industry ensures the continuation of business

According to the Water Poverty Index, developed at the beginning of this millennium, Finland has the world’s highest welfare rate associated with water. In addition to Finland being one of the most water-rich nations in the world; the coverage of water supply and sewerage systems; the use of water in households, industry and agriculture; environmental affairs; and the socio-economic factors related to water supply belong among the best in the world.

The water consumption reflects our industrial structure. Our most important sectors are the water-intensive wood-processing industry and the mining industry, and, therefore, industry is the largest consumer of water (Grön 2010). When communities annually use approximately 460 million m3 of water, in the industry the water consumption is almost 20 times higher: 8,300 million m3 a year. However, the Finnish industrial sector has reduced its water consumption in an exemplary fashion by means of water recycling solutions and by optimising the draining of waste and process waters into the environment. When calculated per product, the pulp and paper industry has reduced its water consumption to one fifth of what it used to be in the 70s. Today, the water consumption of the Finnish brewery industry per product litre is significantly smaller than that of global brewery companies that widely advertise their operations as sustainable.

One key obstacle to water recycling is its relatively low price compared to the prices of comparable recycled materials. However, in water-intensive industries the large volumes of water alone constitute a major cost item. For example, in the Finnish wood-processing industry the cost of water accounts for an estimated 5 % of the overall costs, or is of about the same level as the chemicals and personnel costs.

The recycling of water generates cost benefits and, at the same time, the reduced need to extract water increases options on where to place the plants and offers opportunities for increasing production. In addition to water recycling, the industrial sector is developing solutions for recovery and productisation of substances contained in the water. They can be used for creating new value chains and business models for the future circular economy societies.

Climate change has raised the availability of water as a key risk for the world economy. It has multiple impacts: at the same time as dry areas become even drier, floods and heavy rains become more common. In addition to causing damage to buildings and products, the flooding sewer systems and dams may cause unintentional environmental emissions.

Finland has the best water supply and sewerage systems in the world. Being number one in the world, it would be easy to spring to the world not only as provider of technological solutions, but also as provider of project competence and other competencies that can be associated with water expertise.

Let us pilot the digital solutions, energy efficiency and all aspects of the blue economy in Finland and introduce them to the world markets together, to the regions where access to clean water is already a clear business risk to industrial production!

VTT publishes a policy brief on ensuring the availability of clean water and the opportunities for developing business out of water supply systems

 

mona_arnold
Mona Arnold

Principal Scientist
mona.arnold(a)vtt.fi

 
rajaus nelio2
Anna-Mari Heikkilä
Senior Scientist
anna-mari.heikkila(a)vtt.fi

Reference: The Water Poverty Index: An International Comparison, Keele Economics Research Papers. http://econwpa.repec.org/eps/dev/papers/0211/0211003.pdf

Grön 2010, Water as natural resource and enabler of global business http://www.helsinki.fi/henvi/yvv/esitykset/gron.pdf

Hallintamalleilla ratkotaan maakuntauudistuksen digitalisaatiohaasteita

Työ- ja elinkeinoministeriö on käynnistänyt maakuntauudistuksen rinnalla julkiset työvoima- ja yrityspalvelut yhdistävän kasvupalvelu-uudistuksen. Aiemmin keskitetyn tahon hallinnoimien sähköisten yrityspalveluiden ylläpito ja kehittäminen tapahtuvat uudistuksen myötä ympäristössä, jossa on mukana itsehallinnollisia maakuntia. Uudistus tuo oman mausteensa tietojärjestelmien kehittämiseen ja hallintaan. Kun palveluiden järjestämis- ja tuottamisvastuu jakaantuu nykyistä useammalle toimijalle, on tärkeää, että käytössä olevat digitaaliset järjestelmät mahdollistavat palveluiden jatkuvuuden ja tietojen välittymisen yli organisaatioiden rajojen.

Laadukkaiden ja yhdenmukaisten digitaalisten kasvupalvelujen kehittäminen edellyttää, että palveluiden järjestäjät, tuottajat ja asiakkaat kootaan ekosysteemimäiseen yhteistyöhön. ”Menossa olevassa uudistuksessa digitaalisuuden täysimääräinen hyödyntäminen palvelutuotannossa ja toimijoiden keskinäisistä vastuista ja rooleista sopiminen tarjoaa hyvät eväät onnistumiselle”, toteaa teollisuusneuvos Sirpa Alitalo työ- ja elinkeinoministeriöstä.

Hallintamallit auttavat yrityspalvelujen muutoksessa

Hallintamalleilla tarkoitetaan käytäntöjä ja vastuita, jotka mahdollistavat digitaalisten järjestelmien pitkäaikaisen kehittymisen eri sidosryhmiä tasapuolisesti palvelevaan suuntaan. Kun nämä toimintatavat on huolellisesti suunniteltu ja dokumentoitu niin voidaan saavuttaa yhteiskehittämisen edut, kuten kustannussäästöt ja parempi tiedonkulku tietojärjestelmien välillä.

Maakuntien yrityspalvelutoimijoilla ja valtakunnallisilla kasvupalveluilla on yhteinen tavoite yritysten menestymiseksi ja tavoite toteutetaan yhdessä tekemällä. Olennaista on, että asiakkuuksiin sekä toimijoiden väliseen yhteistyöhön liittyvä tieto saadaan sujuvasti kulkemaan”, toteaa Lapin ELY-keskuksen elinkeinot, työvoima ja osaaminen -vastuualueen johtaja Tuija Ohtonen.

VTT esittää ehdotuksia kasvupalveluiden sähköisten järjestelmien hallintamalleiksi Valtioneuvoston kanslian julkaisemassa raportissa. Lisäksi raportissa ehdotetaan toimiviksi havaittuja käytäntöjä, joita on hyödynnetty hallintamallien laatimisessa, sekä annetaan käytännön esimerkkejä hallintamalleista sähköisten järjestelmien kehitys- ja ylläpitotehtävien järjestämiseksi.

Tutkimus perustuu VTT:n pitkäjänteiseen työhön ohjelmistojen elinkaaren hallintaan ja hallintamalleihin. Tämä selvitys on tärkeä, koska vastaavaa laajaa erilaisia tietojärjestelmätyön ”ekosysteemisiä” hallintamallitapauksia koostavaa ja analysoivaa tutkimusta ei ole tehty aiemmin julkisella sektorilla.

Hallintamallit tukevat yhteiskehittämistä myös muualla

Julkisella sektorilla pyritään laajemminkin siirtymään siihen, että tilataan ja jatkokehittään ohjelmistoja tai alustoja yhdessä, jos samaa ratkaisua voi hyödyntää useassa julkisen sektorin organisaatiossa. On havahduttu siihen, että päällekkäinen kehittäminen ei kannata, koska monesti vaikkapa kuntien tarpeet sähköisille järjestelmille ovat samansuuntaisia. Yhteistyöllä voidaan saavuttaa kustannussäästöjä sekä parantaa tietojärjestelmien laatua ja yhteensopivuutta.

Hyvin mietityt hallintamallit ovat keskeisen tärkeitä, jotta yhteiskehittäminen onnistuu. Ilman hallintamallia järjestelmäkehityksessä voidaan päätyä joko diktatuuriin tai anarkiaan. Jos yksi toimija sanelee liikaa tietojärjestelmäkehitystä, muiden sidosryhmien tarpeet eivät tule huomioiduksi. Jos taas jokainen yksittäinen toimija operoi muista riippumatta, syntyy useita erillisiä – ja mahdollisesti keskenään yhteen sopimattomia – versioita samasta ohjelmistosta ja menetetään yhteiskehittämisen edut.

VTT:n aiemmin kehittämiä hallintamalleja on sovellettu eri kehityshankkeille ja ohjelmistoille julkisella sektorilla. Maksutonta materiaalia (mm. esimerkkipohja) hallintasuunnitelmien tekemistä varten löydät verkosta sivulta: http://www.vtt.fi/sites/avoimen-tuotteen-hallinta

Lisätietoja:

  • Kääriäinen, J., Parviainen, P., Ohtonen, T., Uusihanni, M., Jänkälä, S., Kukkola, K. 2018, Hallintamallit yhdessä tekemiseen – Yrityspalveluiden sähköisten järjestelmien käyttö ja kehittäminen, Valtioneuvoston selvitys- ja tutkimustoiminta, http://tietokayttoon.fi/julkaisu?pubid=24902 . Raportti VTT:n, Lapin ELY:n ja TE-toimiston kanssa (TEM ohjauksessa).
  • Henttonen K., Kääriäinen J., Kylmäaho J. 2017. Lifecycle management in government-driven open source projects – practical framework, International Journal of Information Systems and Project Management, Vol. 5, No. 3, 2017, 23-41, http://www.sciencesphere.org/ijispm/archive/ijispm-050302.pdf . VTT:n ja Maanmittauslaitoksen yhteistyössä kirjoittama tieteellinen lehtiartikkeli.
  • Matinmikko, T., Kääriäinen, J., Kylmäaho, J., Henttonen, K. 2017. Yhteispelillä kohti edullisempia ja laadukkaampia ohjelmistoja, Kuntalehti. KL-Kustannus Oy, No: 6, 50. TMikko-konsultoinnin, VTT:n ja Maanmittauslaitoksen kanssa kirjoitettu artikkeli.
  • Valtioneuvoston kanslian blogikirjoitus: http://tietokayttoon.fi/ajankohtaista/blogi/-/blogs/sahkoisten-jarjestelmien-hallintamallit-avuksi-maakuntauudistuksessa

jukka_kaariainen

Jukka Kääriäinen

jukka.kaariainen(at)vtt.fi

 

katja_henttonen

Katja Henttonen