TNO beslaat een groot deel van het ontwikkeltraject van complexe B2B-technologie en -producten, van onderzoek en ontwerp tot het opleveren van een werkende demonstrator. Maar daarmee zijn de toepassingen vaak nog niet marktrijp. Soms vraagt het van de industrie nog jaren van investeren. Dikwijls vinden bedrijven de risico’s te groot, waardoor innovatiekansen niet worden verzilverd. TNO gaat daarom nu nog een stap verder, tot en met de industrialisatie. ‘Zo helpen we de Nederlandse hightech zijn internationale koploperspositie te versterken en het verdienvermogen van ons land te vergroten.’
– ‘Technologie naar volwassenheid brengen is een lang traject waar individuele bedrijven voor terugschrikken.’
– Bedrijven hebben hulp nodig om los te komen van de ‘commodity magnet’.
– Circulaire ontwerp- en productietechnologieën worden de komende jaren snel belangrijker.
– ‘We monitoren voortdurend de toegevoegde waarde van programma’s voor de samenleving.’
Aantonen dat het werkt én in serie geproduceerd kan worden
In de expositieruimte op de begane grond van het TNO-gebouw in Delft staat een systeem opgesteld waarmee een spiegel van de European Extremely Large Telescope (E-ELT) bestuurd kan worden. Het betreft de zogeheten demonstrator van het apparaat dat een aantal jaren geleden is ontwikkeld met marktpartijen als VDL. Hiermee toonde TNO aan dat de hoogwaardige motion-control-technologie die erin besloten ligt naar behoren werkt. Van het systeem moesten vervolgens 798 stuks geproduceerd worden. Want de schotel van de telescoop telt dat aantal spiegels, elk afzonderlijk te besturen zodat de sterrenkijker exact op het gewenste stukje van het heelal gericht kan worden. Hoe het systeem het best – in casu meest kostenefficiënt – in een kleine serie geproduceerd zou kunnen worden, moest VDL echter zelf uitzoeken. En dat wil TNO veranderen, vertelt Mark Courage.
Tot en met TRL 9
Courage is sinds begin dit jaar directeur smart industry bij de kennisinstelling, na een lange carrière bij ingenieursbureau en system integrator Bilfinger Tebodin, waar hij als project- en lijnmanager industriële projecten voor verschillende marken in binnen- en buitenland heeft gerealiseerd. TNO kende hij reeds, onder andere van een project gericht op de ontwikkeling van een installatie voor het omzetten van CO2 in een grondstof voor duurzame vliegtuigbrandstof. Een project in een vroege ontwikkelingsfase, op TRL (Technology Readiness Level) 3. TNO beslaat een groot deel van dat ontwikkelspectrum, tot en met TRL 9 (proof of concept), waarin een demonstrator of een pilotfabriek wordt opgeleverd die naar behoren werkt. ‘TNO’, legt Courage uit, ‘speelt de hoofdrol in het proces van wat we noemen orchestrating innovation: we brengen een aantal marktpartijen bijeen die een vergelijkbaar probleem delen. Dan zetten wij de eerste stappen. Het risico dat we dat probleem uiteindelijk niet kunnen oplossen, dat er geen werkend systeem komt, ligt grotendeels bij TNO. Zo helpen we de Nederlandse industrie innovatiestappen te zetten die ze in hun eentje te riskant zouden vinden of waarvoor de benodigde expertise ontbreekt.’
Ervaring in fieldlabs
Met orchestrating innovation heeft TNO inmiddels de nodige ervaring opgebouwd binnen de Smart Industry-fieldlabs. De meest succesvolle is het Smart Connected Supplier Network. ‘Verschillende bedrijven in de Brainport-regio hadden dezelfde problemen met de overdracht van ERP-data naar ketenpartners. Binnen het samenwerkingsverband van dat fieldlab was er voldoende slagkracht om tot een nieuwe, open communicatiestandaard te komen. TNO was ervoor nodig om de boel op gang te brengen.’ In een ander fieldlab, SAM|XL (Smart Advanced Manufacturing, red.), wordt ontwikkeld aan een robotscanner die grote metaaloppervlakken, zonder destructie, ultrasoon kan controleren op haarscheurtjes. ‘Die ontwikkeling kan interessant zijn voor de vliegtuigindustrie, voor het onderhoud aan de installed base. Maar ook voor machinebouwers die hiermee hun productportfolio kunnen uitbreiden. Deze technologie naar volwassenheid brengen is echter nog een lang traject waarvoor individuele bedrijven al snel terugschrikken.’
‘TNO speelt de hoofdrol in orchestrating innovation’
Nog jaren investeren
Want met een werkende demonstrator of een testopstelling in handen zijn commerciële partijen bij lange na nog niet aanbeland bij het moment dat de technologie de markt op kan en er inkomsten mee gegenereerd kunnen worden. ‘De testopstelling geeft natuurlijk een goed, inspirerend beeld van hoe het werkt. Maar het bedrijf dat de technologie of het product wil commercialiseren, moet er soms nog enkele jaren geld in investeren. Vaak zijn er al geïnteresseerde klanten, maar die willen alleen afnemen op voorwaarde dat het systeem tien keer goedkoper wordt dan de demonstrator.’ Dat vraagt value engineering, re-engineering en de bereidheid het risico te nemen dat de kostenverlaging niet slaagt. Onderwijl betaalt de ondernemer TNO licentiekosten voor de product- en technologieontwikkeling. ‘Om al die redenen zien ondernemers nogal eens af van het implementeren van nieuwe innovaties op TRL 7 en 8. Daardoor blijven innovatiekansen liggen. Kansen waarmee de Nederlandse hightech zijn internationale koploperspositie mogelijk had kunnen versterken. En het Nederlandse verdienvermogen had kunnen vergroten. Niet alleen met de industrialisatie en het vermarkten van de technologie of producten, maar ook met de productie ervan, in goed gedigitaliseerde, toekomstbestendige fabrieken.’
Miljardenmarkt
‘Wij ontwikkelen momenteel, samen met meerdere bedrijven’, vervolgt Courage, ‘systemen voor lasersatellietcommunicatie, die een oplossing bieden voor de groeiende vraag naar meer en sneller dataverkeer, dat nodig is voor Internet of Things. Het kan wel tien keer sneller zijn dan de huidige dataoverdracht, goed voor een terabyte aan data per seconde, oftewel het gelijktijdig streamen van 200.000 Netflix-films in HD-kwaliteit. In dit project willen we verder gaan en naast het aanleveren van de demonstrators ook zorgen voor een technologie waarmee kosteneffectief high mix, low volume, low defects geproduceerd kan gaan worden. Natuurlijk worden de vergoedingen voor bijvoorbeeld licenties aan TNO voor de ondernemer dan hoger. Maar de risico’s voor de partijen die de demonstrators gaan vermarkten, nemen af. Bijkomend voordeel is dat de innovatiekracht en het verdienvermogen van de industrie op deze wijze sneller worden vergroot. Voor deze lasersatellietcommunicatietechnologie kan vanaf 2030 een markt meer dan een miljard euro per jaar in het verschiet liggen.’
Commodity magnet
Bedrijven hebben hulp nodig om los te komen van de ‘commodity magnet’, constateert Courage. ‘Een innovatief product kan in eerste instantie met veel winst worden verkocht. Totdat de concurrentie de achterstand heeft ingehaald. Vanwege de opgebouwde merkwaarde kun je dan nog even een iets hogere prijs hanteren, maar uiteindelijk concurreer je louter nog op prijs. Om niet in deze negatieve spiraal terecht te komen, dient onze industrie voortdurend te innoveren. Nederland beschikte ooit over een voorsprong in windenergie. Maar omdat de terugverdientijden te lang waren en dus de risico’s voor het bedrijfsleven te groot, hebben andere landen die leidende positie overgenomen. Om dat in de toekomst te voorkomen, wil TNO een grotere rol spelen in de ontwikkeling van productietechnologie.’
Duurzaamheid en digitalisering
Courage tekent erbij aan dat het niet alleen maar om geld verdienen gaat. Duurzaamheid is een ander, minstens zo belangrijk doel. Te lang is plastic een goedkoop materiaal geweest omdat de klimaat-footprint ervan niet in de kostprijs was meegenomen. De Europese Green Deal en het nationale Klimaatakkoord gaan daar een eind aan maken en dus zullen circulaire materialen en ontwerp- en productietechnologieën de komende jaren snel belangrijker gaan worden. Die slag kan echter niet geslagen worden zonder digitalisering. ‘Voor het creëren van die digital twin van de productiefaciliteit en een productpaspoort van het eindproduct. Want daarmee kun je volledig digitaal bepalen hoe je de life cycle van dat product en de materialen die erin verwerkt zijn – design for disassembly – steeds verder kunt verbeteren en verlengen. Maar ook voor het kunnen monitoren en beheersen van alle retourstromen. En voor het laten functioneren van een smart grid, zodat vraag en aanbod rond elektriciteit en warmte altijd gematcht worden.’
Smart factories
Verder noemt Courage ook supply security en human resources – en het tekort daaraan – als voorname thema’s. ‘Robots gaan een steeds belangrijkere rol spelen in de fabrieken van de toekomst. Daarom werken we binnen TNO aan software die het programmeren van robots veel gemakkelijker moet maken. Maar die smart factories zullen ook in staat moeten zijn hun supply goed te regelen, door gebruik te maken van data vanuit hun gehele, mondiale supplychain. Dan maakt het niet meer uit of er een boot vastloopt in het Suezkanaal of dat ergens havens op slot gaan vanwege een pandemie. Daarvoor moeten veel data gedeeld worden, maar wel op een veilige manier. Bij het onderzoek daarnaar is TNO eveneens betrokken.’
Maatschappelijke waarde
Kortom, grote maatschappelijke vraagstukken die TNO wil helpen oplossen, in afstemming met Europese collega-instituten, om te voorkomen dat het wiel vaker dan eens wordt uitgevonden. De Nederlandse industrie moet en kan in het ontwikkelen van die oplossingen een belangrijke rol spelen. Daarvoor wil TNO zijn TRL-scope verbreden en zelfs nog een stapje verder gaan. TNO doet zijn werk binnen een groot aantal vraaggestuurde programma’s, zoals smart industry, semiconductor equipment, duurzaam bouwen, windenergie en de circulaire economie. ‘Onze unit Strategische Analyses & Beleid monitort voortdurend, aan de hand van een groot aantal KPI’s, de toegevoegde waarde van het werk binnen die programma’s voor de samenleving. Zo formuleren we een strategie voor de Nederlandse industrie. En komen we tot de thema’s waar onze industrie primair op moet inzetten om de meeste maatschappelijke waarde – duurzaamheid, winst, werkgelegenheid – te creëren.’
Link magazine editie april 2022 thema OOK HET MKB MOET
‘PARIJS’ HALEN. HOE? Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl’
TNO-whitepaper over productpaspoort, cruciaal voor circulaire economie
De roep om duurzaamheid is groter dan ooit en wordt verder versterkt doordat de oorlog in Oekraïne de toelevering van grondstoffen als olie, gas en metaal op losse schroeven zet. Tegelijkertijd worden bedrijven ook steeds meer verantwoordelijk gehouden voor hun CO2-footprint, door overheden, banken en andere stakeholders. Deze ontwikkelingen maken een circulaire economie onontkoombaar. Hierin kan het productpaspoort een cruciale rol spelen. In dit paspoort leggen bedrijven de samenstelling en technische gegevens van hun producten van a tot z digitaal vast. ‘De tijd is aangebroken voor een nieuwe, digitale industriële revolutie’, aldus inhoudelijk expert Elmer Rietveld in de whitepaper ‘Inventarisatie productpaspoorten 2021’ (maart 2022).
