INOVAÇÃO: uma introdução ás dinâmicas de mudança...

CENTER FOR INNOVATION, TECHNOLOGY AND POLICY RESEARCH, IN+

Instituto Superior Técnico, Technical University of Lisbon

http://in3.dem.ist.utl.pt

Manuel V. Heitor

Seminário - INOVAÇÃO 08 Março 2004

INOVAÇÃO:

uma introdução ás dinâmicas demudança tecnológica

1. Uma forma de ensino / aprendizagem…

2. O trabalho/projecto dos alunos

O Seminário: O quê? Como?

3. Desafios: perceber a inovação• a formulação de problemas não-estruturados

• o conhecimento teórico para perceber a mudança tecnológica

• um elemento integrador dos conhecimentos a adquirir

• o papel critico do aluno....

2. As hipóteses de trabalho as razões para inovar …mudança tecnológica acelerada! ...conhecimento e inovação

conteúdo

3. Desafios ... tempo, espaço, âmbito e os valores!

1. O conceito: exemplos de inovação

AlgunsAlguns casoscasos……

ConsumoDe Gás

Ar Comprimido ConsumoEléctrico

Caso 1: Inovação de Processo na industria de vidro

Composição

Forno

Recozimento Fabricação

Acabamentos

SistemaIntegradoDe GestãoEnergética

Sistema de gestão de energia e do ambiente

Funcionalidades da Aplicação

• Monitorização dos Consumos Instantâneos;

• Análise Estatística;

• Fácil Adaptação a Alterações do Tarifário (da Energia)e de outros Parâmetros;

• Simulação de Facturas da Electricidade;

• Utilização Remota dos Analisadores de Energia.

Sistema Integrado de Gestão Energética

Leixões

Estarreja

Barreiro/Lavradio

Alverca

Lisboa

Valença

Θ

ΘAveiro

Leixões/ Matosinhos:Gasolinas/ GasóleoLubrificantesAromáticos (BTX)Solventes OrgânicosBetumesCombustíveis/Fuelóleos

LPG (Propano e Butano)

Estarreja / Aveiro:MNB/ AnilinaCloro/ SodaPlásticos (PVC)Isocianatos (MDI)Gases Industriais

Formaldeído Ácido Clorídrico

Lisboa / Sintra:Pigmentos/ TintasResinas

Agroquímicos

Barreiro / Lavradio:Amoniaco e Ureia Ácido Nítrico / Adubos AzotadosSulfato de AlumínioFosfato Dicálcico Dióxido de CarbonoFibras AcrílicasÁcido SulfúricoPolióis, Poliuretanos e ResinasTintas

Sines:Gasolinas/ GasóleoOlefinas (Etileno, Propileno, Butadieno)Polímeros (Polietilenos de Alta e BaixaDensidade)Combustíveis / FuelóleosMTBE / Negro de Fumo / Enxofre

Portos

Ferrovias

Θ Aeroportos internacionais

Alverca / Póvoa:Carbonato de SódioÁgua OxigenadaÁcido NitricoAdubos AzotadosAdubos líquidos

Agroquímicos

Caso 2: Plataforma logística para a industria quimica em PT

Portalegre:Fibras

Plásticos (PET)

http://.snirh.inag.ptCaso 3:

Zonas de Risco

Redes de medição e controlo:

Rede Meteorológica

Fonte: http://.snirh.inag.pt

FluxoFluxo de de InformaInformaçãçãoo emem Tempo-Real ( Tempo-Real (passadopassado))

Fonte: http://.snirh.inag.pt

FluxoFluxo de de InformaInformaçãçãoo emem Tempo-Real ( Tempo-Real (presentepresente))

Fonte: http://.snirh.inag.pt

Previsão Hidrológica e Hidráulica

Fonte: http://.snirh.inag.pt

Mapeamento dasZonas inundáveis

-Coimbra

Fonte: http://.snirh.inag.pt

Caso 4: ComponentesComponentes automautomóóvelvel(e.g. auto-(e.g. auto-interioresinteriores))

• Portas

• “Headliner”

• Paineis

• Assentos

• Instrumentação

• Reduçaõ no peso

• Redução de Custos

• Segurança

Fontes de innovação (1)

Fontes de innovação(2)

SEGURANÇA: Crescentesopções e complexidade

• Conforto• Ambiente

Modelos computacionais de cadeiras de criança paraautomóvel e modelo do corpo humano

(Fonte: João Dias, IDMEC)

A experiência do INAUTO: módulo assento

Superficie

Esqueleto

Mista

A experiência do INAUTO: módulo assentoA experiência do INAUTO: módulo assentoEstrutura Mista: V1 V2 V2

V3

V4

A experiência do INAUTO: módulo assento

1o. Prejuízos consideráveis na indústria alimentar

Queijos (Y. lipolytica, K. marxianus, D. hansenii,P. membranifaciens)

Iogurtes (Y. lipolytica, D. hansenii, R. mucilaginosa,C. zeylanoides, C. tropicalis)

Vinhos (Dekkera sp., Z. bailii, S. cerevisiae)

Refrigerantes (Z. bailii, S. cerevisiae)

Carnes fumadas (Y. lipolytica, D. hansenii, P. membranifaciens, ...)

Cervejas (Saccharomyces sp., Dekkera sp., D. hansenii, P. membranifaciens, ...)

Caso 5: Leveduras de alteração de alimentos

Fonte: Stab Vida

MethodAdvantagesDisadvantagesTraditional identificationprocedures- Fundamentalfor taxonomicpurposes- Labour intensive- Time consuming- ExpensiveSimplified Identificationmethod (SIM)

•

Morphological tests

•

Biochemical tests

•

Physiological tests- More rapid- More simple- More economic - Limited reliabilityIdentification Kits andSystems

•

API 20C

•

APID32C

•

Biolog

•

Uni-Yeast TEC

•

(...)- Rapid- Simple- Restricted to specificenvironments (mostly yeastspecies of clinical importance)- Expensive- Ambiguous resultsMolecular Typing

•

DNA fingerprinting

•

Chromossome karyotyping

•

DNA/PNA probes

•

(...)- More accurate- Reliable- Not suitable for routineidentification of a broad rangeof species- Sophisticated equipment- Expensive reagentsMétodos disponíveis para a identificação de leveduras

2o. Necessidade de métodos rápidos de diagnósticopara aplicação em rotina nos laboratórios da áreaalimentar

Fonte: Stab Vida

Patogénica emergente

Meio de cultura para Yarrowia lipolytica

Intensa actividade proteolítica e lipolíticaLevedura de alteração: queijos, iogurtes, carnes fumadas, ...

Papel benéfico na maturação de queijos e carnes fumadas

Fonte: Stab Vida

O argumento e hipóteses:Num contexto de acelerada mudança tecnológica, crescentemente

associado a bases de conhecimento distribuídas, a capacidade parainovar depende do sucesso de redes de aprendizagem, de âmbito

internacional, que facilitem a gestão do risco:

A inovação compreende o modo como as empresas e osempreendedores criam valor explorando a mudança

• promovendo “human centred systems”, facilitando a mudançaorganizacional

• através da colaboração institucional e de formas de “capital social”,diversificando parcerias para a inovação e promovendo orejuvenescimento empresarial, mas considerando trajectóriastecnológicas …

• desenvolvendo a base científica e a capacidade tecnológica

• favorecendo a concepção de produtos e sistemas de maior valoracrescentado

OutrosOutros casoscasos e e ideiasideias……

OutrosOutros casoscasos e e ideiasideias……

54321

Fase 3Fase 2Fase 1Ideia

O argumento e hipóteses:Num contexto de acelerada mudança tecnológica, crescentemente

associado a bases de conhecimento distribuídas, a capacidade para

inovar depende do sucesso de redes de aprendizagem, de âmbito

internacional, facilitando a gestão do risco:

• favorecendo a concepção de produtos e sistemas de maior valoracrescentado

• desenvolvendo a base científica e a capacidade tecnológica

• através da colaboração institucional e de formas de “capital social”,diversificando parcerias para a inovação e promovendo orejuvenescimento empresarial, mas considerando trajectóriastecnológicas

• promovendo “human centred systems” e facilitando a mudançaorganizacional

A inovação compreende o modo como as empresas e osempreendedores criam valor explorando a mudança

Hipótese de trabalho 1:

a concepção de produtos e sistemasde maior valor acrescentado

Tema para trabalhos: inovação e produtividade

O objectivo: extender a cadeia de valor!

TECH AND INOV POLICY

CONCEPTION DISTRIBUTIONPRODUCTION

•Industry = production only•investment=equip. purchase

“KNOW-HOW”TECH CAPACITY

LIFE-STYLES

CONSUMERS

HUMAN CAPITAL

Que riscos?

TECHNOLOGY

MARKETExisting New

Existing

New

Increasing risk

evolutionary leverage base

radicaldiscontinuity

Source: Branscomb,Morse & Roberts (2001): www.atp.nist.gov/eao/gcr_787.pdf

O Imperativo: aumentar a produtividade no trabalho,e não a extensão da utilização dos recursos

G7

Euro Area

América do Norte

Portugal

Grécia

Hungria

Nova Zelândia

Japão

Islândia

AustráliaEspanha

Canadá

Finlândia

Reino Unido

Suécia

Suiça

Irlanda

Dinamarca

Alemanha

Áustria

Holanda

EUA

Itália

França

Noruega

Luxemburgo

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50

Diferença da Produtividade Horária Face à Média Comunitária

Efe

ito d

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as d

e Tr

abal

ho

Produtividade horária menor que a média EU-15Menos horas de trabalho do que a média EU-15

Produtividade horária maior que a média EU-15Menos horas de trabalho do que a média EU-15

Produtividade horária maior que a média EU-15Mais horas de trabalho do que a média EU-15

Produtividade horária menor que a média EU-15Mais horas de trabalho do que a média EU-15

Contributions of Hourly Productivity and of Hours Worked to the “Gap” in GDP per Capita (1998)

Hipótese de trabalho 2:

desenvolvendo a base científica e acapacidade tecnológica

Tema para trabalhos: inovação e ciência

Caso 4 - Assento: Componentes, Materiais & Tecnologias

METAL

TECHNOLOGIES

STAMPING

BENDING

DRILLING

HEAT TREATING

MATERIALS

STEEL

PLASTICS/POLYMERS

TECHNOLOGIES

INJECTION MOLDING

COMPRESSION MOLDING

MATERIALS

PUR

PVC

PE-66

POLYESTER

PP

ABS

POM

ASSEMBLY

TECHNOLOGIES

MIG WELDING

HAND LAYUP

GLUING

FASTENING

TEXTILES

NONWOVEN

SEWING

MATERIALS

FABRIC

FRONT SEATFRONT SEATTECH/MATs

BUCKLE ASSY

BUCKLE (2)

INSERT (2)

WEBBING

COVER (2)

BUSHING

BUTTON

STOP (2)

SPRING

ARMREST

FRAME

RETAINER

CUSHION

COVER

CUSHIONS

CUSHION UPPER

CUSHION LOWER

STIFFNER (2)

ISOLATOR

FRAMES

FRAME LOWER

FRAME UPPER 1

FRAME UPPER 2

HEADREST

CUSHION

COVER (2)

FRAME

SUBSTRATE

RETAINER

COVERS

COVER UPPER

COVER LOWER

FRONT SEATSTRUCTURE

BUCKLE ASSY

BUCKLE (2)

INSERT (2)

WEBBING

COVER (2)

BUSHING

BUTTON

STOP (2)

SPRING

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FRAME

RETAINER

CUSHION

COVER

CUSHIONS

CUSHION UPPER

CUSHION LOWER

STIFFNER (2)

ISOLATOR

FRAMES

FRAME LOWER

FRAME UPPER 1

FRAME UPPER 2

HEADREST

CUSHION

COVER (2)

FRAME

SUBSTRATE

RETAINER

COVERS

COVER UPPER

COVER LOWER

FRONT SEATSTRUCTURE

Conceição P., Heitor M.V., Veloso F., 2002

A mudança tecnológica: perspectivas

A Convergência: telecomunicações e computação ...

A QUESTÃO : âmbito e escala

PRODUTOS

PRODUTO

•mais tecnologias paraproduzir um produto

•mais produtos produzidos apartir de uma dada tecnologia

Fonte: von Tunzelmann (1999))

TECNOLOGIAS

PROCESSOS

TECNOLOGIA

PROCESSOS

New reactors

Nuclear fusion

New energybiomass

Photovoltaicmaterials

Fuel cells

Superconductors

Supervision ofenergy processes

Robotics

Security systems

energy

Batteries

Pacemakers

Artificial Heart

Recombin. DNA

New drugs

EnzymaticSynthesis

Membranes

Biocompatiblematerials

Instrumentalanalysis of dnasequences

biotechnologies

Power lasersBio-leaching

Biological oreprocessing

New alloys

Ceramics andcomposits

Computer baseddesign of newmaterials

materials

Photovoltaicapplications

Biosensors

Biochips

Semiconductors

SuperconductorsTelematics

Automation

Computers

informationtechnologies

energybiotechnologiesmaterialsinformationtechnologies

A mudança tecnológica: interacções emergentes... Source: BIPE

fromto

Produção de Conhecimento um cenário em contínua evolução...

Análisetradicional

Questõesemergentes

CONTEXTO Comunidade específica applicação

ÂMBITO disciplinar transdisciplinar

“SKILLS” homogéneas heterógeneas

ORGANIZAÇÂO Hierarquica & estática(preservada)

Transiente & Dinâmica(evolui)

Taxonomia:Gibbons etal (1994)

MODE 1 MODE 2

…perspectivas para a “mudança”:“Produtividade científica” e cooperação

EC Benchmark of S&T Policies, September 2001

Hipótese de trabalho 3:

através da colaboração institucional e deformas de “capital social”,

diversificando parcerias para a inovação e

promovendo o rejuvenescimentoempresarial,

mas considerando trajectórias tecnológicas

Tema para trabalhos: inovação e história

Portugal tem falta de competências técnicasAcesso a bases de conhecimento distribuídas?

Highest Level of Education Attained: Population of 25-64 Years Old (2001)

(Source: OECD, Education at a Glance 2002)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Portugal

Turkey

Spain

Italy

Greece

Luxemburg

Belgium

Ireland

Netherlands

France

Hungary

Austria

Finland

Germany

Poland

Denmark

Sweden

Norway

UK

Slovakia

Czech Republic

US

Upper Secondary Education Terciary Education

Os engenheiros em Portugal...

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

3.00%

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Portugal EUA Irlanda Bélgica Alemanha

EUA

AL

BE IRL

PT

% engenheiros na população activa entre 25 e 64 anos, Heitor et al (2003)

Hipótese de trabalho 4:

promovendo “human centred systems” efacilitando a mudança organizacional

Tema para trabalhos:

inovação e mudança organizacional

Mudança organizacional: mais um custo...

Portugal está atrasado em inovação organizacional, tantocomo em inovação tecnológica

Rotação dos Trabalhadores

Organização do Trabalho em

Equipas

Maior Envolvimento dos Trabalhadores menos Qualificados

Horizontalização das Estrutura de

Gestão

Alemanha 7 20 19 30Dinamarca 28 40 10 42Espanha 14 34 33 -França 6 30 44 21Holanda 9 9 46 47Irlanda 10 27 32 23Itália 13 28 24 10Portugal 9 22 9 3Reino Unido 13 33 48 45Suécia 38 29 60 46Média (não ponderada) 15 27 33 29

Adopção de práticas de gestão flexívelOCDE (1999). Employment Outlook

Conteúdo

1.O conceito: exemplos de inovação2. As hipóteses de trabalho as razões para inovar …mudança tecnológica acelerada! ...conhecimento e inovação

3. Desafios ...tempo, espaço, âmbito e os valores!

C&T, Economia e Sociedade

Agriculture

Indústry

Services

Agriculture

Indústry

Services

Industrial era

Knowledgeera I- Recession

II- Growth

Technology replaces employment

Economy without employment

Demand Deficit

Technology createsnew industries and opportunities

Entrepreneurial economy

Value creation

C&T, Economia e Sociedade…perspectivar o desenvolvimento sustentável

Adapted from Bringezu and Schütz, 2000, Total Material Requirement of the European Union,European Environment Agency, Technical report No 55.

Desenvolvimento económico em Portugal estáassociado com o mais elevado crescimentoeuropeu da taxa de consumo de materiais!

Competitividade sustentáveldesenvolver abordagens sistémicas e a analise de ciclo de

vida ao longo da cadeia de valor de produtos-serviços.

Desafio 1

...o tempo

...o que sabemos da literatura?

3 sugestões:

1. 1780: José Anastácio da CunhaNotícias Literárias de Portugal

2. 1865. Oliveira MartinsPortugal Contemporâneo

3. 1990: José Mariano GagoManifesto para a Ciência em Portugal

... e Eça de Queirós, em particular “OS MAIAS”!

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Year

Ave

rage

GD

P P

er C

apita

(Con

stan

t 199

0 U

S D

olla

rs)

PIB per Capita médio a nível mundialFonte: Conceição e Heitor (2002)

A mudança tecnológica: o exemplo dos materiais

STEELS

CAST IRON

IRON

COOPER

ALLOYSTEELS

GLASSY METALS

AL-LITHIUM ALLOYS

DUAL PHASE STEELS

MICROALLOYED STEELS

BRONZE

SKIN FIBRE GUMS

RUBBER

LIGHTALLOYS

SUPER ALLOYS

TITANIUMZINCONIUMETC

NEW SUPER ALLOYSDEVELOPMENT SLOWMOSTLY QUALITYCONTROL ANDPROCESSING

CONDUCTINGPOLYMERS

HIGH TEMPERATUREPOLYMERS

HIGH MODULUSPOLYMERSBAKELITE

NYLON

WOOD

PAPER

STONEFLINT

POTTERT

GLASS

CEMENT

REFRACTORIES

PORTLANDCEMENT FUSED

SILICA CERMETS

EPOXIESPOLYESTERS

COMPOSITES

POLYMERS

METALS

CERAMICS

POLYMERS

COMPOSITES

CERAMICS

METALS

ALLOYS

10 000 BC 5000 BC 0 1000 1500 1800 1900 1940 1960 1980 1990 2000 2010 2020GOLD

CERAMIC COMPOSITES

COMPOSITESMETAL-MATRIX

SURFACEENGINEERING

RE

LA

TIV

E I

MP

OR

TA

NC

E

SUPERCONDUCTORSTOUGH ENGINEERING

CERAMICS

KEVLAR

BRICKS (with STRAW)

IVORY

10000 BC5000 BC

0 1000 1500 1800 1900 1940 1960 1980 1990 2000 2010 2020

Source: Ashby (1998); IPTS(1999)

A mudança tecnológica:

as telecomunicações

2010: 80% da tecnologia tem menos de 10 anos,enquanto que 80% da força de trabalho adquiriu as suas qualificações há mais de 10 anos

o “gap” de conhecimento

NovasTecnologias

TecnologiasExistentes

2000 2010

Educação/formaçãoadquirida aolongo dos últimos10 anos

2000 2010

Educação/formaçãoadquirida há maisde 10 anos

Desafio 2

... o espaço

Origem das Invenções no Segundo MilénioFonte: Conceição e Heitor (2002)

Ireland

GermanyAustria

NetherlandsUK

Sweden

NorwayFrance

Finland

BelgiumPortugal

0%

20%

40%

60%

80%

0.0% 2.0% 4.0% 6.0% 8.0%

Expenditure in Innovating Activities as Share of Turnover

Po

rpo

rtio

n o

f In

no

vati

ve E

nte

rpri

ses

Manufacturing Sector

CIS III(Preliminary)

CIS II

Community Community InnovatonInnovaton Survey 3: Survey 3:Input vs. Output of Innovation in EuropeInput vs. Output of Innovation in Europe

Despesa total em I&DEscala vs Intensidade (OECD, 2000)

Sweden

Finland Japan

France

Germanythe Netherlands

Denmark

UK

US

Belgium

Austria

Ireland

Italy

SpainPortugal

Greece

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

100 1000 10000 100000 1000000

Scale- Total Expenditure in R&D ($PPP; logarithmic scale)

Inte

nsi

ty-

Sh

are

of

GD

P s

pen

t o

n R

&D

Portugal: Novas instalações fabris (1995-1997)Source: Figueiredo et al (2002); J. Urban Economics

Home investments created in the investor’s “prior localityof economic activity”

Non-home investments outside investor’s “prior locality ofeconomic activity”

Desafios 3:

... o âmbito

New reactors

Nuclear fusion

New energybiomass

Photovoltaicmaterials

Fuel cells

Superconductors

Supervision ofenergy processes

Robotics

Security systems

energy

Batteries

Pacemakers

Artificial Heart

Recombin. DNA

New drugs

EnzymaticSynthesis

Membranes

Biocompatiblematerials

Instrumentalanalysis of dnasequences

biotechnologies

Power lasersBio-leaching

Biological oreprocessing

New alloys

Ceramics andcomposits

Computer baseddesign of newmaterials

materials

Photovoltaicapplications

Biosensors

Biochips

Semiconductors

SuperconductorsTelematics

Automation

Computers

informationtechnologies

energybiotechnologiesmaterialsinformationtechnologies

A mudança tecnológica: interacções emergentes... Source: BIPE

fromto

Produção de ConhecimentoA Distribuição das Bases de Conhecimento

1. Um número crescente de fontes de conhecimento

2. Uma base alargada de interacção efectiva : promovendofluxos de conhecimento múltiplos

3. Cuja dinâmica depende dos fluxos de conhecimento, nãoestando directamente dependentes de políticas nacionias

4. O número de actores nas redes cresce com o tempo,não sendo afectados por estruturas institucionais

5. A produção de conhecimento exibe uma crescimentoheterógeneo

Source: Keith Smith (2000)

Uma realidade ultrapassada:

intrepertar ideias e produzir esquemas para produção

British Aerospace, 1960

Desafio 4

... os Valores!

Transmissão de conhecimento…das Funções, …ao Potencial

atitude reactiva

aprender

Adquirir maisconhecimentos

apreender

Participar emactividades que

permitam desenvolvernovas capacidades

empreender

Utilizar potencialcriativo e de

iniciativa

Spinoffs detecnologia

Competências individuais

UNIDADES DE CUSTO

atitude pro-activa

Capacidades (de equipa)

CENTROS DE RESULTADOS