Mechatronik System Design macht Teams effektiver und kompetenter, um Schlachten zu gewinnen

Veröffentlicht am: 15 August 2018

Experte:

Prof. Jan van Eijk

Co-founder Mechatronics Academy

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Mechatronics System Design Teil 1 und Teil 2 gehören zu den beliebtesten Schulungskursen in der High-Tech-Industrie. Die Kurse haben ihren Ursprung bei Philips CFT, wo die Systementwicklung in den 1980er Jahren immer komplexer wurde. Rien Koster erkannte, dass die Lösung in einer besseren Zusammenarbeit zwischen den Disziplinen lag. Das ehemalige CFT-Mitglied Jan van Eijk erklärt, warum es für Top-Spezialisten gut ist, regelmäßig mit Kollegen aus anderen Disziplinen zusammenzukommen und sich mit ihnen auszutauschen.

Es ist 1986, als Rien Koster – einer der Paten der niederländischen Mechatronik – bei Philips ein ehrgeiziges Projekt startet. Seine Idee ist es, alle führenden Spezialisten aus den Bereichen Mechanik, Elektronik, Steuerungstechnik, Software und Messtechnik aus ihren Heiligtümern zu holen und sie gemeinsam an einem mechatronischen System arbeiten zu lassen. Sie taufen das Projekt Fast and Accurate 86 (FA86). Der Plan scheint eine Erfolgsgarantie zu sein, aber in der Praxis bekämpfen sich die Hauptakteure gegenseitig. Jeder von ihnen ist der Meinung, dass er die Führung übernehmen sollte.

Koster fährt fort. Und schließlich liefert FA86 den Famm-Roboter, ein zweiarmiges System mit großen Direktantriebsmotoren, wie man sie in U-Booten findet. Der Famm (schnelles und genaues Manipulatormodul) ist so stark und schnell, dass andere Roboter im Vergleich dazu verblassen. Leider ist die Lösung für die Industrie zu teuer.

Technisch gesehen war der Famm-Roboter eine erstaunliche Leistung, ein fantastisches Beispiel dafür, was man erreichen kann, wenn man alle Top-Spezialisten zusammenarbeiten lässt“, sagt Jan van Eijk. Van Eijk war viele Jahre lang das Aushängeschild der Mechatronik bei Philips. Im Jahr 2010 gründete er zusammen mit seinen ehemaligen CFT-Kollegen Adrian Rankers und Maarten Steinbuch die Mechatronics Academy, den Partner des High Tech Institute, der für die gesamte Mechatronik-Ausbildung zuständig ist.

Laut Van Eijk hat das FA86-Projekt vor allem gezeigt, wie schwierig es ist, die verschiedenen Disziplinen auf einer gleichberechtigten Basis zusammenzubringen. Ein Maschinenbauingenieur kann einen erstaunlich schönen und praktikablen Entwurf vorlegen, ohne sich darüber im Klaren zu sein, dass sein Entwurf in der Praxis niemals funktionieren wird. Die Sprache, die sein Kollege aus der Regelungstechnik verwendet, um das zu erklären – mit seinen Dezibel- und Bode-Diagrammen – ist für den Mechaniker ein Rätsel. ‚

Es mangelt oft an gegenseitigem Respekt zwischen den verschiedenen technischen Disziplinen, sagt Jan van Eijk. Der Mechatronik-Guru plädiert dafür, Spezialisten auszubilden und sie gleichzeitig darin zu schulen, effizient mit ihren Kollegen aus verwandten Bereichen zu kommunizieren. Sie können nicht alles im Detail beherrschen, aber sie müssen von allem ein bisschen verstehen, vor allem die disziplinspezifische Sprache.

Koster zeigt oft ein Diagramm, das alle Spezialisten als Dirac-Funktion darstellt, erinnert sich Van Eijk. Sie sind sehr gut in einer Sache, aber ihr Wissen ist nicht breit“, erklärt Van Eijk. Bei den Managern und Direktoren zeigte sich, dass sie breit sind, aber nicht so hoch. Im Durchschnitt waren sie etwa gleich intelligent. Wir waren auf der Suche nach Spezialisten, die etwas breiter aufgestellt sind, damit sie mit Experten aus anderen Bereichen sprechen können.‘

Philips CFT startete einen zehntägigen Kurs, um die Mauern zwischen den Fachbereichen einzureißen. Während der Schulung kamen alle relevanten Disziplinen zur Sprache und die Teilnehmer erfuhren, worüber sich ihre Kollegen Gedanken machten. Die Dozenten sprachen über ihr eigenes Fachwissen, so dass sich die Studenten an den Jargon gewöhnen konnten. Das Ziel war es, den Respekt für die Disziplinen der anderen zu erhöhen, sagt Van Eijk. Und ihre Neugier auf den anderen zu wecken. Wenn jemand aus einer anderen Abteilung fragt, warum sie so und nicht anders vorgehen, sollte das nicht zu einer feindseligen Reaktion führen. Das war in der Vergangenheit oft der Fall.‘

Alle neuen Mitarbeiter in den mechatronischen Abteilungen von Philips erhielten diese Schulung. ‚Oft haben wir die Doktoranden zuerst in Stücke gerissen‘, lacht Van Eijk. ‚Sie hielten sich für großartig und wir zeigten ihnen, was sie noch nicht wussten. Wir wollten immer noch großartige Spezialisten mit dem besten wissenschaftlichen, neuesten Wissen, aber sie mussten in der Lage sein, mit ihren Kollegen zu sprechen. Sonst war es nicht gut.‘

Entmystifizierung

Der Mechatronik-Lehrgang war ein großer Erfolg bei Philips und wird nun schon im dreißigsten Jahr und seit 2010 von der Mechatronics Academy durchgeführt. Die Mechatronics Academy bietet den Kurs unter dem Namen Mechatronics System Design (abgekürzt ‚Metron‘) über das High Tech Institute an. Da es für viele Teilnehmer schwierig ist, zwei Wochen lang der Arbeit fernzubleiben, wurde der zehntägige Kurs in zwei Sitzungen von je einer Woche aufgeteilt (Teil 1 und Teil 2).

Van Eijk ist sich über den Nutzen des Kurses Mechatronics System Design im Klaren: „Sie brauchen dafür eine Woche. Das sind etwa zwei Prozent dessen, was Sie in einem Jahr arbeiten. Und es macht Sie zehn Prozent effektiver. Das ist ein Bauchgefühl, aber in den letzten dreißig Jahren habe ich gesehen, wie es die Menschen verändert, wie es die Beziehung zu den Kollegen in einer multidisziplinären Umgebung beeinflusst. Die Menschen sind in der Lage, anders zu kommunizieren.‘

Bei Mechatronics System Design geht es um die Entmystifizierung aller Disziplinen. ‚Wenn ich einen Professor nach seinem Beruf frage, neigt er schnell dazu, mir von den neuesten Entwicklungen zu erzählen. Das geschieht in einer Sprache, die für ihn wie geschaffen ist, aber für mich völlig unverständlich ist‘, sagt Van Eijk. ‚Während der Schulung besprechen wir einen fiktiven Fall über ein Druckerkonzept von Océ. Die Schulungsteilnehmer stellen dann fest, dass sie bereits mit einer Reihe einfacher Oberschulsummen viel über die Wünsche sagen können, die Océ auf den Tisch gelegt hat.‘

Jan van Eijk: ‚Das Training dauert eine Woche und macht Sie zehn Prozent effektiver.‘

Die Dozenten aus allen Disziplinen besprechen genau, was nötig ist, um die gegenseitige Kommunikation zwischen den Spezialisten zu ermöglichen. Wir werden um eine Reihe grundlegender Werkzeuge nicht herumkommen“, sagt Van Eijk. ‚Ein Bode-Diagramm zum Beispiel. Viele Leute haben das schon einmal gesehen, aber in der Praxis kaum je verwendet. Anhand eines solchen Diagramms kann ein Steuerungsingenieur einem Maschinenbauingenieur deutlich erklären, mit welchem Problem er zu kämpfen hat. Wenn sie gemeinsam eine Lösung finden wollen, muss es also Teil ihrer gemeinsamen Sprache sein.‘

An den Grundprinzipien des Kurses hat sich in den letzten dreißig Jahren wenig geändert. Allerdings sind technische Fächer hinzugekommen, wie z.B. Thermodesign und Metrologie. Wird der Software mehr Aufmerksamkeit geschenkt, einer Disziplin, die in der Mechatronik immer wichtiger wird? ‚Nun‘, antwortet Van Eijk nachdenklich, ‚das ist etwas differenzierter. Ja, sie wird immer wichtiger, weil die Menge der verwendeten Software und der damit verbundene Aufwand zunehmen. Aber wenn wir uns die Funktionalität ansehen, ist das etwas anderes. Für High-Tech-Mechatronik brauchen Sie funktionell nur eine begrenzte Menge an Software. Natürlich sollte sie gut organisiert sein, im Hintergrund laufen, mit Ereignisbehandlung, Fehlermeldungen, Benutzeroberflächen und so weiter. Der Beitrag der funktionalen Software beträgt jedoch höchstens ein paar Prozent der Software als Ganzes.

Meistern Sie Ihren Beruf

Beim ‚Mechatronik-Systementwurf‘ geht es also um die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Disziplinen. Wird dies in den Lehrplänen der Universitäten nicht immer berücksichtigt? Die Zusammenarbeit über die Grenzen der Universitätsabteilungen hinweg ist immer noch ziemlich beiläufig“, sagt Van Eijk. ‚In der Definitionsphase und wenn entschieden wird, wer wie viel Geld für welchen Doktoranden bekommt, läuft es sehr gut. Danach zieht sich jeder in seinen eigenen Fuchsbau zurück, um seinen Teil in perfekter, herrlicher Isolation zu erfüllen. Das High Tech Systems Centre ist ein Schritt in die richtige Richtung. Vielleicht werden sich Menschen finden, die einer kooperativen Beziehung eher zugeneigt sind.

Der Kurs hat einen starken industriellen Hintergrund. Kürzlich erzählte mir ein Student, dass er auch einen Mechatronikkurs an der Universität besuchte und daher Dinge hören könnte, die er schon lange wusste“, sagt Van Eijk. ‚Dieses Risiko ist nicht so groß. Bei einem Universitätskurs widmet der Dozent seinem eigenen Fachgebiet und dessen wissenschaftlicher Tiefe große Aufmerksamkeit. Wir haben nur Lehrer aus der Industrie. Wir sagen Ihnen, wie es in der Praxis funktioniert. Und es gibt einen erheblichen Unterschied in der Gewichtung. An der Universität lernen die Studenten vielleicht eher, wie man in einem elektronischen Netzwerk rechnet und Berechnungen über Mechanik anstellt. Man lernt ein paar Fähigkeiten, die sehr nützlich sein können, aber man kann keine gute Diskussion mit einem anderen Fachmann führen. Ich bin der Überzeugung, dass wir großartige Maschinenbauingenieure, Elektronikingenieure und Steuerungsingenieure ausbilden müssen und sie zusammenarbeiten lassen müssen, um großartige Maschinen zu bauen.‘

Van Eijk ist daher sehr kritisch gegenüber der Mechatronik-Ausbildung, die von einer Reihe von höheren Berufsausbildungsprogrammen angeboten wird. ‚Wir wollen nichts mit jemandem zu tun haben, der halb Elektroniker und halb Mechaniker ist. Er wird keiner der beiden Disziplinen gerecht. Jemand, der nur die Hälfte von zwei Fächern oder, schlimmer noch, ein Sechstel von sechs Fächern beherrscht, ist für mich nicht akzeptabel. Wenn Sie einen wirklich guten Mechatroniker ausbilden wollen, brauchen Sie für jede einzelne Disziplin fünf Jahre. Alles in allem dauert es also etwa vierzig Jahre, bis er in Rente gehen kann. Das ist nicht gut. Stattdessen müssen wir ihnen beibringen, etwas gemeinsam mit mehreren Leuten zu tun. Das ist die Herausforderung. Und das lernt man nicht in einer formalen Mechatronik-Ausbildung.‘

Die größte Gefahr besteht darin, dass Sie, wenn Sie diese Ausbildung absolviert haben, denken, dass Sie alles können. Sie haben viele Dinge gesehen, aber Sie sprechen keine Sprache wirklich gut. Sie können ein komplettes mechatronisches System nicht wirklich allein auf die Beine stellen‘, sagt Van Eijk, der betont, dass ein solches Mechatronikprogramm zwar ziemlich gute Leute anziehen kann, dass es aber jedem sinnvoller erscheint, sich zunächst in seinem eigenen Bereich ausbilden zu lassen. ‚In einem Unternehmen wird ein Mechatronik-Absolvent zunächst aufgefordert werden, Fachwissen in einem bestimmten Bereich zu entwickeln. Das Gepäck, das er mit sich herumträgt, wird wahrscheinlich langfristig Früchte tragen, aber zunächst muss er mehr Wissen in Mechanik oder Elektronik erwerben. Erst dann kann er eine wertvolle Rolle in einer mechatronischen Umgebung spielen.‘

Dieser Artikel ist eine Adaption des des Interviews mit Jan van Eijk von Alexander Pil das zuvor in Mechatronics & Machinebouw erschienen ist.

Dieser Artikel stammt von Alexander Pil, technischer Redakteur von High-Tech Systeme.