Categorie: Interviews

In de loop der jaren is er een lange lijst programmeertalen naar voren geschoven om C++ te vervangen. D, Rust, Apple’s Swift, de recente toevoeging van Google Carbon en minder bekende alternatieven zoals Nim en Vale, om er een paar te noemen – ze hebben allemaal hun verdiensten en hun specifieke toepassingsgebieden. Desalniettemin is C++ nog steeds springlevend, stelt computerprogrammeerenthousiast Kris van Rens.

“Er is een wijdverbreide opvatting dat je C++ niet moet gebruiken omdat het verouderd is,” zegt Van Rens. “Maar het is eigenlijk deze opvatting die verouderd is. Het is gebaseerd op C++ oude stijl. Sinds de geboorte van het moderne C++ in 2011 is de taal met zijn tijd meegegaan. Met de juiste voorzieningen is het niet minder relevant dan opkomende alternatieven zoals Rust.”

In de nieuwe 4-daagse training “C++ fundamentals”, georganiseerd door High Tech Institute in de laatste twee weken van maart, laat Van Rens deelnemers kennismaken met de basisprincipes van de taal en essentiële best practices. “Ik streef ernaar een positieve vibe over C++ over te brengen. Ik wil dat deelnemers het gevoel krijgen dat ze er echt iets mee kunnen en dat ze weten hoe ze het goed kunnen gebruiken.”

Brood en boter

Van Rens is al gefascineerd door de wondere wereld van het programmeren sinds hij voor het eerst de ZX Spectrum thuiscomputer van zijn vader in handen kreeg. “Het was een machine uit 1983, mijn geboortejaar. Toen ik 7 of 8 was, begon ik ermee te knutselen, met behulp van de programmeertaal Basic. Op de middelbare school, in een buitenschoolse activiteit, leerde een medestudent me X86 real-time assembly, gevolgd door C en vervolgens C++. De afgelopen jaren heb ik me ook verdiept in Rust.”

Na een bachelor in mechatronica aan de Niederrhein University of Applied Sciences in Krefeld, Duitsland, deed Van Rens een master in elektrotechniek aan de Technische Universiteit Eindhoven (TUE), met als specialisatie videocodering en architecturen onder begeleiding van professor Peter de With. “De universiteit is de plek waar ik software engineer ben geworden en mijn eerste ervaringen met lesgeven heb opgedaan. Parallel aan mijn afstudeerproject, dat ging over het converteren van MPEG-2 naar H.264 videostromen, maakte ik een tutorial over beeld- en videocodering – voor mijn eigen begrip, maar ook gewoon voor de lol en om die lol op anderen over te brengen. Het verspreiden van mijn enthousiasme is altijd een belangrijke drijfveer voor me geweest.”

In 2009 begon Van Rens zijn professionele carrière bij zijn huidige werkgever, de slimme surveillancespecialist Vinotion. Op dat moment was deze spin-off van de TUE nog een startup, werkend vanuit een kantoorruimte van de onderzoeksgroep van De With. “Van het coderen van beeldanalyse-algoritmen in C++ verschoof mijn focus langzaam naar het ontwikkelplatform als geheel, inclusief de taal zelf, de programmeerinterfaces en de tooling. Dat werd mijn brood en boter: het mogelijk maken van het maken van robuuste, krachtige code van hoge kwaliteit met behulp van een solide softwarearchitectuur.”

Van Rens’ carrière in training kreeg een duwtje in de rug toen hij werd gevraagd om te spreken op een van de informele 040coders bijeenkomsten voor computerprogrammeurs in de regio Eindhoven. “De bijeenkomst werd gehost door Philips Image Guided Therapy en ik deed een sketch over het introduceren van kinderen in C++. Daarna nodigde IGT me uit om een serieuze presentatie te geven voor hun engineers. Dus deed ik een try-out over een diepgaand onderwerp in C++. Ze vonden het zo leuk dat het is uitgegroeid tot een driemaandelijks evenement – tot nu toe allemaal online, dankzij Covid, waarbij ik vanaf mijn zolder presenteer voor groepen van wel 150 mensen.”

Ontmoetingen met het erfgoed

De nieuwe C++ klassikale training bij High Tech Institute is gericht op veel kleinere groepen van maximaal een dozijn software engineers met basis programmeervaardigheden – elke taal is goed genoeg. De training is ook veel praktijkgerichter, met praktische oefeningen die zijn ontleend aan Van Rens’ meer dan 10 jaar industriële ervaring. “Deze oefeningen zijn niet theoretisch en verzonnen zoals ik in zoveel andere cursussen heb gezien. Het zijn echte industriële cases, geïnspireerd door de problemen die ik in mijn dagelijkse werk tegenkom.”

Een belangrijk concept dat Van Rens behandelt is het ambacht van systeemprogrammering. “Wanneer je embedded software schrijft voor een high-tech systeem, zit je veel dichter op de hardware dan wanneer je een webapplicatie maakt,” wijst hij erop. “In Javascript, bijvoorbeeld, hoef je je over het algemeen niet bezig te houden met zaken als geheugenbeheer; de interpreter regelt dat voor je. In een embedded systeem moet je je wel zorgen maken over de vaak beperkte bronnen en hoe je ze verstandig gebruikt. Bij systeemprogrammeren gaat het erom dat je je bewust bent van de fijne kneepjes op alle niveaus en dat je de flexibiliteit hebt om daarnaar te handelen. De training biedt daarvoor de handvatten. Deze kennis geldt voor elke systeemprogrammeertaal.”

De alomtegenwoordigheid van legacycode in de hightechindustrie is nog een reden waarom C++ en zijn training zo relevant zijn, merkt Van Rens op. “Veel van die legacy is geschreven in een oudere versie van C++. Vroeg of laat komt u deze code tegen. Herschrijven of ertegen programmeren in Rust of een andere taal is bijna nooit een haalbare optie; je zult ermee moeten omgaan in C++, en mijn training helpt je daarbij.”

Om voorbereid te zijn op legacy code moeten deelnemers natuurlijk wel het een en ander weten over C++ oude stijl, maar de nadruk ligt op de veilige, moderne aspecten. “Na de eerste standaardisatie in 1998 veranderde de taal lange tijd niet veel. Pas in 2011 onderging C++ een ware metamorfose met de introductie van moderne concepten zoals smart pointers voor veiliger geheugengebruik. Sindsdien wordt de taal regelmatig bijgewerkt, net als de best practices,” legt Van Rens uit. “Mijn primaire focus ligt op de laatste stand van de techniek. Later in de training rust ik de deelnemers ook uit voor hun onvermijdelijke ontmoetingen met C++ oude stijl door in te gaan op de evolutie van de taal en oefeningen te geven waarin stukken legacy code herschreven moeten worden met moderne constructen.”

Superleren

De grondbeginselen die Van Rens in de komende training leert, zijn meer dan genoeg voor deelnemers om een vliegende start te maken, maar ze zijn slechts een fractie van wat er over C++ te vertellen valt. “Het is een enorme taal. Ik gebruik het boek “Beginning C++20″ van Ivor Horton en Peter Van Weert als naslagwerk tijdens de cursus. Het is uitgebreid, bijna duizend pagina’s lang, maar zelfs dat is bij lange na niet genoeg om alles te behandelen. In vier dagen wil ik een solide basis leggen, deelnemers de kneepjes van het vak laten zien en laten zien waar ze terecht kunnen als ze dieper willen duiken.”

Met boeken en online tutorials kom je niet verder. Er gaat niets boven leren door te doen, stelt Van Rens, die wijst op de toegevoegde waarde van klassikaal lesgeven. “Door sinds 1998 met C++ te werken, heb ik bijna 25 jaar ervaring opgebouwd die ik ruimschoots deel in de klas. Ik leg niet alleen de taal uit; ik weet waar ik de juiste accenten moet leggen en ondersteun mijn verhaal met relevante best practices, voorbeelden en oefeningen uit de industrie. Het is supergeladen leren.”

Dit artikel is geschreven door Nieke Roos, tech-redacteur van Bits&Chips.

In Nederland kloppen we onszelf graag op de borst met hoe goed we zijn in mechatronica en precisietechnologie. Zijn we echt van wereldklasse of is het Nederlandse arrogantie?

“Ik denk niet dat we daar al te bescheiden over hoeven te zijn. Er is in ieder geval weinig arrogantie over, want er zijn genoeg punten waarmee je dat kunt illustreren. Niet alleen qua kennis, maar ook qua industriële toepassing hebben we een grote voorsprong opgebouwd op de rest van de wereld. De machines van ASML zijn daar een prachtig voorbeeld van, maar ook de transmissie-elektronenmicroscopen van Thermo Fisher zijn technische hoogstandjes die hun weerga in de wereld nauwelijks kennen. En het komt allemaal uit hetzelfde netwerk, dezelfde gemeenschap van mensen die technologie naar een hoger niveau hebben getild.”

Hoe hebben we dat niveau bereikt?

“De basis hiervoor ligt bij Philips en het Natlab. De optiekkennis die daar is opgebouwd vormt een belangrijke pijler. Ook de machinebouw en mechanica spelen een grote rol, net als alle kennis rondom de constructieprincipes waarvoor Wim van der Hoek de basis heeft gelegd. In de kern draait het om het Natlab, waar mensen op het hoogste niveau wetenschappelijk onderzoek konden doen en dat konden koppelen aan implementaties in een praktische toepassing. Vooral dat laatste is doorslaggevend geweest, plus het feit dat die kennis gedeeld is met anderen en dat we op deze manier een ecosysteem hebben opgebouwd.”

“Die bereidheid, of zelfs de verplichting, om kennis te delen is cruciaal. Een prachtig voorbeeld zijn de beroemde donderdagochtendlezingen in het Natlab. Daar legden onderzoekers aan de rest van het lab uit waar ze mee bezig waren en wat hun plannen en ambities waren. En het ging niet alleen over de grote successen die ze hadden behaald, maar ook over wat ze in de toekomst wilden doen. Medewerkers waren verplicht om aanwezig te zijn en dit zorgde voor kruisbestuiving in een samenwerkingsomgeving. Collega’s die vrijwel niets met een vakgebied te maken hadden, stelden desondanks vragen. Deze nieuwsgierigheid naar elkaars vak heeft ertoe geleid dat we niet alleen capaciteiten hebben opgebouwd, maar die kennis ook hebben gedeeld met een grotere groep en elkaars vakgebied hebben leren waarderen en respecteren.”

“Een ander voorbeeld is het BM Landjuweel, waar de 150 meest prominente mensen binnen Philips Bedrijfsmechanisatie elk jaar bij elkaar kwamen om elkaar te vertellen wat ze hadden geleerd en waar het mis was gegaan. Het was een eer om uitgenodigd te worden.”

“Toen BM halverwege de jaren tachtig in rep en roer raakte, zijn die Landjuwelen gestopt. Ze werden opgevolgd door jaarlijkse Philips conferenties die afwisselend over besturing en mechanische onderwerpen gingen. Met hetzelfde doel: contacten leggen en technische informatie uitwisselen. Die rol is inmiddels overgenomen door onder andere DSPE en de opleidingen van Mechatronica Academie en High Tech Institute.”

Prof. Jan van Eijk.

Is de regio zich voldoende bewust van het belang van kennisdeling?

“Vooral in economisch moeilijke tijden is het moeilijk om mensen ervan te overtuigen dat je zulke bijeenkomsten misschien wel twee keer per jaar moet organiseren, omdat het essentieel is om dat netwerk te onderhouden en te koesteren. Het is een van de kernwaarden die sinds de tijd van de beroemde directeur Hendrik Casimir een opdracht is voor alle leidinggevenden binnen Philips. Philips is niet meer zo’n centrale speler, maar het gedachtegoed zit diep verankerd in onze gemeenschap. De kunst is om continuïteit te garanderen in de ratrace om geld te verdienen. Dat vergt enige inspanning. Ik denk dat het voldoende ingebed is, maar ik heb vaak het verwijt gekregen dat ik te naïef ben.”

In de afgelopen jaren heeft ASML de dominantie van Philips overgenomen. Hoe verhouden deze bedrijven zich tot elkaar, het Philips van toen versus het ASML van nu?

“In tegenstelling tot Philips is ASML een monobedrijf, gericht op één toepassingsgebied. Dat is een groot verschil. Binnen het oude Philips kwamen vragen uit allerlei domeinen die vaak gebaseerd waren op dezelfde basisproblemen. Daardoor kon een gespecialiseerd kenniscentrum met uitstekende oplossingen komen voor zowel elektronenmicroscopen als plaatsingsmachines voor discrete componenten.”

“Toen ik bij Philips werkte, heb ik voorontwikkelingswerk gedaan voor ASML. Intiem verbonden, maar toch onafhankelijk. Dat werkte heel goed. We kregen een zak geld en konden doen wat we wilden. We hadden een slagvaardige organisatie die zich geen zorgen hoefde te maken over de dagelijkse problemen binnen ASML. Als er daar brand was, ging de sirene en moest al het ASML-personeel komen. Maar bij Philips was er geen sirene; wij konden rustig aan hun volgende probleem werken. Planar motoren zijn hier een goed voorbeeld van. Aanvankelijk zag ASML daar het nut niet van in, maar we gingen er toch mee aan de slag. Toen ze een jaar later zagen wat we ontwikkeld hadden, werd het meteen uit onze handen gegrist, want die motoren moesten snel in allerlei machines komen.”

“Het huidige ASML is enorm. Ik heb al eerder gezegd dat ze moeten oppassen dat ze niet een tweede Big Blue worden. Dat het, net als IBM, sommige domeinen zal verwaarlozen. ASML moet niet arrogant worden omdat het ergens de beste in is. In mijn ogen is de organisatie snel aan het sluiten en bureaucratiseren. Als ze niet oppassen, zal het snel dichtslibben met te veel mensen die er alleen maar zitten om hun eigen baan veilig te stellen. Als ASML in die val loopt, wordt het heel moeilijk om de technische drive vast te houden.”

“Als buitenstaander maak je absoluut geen kans als je een verbetervoorstel wilt doen. Intern zijn er zoveel experts op allerlei gebied dat er een heel leger opstaat om uit te leggen waarom jouw idee niet kan. Voor een innovator als ik is het geen fijne organisatie om voor te werken; ik krijg er geen energie van. Aan de andere kant zijn de successen van ASML onmiskenbaar.”

AI geen wondermiddel – Nederland loopt voorop in mechatronica en precisietechnologie, maar we zijn te klein om alles te doen. Op welke markten en sectoren moet Nederland zich richten?

“Er zijn zeer interessante mogelijkheden in machines voor fotonica. Een nieuw gebied dat zeer verwant is aan de productiemachineproblemen die we al hebben opgelost in bestaande systemen. Met veel van dezelfde bedrijven kunnen we een positieve bijdrage leveren en een deel van die industrie voor Nederland claimen. We moeten echter niet proberen het productiecentrum te worden. Probeer niet Samsung of TSMC te zijn in fotonica. De focus moet liggen op het ontwikkelen van apparatuur voor die sector.”

“Een ander gebied waarop we kunnen profiteren van de technologische basis die is opgebouwd, is robotica. De voetballende robots van de Technische Universiteit Eindhoven zijn daar een mooi voorbeeld van, maar we hebben echt een solide basis om hoog te scoren in robotica. Denk aan medische en chirurgische robots, want die bevatten ook die hightech precisiecomponent.”

En automotive, kan dat interessant zijn? Er zijn veel bedrijven rond Helmond, onder andere, die in die markt opereren.

“Ik weet niet zeker of Nederland groot genoeg is om een leidende rol te spelen in automotive. Grootmachten als Bosch en de autofabrikanten zelf zijn erg dominant. We kunnen zeker belangrijke bijdragen leveren met slimme innovaties, maar we zijn niet in een positie om een groot industrieel aandeel te hebben. Misschien hebben we daar de boot gemist. Maar zelfs als we twintig jaar geleden alles hadden gedaan wat we konden, vraag ik me af of we genoeg mankracht in de regio hadden kunnen verzamelen. We kunnen in Nederland niet nog een bedrijf ter grootte van ASML dragen.”

En kunstmatige intelligentie?

“Dat is voor mij vooral een modewoord, net zoals mechatronica dat 35 jaar geleden was. Je kunt er geld mee aantrekken, maar we moeten vooral met beide benen op de grond blijven staan en niet verwachten dat alle problemen worden opgelost als we AI gebruiken. Daar geloof ik niet in. AI is een interessant hulpmiddel waar je zeker waarde uit kunt halen, net als uit CAD en eindige-elementenmethoden. Ik denk dat AI waardevolle inzichten kan opleveren die je kunnen helpen beter te begrijpen wat er gebeurt. Hierdoor kun je apparaten effectief verbeteren. Als je alleen optimalisaties doet op basis van gegevens, zul je slechts beperkte winst boeken. Maar als je de kern van het probleem begrijpt, kun je met nieuwe concepten komen. AI is in ieder geval zeker geen wondermiddel.”

Van een afstand – De toekenning van de 2021 ASPE Lifetime Achievement Award afgelopen november markeert het einde van je actieve carrière. Wat wil je nog doen?

“Mechatronics Academy geeft regelmatig leuke trainingen in Azië of Amerika. Als er een leuke locatie voorbij komt, draag ik daar graag aan bij. Bedrijven kunnen altijd bij mij aankloppen als ze op zoek zijn naar innovatieve oplossingen. Dan wil ik graag meedenken in het voortraject. Na een half jaar ben ik waardeloos want dan ga ik alleen maar zeggen dat het beter had gekund. Ook als ingenieurs met hun handen in het haar zitten omdat hun machine niet goed werkt en ze geen idee hebben waarom, denk ik graag mee. Misschien kan ik helpen. Niet omdat ik het beter weet, maar omdat ik van een afstand de juiste vragen stel die helpen om inzicht te krijgen.”

“Verder is er niet echt veel veranderd. Net als de afgelopen tien jaar ga ik heel regelmatig op vakantie. Met de camper door Europa of naar de VS. Ik speel ook golf en bridge. Dat kan ik nog heel lang blijven doen.”

Belangrijkste patenten van Jan van Eijk

Jan van Eijk heeft ongeveer vijftig patenten op zijn naam staan. Wat zijn de twee belangrijkste?

“Een van mijn eerste patenten heb ik samen met Martin van den Brink bedacht. Als je hem deze vraag zou stellen, zou hij waarschijnlijk ook dit patent noemen. Het gaat over de uitlijning van het masker en de wafer in een lithografiemachine. In de eerste machines van ASML gebeurde dit met een optisch systeem dat één punt op het masker vergeleek met twee punten op de wafer. Dat betekent dat je nooit de rotatie kunt controleren of de vergroting van de lens kunt corrigeren. Onze uitvinding was om een tweede functie toe te voegen. Hoewel dat tweede optische meetsysteem het twee keer zo duur maakte, was het grote voordeel dat je de positie en de hoek perfect kon meten, zonder afhankelijk te zijn van de stabiliteit van het machineframe. Je kon ook de vergroting van de lens corrigeren op basis van de afstand tussen de twee maskerelementen op de wafer. Dat was een zeer waardevolle stap voor ASML, omdat het ervoor zorgde dat de eerste generatie werd bewaakt als een stabiele, goed producerende machine, met een opbrengst die een factor 2 tot 3 hoger lag.”

“Een ander belangrijk patent dateert uit 1990 en gaat over de compensatie van framebewegingen. Als je een wafertrap een stap laat maken, ontstaat er een reactiekracht op het machineframe. Dat frame gaat trillen en dat leidt tot beeldfouten. Je kunt dit met besturingstechnologie oplossen door extra sensoren toe te voegen en slimme feedforward trucs te gebruiken. Maar de mechanica zelf is niet oneindig stijf. Bij de tweede generatie lithografiemachines was de structuur zo groot en zwaar geworden dat ASML het risico liep op laagfrequente trillingen die nadelig waren voor de kwaliteit. Je kunt natuurlijk wachten tot de trillingen gedempt zijn, maar dat is dodelijk voor de productiviteit. We kwamen toen op het idee om drie gelijkstroommotoren te installeren tussen het machineframe en de vloer. Als het podium beweegt, genereren die motoren een kracht die de beweging compenseert, waardoor het frame stilstaat. Het lijkt eenvoudig, maar het heeft de tweede generatie ASML machines in staat gesteld om een hoge positioneernauwkeurigheid en doorloopsnelheid te bereiken. Dat is van doorslaggevend belang geweest, want vanaf die generatie begon ASML echt geld te verdienen en stonden ze in brand.”

Dit artikel is geschreven door Alexander Pil, technisch redacteur van High-Tech Systemen.

Is modelgebaseerde systeemengineering een hype? “MBSE is niet zomaar het nieuwste geweldige idee,” antwoordt Jon Holt, professor in systeem engineering aan Cranfield University. Holt stelt dat het echt nodig is om de manier waarop de technische industrie werkt te verbeteren om concurrerend te blijven. “Om producten en diensten te produceren die we kunnen vertrouwen. Zodat het grote publiek vertrouwen heeft in ons ingenieurs. MBSE is een heel goede manier om dat te bereiken.”

Holt start als trainer voor de MBSE-opleiding bij High Tech Institute in de regio Eindhoven. Ger Schoeber, verantwoordelijk voor het portfolio systeemtrainingen bij High Tech Institute, is blij hem aan boord te hebben. “Jon is door Incose, de International Council on systems engineering, aangewezen als een van de 25 meest invloedrijke system engineers van de afgelopen 25 jaar”, zegt Schoeber. “Hij wordt internationaal erkend als expert op het gebied van modelgebaseerde systeemengineering en heeft 17 boeken over dit onderwerp geschreven.”

Volgens Holt is “MBSE niet echt nieuw of radicaal. Het is gewoon een evolutie van klassieke systems engineering, net zoals onze systemen zijn geëvolueerd. Ze zijn allemaal op de een of andere manier met elkaar verbonden. Bijna elk systeem maakt nu deel uit van een groter systeem van systemen, wat tien tot twintig jaar geleden niet het geval was. Naarmate deze complexiteit toeneemt, moeten we ook de manier waarop we dingen doen in systems engineering verbeteren. Voor mij is MBSE een natuurlijke evolutie van traditionele systems engineering.”

Trainer Jon Holt.

UML en SysML

In 1999 begon Holt voor The Institution of Engineering and Technology les te geven in het gebruik van modellen in engineering. In zijn cursussen gebruikte hij UML (Unified Modellng Language) dat gericht was op de software-industrie – SysML (System Modeling Language) bestond nog niet. Het belangrijkste doel van de training was om mensen ervan te overtuigen dat modelleren een goed idee was. “Pas zo’n vijftien jaar geleden werd modelleren breder geaccepteerd in engineering. De vraag veranderde van waarom moeten we modelleren naar hoe moeten we modelleren? Wat zijn de technieken die we nodig hebben? Hoe modelleren we effectief en efficiënt?”

Ongeveer vijf jaar geleden maakte Holt een andere overgang mee. “Modelleren werd algemeen geaccepteerd en gebruikt in de industrie. De belangrijkste vraag is nu: hoe implementeren we modelgebaseerde systems engineering succesvol in ons bedrijf? Hoe zetten we het in? Aanvankelijk zagen veel mensen het gewoon als de nieuwste modewoorden, maar nu onze systemen complexer worden, is er echt behoefte aan.”

Hoe kunnen bedrijven profiteren van MBSE?

“Het hangt er echt vanaf wat je wilt bereiken. Sommige mensen willen hun ontwikkeltijd verkorten. Sommigen willen de productkwaliteit of hun communicatie verbeteren. Sommigen willen hun relaties met klanten, leveranciers en het aanbestedingsproces verbeteren. Voor sommige organisaties komt het neer op zaken als compliance. In markten zoals die voor medische apparatuur gaat het vooral om naleving van voorschriften en normen. Verschillende organisaties leggen andere accenten. Het hangt echt af van je bedrijfsdoelen.

“Je moet in gedachten houden dat je het hebt over bedrijfsverandering. Daarvoor moet je begrijpen wat de verwachtingen van je belangrijkste stakeholders zijn en hoe succes eruitziet. Wat zijn de problemen die je op dit moment hebt? Wat zijn de voordelen die je wilt bereiken? Je moet weten of MBSE voor jou het verschil maakt. Zou je zonder MBSE net zo succesvol zijn geweest?”

Als MBSE bedrijfsverandering betekent, waar begin je dan als je het wilt implementeren?

“Het begint allemaal met een heel duidelijk beeld van wat je wilt bereiken. Wat is je huidige positie in systems engineering en wat is je doel? Waar wil je naartoe? Het is net als elke bedrijfsverandering. In de eerste plaats moet je weten waarom je het wilt doen.”

“De nadruk van je bedrijf is een goed uitgangspunt voor de transitie die je wilt bereiken. Dit zal anders zijn voor producenten van medische apparatuur dan voor fabrikanten van halfgeleiderapparatuur.”

Wat is de grootste valkuil?

“Een van de grootste valkuilen is dat mensen technologieën en oplossingen gaan kopen. In wezen kopen ze oplossingen voor een probleem dat ze niet begrijpen. Dat zal nooit een bijzonder goed resultaat opleveren.”

Hoe ontwikkelt de implementatie van MBSE zich?

“Je moet klein beginnen en het laten uitgroeien tot een bedrijf. Het gaat om evolutie. Je begint met een klein deel van een project of misschien een proefproject om de voordelen van de verbeteringen aan te tonen. En dan kun je dat laten doorgroeien naar de rest van het bedrijf.”

“De snelheid hangt natuurlijk af van het investeringsniveau, maar ook de betrokkenheid van de mensen in de organisatie is erg belangrijk. Als ruwe maatstaf geldt: hoe meer senior buy-in je kunt krijgen, hoe soepeler het gaat. Dit betekent vaak dat je de belangrijkste stakeholders erbij betrekt en hen laat zien wat de voordelen zijn.”

Deelnemen aan de cursus is niet genoeg. Je werkgever en je team moeten ook geëngageerd zijn?

“Absoluut. Je moet een strategie hebben en die strategie moet een tijdlijn hebben. Je moet je bewust zijn van de tijd, moeite en geld die je moet investeren. Afhankelijk van je oorspronkelijke doelen kun je de voordelen heel snel realiseren. Soms kan het een jaar duren, maar in veel gevallen kun je elke investering die je doet in het eerste project of de eerste implementatie terugverdienen.”

“Je moet realistisch zijn. Dit gaat niet over één nacht ijs. Het is een evolutie van waar je nu bent naar waar je wilt zijn. Anticiperen op je verwachte doelen en ook hoe je gaat aantonen dat je die doelen hebt gehaald. Je moet weten hoe succes eruit ziet, dus je moet weten hoe je dat gaat meten. Het gaat om de weg ernaartoe.”

Vijf fasen

Holt identificeert vijf stadia op weg naar volledige modelgebaseerde systeemengineering. “We hebben een schaal van vijf volwassenheidsniveaus. Het is een pad van werken met documenten, het verbeteren van de manier waarop mensen werken met behulp van modellen, naar volledige modelgebaseerde systems engineering. Afhankelijk van de organisatie en de investering duurt het vier tot zes maanden om halverwege niveau drie te komen. Dat is het moment waarop je modellen echt goed toepast. Dat is ook het moment waarop je directe en meetbare verbeteringen begint te zien.”

Het kan achttien maanden tot twee jaar duren voordat volledige automatisering met tooling en geavanceerde toepassingen een feit is, denkt Holt. “Maar in dat stadium kun je patronen zien uitrollen over het hele bedrijf, enzovoort. Het is een evolutie. Je kunt elke fase beschouwen als een controlepunt om te zien of je geslaagd bent.”

Het startpunt voor een overgang naar MBSE is begrijpen wat je wilt bereiken. “Daarvoor moeten organisaties naar het grote geheel kijken en prioriteiten stellen in de inspanning die ze willen leveren om de optimale voordelen te behalen,” zegt Holt. Om dat te bereiken, leidt hij mensen in zijn cursus door vijf belangrijke aspecten van MBSE. “Zo kunnen ze zich richten op de aspecten die voor hen het meest interessant zijn. Ze kunnen veel ervaring hebben op sommige gebieden, maar meestal niet op alle.”

Het eerste gebied is het systeem. “Uiteindelijk is het doel van modelgebaseerde systeemengineering niet het produceren van een model, maar het succesvol realiseren van een systeem. De manier om dat te doen is door alle relevante, alle noodzakelijke informatie in het model te verzamelen. Het systeem en het model zijn onze dagtaak. Daar werken we aan.”

Daarnaast moet de informatie gevisualiseerd worden. “We hebben dit nodig om te kunnen communiceren met verschillende belanghebbenden. Dus hier komen dingen als notaties om de hoek kijken – SysML, UML, wiskundige notaties, wat dan ook.”

Ook gereedschap moet worden overwogen. Dat is het derde aspect. “Uiteraard zijn er tools nodig om MBSE te implementeren.”

Het vierde gebied is de aanpak. Hier ontbreekt het mensen meestal aan ervaring. “Historisch gezien, als we het hebben over het definiëren van een aanpak voor systems engineering, gaat het over het definiëren van processen. Dit is nog steeds absoluut cruciaal. Maar we moeten de informatie die we produceren en consumeren in onze processen scheiden van de stappen die we moeten nemen om het proces uit te voeren. Hier komt het framework om de hoek kijken, want het framework geeft ons de blauwdruk voor het model en het model is onze enige bron van waarheid voor de informatie. Dus als we het hebben over de aanpak, is het een combinatie van de processen die we moeten uitvoeren en de informatie die we produceren en consumeren – dit is waar we naar verwijzen als het raamwerk.”

Het vijfde en laatste gebied is naleving. “Aan welke normen moet je voldoen? Welke wetgeving? Wat zijn uw certificeringsvereisten? Voor de lucht- en ruimtevaart, de auto-industrie en de spoorwegen is certificering cruciaal. Als we niet kunnen certificeren dat onze systemen veilig, beveiligd en betrouwbaar zijn, kunnen we ze niet gebruiken.”

Al deze vijf gebieden samen zullen resulteren in modelgebaseerde systeemengineering. Ze geven organisaties de kracht om hun technieken en werkwijzen te maximaliseren. Het startpunt zal van organisatie tot organisatie verschillen. Sommige organisaties zijn sterk in tools of compliance, maar niet zo sterk in de aanpak. “We bekijken deze vijf gebieden vanuit hun huidige positie en hun doelen. Dat geeft ons de belangrijkste input om te begrijpen waar je je bevindt op de evolutionaire MBSE-schaal en wat de beste strategie zou zijn om MBSE te implementeren.”

Niet elke organisatie hoeft het volledige modelgebaseerde volwassenheidsniveau te bereiken. “Volledig modelmatig werken is niet voor iedereen weggelegd. Maar dat betekent niet dat er geen voordelen zitten aan het bereiken van de ‘modelverrijkte’ of ‘modelgerichte’ fase. Het gaat erom dat je begrijpt wat je voordelen zijn. Wat heb je eigenlijk nodig en waar moet je mogelijk ons geld aan uitgeven? Het is een vergissing om te snel te investeren in frameworks, standaarden, tools en notaties. Je moet in de eerste plaats weten waarom. Helaas bestaat de klassieke situatie nog steeds dat mensen honderdduizenden euro’s uitgeven aan tools en oplossingen voor problemen die ze niet begrijpen. Bedrijven kopen tools, geven ze aan de ingenieurs en gaan ervan uit dat alles vanaf dat moment werkt. Dat leidt niet tot optimale voordelen. Je moet eerst je problemen begrijpen. Het is een overgang. Het is die weg afleggen en onderweg de controlepunten hebben.”

Trainingssetting met Jon’s flip-overnotities aan de muur.

Als betrokkenheid van het hoger management zo belangrijk is, zou je dan zeggen dat de cursus ook het hoger management ten goede komt?

“Absoluut. We zien dat allerlei verschillende mensen betrokken raken bij de training. Uiteraard systeemingenieurs en meer traditionele disciplines zoals elektrotechnici, werktuigbouwkundigen, software enzovoort. Maar ook veel managers, zelfs op de allerhoogste niveaus, en mensen die zichzelf niet als ingenieurs beschouwen, zoals wetenschappers, wiskundigen en psychologen. We hebben ook eendaagse cursussen die meer gericht zijn op management of senior mensen. We zijn van plan om die in de toekomst ook samen met High Tech Institute te plannen.”

“Niet elk aspect van MBSE is gunstig voor iedereen die erbij betrokken is. Door te weten wat je begrijpt, kun je je concentreren. Als consistentie van informatie een groot probleem is, moet je waarschijnlijk naar je raamwerk kijken. Als mensen volwassener zijn in hun manier van werken, komt het soms neer op het verbeteren van de manier waarop ze hun tools of hun notaties gebruiken.”

Moeten deelnemers een technische achtergrond hebben?

“Het helpt, maar we gaan niet uit van enige voorkennis. We beginnen met de absolute basis, geven voorbeelden uit de praktijk en kijken dan naar de problemen die we hebben. Dan gaan we verder met voorbeelden.”

Jon Holt tijdens een van zijn MBSE-trainingen.

Wat nemen de deelnemers mee naar huis?

“Je kunt niet verwachten dat je na een driedaagse training een expert op dit gebied bent. Maar je zult een heel sterk bewustzijn hebben van waar het over gaat, wat je eraan hebt en waar je verder mee kunt. Als je verder wilt met MBSE, weet je wat de volgende stappen zijn.”

“We laten ook verschillende toepassingen zien, hoe je verschillende voordelen en verschillende waarde kunt halen uit het toepassen van verschillende aspecten van het modelleren. Want het gaat niet alleen om producten of systemen. Je kunt MBSE ook gebruiken om je processen, je projecten, je levenscycli en alle verschillende aspecten daarvan te verbeteren.”

“Aan het einde van de cursus kunnen mensen zeggen: ‘Eigenlijk denk ik dat ik op deze gebieden kan profiteren van MBSE’. Het geeft ze een richting voor de volgende stap. In veel gevallen willen ze hun bedrijf verbeteren en daarom bijvoorbeeld hun producten of diensten verbeteren, die ze vervolgens gaan ontwikkelen.”

“Mensen krijgen een heel duidelijk begrip van MBSE uit de training, maar ze zullen ook ontdekken hoe ze het kunnen toepassen in verschillende situaties. Van de basis van modelleren tot zaken als interfaces, requirements modelleren en het begrijpen van bedrijfsveranderingen.”

“Deelnemers gaan niet naar huis als wereldexperts, maar ze zullen MBSE begrijpen en zien wat de voordelen voor hen zijn. Ze weten waar ze nu naartoe moeten.”

Je kunt veel over MBSE zelf uitzoeken door boeken te lezen en op internet te zoeken. Maar meedoen aan de driedaagse cursus van Jon Holt bespaart je maanden onderzoek en geeft je een voorsprong. Hij heeft dertig jaar van zijn carrière besteed aan het in de praktijk brengen van MBSE. Een van de grote voordelen van de training is dat je oog in oog met hem staat. Je kunt direct vragen stellen over MBSE in jouw branche. Je krijgt alle antwoorden. Zijn training is bedoeld om zo interactief mogelijk te zijn. Hij geeft niet alleen een lezing voor de klas, maar zorgt voor een interactieve ervaring en betrekt iedereen erbij – een relatief snelle manier om de basis te leren.

Holt noemt nog een aantal andere voordelen: “Wat interessant is, is dat je andere mensen uit andere sectoren leert kennen. Je krijgt de waardering dat je niet alleen bent. Deze andere mensen hebben een vergelijkbaar probleem. De industrieën verschillen misschien, maar de problemen zijn vergelijkbaar. Het delen van verschillende ervaringen kan heel, heel krachtig zijn. Meer dan eens zul je je realiseren: oh, ik doe niets verkeerd; andere mensen zitten in dezelfde situatie.”

“In elke cursus krijg ik veel vragen die ik al eerder heb gehoord, maar er zijn er ook altijd een paar die ik nog nooit heb gehoord in al die dertig jaar MBSE. Voor mij is dat een deel van het plezier van het geven van de cursussen. Het daagt me ook uit en zorgt ervoor dat ik er bovenop blijf zitten. Dat is spannend, en ik zou natuurlijk niet vooraan moeten staan als ik onverwachte vragen niet kan beantwoorden.”

Dit artikel is geschreven door René Raaijmakers, tech-redacteur van Bits&Chips.

Met zijn zwarte outfit wordt Jon Holt eerder herkend als goochelaar dan als systeemingenieur. Eigenlijk is hij beide.

Laten we beginnen met de magie. Dit is het materiaal dat hij gebruikt om te inspireren. Als professioneel goochelaar treedt hij op tijdens muziekfestivals en verschillende wetenschappelijke en technologische evenementen, waarbij hij magie, gedachtelezen en soms escapologie gebruikt om technische principes uit te leggen. “We doen dingen die gebaseerd zijn op wiskunde, wetenschap en geheugentechnieken. Ik probeer mensen bijvoorbeeld uit te leggen hoe belangrijk visualisatie als ontwerpconcept is.” Hij glimlacht: “Er zit ook een egoïstisch aspect aan. Ik geniet er ook van. Geef me een kans om te pronken en ik grijp hem.”

Jon Holt: “Geef me een kans om te pronken en ik grijp hem.”

Holt heeft ook een rijmend verhalenboek geschreven over systeemengineering, gericht op kinderen van zeven tot elf jaar. Als technisch directeur van de International Council on Systems Engineering (Incose) in het Verenigd Koninkrijk werkt hij samen met beroepsorganisaties die zich richten op gezinnen met kinderen om dat bewustzijn te vergroten. “Het is belangrijk dat we niet alleen denken aan waar we staan, maar ook aan de volgende generatie van alle ingenieurs.”

Holt komt veel misvattingen over engineering tegen. “De term wordt heel slecht begrepen. Veel mensen denken nog steeds dat ik dingen repareer die kapot zijn. Nou, niet helemaal. Engineering wordt gezien als saai of niet interessant. Voor mij is dat absoluut niet waar. Kijk naar de ongelooflijke systemen waar we aan werken. Kinderen zijn nu niet meer van hun mobiele telefoon te scheiden. Ik wil mensen graag de techniek in die telefoon laten waarderen.”

Incose heeft Holt aangewezen als een van de 25 meest invloedrijke systems engineers van de afgelopen 25 jaar. Hij wordt internationaal erkend als expert op het gebied van modelgebaseerde systeemengineering (MBSE) en is de auteur van 17 boeken over dit onderwerp. Hij is ook hoogleraar systems engineering aan de Cranfield University.

In Holts carrière heeft MBSE een centrale rol gespeeld. Op de Bits&Chips Sysarch-conferentie vorig jaar in Eindhoven stelde hij dat alle systems engineering in 2025 gebaseerd zou zijn op modellen. “Als je meer dan 10 jaar teruggaat, besteedde ik al mijn tijd aan discussies met mensen over de vraag of modelleren een goed idee is. Op conferenties gooiden mensen dingen naar me omdat ze niet wilden modelleren”, herinnert hij zich. Maar dit is veranderd. “Nu is de vraag niet meer: moeten we modelleren? Maar eerder: hoe kunnen we effectief en efficiënt modelleren?”

Holt ziet de verschuiving in zijn werk met grote multinationale organisaties die productlevenscycli hebben die twintig jaar duren. “Zij willen die cycli verkorten. Kwaliteit is natuurlijk een punt van zorg, maar hun belangrijkste drijfveer om MBSE in te zetten is het verbeteren van de efficiëntie van hun processen. Ook de menselijke kant speelt een rol. Bedrijven willen er zeker van zijn dat hun personeel over de juiste vaardigheden beschikt en passen MBSE daarop toe.”

Vier veranderingen in complexiteit

Om de complexiteit uit te leggen, vergelijkt Jon Holt de oude Triumph Herald die hij in de jaren zeventig bezat met zijn meest recente auto. “De basisbehoefte is nog steeds om van A naar B te komen, de mens-machine interface is nog steeds een stuur, een versnellingspook en drie pedalen. Maar de complexiteit van deze systemen is de afgelopen decennia veranderd.” Hij beschrijft de verandering op vier specifieke manieren.
“De eerste manier waarop het is veranderd, heeft te maken met de systeemelementen. Ze waren voor 95 procent mechanisch. Waarschijnlijk was iets minder dan 5 procent elektrisch. De Triumph had mechanische interfaces en elektrische naar mechanische. Er waren maar heel weinig elektrische interfaces. Nu hebben we ook elektronica en software. Met deze elementen komen netwerken en communicatieprotocollen. We hebben veel meer complexiteit.”
Dan zijn er nog de beperkingen. “De enige veiligheidsmaatregelen in de oude auto waren de veiligheidsgordels voorin, en je hoefde ze niet eens te dragen – dat was optioneel. Achterin waren er geen veiligheidsgordels. Qua botsbeveiliging was de auto gemaakt van heel dik metaal. Je moest er alleen voor zorgen dat het dikker was dan datgene waar je tegenaan zou botsen. Dat was veiligheid in de jaren 60 en 70. Tegenwoordig zou je niet in een auto stappen zonder veiligheidsgordels te dragen. Een modern voertuig heeft airbags, antiblokkeerremmen en voorkomt dat je ergens tegenaan botst of een andere rijstrook oprijdt. De complexiteit is toegenomen. Niet alleen vanwege de beperkingen, maar ook vanwege de bron van al die beperkingen, zoals normen en wetgeving. Al deze best-practice modellen bestonden nog niet in de jaren 70.”
Ten derde is er de connectiviteit. “In mijn Triumph was ik de belangrijkste connectiviteit met de buitenwereld. Nu maakt de auto deel uit van een breder systeem van systemen. Hij maakt verbinding met de cloud, met verkeersborden, met het Britse en Europese wegennet en praat met andere auto’s. Dat brengt een heel nieuw niveau van connectiviteit met zich mee. Dat brengt een heel nieuw niveau van interfaces met zich mee. Ik heb een app die me altijd vertelt waar mijn elektrische scooter is.”
De vierde golf is de verschuiving in complexiteit. “In mijn oude auto zat de complexiteit in de verbrandingsmotor. De complexiteit is verschoven naar de software. De mechanische complexiteit van een motor in een modern elektrisch voertuig is heel erg laag, terwijl de complexiteit van de software heel erg hoog is. De software doet alle besturing en zorgt voor alle connectiviteit. In de afgelopen decennia is de complexiteit onherkenbaar toegenomen.”

Ingenieurs verbinden

Daarnaast zou modelmatig werken ook de sleutel kunnen zijn tot het verbinden van ingenieurs. Hier raken we aan de ambities van Ger Schoeber, de voorzitter van Incose Nederland, die we uitnodigden om met ons aan tafel te komen zitten tijdens het interview. Schoeber werkt sinds kort bij Lightyear als group lead systems engineering. Hij is ook verantwoordelijk voor systeem- en softwaretraining bij High Tech Institute. In zijn afgelopen jaren als voorzitter van Incose heeft hij gewerkt aan het overbruggen van de kloof tussen de technische werelden van infrastructuur en hightech.

Schoeber schildert deze twee zeer verschillende werelden zwart-wit: “Ingenieurs in openbare projecten hebben te maken met aannemers, onderaannemers en contracten. Hun focus is papierwerk en processen, en het systeem komt op de tweede plaats.” Aan de andere kant is de hightechindustrie commercieel gedreven. “Daar ligt de focus op time to market. Anders kunnen ze niet concurreren en zullen ze zeker de wereld niet veroveren. Daarom is de aanpak pragmatisch en gericht op het systeem, het product.”

Schoebers wortels liggen in de hightech, maar als voorzitter van Incose merkt hij op dat de leden van de Nederlandse afdeling doorgaans werken in infrastructuurprojecten, zoals de aanleg van spoorwegen, wegen en tunnelsystemen. “We hebben een grote hightechindustrie, maar niet veel ingenieurs kennen Incose.” De kans, volgens Schoeber: “Ik weet zeker dat beide werelden veel van elkaar kunnen leren.”

Enkele bron van waarheid

MBSE is een gemene deler, daar zijn Schoeber en Holt het over eens. Het kan hightech helpen om nog betere producten te maken. De technieken die hightech- en civiel ingenieurs toepassen om systemen te ontwikkelen en succesvol op te leveren, moeten verbeteren om de toegevoegde eisen en complexiteit aan te kunnen. De meest gebruikelijke manier is om modelgebaseerde technieken toe te passen. Holt verwoordt het heel eenvoudig: “Traditioneel vertrouwde engineering heel erg op documenten. Voor het ontwerp, voor het begrijpen van de vereisten enzovoort. Dat heeft decennialang heel goed gewerkt. Een prima, solide aanpak. Maar als de complexiteit toeneemt en alle kennis, gegevens en informatie over een systeem verdeeld is over meerdere documenten – en dan hebben we het over duizenden – dan wordt het heel erg complex om alleen al de consistentie te behouden.”

Ger Schoeber: “Het belangrijkste is niet het model, maar het gebruik van gezond verstand.

Bij een modelgebaseerde aanpak worden alle kennis en informatie die relevant zijn voor het systeem op één plek bewaard en consistent gehouden. “Op die manier hebben we wat vaak een single source of truth wordt genoemd,” zegt Holt. “We kunnen die ene bron onderhouden en als dat goed gebeurt, garandeert dat dat de documenten die gebaseerd zijn op die ene bron van waarheid consistent zullen zijn. Dus in plaats van alles te verspreiden over duizenden verschillende documenten, brengen we alles samen in één enkele bron van waarheid. Voor alles wat we willen weten over het systeem, ondervragen we het model. Daar zit de informatie.”

Uitweidend: “Mensen zeggen: een model kan nooit compleet zijn. Nou, dat hoeft het ook niet te zijn. Het moet zo compleet zijn als nodig is om ons systeem op te leveren. Het kan nooit alle informatie van het systeem bevatten. Er moeten dingen ontbreken, maar dat betekent niet dat het fout is. We concentreren ons op de relevante informatie om dat systeem te ontwikkelen. Het moet nuttig zijn en ten goede komen aan wat we doen. Als dat niet zo is, vergeet het dan maar.”

Brontosaurus van complexiteit

Om de impact van complexiteit op systems engineering uit te leggen, gebruikt Jon Holt het probleem van de brontosaurus-theorie. Deze theorie is een analogie die stelt dat de omvang en complexiteit recht evenredig zijn met de dikte van het dier. “Aan het begin van een project kijk je in het lachende gezicht van de brontosaurus,” verduidelijkt Holt. “De complexiteit is laag, het is dun op dat moment. Je kijkt naar je eisen en denkt: ja, dat is logisch. Je lacht omdat het eenvoudig is en de brontosaurus lacht naar je terug. Je leeft in een gelukkige, zij het ietwat naïeve wereld.”
Maar dan komen de systeemingenieurs met hun schattingen van kosten, tijd en middelen. Ze beginnen hun systems engineering principes toe te passen. “Ze beginnen te modelleren, belanghebbenden te identificeren, scenario’s te creëren en terwijl ze in de nek van de brontosaurus kruipen, neemt de complexiteit toe. Als iemand je diagrammen zo groot als een muur laat zien, weet je dat je in de buik van de brontosaurus bent beland. Want hoewel het diagram heel slim is, kan niemand het begrijpen. En je hebt mensen die allerlei verschillende methodes en tools gebruiken. Of nog erger, dezelfde tool gebruiken maar net iets andere versies die in de verste verte niet compatibel zijn met elkaar.” Holt, vanuit zijn ervaring: “Alle aannemers vertrekken op dit punt. Het leven wordt ze een beetje te lastig. Het lijkt wel het einde van de wereld.”
Maar er is een oplossing. “Het probleem is complex. Het is moeilijk te begrijpen en bijna onmogelijk om te communiceren met alle verschillende belanghebbenden. Het is erg frustrerend omdat je als systeemingenieur zegt: wacht even, ik heb dit goed gedaan, ik heb deze principes toegepast, maar toch zit ik in de buik van de brontosaurus.” Dan gebeurt er iets interessants, zegt Holt. “Want als je je technieken blijft toepassen, gaat de complexiteit omlaag en omlaag en omlaag, naar de staart van de brontosaurus – en dat is ons doel. En aan de staart van de brontosaurus heb je een beknopte, elegante oplossing.”

De boodschap van Holt: als je naar een echt probleem kijkt, wordt het, zodra je systeemengineering en modellering gaat toepassen, complexer voordat het tot een optimale oplossing leidt.

Het model en de weergaven

De basisfunctie van een model in MBSE is communiceren. Het moet de systeemingenieur in staat stellen om het systeem in ontwikkeling te bespreken met alle belanghebbenden, de financiële afdeling, de klant, de baas, het engineeringteam of een normorganisatie die wil zien of het systeem voldoet aan alle veiligheidsvoorschriften.

Voor al die verschillende belanghebbenden zijn er zogenaamde “views” (van het model). Dit zijn de basiseenheden in een model. Elk van hen is een verzameling van informatie met alle informatie die een specifieke stakeholder moet weten over het systeem in ontwikkeling. Holt: “Allereerst moet het een valide view zijn. Als je geen van je belanghebbenden kunt identificeren die geïnteresseerd zou zijn om ernaar te kijken, doe het dan niet.” Ten tweede moet de stakeholder baat hebben bij het bekijken van deze specifieke visie. “Als je daar geen antwoord op kunt geven, is het niet relevant. Het is geen mening.”

“Als je je het model voorstelt als een grote amorfe klodder informatie, is elke weergave als het openen van een klein venster in dat model,” vervolgt Holt. “We moeten ervoor zorgen dat we genoeg van deze vensters openen om inzicht te krijgen in het model als geheel. Vanwege de vele belanghebbenden moeten we ervoor zorgen dat alle weergaven consistent zijn. Anders is het geen model.” Hij gebruikt SysML als modelleertaal, maar in feite kun je elke taal gebruiken. Het gaat erom dat je het goed doet, zodat je uiteindelijk een consistent model hebt.

Holt gebruikt bijvoorbeeld modellen als basis voor het contract. “Wanneer bedrijven in verschillende sectoren, zoals de lucht- en ruimtevaart, de energiesector of de nucleaire industrie, een aanbesteding uitschrijven, publiceren ze hun specificaties voor de offertes die binnenkomen. Wat ze in feite doen, is een reeks standpunten naar buiten brengen, die ze indienen als het technische deel van hun inschrijving.”

De voordelen zijn duidelijk: “Het model wordt onderdeel van het contract. Als vier mensen op de aanbestedingen inschrijven, hebben ze biedingen ingevuld voor dezelfde set weergaven. Voor de klant is het veel eenvoudiger om ze te vergelijken dan bijvoorbeeld op tekst gebaseerde beschrijvingen. Het andere voordeel is dat de set aanzichten – het ingediende model – dan eigenlijk een contract wordt. Aannemers zullen duidelijke informatie moeten leveren.”

De high-level set views op het conceptuele niveau worden later bijna de acceptatiecriteria voor wat er ook wordt opgeleverd. “Dit kan worden toegepast op infrastructuur, maar ook op meer high-tech en commerciële industrieën.”

Schoeber wijst erop dat de systeemarchitect of systems engineer een belangrijke rol speelt als vertaler van de views in SysML naar stakeholders zonder technische achtergrond.

Eetlust

De auto-industrie is een goed voorbeeld van een industrie die een grote behoefte aan MBSE heeft ontwikkeld, zegt Holt. “Het begon vijf jaar geleden. De complexiteit is in de loop der tijd veranderd. Vergelijk een oude auto van 30, 40 jaar geleden met een moderne auto en kijk naar de complexiteit van de systeemelementen, de connectiviteit of de veiligheidsbeperkingen. We zien dat de complexiteit onherkenbaar is veranderd. De technieken die we twintig jaar geleden konden toepassen op wat werd gezien als een moderne auto zijn nu gewoon niet goed genoeg. Ze zijn niet rigoureus genoeg om toe te passen op een modern voertuig dat deel uitmaakt van een groter systeem van systemen. MBSE geeft de auto-industrie een concurrentievoordeel. Als ze het niet toepassen, zullen hun concurrenten betere en betrouwbaardere producten maken.”

Jan van Eijk reageert doorgaans nuchter als Mechatronica&Machinebouw hem feliciteert met de Lifetime Achievement Award van de ASPE. “Tijdens de prijsuitreiking heb ik aangegeven dat ik het zie als een blijk van erkenning voor de kwaliteit van mechatronica en precisietechnologie in Nederland. Zo’n twintig jaar geleden ben ik als afgevaardigde naar de VS gestuurd om relaties op te bouwen. Deze prijs is een waardering van die beroepsgroep in de VS dat we in onze regio op dat gebied veel kwaliteit en effectiviteit hebben bereikt. Ik had net het genoegen om Nederland te vertegenwoordigen.”

Van Eijk degradeert zijn eigen prestaties een beetje. Het is immers geen vanzelfsprekendheid om de Amerikanen te overtuigen van onze kwaliteiten in mechatronica en precisietechnologie. Van Eijk herinnert zich nog zijn eerste presentatie op een ASPE-conferentie in 2001. “Namens Philips moest ik ervoor zorgen dat we een rol zouden spelen in die community.” Van Eijk kocht voor de gelegenheid een driedelig pak. “In de Amerikaanse technische wereld is dat heel ongebruikelijk, dus iedereen wist meteen dat er een rare snuiter rondliep”, lacht hij.

“Durf uit je schuttersputje te klimmen en jezelf te verantwoorden”, adviseert Jan van Eijk. “Het geeft je een waardevolle kijk op je eigen werk.”

In zijn presentatie benadrukte Van Eijk de verschillen tussen de Nederlandse en Amerikaanse cultuur. “KLM onderhandelde destijds over een mogelijke fusie met een Amerikaanse luchtvaartmaatschappij. Dat liep op niets uit omdat de stijlen en culturen botsten. De focus op snel geld bij de Amerikanen tegenover de langetermijnvisie bij KLM”, aldus Van Eijk, die vervolgens een bom liet vallen in zijn publiek. “Ik zei: ik ben hierheen gestuurd om met jullie samen te werken, maar ik denk dat het een mission impossible is omdat Amerikanen en Nederlanders dat helemaal niet kunnen.” Van Eijk had een onvergetelijke eerste indruk gemaakt.

Hij haast zich te zeggen dat het niet allemaal zo zwart-wit is. “Natuurlijk zijn er leidinggevenden en ingenieurs in de VS die de lange termijn verkiezen boven de fast buck. Dat beeld hebben we soms van Amerikanen in Nederland, maar in de praktijk blijkt dat wel mee te vallen.”

De bewust provocerende opmerking van Van Eijk snijdt echter wel hout. Hij baseerde zich op onderzoek van de Nederlandse organisatiepsycholoog Geert Hofstede, die de verschillende culturen in de wereld langs zes dimensies in kaart bracht. Een van die assen draait om langetermijndenken. Uit de meest recente gegevens van onderzoeksbureau Hofstede Insights blijkt dat Nederland op dit gebied 67 van de 100 punten scoort, en de VS slechts 26.

Alfa mannetjes

Een belangrijke reden waarom Nederlanders uitblinken in mechatronica – “nee, dat is geen arrogantie”, aldus Van Eijk – heeft te maken met een van de andere dimensies van Hofstede: mannelijkheid. “De manier waarop we in Nederland samenwerken is vrij uniek in de wereld”, legt Van Eijk uit. “Noorwegen en Zweden komen aardig in de buurt, maar verder scoren de meeste landen veel hoger op de masculinity-as.” Hofstede Insights geeft Nederland een 14 op die as, vergeleken met een 62 voor de VS. “Het gaat over gedrag binnen bedrijven, over de belangrijkste man willen zijn. In Amerikaanse bedrijven wordt het gewaardeerd als een baas mannelijk, besluitvaardig en zelfbewust is. Het moet een macho zijn, misschien zelfs een beetje een klootzak. In Nederland spelen zachte elementen zoals empathie en een coöperatieve aanpak een veel belangrijkere rol. Daarin verschillen we drastisch van veel andere landen. Als iemand me hier ‘meneer de professor’ noemt, denk ik dat ik belazerd word, terwijl dat zelfs over de grens, in Duitsland, heel gewoon is.”

De typische polderaanpak, de consensusgerichte manier van problemen oplossen, is een uitstekend uitgangspunt voor mechatronisch ontwerpen, zegt Van Eijk. “Als je de beste oplossing wilt vinden, moet je op hoog niveau samenwerken vanwege het multidisciplinaire karakter van het vakgebied. Je hebt specialisten nodig op het gebied van elektronica, besturingstechniek en mechanica. Maar als ze allemaal het alfamannetje willen zijn, werkt het niet.”

Het is een wijze les die Van Eijk leerde van een andere Nederlandse mechatronica-goeroe: Rien Koster. Halverwege de jaren tachtig startte Koster een ambitieus project bij Philips. Zijn idee was om de superspecialisten uit de verschillende disciplines uit hun hokjes te halen en samen te laten werken aan een mechatronisch systeem. Fast and Accurate 86 (FA86) werd het project genoemd. Het plan leek een gegarandeerd succes, maar in de praktijk maakten de topspelers uit de mechanica, elektronica, besturingstechniek, software en metrologie alleen maar ruzie. “Ze wilden allemaal de topper zijn”, zegt Van Eijk.

Na een jaar trok Koster de stekker eruit en begon opnieuw, maar deze keer met een veel beter besef van de uitdaging dat wanneer je al die alfamannetjes bij elkaar zet, samenwerking niet vanzelf gaat. Uiteindelijk leverde FA86 de FAMM-robot af, een tweearmig systeem met gigantische direct drive motoren die je normaal gesproken in een onderzeeër zou aantreffen. De FAMM (‘fast and accurate manipulator module’) was zo sterk en zo snel dat andere robots erbij verbleekten. Helaas zat de industrie niet te wachten op zo’n dure oplossing voor een probleem dat ze ook met twintig kleine robots konden oplossen.

Uit je schuttersputje

Ondanks het technologische succes nam Koster die ervaring ter harte en maakte hij het tot een van zijn missies om de cultuur te veranderen. “De algemene trend in Nederland ging toen al in de richting van samenwerking, maar technische topspecialisten wilden graag laten zien dat zij de beste waren. Zo zijn ze opgeleid”, zegt Van Eijk, die de roeping van Koster nog steeds van harte onderschrijft.

Een resultaat van het missiewerk is de mechatronica-opleiding die in 1989 bij Philips van start ging – en de mechatronica-opleidingen zijn nog steeds te volgen bij het High Tech Institute. “De belangrijkste boodschap van die opleiding is dat als je goed aan mechatronica wilt doen, je nauw moet samenwerken”, zegt Van Eijk, die dat idee als docent aan bijna tweeduizend studenten heeft meegegeven. “In de inleiding zeg ik altijd dat het niet mijn bedoeling is om van een werktuigbouwkundige een besturingstechnicus te maken, of andersom, maar dat ik hoop dat ze na afloop elkaars vakgebied respecteren, nieuwsgierig zijn naar de uitdagingen van de ander en uit hun schuttersputje durven klimmen om uitleg te geven, en daarmee de waardevolle oefening doen om van een afstandje naar hun eigen werk te kijken.”

Deze Nederlandse aanpak wordt ook in de VS zeer gewaardeerd. Volgens Van Eijk is kennisdeling een van de belangrijkste bijdragen van de Nederlandse hightechindustrie aan haar Amerikaanse collega’s. “Je hebt natuurlijk heel veel Amerikaanse superspecialisten op het gebied van mechanisch ontwerpen, maar ze zijn echt geïnteresseerd om die andere aanpak te horen”, zegt Van Eijk. “In de VS is het niet gebruikelijk om cursussen zoals onze mechatronicatrainingen te volgen. Het begint nu een beetje te gebeuren rond ASML’s vestigingen in San Diego en Wilton, maar andere techbedrijven zullen hun werknemers niet regelmatig naar een cursus sturen. Daarom worden er bijvoorbeeld tutorials gegeven voorafgaand aan een ASPE-conferentie, waarbij veel Nederlandse specialisten onze aanpak al bij stukjes en beetjes hebben overgedragen.”

Langs deze technische as heeft Van Eijk – met hulp van diverse andere afgevaardigden zoals Adrian Rankers, Theo Ruijl, Ton Peijnenburg, Dick Laro, Leon Jabben, Dannis Brouwer en Piet van Rens – goede relaties weten op te bouwen met de Amerikaanse mechatronicasector. Van Eijk: “Ze werden steeds nieuwsgieriger naar wat er hier in Nederland gebeurt, bezochten ons, woonden conferenties bij en nu zijn er veel samenwerkingsverbanden met bedrijven in de regio.” Van Eijks Lifetime Achievement Award is een blijk van waardering van die sector voor de kennis die Amerikaanse mechatronici hier kunnen opdoen.

Het is je eindelijk gelukt. Nadat je je jarenlang hebt opgewerkt van junior tot senior engineer en architect, ben je nu klaar om een leiderschapsrol op je te nemen. Dit is je kans om het bedrijf te laten zien dat je hebt wat nodig is om het stuur over te nemen en een team naar succes te leiden. Met alle technische kennis die je hebt opgedaan door je ervaring, heb je zo’n beetje alles gezien en ben je behoorlijk geavanceerd ten opzichte van minder ervaren teamleden. Deze overgang zou een makkie moeten zijn, toch? Volgens Jaco Friedrich, een voormalig architect en teamleider die trainer is geworden, kan je technische geloofwaardigheid een grote hulp zijn, maar zijn het je leiderschapsvaardigheden die je naar de volgende stap in je carrièreontwikkeling brengen.

“Ik heb me jarenlang opgewerkt op de verschillende niveaus van engineering en vervolgens tot groepsleider, en ik heb uit eerste hand de moeilijkheden en de valkuilen ervaren van de sprong naar een leiderschapsrol,” herinnert Friedrich, een trainingsexpert bij High Tech Institute, zich. Hoewel het hightechdomein gevuld is met enkele van de knapste technische koppen, zijn het voor velen de niet-technische zachte vaardigheden van interactie en communicatie die ontbreken. “Het heeft me jaren van training en opleiding gekost om die moeilijkheden echt te begrijpen, en daarom gebruik ik mijn tijd om wat ik geleerd heb te delen met de ingenieurs van vandaag. Soms kun je het beste datgene onderwijzen wat je het meest nodig had om te leren in je eigen persoonlijke ontwikkeling. Ik denk dat dat voor mij zeker het geval is.”

De afgelopen 20 jaar heeft Friedrich zich toegelegd op lesgeven en het helpen van ingenieurs om te groeien naar leidinggevende functies. Hij heeft duizenden ingenieurs en architecten in Nederland en daarbuiten getraind om de vaardigheden te leren waarvan hij wilde dat hij die al vroeg in zijn carrière bezat. Hiertoe behoort ook de tweedaagse training “Leiderschapsvaardigheden voor architecten en andere technische leiders” van zijn High Tech Institute.

Noem je bluf

In zijn ervaring als trainer in hightech merkt Friedrich dat ingenieurs twee belangrijke uitdagingen of dilemma’s moeten overwinnen wanneer ze de overstap maken naar leiderschap. De eerste is dat van leiders wordt verwacht dat ze eerder in het proces plannen maken of een specifieke richting kiezen, wat betekent dat ze grote beslissingen nemen met slechts een beperkte hoeveelheid informatie en duidelijkheid. “Wat ik zie is dat ingenieurs in hun hart heel technisch zijn. Ze voelen zich misschien voor 80 procent op hun gemak en hebben een idee van de te volgen weg, maar ze aarzelen omdat het nemen van grote beslissingen zonder 100 procent zekerheid ontmoedigend kan voelen,” suggereert Friedrich. “Het probleem is dat iemand anders in de groep misschien maar 30 procent begrijpt, maar veel duidelijker is, en dit leidt er vaak toe dat het project in de verkeerde richting wordt gestuurd.”

De oplossing, zegt Friedrich, is niet bang zijn om een standpunt in te nemen, zelfs als je niet helemaal zeker bent. Begin in plaats daarvan met wat je weet en wijs op de mogelijke risico’s. Dit nodigt iedereen uit tot een dialoog en stelt de groep in staat om risico’s en beloningen te beoordelen. Dit nodigt iedereen uit tot een dialoog en stelt de groep in staat om risico’s en beloningen te beoordelen.

“Je wilt nooit nep zijn in deze situaties. Je collega’s zullen je bluffen en zeker niet geloven wat je zegt,” legt Friedrich uit. “In dit scenario gaat het er echt om jezelf te positioneren en vanaf het begin open te zijn. Als leider bevind je je niet langer in de wereld van de wetenschap, maar in de wereld van risicobeheer. Het is een echte mentaliteitsverandering die moet plaatsvinden.”

Trainer Jaco Friedrich.

Headspace

Het tweede dilemma, volgens Friedrich, is het vinden van de juiste balans tussen de mentaliteit van de ingenieur om zelf oplossingen te vinden en het vinden van manieren om verantwoordelijkheden te delegeren om een brede kijk op een project en de belanghebbenden te houden. “Dit is een van de moeilijkere verschuivingen voor ingenieurs die een leidinggevende functie krijgen. Ze willen nog steeds werken zoals ze altijd hebben gedaan, maar kunnen alle bewegende delen en stukken uit het oog verliezen,” illustreert Friedrich. “Om echt de sprong te maken om een leider te worden, moet je manieren vinden om hoofdruimte te creëren. Dit betekent dat je moet leren om taken aan anderen te delegeren en hen vervolgens moet helpen door hen in het proces te coachen.”

Friedrich wijst erop dat hoewel je technische kennis een grote aanwinst is om deze situaties in goede banen te leiden, coaching meer leunt op geduld, communicatie en een hele reeks zachte vaardigheden. “Om effectief te zijn als leider, moet je een manier vinden om echt vaardigheden te ontwikkelen in diplomatie en beïnvloeding om buy-in te krijgen van de verschillende belanghebbenden,” onthult hij. “Teams zijn tegenwoordig extreem divers qua cultuur en discipline. Om alle belanghebbenden mee te krijgen in de richting die je inslaat, moet je weten hoe je ze kunt aanspreken en motiveren vanuit een positie zonder macht. Formele macht kan effectief zijn, maar is zeker geen motiverende kracht.”

Weerstand

Natuurlijk is het niet altijd mogelijk om iedereen voor je te winnen, hoe scherp je beïnvloedingsvaardigheden ook zijn. Wanneer je werkt met diverse groepen van zeer intelligente, zeer technische mensen, zul je zeker op verschillende niveaus van weerstand stuiten. Leren omgaan met deze weerstand is cruciaal om succesvol te zijn in een leiderschapsrol – en is een van de speerpunten van Friedrichs training.

“Iets waar veel ingenieurs mee worstelen is hoe ze weerstand kunnen omzetten in een positief momentum. In onze trainingen zijn deelnemers altijd verbaasd als ze horen dat maar liefst 50 procent van die weerstand eigenlijk van henzelf komt,” plaagt Friedrich. “Het komt meestal doordat iemand niet in staat is om informatie, opties en consequenties op een duidelijke en zinvolle manier te presenteren. We leren nieuwe leiders een aantal eenvoudige tactieken om zichzelf vanaf het begin in een sterke en duidelijke positie te manoeuvreren. Op die manier kunnen ze voorkomen dat ze tijd verspillen door de bal aan het rollen te brengen. Natuurlijk is er nog de andere 50 procent, maar om dat te leren moet je naar de cursus komen.”