Categorie: Interviews

Onno van Roosmalen en Tim van Heijst hebben een vijfdaagse cursus opgezet waarin PLC-experts en OO-specialisten leren hoe ze een PLC-applicatie kunnen ontwikkelen door middel van objectgeoriënteerd programmeren. High Tech Institute zal deze cursus begin 2020 voor het eerst uitrollen.

PLC-programmeurs worden steeds vaker geconfronteerd met dezelfde uitdagingen die voorheen waren voorbehouden aan grote, complexe softwareprojecten. Objectgeoriënteerde technieken bieden een oplossing, maar konden in het verleden niet één op één worden toegepast vanwege de traditionele beperkingen van PLC’s. Met de nieuwe release van de IEC 61131-3 standaard voor PLC’s zijn objectgeoriënteerde functies nu beschikbaar en zijn de mogelijkheden enorm toegenomen.

Hogescholen en academici doen PLC’s regelmatig af als een inferieure technologie. Leuk voor eenvoudige machines, maar volstrekt ontoereikend voor de complexe systemen waaraan ze werken. In het verleden hadden ze misschien een punt. In principe zijn PLC’s altijd cyclisch, maar de cyclustijd kan vaak roet in het eten gooien. Voor moderne PLC’s is een cyclus van minder dan tien milliseconden echter heel normaal. Voor tijdkritische toepassingen zijn er zelfs PLC’s verkrijgbaar met een cyclustijd van minder dan een milliseconde.

Onno van Roosmalen (links) en Tim van Heijst (rechts) hebben een vijfdaagse cursus opgezet waarin PLC-experts en OO-specialisten leren hoe ze een PLC-applicatie kunnen ontwikkelen door middel van objectgeoriënteerd programmeren.

“Verpakkingsmachines – zelfs als ze een zeer hoge snelheid moeten halen – kunnen eenvoudig worden aangestuurd met een PLC”, zegt Tim van Heijst, eigenaar van Codesys-specialist Extend Smart Coding en docent aan het High Tech Institute. “PLC’s zijn ook een uitstekend platform voor robottoepassingen. Met de huidige kracht van PLC’s zijn er bijna geen toepassingen waarbij ze falen.”

Dat wil niet zeggen dat leveranciers als B&R, Beckhoff, Rockwell en Siemens hun PLC’s ook probleemloos in het hogere segment zullen verkopen. Bij grotere machinebouwers is het soms nog een interne strijd: “ontwerpen we alles zelf of kiezen we voor een PLC?”, heeft Van Heijst ervaren. De probleemstelling is echter bijna altijd dezelfde. Men wil zo snel en zo goed mogelijk een applicatie ontwikkelen en, indien haalbaar, bestaande code hergebruiken. “Een PLC voldoet aan al deze eisen. Het is een standaardproduct dat goed ondersteund wordt door de leverancier. Als je een bug in de firmware hebt, wordt die voor je opgelost. Je kunt eenvoudig verbinding maken met je actuatoren en sensoren, omdat er allerlei gestandaardiseerde communicatieprotocollen beschikbaar zijn. Daarom kun je je systeem heel snel in gebruik nemen,” zegt Van Heijst. Een bijkomend voordeel is dat bijna alle PLC-fabrikanten de IEC 61131-3 standaard volgen. Dit betekent dat de applicatiesoftware die je bouwt hardwareonafhankelijk is en dat het overstappen naar een snellere PLC – of zelfs een industriële pc – een fluitje van een cent is.

Ontkoppeling

Waar PLC’s van oudsher werden gebruikt in toepassingen met beperkte functionaliteit, zijn de mogelijkheden nu zo uitgebreid dat moderne programmeertechnieken nodig zijn om alles op een goede manier te regelen. Met versie 3 van de IEC 61131 standaard kunnen ontwikkelaars ook kiezen voor een objectgeoriënteerde aanpak.

Van Heijst: ‘Met de huidige kracht van plc’s zijn er vrijwel geen toepassingen waarin ze falen’.

“Je krijgt dan te maken met belangrijke softwarefuncties als information hiding en encapsulation, oftewel het idee dat je informatie lokaliseert en niet door het hele systeem gooit,” zegt Onno van Roosmalen, onafhankelijk software engineering consultant en docent aan het High Tech Institute. “In de praktijk zie je regelmatig dat een team een component voorziet van extra functionaliteit, waardoor er een cascade van gebeurtenissen door het hele systeem ontstaat. Dat maakt het lastig om iets toe te voegen. Bij veel webapplicaties zie je dat de inkapseling doorbroken wordt, maar dat hangt af van hun aard: het beschikbaar stellen van informatie. Bij machinebesturing ligt dat anders.”

“De gedachte om informatie te verbergen gaat hand in hand met de manier waarop componenten elkaar aanspreken: de interface. Hiermee kun je de gedetailleerde vorm van je objecten verbergen en ervoor zorgen dat er geen implementatiedetails uitlekken. Je zorgt er dan voor dat de gebruiker alleen kan doen wat op dat moment nodig is, niet meer en niet minder,” legt Van Roosmalen uit. Het idee hierachter is dat de evolutie van componenten kan worden losgekoppeld. Als een nieuwe versie van een component via een interface blijft doen wat het vroeger deed, hoeft de software die erop gebouwd is niet meteen aangepast te worden. Een ontwikkelteam dat tegen het component programmeert, kan de nieuwe versie gebruiken zonder bang te hoeven zijn dat er ondertussen iets omvalt. Wanneer inkapseling en interfaces in orde zijn, ontstaat bijna automatisch een onderhoudbare, schaalbare architectuur die kan meegroeien met de applicatie.

“Voorwaarde is wel dat teams een defensieve houding aannemen bij het ontwerpen van hun interface. Je moet niet zomaar alles aanbieden wat andere teams vragen,” zegt Van Roosmalen. “Hoe meer je aanbiedt, hoe meer onbedoelde toepassingen er zijn en hoe groter de kans dat er dingen stuk gaan in een nieuwe versie. Je kunt een interface later altijd uitbreiden, maar downsizen is veel moeilijker.

Hoe werkt dat in de praktijk? Van Heijst geeft een voorbeeld: “Onlangs bezocht ik een fabrikant van laadpalen. Zij maken veel varianten en werken met een breed scala aan stekkers. Het bedrijf wilde een energiemanagementsysteem ontwikkelen dat met al die verschillen overweg kon. Dat hebben we opgelost met PLC’s en een objectgeoriënteerde aanpak. Nu communiceert het beheersysteem met alle laadpaalversies via gedefinieerde, generieke interfaces en kan het bedrijf de ontwikkeling van alle blokken afzonderlijk beheren. Dit verkleint de kans op fouten, maakt hergebruik eenvoudiger en zorgt ervoor dat een applicatie veel sneller in de lucht is.”

Kennis opbouwen

“Voor PLC-programmeurs ‘van de oude stempel’ betekent de objectgeoriënteerde benadering een nieuwe manier van denken. Software engineers voor wie OOP een fluitje van een cent is, merken dat PLC’s net even anders werken dan hun vertrouwde PC-omgeving. PLC-leveranciers bieden cursussen aan, maar die gaan bijvoorbeeld over hoe je een verbinding maakt met je i/o. Echte programmeercursussen zijn dat niet,” zegt de PLC-leverancier. Echte programmeercursussen zijn dat niet,” zegt Van Heijst, “omdat je niet leert hoe je je eigen applicatie bouwt.”

Objectgeoriënteerd denken voor de pc is bijna identiek aan objectgeoriënteerd denken voor de PLC,” zegt Van Roosmalen.

Daarom hebben Van Heijst en Van Roosmalen de training “Objectgeoriënteerde besturingsautomatisering.” Een vijfdaagse cursus waarin PLC-experts en OO-specialisten leren hoe ze via objectgeoriënteerd programmeren een PLC-applicatie kunnen ontwikkelen. Op deze manier kunnen bedrijven kennis opbouwen en hoeven ze niet terug te vallen op system integrators die liever alles regelen.

“Objectgeoriënteerd programmeren is wezenlijk anders dan procedureel programmeren,” zegt Van Roosmalen. “Maar objectgeoriënteerd denken voor de pc is bijna identiek aan objectgeoriënteerd denken voor de PLC. Je kunt hetzelfde softwareontwerp gebruiken. Nou ja, met wat kleine aanpassingen omdat de programmeerconcepten voor een PLC wat beperkter zijn.”

“We leggen de techniek uit en vertellen je hoe je die kunt toepassen,” voegt Van Heijst toe. “Een groot deel van de training gaat over hoe je tot een goed softwareontwerp komt. Het gebeurt nog heel vaak dat een programmeur gewoon aan de slag gaat en een paar weken of maanden later een werkend stuk software aflevert. Dan is er plotseling een verandering en moeten ze allerlei bochten maken om het voor elkaar te krijgen. Als je de objectgeoriënteerde methodologie goed toepast, ben je van dat probleem verlost. Nog een voordeel van OOP.”

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

Van een eindeloze lus van overleg tot het ontvangen van kritiek die ronduit onbeleefd kan klinken, als je nieuw bent in Nederland kan de Nederlandse werkcultuur totaal vreemd overkomen. Om de integratie te vergemakkelijken, sturen techbedrijven hun expats naar de training “Hoe succesvol te zijn in de Nederlandse hightech werkcultuur”.

Als expat in Nederland heb je waarschijnlijk al geleerd dat de overgang naar de hightech werkcultuur in Nederland een moeilijke aanpassing is. Als je nieuw bent in de regio en je merkt dat je vragen stelt als: “Hebben we weer een vergadering?” of denk je: “Waarom vragen ze dat aan mij, het is mijn werk niet” – welkom in de Nederlandse werkcultuur, een plek waar je je zeker voelt als een vierkante staaf die in een rond gat probeert te passen.

Omdat dit zo’n moeilijke overgang kan zijn om te manoeuvreren, biedt High Tech Institute samen met contentpartner Settels Savenije & Friedrich de training “Hoe word ik succesvol in de Nederlandse hightech werkcultuur” aan. Dit is uw beginnershandleiding.

Samenleving met plat werk

Een van de eerste dingen die je opvalt als je als expat in Nederland werkt, is dat de machtsstructuur van een bedrijf meestal zo plat is als een ‘pannenkoek’. Nederland houdt helemaal niet van hiërarchie. In het bedrijfsleven is status niets, en geloofwaardigheid telt voor alles. In de training leren deelnemers manieren om hun reputatie op te bouwen door verantwoordelijkheid te nemen en te doen wat nodig is om de klus te klaren. Ze leren ook dat een van de snelste manieren om geloofwaardigheid om zeep te helpen is door je te beperken tot de parameters van een functieomschrijving.

“Als je denkt dat je het kunt, doe het dan. Zelfs als het niet precies je taak is. Laat je niet beperken tot wat er van je gevraagd wordt en wees niet bang om een risico te nemen,” stelt cursusleider Claus Neeleman. “Het is ook belangrijk om eerlijk te zijn en fouten toe te geven in plaats van excuses te maken. Het is altijd beter om spijt te hebben dan om helemaal niets te doen.”

Een consensus bereiken

Een andere indicator van het gebrek aan hiërarchie in Nederland is de behoefte aan consensus. Een bekend kenmerk van de Nederlandse hightechwerkplek is het schijnbaar eindeloze aantal vergaderingen en discussies. Klinken de woorden ‘laten we volgende week weer bij elkaar komen om dit verder te bespreken’ je bekend in de oren? Je denkt, hoe moeilijk kan het zijn om een beslissing te nemen, toch? Voor sommigen is dit moeilijk om aan te wennen. Ja, vergaderingen kosten tijd en het lijkt misschien inefficiënt, maar het is allemaal bedoeld om consensus te bereiken – of wat de Nederlanders ‘polderen’ noemen. “Polderen betekent gewoon dat iedereen zijn steentje bijdraagt om tot een consensus te komen en beslissingen te nemen,” legt Neeleman uit.

Zijn aloude methode is een diepgewortelde culturele waarde. Al eeuwenlang zoekt Nederland naar innovatieve oplossingen om de dreiging van het water het hoofd te bieden. De laaglandmentaliteit is: ‘we zitten met z’n allen op dit schip, dus het is aan iedereen om met het best mogelijke antwoord te komen’. Het is dus belangrijk om mee te doen en input te geven. Het maakt niet uit of je een expert bent of dat je niets belangrijks toe te voegen hebt. Het is gewoon jouw verantwoordelijkheid om deel uit te maken van de discussie, wat ook een manier is om je geloofwaardigheid op te bouwen. Sommige kwesties vereisen out-of-the-box denken van de niet-experts. “Vraag maar aan het jongetje dat zijn vinger in de dijk stak,” grapt Neeleman. “Het idee hoeft niet perfect te zijn; het moet gewoon werken.”

Een van de vele oefenrondes tijdens de training.

Communicatie is de sleutel

Vanwege het grote aantal vergaderingen en interacties in de Nederlandse werkomgeving zijn goede communicatieve vaardigheden een noodzaak – zowel verbaal als non-verbaal. Een van de centrale thema’s van de eendaagse training richt zich dan ook op communicatiestijlen en actieve luistervaardigheden. Van lichaamstaal tot gezichtsuitdrukkingen en toon leren deelnemers niet alleen hoe ze zichzelf effectiever kunnen uitdrukken, maar ze doen ook ervaring op met het oppikken van sociale signalen van anderen.

Tijdens meerdere oefenrondes leren cursisten dat goede communicatievaardigheden beginnen met het vermogen om echt te horen wat iemand zegt. Hiervoor leren cursisten een driestappenproces voor actief luisteren. Luister eerst aandachtig. Ten tweede, vat samen om te laten zien dat je geluisterd en begrepen hebt. Stel tot slot vragen ter verduidelijking. Hoewel dit in theorie eenvoudig is, is interculturele communicatie niet altijd duidelijk of gemakkelijk te begrijpen. Voor veel deelnemers, zoals Bahaa Ibrahiem – een setup tooling en visualisatie engineer bij ASML – was dit deel van de cursus een echte eye-opener. Ibrahiem: “Na meer dan een jaar in Nederland te hebben gewoond en gewerkt, heeft deze training mijn cultureel bewustzijn en mijn communicatie met mijn Nederlandse collega’s echt verbeterd.”

Schop de bal, niet de persoon

Zelfs met actieve communicatievaardigheden is het natuurlijk inherent aan het samenbrengen van zoveel persoonlijkheden en meningen dat er meningsverschillen zullen zijn. Dit kan soms leiden tot de uitwisseling van verhitte discussies of feedback die nogal hard overkomt. Dit soort kritisch heen en weer gepraat kan vooral moeilijk zijn voor expats die nieuw zijn op de arbeidsmarkt in Nederland. Cultureel gezien nemen Nederlanders geen blad voor de mond en staan ze bekend om hun directheid. Maar al te vaak kan dit een buitenlandse collega verbijsterd achterlaten en volledig onzeker maken over de kritiek.

Deelnemers oefenen om feedback te geven en te ontvangen.

Terugkoppelingsproces

Zelfs met actieve communicatievaardigheden is het natuurlijk inherent aan het samenbrengen van zoveel persoonlijkheden en meningen dat er meningsverschillen zullen zijn. Dit kan soms leiden tot de uitwisseling van verhitte discussies of feedback die nogal hard overkomt. Dit soort kritisch heen en weer gepraat kan vooral moeilijk zijn voor expats die nieuw zijn op de arbeidsmarkt in Nederland. Cultureel gezien nemen Nederlanders geen blad voor de mond en staan ze bekend om hun directheid. Maar al te vaak kan dit een buitenlandse collega verbijsterd achterlaten en volledig onzeker maken over de kritiek.

“Het idee is dat feedback niet persoonlijk moet zijn. Het gaat om het schoppen van de bal, niet om de persoon,” legt Neeleman uit. “Goede feedback is constructief, is to the point en wordt simpelweg gegeven met de bedoeling om een probleem op te lossen.”

Dit artikel is geschreven door Collin Arocho, tech redacteur van Bits&Chips.

Een goed configuratiemanagementproces voor het maken van hightechsystemen zorgt voor kostenbesparing, slagkracht en volledig transparante ontwikkeling en productie. Frank Ploegmakers, trainer bij High Tech Institute, vertelt over obstakels en veelgemaakte fouten bij configuratiemanagement. ‘Degenen die verantwoordelijk zijn voor technologie, ontwikkeling en operations zijn niet altijd in staat om de essentie van de Configuration Management complexiteit te begrijpen.’

Binnen een hightech organisatie produceren hordes ingenieurs een enorme hoeveelheid technische gegevens: deelontwerpen van printplaten, motoren, sensoren, mechanische en optische componenten, noem maar op. Elektronica-ingenieurs, software-ontwerpers, optische ingenieurs, mechanische ingenieurs: ze hebben allemaal hun eigen computertools. Zelfs prototyping zelf verschuift naar de virtuele omgeving. Haal de ontwerptools weg uit een hightech bedrijf en je kunt het net zo goed sluiten.

De discipline Configuration Management is ontwikkeld om de samenhang van al deze ontwerpinformatie te controleren. Het zorgt ervoor dat verschillende disciplines samen aan een ontwerp kunnen werken en dat het proces van ontwerp tot geleverd product wordt gecontroleerd.

Het is moeilijk te geloven, maar slechts een klein deel van de hightech machinebouwers heeft een configuratiebeheerproces en -methode gespecificeerd en geïmplementeerd binnen de juiste ICT-tools. ‘Dit bestaat in veel bedrijven niet’, zegt Frank Ploegmakers, trainer productconfiguratiebeheer bij het High Tech Institute. ‘ Configuratiebeheertools zijn nodig om alle ontwerpgegevens uit te wisselen, te testen, te beveiligen, op te slaan en in een structuur te plaatsen. Ik denk dat slechts een klein deel van de machinebouwers hun ontwikkelings- en productieprocessen heeft gedocumenteerd en deze op de juiste manier gebruikt, en bijvoorbeeld begrijpt wat baselining inhoudt.’

Inzicht in complexiteit is een voorwaarde voor configuratiemanagement,” zegt Frank Ploegmakers, docent systeemconfiguratiemanagement.

Baselining

Om uit te leggen wat baselining is en om relatieve kwesties te verduidelijken, maken we een uitstapje naar een ideale wereld. In deze wereld leveren ingenieuze mechanica-, elektronica- en software-ingenieurs in nauw overleg perfecte deelontwerpen. Ze zijn – wonder boven wonder – allemaal in één keer goed. Iedereen is blij: dat werkt! We kunnen produceren! De verantwoordelijke geeft het startsein en de ontwerpafdeling stelt een baseline op. Hierin wordt het machineontwerp nauwkeurig vastgelegd: materialen, samenstelling, inkoopdelen, modules, samenhang (denk aan geometrie en kwaliteitsspecificaties) en de bijbehorende software. Productie kan aan de slag met het maken van de machine en de inkoopafdeling kan gaan bestellen.

Was het maar zo eenvoudig, verzucht elke technicus. In de praktijk zijn er veel ontwerplagen. Verbetering volgt op verbetering. Voor je het weet zit de mechanica-afdeling aan versie 3, de elektronica-afdeling aan versie 6 en het softwareteam aan versie 4.11. Ook geen ramp, want als er eenmaal een baseline is getekend, is de machine ook tot in detail gedefinieerd. Ook geen ramp, want als er eenmaal een baseline is getekend, is de machine ook tot in detail gedefinieerd.

Honderden kleine en grote verbeteringen observeren

In de praktijk liggen de zaken anders. Zelfs na het ‘opstellen van de baseline’ blijven we verbeteringen aanbrengen. Een onderdeel in versie nummer 5 zit in de baseline, maar de fabrikant heeft toch iets gevonden dat het beter of goedkoper maakt. Daarom zal de productie versie nummer 6 moeten nemen. Zelfs dan is er geen probleem, maar in de praktijk werken veel technici en disciplines allemaal aan hun eigen deelontwerp.

Dan blijken er ineens honderden kleine tot grote verbeteringen losgelaten te worden op een basislijn. Welke persoon houdt nog het hele overzicht? Wie kent nog de relatie tussen het product of de machine bij de klant en de baseline binnen de eigen organisatie? Ploegmakers zegt: ‘Met de complexe producten en systemen van tegenwoordig heb je iets nodig waar je het overzicht over kunt houden, zodat het duidelijk is wat iedereen op elk moment precies aan het doen is, terwijl alle wijzigingen aan baselines volledig transparant zijn. Een groot deel van de machinebouwers heeft hun ontwikkel- en productieprocessen goed ingericht, een klein deel gebruikt ze daadwerkelijk waarvoor ze bedoeld zijn.’

Software

In de softwareontwikkeling is configuratiebeheer trouwens overal gemeengoed. Aan het eind van een dag ontwikkelen controleren de engineers in die discipline hun softwarecode en wordt er een build gedraaid: het maken van het programma met alle recente toevoegingen. Ploegmakers vindt dat deze werkwijze ook door andere disciplines zou moeten worden toegepast. ‘Gek genoeg doen bedrijven wel aan software configuration management, maar passen ze het niet toe op systeemniveau.’

Volgens Ploegmakers komt dit omdat veel bedrijven zich (nog) niet realiseren dat dit hun grote probleem is. ‘Als ik tegen een softwaremanager zeg: “Ik verwijder nu uw softwareconfiguratiesysteem”, dan zal hij volledig in paniek raken, want dan kan hij zijn software-output niet meer uitvoeren. Maar in de meeste product- of machinebouworganisaties zijn er medewerkers op een hoger niveau die moeten waken over multidisciplinaire systeemintegratie met tienduizenden of zelfs honderdduizenden componenten, terwijl dat in dit geval niet zo is. Als ik er met softwaremensen over praat, zeggen ze tegen me: ‘Frank, je hebt zojuist een gevoelige snaar geraakt.’

Tijdstempels

Een complicerende factor is de tijd tussen het opstellen van de basislijn en een werkende machine. Bij software ziet iedereen het resultaat de volgende ochtend, maar bij hardware duurt het maanden. Met een grote kans dat er wijzigingen doorheen glippen die niet met iedereen zijn afgestemd.

Dat voorkom je door een configuratiemanagementsysteem te gebruiken, zegt Ploegmakers. Met dit systeem creëer je volledige transparantie. De kracht van baselining is dat het hele bedrijf met de baseline werkt. Iedereen kan op elk moment zien wat de ontwikkel- en productiesituatie is.’

Ploegmakers vergelijkt het met een film. Je kunt de hele geschiedenis terugspoelen. Je maakt tijdstempels. Je ziet gewoon een historische ontwikkeling van je product met alle voordelen die daarbij horen. Het kan handig zijn om terug te kijken naar baselines en het is ook leuk voor de klant. Je kunt de precieze configuratie terughalen als de klant een extra bestelling plaatst.

Trainer Frank Ploegmakers heeft meer dan honderd bedrijven ‘van binnen’ gezien.

Achtergrond en praktijkervaring

Via LTS, MTS en HTS werktuigbouwkunde is Frank uiteindelijk Engineering and Construction Informatics gaan studeren aan de Technische Universiteit Eindhoven (tegenwoordig faculteit Technology Management). De helft daarvan was harde technologie en de andere helft economie, bedrijfskunde, marketing, filosofie en sociale psychologie. Hij kwam in aanraking met virtual reality en was getuige van de eerste automatiseringsgolf en de uitwassen daarvan: grote IT-projecten die op hol sloegen. Zo raakte hij geïnteresseerd in hoe je ervoor zorgt dat informatietechnologie daadwerkelijk iets oplevert voor een bedrijf.

Door het organiseren van een studiereis naar China kreeg Frank zijn eerste baan. Halverwege de jaren negentig begon hij bij WAIDE Consultants. Dit bedrijf adviseerde Nederlandse bedrijven over Joint Ventures om toegang te krijgen tot de Chinese markt. Mooie projecten en een geweldige ervaring, maar het was niet technisch genoeg voor Frank en na anderhalf jaar ging hij aan de slag bij Philips Display Components.

Vijf jaar lang richtte hij zich met zijn ontwerpondersteunende afdeling op de verdere optimalisatie van beeldbuisontwerpprocessen en -tools. Daarnaast maakte product data management (PDM) eind jaren negentig een sterke opmars. ‘Het ging hierbij om het vastleggen en gezamenlijk gebruiken van wereldwijde informatie over de beeldbuizen, het productieproces en de productiemachines. Dit moest goed ondersteund worden door PDM-automatisering.’

Ploegmakers gebruikte veel van wat hij bij Philips Components leerde bij Assembleon, fabrikant van pick-and-place machines. Daar breidde zijn werkveld zich uit naar het hele creatieproces: van productcreatie tot logistiek, productie, levering en service.

Na zijn Philips-tijd werkte Ploegmakers vier jaar bij ingenieursbureau Irmato Group als directeur sales en operations. Samen met zijn team hielp hij het bedrijf groeien van 20 naar 135 medewerkers. Hij heeft er veel geleerd. ‘We bouwden alles vanaf nul op.’ In 2008, na vier jaar Irmato, ging Ploegmakers bij verschillende bedrijven aan de slag als interim manager en projectmanager. Inmiddels heeft hij meer dan honderd bedrijven van binnen gezien.

Inzicht en overzicht

Configuration management is geen probleem voor IT, de reliability afdeling of de R&D afdeling, benadrukt Ploegmakers. Dit overstijgt alle afdelingen, van de CTO tot de fabrieksvloer.’ Volgens hem ligt het echte probleem vaak bij de leiding. Degenen die verantwoordelijk zijn voor technologie, ontwikkeling en operations zijn niet altijd in staat om de essentie van de complexiteit van configuratiemanagement te begrijpen. Organisaties kunnen prachtige configuraties van producten en machines leveren aan klanten, maar de interne controle van deze configuraties laat vaak te wensen over. Zakelijke leiders zien vaak niet in dat dit leidt tot enorme inefficiëntie en ineffectiviteit.

Het beheren en automatiseren van bedrijfsprocessen begint met inzicht in het eigen bedrijf en een goed overzicht van de complexiteit. Het begint met een goed bedrijfsmodel. Veel managers zijn niet in staat om dat met alle teams op te zetten. Maar het is wel nodig als je met een grote organisatie complexe producten of machines wilt realiseren. Als je product en je bedrijf complexer worden, is een eenvoudige methode om het configuratieproces te managen essentieel.’ Als dat proces en de bijbehorende werkwijzen eenmaal bekend zijn, is de invoering van de benodigde informatietechnologie eenvoudig. ‘Dan kan het in een handomdraai geconfigureerd worden in PDM- en ERP-systemen.’

Schetst Ploegmakers met deze laatste verklaring niet een iets te rooskleurig beeld? Nee,’ bevestigt hij. Het moeilijke is om eerst de complexiteit te begrijpen. Dat is een absolute voorwaarde om aan configuratiemanagement te kunnen doen. De implementatie van de onderliggende details is dan eenvoudig. Het oude adagium “eerst organiseren, dan automatiseren” geldt nog steeds.’

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

Vacuüm lijkt eenvoudig: je pompt de lucht eruit totdat je de gewenste lage druk hebt bereikt. Voor een hoog vacuüm is het echter niet genoeg om alleen de lucht eruit te pompen. Om dit te bereiken, moet je extreme maatregelen nemen. Voor veel ingenieurs komt dit onderwerp echter niet altijd vanzelf. High Tech Institute leert hen de kneepjes van het vak.

Processen in de hightech industrie vereisen steeds meer een zeer gecontroleerde omgeving. Denk maar aan de elektronenmicroscopen van Thermo Fisher of de EUV-systemen van ASML. Als je lucht in hun systemen brengt, worden de elektronenbundels verstrooid en wordt het EUV-licht geabsorbeerd. Daarom is een hoog vacuüm een absolute noodzaak. Vervuiling is ook een productkiller bij de productie van beeldschermen. Elke hoeveelheid vocht in de lucht zou rampzalig blijken te zijn voor OLED-materialen en het beeldscherm zou een totaal verlies zijn.

De lat komt steeds hoger te liggen. “Zolang ik me kan herinneren, mag de druk in elektronenmicroscopen niet hoger zijn dan 10-10 mbar,” zegt Mark Meuwese, vacuümspecialist bij Settels Savenije Van Amelsvoort. “Maar ook in andere toepassingen worden de eisen steeds strenger. Zo konden zachte röntgensystemen vroeger toe met 10-3 mbar. Tegenwoordig is 10-7 de nieuwe standaard. Met toenemende nauwkeurigheden komen gevoeligere sensoren die gevoeliger zijn voor vervuiling of verstoring door de aanwezige atmosfeer.”

Mark Meuwese is betrokken bij de 4-daagse training ‘Grondbeginselen en ontwerpprincipes voor ultrazuiver vacuüm‘.

“Hoe voller je je vacuümsysteem bouwt, hoe groter de kans op vervuiling”, zegt Mark Meuwese van Settels Savenije Van Amelsvoort. Tot 10-8 mbar is het allemaal relatief eenvoudig, weet Meuwese. “Natuurlijk moet je nog steeds hard werken, maar als je nog verder wilt gaan, nemen de uitdagingen exponentieel toe en wordt het systeem vele malen duurder. Een watermolecuul is een dipool en blijft daarom aan oppervlakken plakken. Je kunt het beter wegpompen als je er genoeg energie in stopt. De eenvoudigste methode hiervoor is om de vacuümkamer te verwarmen. Maar door een temperatuurverdeling te creëren, introduceer je het risico dat de verdampte elementen zich afzetten op koude oppervlakken, in het ergste geval op de sensor, de monsters of het product. Bovendien zijn veel sensorsystemen niet bestand tegen hoge temperaturen. 10-8 mbar is de grens waarbij alles goed gaat.”

Meuwese verwacht niet dat het grootste deel van de toepassingen in de nabije toekomst lagere drukken nodig zal hebben. De eisen kunnen strenger worden voor gespecialiseerd onderzoekswerk. “De grens ligt bij 10-12 – 10-13, schat ik. En daarvoor kun je nauwelijks een machine bouwen. Alles wat je in de vacuümkamer introduceert is te veel. Het vat en de druksensor zijn al te vervuilend, en zelfs de meest geavanceerde pomp lekt te veel terug in het systeem.”

Vingerafdruk

In de basis is vacuümtechnologie eenvoudig. Het begint met een vat waarop je een pomp aansluit. Je blijft lucht wegpompen tot de druk het gewenste niveau bereikt. In de praktijk heb je weinig aan zo’n systeem. In dat vacuüm wil je immers processen uitvoeren. Alles moet dus in het vat zitten. Sterker nog: je wilt vaak dat de ruimte waarin je werkt vol zit met mechanica, sensoren en andere componenten. Hoe kun je een vacuümkamer bouwen en toch een goed vacuümniveau bereiken? Dit is een van de dingen die je leert tijdens een intensieve training zoals “Grondbeginselen & ontwerpprincipes voor ultrazuiver vacuüm“van het High Tech Institute.

“Hoe meer componenten je erin stopt, hoe groter de kans op besmetting,” zegt Meuwese, een van de docenten tijdens de training. “Alleen al het oppervlak veroorzaakt contaminatie door uitgassing, en alles wat je in het vat plaatst betekent meer oppervlak, en dus meer uitgassing. Daar moet je op letten.”

Hoe kun je in je ontwerp rekening houden met een vacuümomgeving? “Er zijn een aantal do’s en don’ts die we tijdens de training behandelen. Om te beginnen is er natuurlijk een lijst met materialen die geschikt zijn voor vacuüm. Roestvrij staal is heel goed en ook aluminium kun je zonder problemen gebruiken. Messing is echter niet geschikt omdat het zink bevat dat verdampt bij 300 graden bij 10-3 mbar. Veel bedrijven hebben een lijst van materialen en coatings die hun technici mogen gebruiken.”

Roest is ook uit den boze omdat het poreus is en water bevat dat gassen uitwasemt. “Een eenvoudige vingerafdruk kan je weken laten lijden. Er zitten verrassend veel moleculen in een vingerafdruk, dus het duurt lang voordat alles weg is. En er is geen garantie dat je het er überhaupt uit kunt pompen,” zegt Meuwese. Goed schoonmaken is een vak apart en wordt uitgebreid besproken tijdens de training. Omdat vet een no-no is, zijn kogellagers een no-go. Ontwerpers moeten sterk vertrouwen op elastische elementen zoals bladveren en scharnieren met kruisveren. “Of op kogellagers met keramische kogels, of volledig keramische lagers, omdat die geen smeermiddel nodig hebben.”

Kleine benen

Ontwerpers moeten ook veel aandacht besteden aan de vorm en constructie van de onderdelen. “Ze moeten bijvoorbeeld scherpe randen vermijden. Als je die polijst met een wattenstaafje of een doekje, komen er resten in vast te zitten”, legt Meuwese uit. “Een bout in een blind gat houdt een volume lucht vast. Als je de loop leeggooit, lekt de lucht eruit. Onthoud dat de gaswet zegt dat pV/T constant is. Als je 10-7 mbar wilt bereiken, wordt dat kleine volume tien orden groter. “Blinde gaten zijn vervelend omdat er na het spoelen water in blijft staan. “Blinde gaten moet je dus ook vermijden. En als je een gat boort om het water eruit te laten, mag het niet te klein zijn. Door de capillaire werking blijft het water anders in het gat staan.

Als je een onderdeel maakt met behulp van een elektrische ontladingsmachine, mogen er geen rechte hoeken in het patroon zitten. “Dat is een andere manier van denken. Het gaat niet om het meest efficiënte ontwerp, maar om het voorkomen van randen en hoeken. Je moet alles buigen en dat is altijd een uitdaging. Met wat gezond verstand en ervaring kom je er uiteindelijk wel uit.”

Zelfs het verbinden van twee componenten in een vacuüm is niet eenvoudig. De oppervlakken zijn nooit vlak genoeg om ze perfect te laten passen. Er blijft altijd een spleet over – hoe klein ook – waarin lucht of verontreinigingen opgesloten zitten. Voor de vacuümpomp is het handiger als je de twee onderdelen met kleine pootjes van elkaar scheidt. Een halve millimeter is vaak al voldoende.

Vet is uit den boze in een vacuüm, dus er wordt bewogen met elastische elementen.

Vals spelen

De training van het High Tech Institute ging in het verleden vooral over vacuümtechnologie. De laatste jaren is er meer aandacht voor ultraclean. “Vacuüm is makkelijker te begrijpen; je pompt tot je de gewenste druk hebt bereikt,” zegt Meuwese. “Bij ultraclean is dat slechts de eerste stap. Daarna vul je het vat opnieuw met een ‘schoon’ gas, dat bijvoorbeeld geen water meer bevat. Maar hoe kun je bijvullen zonder het vat weer te vervuilen? Die uitdaging gaan we tegenwoordig ook aan tijdens de cursus.”

Voor een ontwerper is er weinig verschil tussen vacuüm of ultraclean. Het grootste verschil zit hem in de thermische eigenschappen. In vacuüm is de warmteoverdracht erg slecht omdat er geen geleidend medium is. Dat betekent geen convectie en geen geleiding, alleen straling en daar heb je een groot temperatuurverschil voor nodig. “In vacuüm wordt alles dus per definitie heet,” weet Meuwese. “Koelen kan via gesloten kanalen met water, langs en door de componenten. Of door een thermische verbinding te maken met een koud deel van het systeem. Er zijn ook complexe alternatieven zoals een helium backfill oplossing waarbij je lokaal lage druk toepast met moleculen die warmte kunnen overdragen. Eigenlijk is dat valsspelen,” zegt Meuwese met een glimlach.

“Een vacuüm is thermisch uitdagender dan ultraclean”, zegt Mark Meuwese.

Zintuig

Het toenemende belang van vacuümtechnologie en ultraclean betekent dat steeds meer ingenieurs op de hoogte moeten zijn van deze materie. Meuwese merkt op dat het niveau over de hele linie weliswaar stijgt, maar dat er nog veel te winnen valt. “De meeste mensen die van de hogeschool of universiteit komen, hebben een gevoel voor technologie. Ze voelen aan dat een dikke I-profielbalk meer gewicht kan dragen dan een dunne I-profielbalk. Ze hebben veel minder een natuurlijk gevoel voor vacuüm. Als ik iemand vertel dat ik 1015 moleculen kan verdampen binnen een bepaalde tijd en er zijn er 1018, dan zit ik er een factor duizend naast, maar ze weten niet wat dat betekent. Een vacuüm is abstracter dan mechanica. Mbar liter per seconde: dat doet bij veel ingenieurs geen belletje rinkelen.”

Scholen besteden tegenwoordig meer aandacht aan het vak. Zeker in de regio Eindhoven beheersen steeds meer studenten de basiskennis. “Toevallig heb ik nu een student uit Enschede en daar is het minder breed vertegenwoordigd. Meer op de Universiteit Twente, maar veel minder op het hbo. Het is ook nauw verbonden met de regio Eindhoven, maar zoiets als dampdepositie wordt over de hele wereld gebruikt en daar heb je vacuümkennis voor nodig. ”

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

Na jarenlange praktijkervaring bij Philips Healthcare geeft Goof Pruijsen nu advies over value engineering en kostenmanagement. Hij verzorgt trainingen over deze onderwerpen voor High Tech Institute.

‘Echt genieten.’ Goof Pruijsen wel, want mensen uit verschillende technische ontwikkelingsdisciplines plukken de vruchten van zijn visie en kennis. ‘Het geeft me een heerlijk gevoel van waardering.’ Zelf is hij enorm nieuwsgierig. Het fascineert hem om in detail te begrijpen wat het is dat mensen overwegen te kopen, hoe en waarom een product technisch werkt en hoe je het kunt verbeteren om een bedrijf te verbeteren.

Onlangs kreeg hij een groot compliment van een lead system architect van ASML die samen met zijn team een workshop van Pruijsen had gevolgd. Ik dacht dat we een paar euro gingen besparen, maar ik leerde dat value engineering veel meer was’, zegt deze systeemarchitect. We behandelden een aantal fantastische onderwerpen en stelden vragen over beslissingen die we op hoog niveau in de systeemarchitectuur hadden genomen. De inzichten die we kregen hadden niet alleen invloed op de kosten, maar ook op de vermindering van complexiteit, risico, time-to-market en de uren die we besteedden aan engineering.’

Goof Pruijsen: “Juist de oplossingsgerichte aanpak, die veel teams hanteren, maakt ze blind voor alternatieven.

Daarom past value engineering perfect bij Pruijsen. Hoewel de definitie een beetje saai is: het gaat om het aanpassen en veranderen van ontwerp en productie op basis van een grondige analyse. Als het goed wordt gedaan, leidt het vaak tot kostenbesparingen. Daarom hebben ontwikkelaars vaak een negatieve associatie met value engineering, het ‘persen’ van een ontwerp om kosten te besparen.

De trainer van High Tech Institute, Goof Pruijsen, ziet echter een veel belangrijkere waarde: value engineering slaat bruggen tussen marketing, ontwikkeling, productie, inkoop en de leveranciers. Juist dit samenspel tussen verschillende disciplines zorgt ervoor dat je met deze aanpak grote winsten kunt behalen.

Kostenreductie richt zich vaak op de componentenlijst van de huidige oplossing. Dit noemt Pruijsen een beginnersfout. ‘Je ziet dat nieuwelingen in het vak een zogenaamde pareto-analyse uitvoeren, waarbij ze in kaart brengen welke 20 procent van de componenten verantwoordelijk is voor 80 procent van de kosten. Van de duurste dingen halen ze dan iets af. Het heet niet voor niets de kaasschaafmethode.’

Deze aanpak is vaak niet erg effectief, zegt Pruijsen. Als dit gebeurt, hebben anderen vaak al eerder ingegrepen. Dan valt er niet veel meer te winnen en is de kans groot dat nieuwe ingrepen de kwaliteit aantasten. Als dat ten koste gaat van je imago, ben je nog slechter af.’

Value engineering begint volgens Pruijsen dan ook met waarde voor de klant. ‘Wat wil de klant bereiken? Welke functies zijn daarvoor nodig? Wat is de waarde van die functie en wat zijn de kosten?’ Een voorbeeld dat hij vaak noemt is het volgende: het gaat niet om de boor, niet om het gat, maar om het ophangen van het schilderij om je huis in te richten. Teruggaan naar het uiteindelijke doel maakt ruimte voor creativiteit en nieuwe oplossingen en concepten.

Tolerantie is de kostenfactor

Het denken in functies is minder ingeburgerd dan de meeste ontwikkelaars denken. Pruijsen ziet dat de oplossingsgerichtheid waarmee veel teams werken, hen blind maakt voor alternatieven. ‘Ze denken niet out-of-the-box.’ Het helpt – en dat vergt oefening – om een bestaande oplossing te analyseren en van daaruit geleidelijk te abstraheren tot de functies volstrekt helder zijn. Zonder de oplossing te beschrijven. Dan kun je de kosten functioneel in kaart brengen en samen onderzoeken waarom deze functies duur zijn. Dat is een goede start voor het optimaliseren van huidige en toekomstige productgeneraties. Ik noem dat cost driver analysis. Als je dit goed doet, begint iedereen het probleem veel beter te begrijpen en ben je al halverwege de oplossing,” zegt Pruijsen.

Tolerantie of nauwkeurigheid is een typisch voorbeeld van een kostenfactor. Smalle toleranties resulteren in meer verwerkingstijd of -stappen. Een gemiddelde voeding is meestal niet zo duur, maar als de spanningsrimpel erg klein is, stijgt de prijs.

Volgens Pruijsen moet je goed naar die toleranties kijken. Zijn ze echt overal nodig, of alleen lokaal? Waarom is deze tolerantie zo gespecificeerd? Dit is vaak iets waar niet over nagedacht lijkt te worden. Toleranties kunnen zijn overgenomen van de vorige tekening, ontwerpers besteden er geen aandacht aan, maar ze staan wel op de factuur. Ontwikkelaars zijn zich meestal niet bewust van de gevolgen van hun risicomijdend kopieergedrag. Als blijkt dat een tolerantie-eis niet zo streng is, wordt de productie ineens veel eenvoudiger, sneller en goedkoper. Problemen met maakbaarheid en productieopbrengst worden vaak spontaan opgelost.

Grote projecten, meerdere teams, uitgebalanceerd ontwerp

Bij grote projecten met meerdere subteams optimaliseert ieder zijn eigen gebied zoveel mogelijk – al is het maar uit ambitie. Pruijsen: “Als de teams niet begrijpen hoe de taak over de modules is verdeeld, is de kans op onbalans in ontwerp en specificatie groot. Je zet geen Formule 1-motor op het chassis van een 2CV. De prestaties van de componenten moeten met elkaar in balans zijn. Het is de taak van de systeemarchitect om die balans te bewaren en over-engineering te voorkomen.

Pruijsen geeft een praktijkcase uit zijn tijd bij Philips Healthcare. Röntgenstraling wordt al jaren gebruikt voor medische diagnostiek en materiaalonderzoek. Om deze röntgenstraling op te wekken, schiet je hoogspanningselektronen op zwaar metaal. Op een gegeven moment vroeg de marketingafdeling om een nieuwe hoogspanningsgenerator. Een met meer vermogen, betere stabiliteit en hogere betrouwbaarheid. En het liefst ook nog goedkoper.

Pruijsen: “Een project als dit begint vaak puur prestatie- en techniekgericht. In dit geval besloten we echter formeel te starten met een value engineering workshop om zowel de winstmarge op het product als de technische richting te verbeteren. De oude generator werd geanalyseerd op kosten en functies. Het bleek dat er relatief veel geld was geïnvesteerd in veel kleinere onderdelen (de zogenaamde ‘long tail van pareto’). Je kunt niet snel de vinger leggen op dat ene dure onderdeel; het syndroom is er een van vele componenten. Een veel-delen-syndroom manifesteert zich meestal in hoge ontwerpkosten, hoge verwerkingskosten en hoge assemblagekosten voor alle betrokken onderdelen. Elke stap in het arbeidsproces brengt ook een foutenrisico met zich mee; en daar komt nog een extra risico op kwaliteitsproblemen en productieverlies bij. De richting voor verbetering is daarom meestal het reduceren van onderdelen door integratie, het zogenaamde DFMA (Design for Manufacturing & Assembly).

Een andere kostenfactor werd in het concept opgenomen. Om de hoogspanning in het oude concept veilig te beschermen, werd deze volledig ondergedompeld in een olietank. Dat bleek later te groot, te zwaar en onnodig duur.

Pruijsen: ‘We hebben elke functie gebrainstormd en een consistent en optimaal scenario gebouwd. Voor de hoogspanningsopwekking konden we meeliften op nieuwe technologie die het mogelijk maakt om met hogere frequenties te transformeren. Op die manier konden we het volume sterk verminderen.

Observeren hoe het werd gebruikt zorgde voor de grootste doorbraak. De oude generator was ontwikkeld door alle individuele prestatievereisten te maximaliseren, zonder te kijken of dit nuttige combinaties waren of niet. Artsen gebruiken echter ofwel een enkele opname met hoog vermogen of meerdere beelden per seconde met zeer laag vermogen (en enkele combinaties daartussenin). Toen de technici dit zagen, waren ze verontwaardigd. Niemand had ze dat ooit verteld! Het resultaat was een grote vermindering van het benodigde vermogen en een hoogspanningstank die uiteindelijk nog maar een tiende van het oorspronkelijke volume was.

Koeling is nog steeds nodig, maar in plaats van grote ventilatoren te gebruiken, plaatsten Pruijsen en zijn team de grootste warmtebron op de bodem van de kast. ‘Dit creëerde een convectiestroom. We gebruikten de warmtebron om de koeling te verbeteren. Dit is een voorbeeld van ‘omgekeerd denken’.

Het eindresultaat was een kleinere en stillere generator, die 35 procent goedkoper was. Bovendien waren er minder componenten nodig en bereikten we een betere betrouwbaarheid. En er was nog een optimalisatie, de totale ruimte die nodig was voor het systeem kon met één kast worden teruggebracht.

Had het nog beter gekund? Ja natuurlijk kon dat, zegt Pruijsen. Eén specificatiepunt hebben we tijdens dit proces niet kunnen doorbreken. De generator was gespecificeerd op 100 kW. Er werd gezegd dat dit zo moest zijn volgens medische voorschriften. Het heeft me maanden gekost om de bron van deze misvatting te achterhalen. Het bleek een medische richtlijn te zijn die adviseert om een generator van minimaal 80 kW te gebruiken om met meer zekerheid een goede diagnose te kunnen stellen. Dat was dus een gegeven advies, geen voorschrift!” zegt Pruijsen.

Dit ‘advies’ dateerde uit 1991. In de tussenliggende twintig jaar zijn beeldverwerkingstechnieken zo snel vooruitgegaan, dat met veel minder vermogen een beter resultaat kan worden bereikt. Uiteindelijk vond Pruijsen een productmanager die toegaf dat het geen wettelijke richtlijn was, maar een zogenaamde aanbestedingsspecificatie. Omdat fabrikanten hun klanten al jaren vertellen dat slechts 100 kW voldoende kwaliteit geeft, is het een ‘geaccepteerde overtuiging van de klant’ geworden.

Als de tolerantie-eisen te hoog blijken maar versoepeld kunnen worden, kan de productie ineens veel gemakkelijker, sneller en goedkoper worden”, zegt Goof Pruijsen. ‘Problemen met maakbaarheid en productierendement worden dan vaak spontaan opgelost.’

Modulaire architectuur beheren

Pruijsen geeft een ander voorbeeld. Een grote module in een productiemachine was ontworpen in een aantal kleine modules. Dit betekende dat een submodule snel vervangen kon worden als er fouten optraden. De aanname was dat dit goedkoper was en minder servicevoorraad opleverde. Door de toename van het aantal kritische interfaces met hoge tolerantie-eisen verdubbelde echter de kostprijs en nam de complexiteit toe, waardoor de verwachte betrouwbaarheid dramatisch lager werd,” zegt Pruijsen. Daar kwamen nog extra ontwikkelingskosten en productietests bij. Een ontwerp uit één stuk bleek de betere oplossing. Componenten met het grootste risico op falen werden daarbij op een goed bereikbare plaats geplaatst. De les was: Modulariteit is niet het opknippen van een module in submodules, maar het juist plaatsen van je modulariteit en interfaces. In dit geval met het oog op de beste service en ook kostenefficiënte service. Je moet blijven nadenken over de gevolgen en de balans.

In zijn value engineering training maakt Pruijsen duidelijk hoe de opzet van een value engineering studie in de praktijk werkt. Eerst concentreert hij zich op analysetools en vervolgens op creatieve technieken voor verbeterde scenario’s. Daarnaast wordt aandacht besteed aan het betrekken van leveranciers bij deze aanpak.

Er wordt veel aandacht besteed aan praktische training. Een derde van de training bestaat uit praktische oefeningen. Zo is er bijvoorbeeld een ‘Lego-auto oefening’ waarin cursisten leren hoe ze kostenreductie en waardevermeerdering kunnen aanpakken. Daarnaast voeren ze ook batenanalyses uit (case: op basis van welke criteria beslissen klanten om een auto te kopen?), processtroomanalyses (case: optimalisatie van een kantine) en functieanalyses (de kern van functioneel denken). Veel technieken worden verduidelijkt aan de hand van voorbeelden.

Pruijsen vraagt cursisten ook om van tevoren een korte presentatie van maximaal tien minuten voor te bereiden over hun bedrijf en product. Hij kan er één uitkiezen om ’ter plekke’ gezamenlijk te analyseren.

Goof’s tips voor value engineering

Last but not least volgen hier enkele tips van Goof Pruijsen met betrekking tot value engineering:

1. Analyseren voordat je oplossingen overweegt

2. Ga terug naar basisbegrip: wat doet het?

3. Wat maakt het duur en waarom?

4. Inventariseer de aannames en probeer ze te vernietigen

5. Wees creatief; beperk je niet tot het bedenken van traditionele oplossingen (risico’s vermijden), maar zoek de grenzen op

6. De oplossingen samenbrengen in een totaaloverzicht en scenario’s bouwen

7. Bagatelliseer de risico’s niet, maar gebruik ze ook niet als excuus om dingen niet te doen. Maak ze expliciet en verzacht ze

8. Houd de zakelijke kant van de zaak in de gaten. Iedereen is graag creatief bezig, maar er moet ook geld verdiend worden. Welk scenario voldoet het beste aan de financiële en organisatorische randvoorwaarden?

9. Ga ervoor!

Dit artikel is geschreven door René Raaijmakers, tech editor van High-Tech Systemen.

In de praktijk is het schrijven van parallelle software nog steeds lastig. Je blijft tegen onvoorziene problemen aanlopen als je niet elk niveau van het probleem begrijpt, zegt Klaas van Gend.

In 2019 zou Multicore software gemakkelijker dan ooit moeten zijn om te schrijven. Moderne programmeertalen zoals Scala en Rust worden volwassen, programmeerframes worden eenvoudiger te gebruiken en C # en good old C ++ omarmen parallellisme als onderdeel van hun standaardbibliotheken.

In de praktijk is het echter nog steeds een rommelig proces. Het geheel blijkt moeilijk te synchroniseren en als de software eenmaal werkt, draait het meestal niet of nauwelijks sneller op een multicore processor. En om het nog erger te maken, heeft het de neiging om allerlei ongrijpbare fouten aan te tonen.

Parallel programmeren is gewoon een heel lastig onderwerp, waarbij je tegen allerlei subtiele, onverwachte effecten aanloopt als je niet begrijpt wat er op alle niveaus gebeurt, vertelt Klaas van Gend, software architect bij Sioux. Ik heb mensen horen praten over het delen van nodes op een supercomputer met behulp van virtuele machines. Maar die verpesten elkaars processor cache; ze lopen elkaar alleen maar in de weg.’

Volgens Van Gend is het probleem dat veel ontwikkelaars tijdens hun informaticaopleiding geen pedagogisch verantwoorde basis hebben gekregen. Op de universiteit ging het allemaal over Dijkstra, wat betekent mutexen, sloten en conditievariabelen. Maar op het moment dat je een lock inschakelt, zorg je er alleen maar voor dat de code op één core wordt uitgevoerd, terwijl de anderen tijdelijk niets doen. Je leert dus eigenlijk alleen maar hoe je niet moet programmeren voor multicore,” zegt hij.

Daarom heeft Van Gend de multicore training van zijn oude werkgever Vector Fabrics uit de mottenballen gehaald. Tot een paar jaar geleden richtte Vector Fabrics zich op tooling om inzicht te geven in de perikelen van parallelle software. Samen met cto Jos van Eijndhoven en andere medewerkers gaf Van Gend trainingen over dit onderwerp. Het bedrijf ging in 2016 failliet, maar Van Gend heeft zich in zijn huidige baan gerealiseerd dat het probleem nog steeds relevant is. Nadat hij de training opnieuw heeft gegeven bij zijn huidige werkgever, biedt hij deze nu ook aan onder de vlag van High Tech Institute, voor derden.

Klaas van Gend is de docent van de 3-daagse training‘Multicore programmeren in C++‘.

Een probleem op elk niveau

Een van de belangrijkste zaken bij het schrijven van parallelle software is om uit te vinden hoe je het duidelijk kunt laten werken op meerdere niveaus, legt Van Gend uit. Hij maakt dit punt altijd met een eenvoudig voorbeeld: Conway’s Game of Life, de cellulaire automaat waarbij vakjes in een raster bij elke nieuwe ronde zwart of wit worden, afhankelijk van de status van hun directe buren. Op het onderste niveau van je programma moet je controleren wat je buurcellen zijn. Dat kun je doen met twee for-runs/loops. En dan heb je een lus voor een complete rij, en daarboven voor de complete set rijen.’

De meeste programmeurs beginnen te parallelliseren bij die onderste lussen. Dat is heel natuurlijk, want dat is een stuk code dat je nog kunt begrijpen, dat nog in je hoofd past. Maar het is veel logischer om op een hoger niveau te zitten/beginnen en die buitenste lus te nemen. Dan verdeel je het veld in meerdere blokken rijen en is je workload per core veel groter.

Als je de zaken op die manier bekijkt, wordt het al snel duidelijk dat er veel dingen zijn waar je op moet letten. Er zijn ook programma’s waarbij de belasting variabel is. ‘We hebben bijvoorbeeld een oefening om de eerste honderd priemgetallen uit te rekenen. Tussen priemgetal tien en priemgetal negenennegentig zit al meer dan een factor honderd. Dan moet je load balancing berekenen.’

Er zijn ook verschillen in wat je kunt parallelliseren: de data of de taak. ‘Dataparallellellisme is over het algemeen geschikt voor heel specifieke toepassingen, maar anders kom je al snel uit bij een soort decompositie van je taak. Dat kan met een actormodel of met een Kahn-procesnetwerk, maar dataparallellisme kan daar weer onderdeel van zijn. In de praktijk zul je zien dat je altijd op mengvormen uitkomt. Het gaat al een tijdje niet meer alleen om algoritmes; de onderliggende hardware speelt een belangrijke rol. Als de programmeur bijvoorbeeld geen rekening houdt met de cachingmechanismen van de processor, kan het probleem van false sharing ontstaan. Ik heb enorme applicaties op de knieën zien gaan”, zegt Van Gend. Stel dat je twee threads hebt die allebei metrics verzamelen. Als je die rommelig verdeelt, kunnen tellers van verschillende threads in dezelfde cache-regel terechtkomen. De twee processoren moeten dan tegelijkertijd met dezelfde cache werken en je cachemechanisme sleept de regels constant heen en weer. Dat verlaagt de prestaties enorm. Om die reden is Van Gend ook sceptisch over het gebruik van high-level talen in multicore ontwerpen; die hebben de neiging om de details over de geheugenlayout te abstraheren. ‘Met een taal als C+ is het nog heel duidelijk dat je met basisprimitieven bezig bent en dat kun je goed zien. Maar hoogstaande talen scheren vaak over de details van de datatypes heen, waardoor het systeem nooit echt soepel kan draaien.’

Van Gend denkt in ieder geval dat nieuwe talen geen wondermiddel zijn tegen het multicore probleem. Ze gaan in de regel uit van een specifieke aanpak die helemaal niet goed /noodzakelijk bij de applicatie hoeft te passen. Talen zoals Scala of Rust leunen zwaar op het actormodel om threading gemakkelijker te maken. Als je het model maar gedeeltelijk begrijpt, dan zul je tegen problemen aanlopen. Het werkt goed voor bepaalde specifieke situaties, maar het kan niet overal gebruikt worden.

De verkeerde aanname

De moderne versies van C+ bieden ook uitbreidingen om parallel programmeren mogelijk te maken. Atomics zijn nu bijvoorbeeld volledig betrokken. Hiermee kun je vaak gegevens uitwisselen zonder iets te stoppen. We werken ook aan een bibliotheek waarin het locken helemaal niet meer zichtbaar is voor gebruikers. Als het nodig is, gebeurt het zonder dat de gebruiker het ziet en ook met de kortst mogelijke scope, zodat de lock zo snel mogelijk wordt vrijgegeven,” zegt Van Gend. Ook hier is het belangrijk om te begrijpen wat je doet. Van Gend is bijvoorbeeld een stuk minder enthousiast over de toevoeging van de ‘execution policies’ aan de standaardbibliotheek in C++ 17. Dit maakt het mogelijk om een reeks basisalgoritmen te gebruiken voor het uitvoeren van algoritmen. Hiermee kunnen een aantal basisalgoritmes zoals find, count, sort en transform parallel worden uitgevoerd door simpelweg een extra parameter toe te voegen in de functieaanroep. ‘Maar dat werkt alleen voor sommige academische voorbeelden; in de praktijk zal het niet werken’, zegt Van Gend. ‘Deze api’s zijn gebaseerd op een verkeerde basisaanname. En in de C # api hebben ze weer dezelfde fout gemaakt.’

Het probleem is dat je met deze benadering alleen afzonderlijke stappen kunt maken. Het stimuleert de individuele parallellisatie van elke bewerking. Je deelt je dataset opnieuw met elke bewerking, doet iets, maakt het dan weer heel en gaat verder met de volgende bewerking. Het is altijd parallel, sequentieel, parallel, sequentieel, enzovoort. Dat is conceptueel heel duidelijk, maar je moet al die tijd wachten tot alle threads klaar zijn en dan doorgaan. Dat is een complete tijdverspilling. Aan de andere kant, met een library zoals Openmp wordt de hele reeks bewerkingen gewoon verdeeld over de threads. Dit betekent dus dat je niet onnodig hoeft te wachten.

De gcc-compiler biedt geen ondersteuning voor deze parallelle functies. Visual Studio wel, omdat de toevoegingen uiteindelijk van Microsoft komen. ‘Het grappige is dat Microsoft ook een grote rol heeft gespeeld in het Par Lab aan de universiteit van Berkeley. Dit heeft geresulteerd in een vrij grote verzameling design patterns voor parallel programmeren, die ik uitgebreid behandel in de training. Microsoft heeft laten zien dat ze precies begrijpen hoe het goed moet.’

Dit artikel is geschreven door Pieter Edelman, tech-redacteur van Bits&Chips.

In de meeste bedrijven staat thermisch ontwerp en thermisch beheer nog in de kinderschoenen”, zegt Theo Ruijl, CTO van MI-Partners en trainer ‘Thermische effecten in mechatronische systemen’. Ruijl ziet dit als een groot gemis. ‘Je kunt geen nauwkeurige machine bouwen als je de thermische aspecten verwaarloost.’

De grootste fouten in een machine worden veroorzaakt door trillingen en temperatuurschommelingen. Als je beide niet onder controle hebt, kun je een nauwkeurig systeem wel vergeten. Helaas zijn niet alle ontwerpers zich hiervan bewust. Met een bladveer kun je een systeem op een statisch bepaalde manier ondersteunen, maar veel ingenieurs zijn zich niet bewust van het feit dat zo’n bladveer ook een geweldige thermische isolator is. ‘Veel ontwikkelaars missen kennis over thermische effecten in mechatronische systemen’, zegt Theo Ruijl, CTO van MI-Partners en trainer van de cursus ‘Thermische effecten in mechatronische systemen‘ (TEMS).

In de Nederlandse en Belgische hightech is veel kennis aanwezig over dynamica, over goed ontwerp, over demping. Generaties werktuigbouwkundigen zijn immers opgegroeid met de constructieprincipes van grote leermeesters als Rien Koster en Wim van der Hoek en het Des Duivels Prentenboek. Maar in de meeste bedrijven komt thermisch management nog steeds niet goed aan bod.

Elke ingenieur die een hoge nauwkeurigheid wil bereiken, krijgt vroeg of laat te maken met thermische effecten”, zegt Theo Ruijl. Ruijl houdt zich al twee decennia bezig met thermische effecten in mechatronische systemen. Temperatuurvariaties, drift, dissipatie in een actuator, energieabsorptie van elektromagnetische golven in een lens of spiegel: al deze zaken hebben invloed op de prestaties van een systeem. Je kunt ze natuurlijk negeren en dan kan het een tijdje goed gaan. Maar als er plotseling een concurrent opduikt die goede kennis heeft van thermische aspecten, zal hij je inhalen en ver achter zich laten.

De technische universiteiten produceren uitstekende afgestudeerden en postdoctoraalstudenten in dynamica en regeltechniek, maar ze leiden geen studenten op in de thermische effecten in mechatronische systemen,” zegt Theo Ruijl, trainer thermische effecten.

In de hightechindustrie worstelen ontwikkelaars met thermische vervormingen en onnauwkeurigheden. Bij ASML zijn deze uitdagingen momenteel groter dan de dynamische,” zegt Ruijl. Er wordt enorm veel licht in deze machines gepompt. Het is onvermijdelijk dat de wafer daardoor opwarmt en vervormt. Als dat mooi gelijkmatig gebeurt, dan kun je het nog simuleren en voorspellen. Helaas treden er allerlei niet-lineaire effecten op. Dan wordt modelleren en compenseren heel moeilijk.

Ook Thermo Fisher belicht het onderwerp. Ruijl: ‘Veel gebruikers van elektronenmicroscopen zitten in de life sciences. Zij onderzoeken biologische processen die ze letterlijk bevriezen om ze goed te kunnen bestuderen. Dat betekent oplossen in water en het water afkoelen tot het vriespunt. Het ijs moet amorf zijn, niet kristallijn, want anders kun je niets zien onder de microscoop. Zo’n structuur krijg je alleen als je het monster razendsnel afkoelt, met 100.000 tot een miljoen Kelvin per seconde. Dan moet het bevroren monster onder de microscoop worden bekeken. De voorbereiding en plaatsing vormen een enorme thermische uitdaging. Hoe houd je het monster op de juiste temperatuur in hoog vacuüm? En wat voor effect heeft dat op de gevoelige optische en mechatronische systemen eromheen?

Het grote verlies

Dat veel bedrijven nog steeds geen diepgaande thermische kennis hebben, komt grotendeels doordat er iets ontbreekt in het onderwijs. De technische universiteiten leveren uitstekende afgestudeerden en postdoctoralen af in dynamica en regeltechniek, maar ze geven geen les in de thermische effecten in mechatronische systemen’, zegt Ruijl stellig. Zelf studeerde hij bij TUE-hoogleraar Piet Schellekens. Sinds Piet Schellekens vijftien jaar geleden met pensioen ging, zijn thermisch ontwerp en metrologie verwaarloosd. Niemand heeft deze onderwerpen serieus genomen, ook niet in Delft of Twente. Dat is een groot gemis. Er zijn zoveel fundamentele uitdagingen op dit gebied. Daar is echt een fulltime hoogleraar voor nodig.

Met de komst van Hans Vermeulen een paar jaar geleden is er een deeltijdhoogleraar aan de Technische Universiteit Eindhoven die het onderwerp op de agenda heeft gezet. Voor zijn groep Mechatronic Systems Design is geavanceerde thermische controle echter een van de vele onderwerpen. Een groot deel van de vaste staf van Schellekens is inmiddels vertrokken. ‘In Duitsland staat het onderwerp meer op de kaart’, zegt Ruijl. ‘Er is een grote markt voor bewerkingsmachines waarin thermische effecten een grote rol spelen. Duitse machinebouwers en kennisinstellingen begrijpen elkaar op dit punt goed. Bij de Fraunhofer instituten lopen verschillende onderzoeksprojecten. Ook in Zwitserland en Spanje lopen TEMS-onderzoeksprogramma’s.’

Recycling

Ondanks het verschil in universitaire opleiding zijn er heel wat thermische specialisten in de industrie. Het zijn allemaal selfmade mensen die het vak in de praktijk hebben geleerd. Voor Ruijl begon dat proces bijna twintig jaar geleden bij Philips. ‘We weten al heel lang precies hoe we dynamica en regeltechniek kunnen modelleren en integreren in machines. In een typisch ontwerpproces zitten verschillende specialisten aan tafel, zodat je met input van alle disciplines een machine kunt ontwikkelen. Vroeger gebeurde het bij Philips wel eens dat iemand er aan het eind van zo’n proces met een ingewikkelde eindige-elementen som achter kwam dat het thermisch niet werkte. Daarom zijn we een competentie op dit gebied gaan ontwikkelen met focus op mechatronische systemen.’

Om thermische effecten te berekenen gebruiken ingenieurs wiskundige technieken uit de dynamica. Dit resulteerde in het concept van thermische modusvormen.

Vanaf het begin ontdekten de specialisten dat de technieken die ze al toepasten in de dynamica ook gebruikt kunnen worden in het thermische domein. In de dynamica en regeltechniek gebruiken we toestandsruimtemodellen en hun Eigen-frequenties en modusvormen zijn belangrijke grootheden,” legt Ruijl uit. Zo’n model is niets meer dan een verzameling differentiaalvergelijkingen. Thermische effecten worden ook beschreven met differentiaalvergelijkingen. En voor de wiskunde maakt het niet uit of je door een mechanisch-dynamisch of een thermisch-dynamisch systeem gaat.’

Het is niet precies hetzelfde. In het thermische domein zijn er geen objecten die zich gedragen als een massa-veersysteem; de temperatuur schiet niet door, maar gaat geleidelijk terug, zoals bij een eerste orde systeem. Zoals een metalen plaat, als je die in het midden verwarmt zal hij afkoelen zodra je de warmtebron weghaalt. Maar het wordt nooit kouder dan de omgeving. De temperatuurverdeling, als functie van de tijd, kan perfect gemodelleerd worden.

Ruijl en zijn collega’s hebben de wiskundige technieken uit de dynamica gerecycled. ‘We gebruiken nog steeds tools van bijvoorbeeld Ansys of Mathworks om de berekeningen uit te voeren. De analyses van mechanische trillingsvormen zitten al lang in die pakketten. De thermische vormen niet, ook al is de technologie er al. Toen we zo’n twintig jaar geleden begonnen, hebben we Ansys gevraagd of ze ons toegang konden geven tot deze functie. Het heeft lang geduurd, maar nu hebben ze er een knop voor opgenomen. Dat laat zien dat het vrij uniek is hoe wij hier in Nederland naar thermische effecten kijken vanuit een mechatronische ontwerpbenadering. Het is echt anders dan een puur natuurkundige benadering waarbij het vaak gaat om thermodynamische processen. Wij koppelen thermische effecten aan mechatronische systemen.’

Bewust onbekwaam

Om het thema vast te leggen in de manier van werken van zijn medewerkers, ontwikkelde Philips een speciale training: Thermische effecten in mechatronische systemen. De driedaagse cursus heeft inmiddels onderdak gevonden bij Mechatronics Academy en wordt op de markt gebracht door High Tech Institute. Naast Rob van Gils (Philips), Marco Koevoets (ASML) en Jack van der Sanden (ASML) is Theo Ruijl een van de trainers.

Natuurlijk kun je niet in drie dagen een volledige training geven waarin alle onderwerpen aan bod komen,” geeft Ruijl toe. Daarvoor is het publiek te breed; er komen mensen met verschillende technische achtergronden naar de training. Sommigen hebben nog nooit iets met TEMS gedaan, anderen zijn al behoorlijk ervaren. Sommigen zijn ingenieurs, anderen besturingstechnici.’

Nederlandse specialisten bekijken thermische effecten vanuit een mechatronische ontwerpbenadering. Dat is uniek in de wereld. Voor Ruijl begon dat jaren geleden met zijn promotieonderzoek onder begeleiding van Jan van Eijk en Piet Schellekens.

Op de eerste dag krijgen de studenten een inleiding in de natuurkundige achtergrond. Warmteoverdracht als straling, geleiding, convectie,’ somt Ruijl op. ‘Hoe ga je ermee om? Veel weetjes, tips en trucs. Daarna gaan we dieper; en doen we simulaties met Matlab en Simulink.’ Dan is de basis gelegd. ‘Het doel is dat iedereen daarna dezelfde taal spreekt.’

Dag twee gaat over meettechnieken. Temperatuur meten is een vak apart,” benadrukt Ruijl. Er zijn in ieder geval veel verschillende soorten sensoren. Maar hoe meet je nauwkeurig? En waar? En meet ik de temperatuur van het object zelf of van de lamp die erop schijnt? Samen met Jack heb ik ooit een systeem ontwikkeld om de watertemperatuur nauwkeurig te regelen. Met een spoeltje in de stroom konden we het heel snel en heel nauwkeurig opwarmen. Daarna maakten we een mooie opstelling voor een tentoonstelling, met mooie perspex buizen zodat alles heel goed te zien was. Helaas lukte het ons niet meer om de temperatuur stabiel te krijgen. We moeten iets verkeerd hebben gedaan, maar wat? Het was zo erg dat de temperatuur schommelde als er mensen langskwamen. Uiteindelijk beïnvloedde de plafondverlichting in de hal de sensor door straling door het transparante plexiglas. Zo’n fout maak je maar één keer,” lacht Ruijl.

De studenten zullen zelf ook modelleren. Met behulp van Matlab, hoewel deze specifieke tool geen speciale toolbox voor thermische effecten heeft. Ruijl: “Als praktijkcase behandelen we ook een cryogeen voorbeeld. Hoe meet je bijvoorbeeld 77 Kelvin? Welke materialen kun je het beste gebruiken? Cryogeen is belangrijk voor wetenschappelijke experimenten en bouwers van elektronenmicroscopen.’

Wat is de les voor de TEMS-studenten? Het belangrijkste is dat ze de taal begrijpen”, antwoordt Ruijl. ‘Daarnaast maken we ze bewust van de zaken waar ze op moeten letten en waar ze rekening mee moeten houden. Bewust onbekwaam. Dat is heel waardevol, want fabrikanten met die kennis kunnen fouten in een vroeg stadium opvangen door nog eens goed naar het project te kijken of er een specialist bij te halen. In elke ontwerpgroep zou altijd een thermische specialist moeten zitten.

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

Ingenieurs en technische professionals zijn gewend om hun adviserende rol alleen inhoudelijk te zien. Maar als ze willen dat de klant of stakeholder actie onderneemt naar aanleiding van het advies dat ze geven, is er iets anders nodig: acceptatie door de persoon voor wie het advies bedoeld is. Dat is waar verkoopvaardigheden om de hoek komen kijken. Claus Neeleman traint technische experts in succesvolle adviesverkoop. Als je begrijpt hoe het verkoopproces werkt, kun je veel effectiever adviseren. Zowel externe als interne klanten. Met een positief effect op de resultaten van je bedrijf.

Consultative selling, of adviserende verkoop, is een effectieve verkoopmethode en krijgt daarom veel aandacht. Volgens trainer Claus Neeleman is deze aandacht terecht. ‘Adviserend verkopen is het beste voor de klant, het gaat erom de beste oplossing voor die klant te vinden en die af te stemmen op je eigen belang, namelijk de marge op de producten of diensten die je verkoopt. Adviseren en verkopen zijn dus allebei belangrijk. De kunst is om waarde te creëren voor de klant. Die waarde zit in goed advies dat meer oplevert dan wat de klant ervoor betaalt. In technische bedrijven hebben ingenieurs een belangrijke, ondersteunende verkoopfunctie, omdat zij precies weten waar het technisch inhoudelijk om gaat. Om iets te verkopen in een hightech omgeving is het de inhoud die verkoopt, niet de verkooppraatjes.

Claus Neeleman traint technische experts in succesvolle adviesverkoop.

Neeleman heeft een vriendelijke persoonlijkheid en een intelligente blik. Hij is gediplomeerd arbeids- en organisatiepsycholoog. Hij heeft gewerkt bij een assessmentbureau, bij een re-integratiebureau en onder andere als regiomanager. Als je een assessment doet, analyseer en test je mensen, wat ik superleuk vond en nog steeds vind. Je leert de kwaliteiten en valkuilen van mensen zien, met als doel ze te helpen verbeteren. Bij het re-integratiebureau hielp dat niet altijd, omdat in die omgeving de commercie een grote rol speelt. Dat levert soms morele dilemma’s op. Help je de persoon waar je veel energie in moet steken, of de persoon die weinig last veroorzaakt? Ik deed dit soort werk vooral om mensen vooruit te helpen in hun carrière en hun leven, dus zulke keuzes waren niet wat ik wilde. Daarom besloot ik trainer te worden. Natuurlijk heb ik zelf ook trainingen gevolgd en ontdekt dat het een fascinerend vak is. Training is iets positiefs. Mensen worden beter na het volgen van een training, ze vinden het leuk en zijn enthousiast na afloop. Dat geeft mij energie. En ik vind het leuker om te praten en met mensen bezig te zijn dan rapporten te schrijven achter een bureau.’

Veel oefenen

Neeleman werkt al zo’n achttien jaar als trainer. Hij richt zich vooral op praktische vaardigheden. ‘Veel van de dingen die ik vertel komen uit de psychologie samen met inzichten uit de praktijk over hoe je mensen kunt beïnvloeden en wat de effecten zijn. De inhoud van een gesprek kan dus hetzelfde zijn, maar de strategie om die inhoud over te brengen op een ander kan verschillen. De beste aanpak hangt af van de situatie en de mensen in kwestie. Ik ben ervan overtuigd dat de praktijk de beste manier is om te leren verkopen, bijvoorbeeld als adviseur. De theorie erachter is helemaal niet ingewikkeld, maar om gesprekken met klanten beter aan te pakken moet je eerst ervaren hoe het is als je ander gedrag uitprobeert.

Leraar van het jaar

Sinds enkele jaren geeft Neeleman twee trainingen aan het High Tech Institute: Effectieve Communicatievaardigheden voor ingenieurs en Verkoopvaardigheden voor ingenieurs. In 2016 werd hij door het High Tech Institute benoemd tot trainer van het jaar, met een evaluatiescore van 9,1 uit 10. Cursisten noemden hem indrukwekkend, inspirerend en empathisch als docent en zeggen dat hij uitstekend dingen kan uitleggen en de cursus precies op hun behoeften afstemt.

In 2016 werd Claus de ‘Docent van het jaar’ van het High Tech Institute.

Dat is best bijzonder, want verkopen is niet het favoriete werk van technologieprofessionals…
‘Correct. Ze denken ook vaak dat ze alleen advies geven. Maar dat is onjuist. Wat niet gezien wordt, is dat ze minder effectieve strategieën gebruiken in gesprekken met de klant. Het resultaat is echter merkbaar: zodra de klant hen onder druk zet, geven ze al een korting die niet in hun belang is. Of ze zijn te klantvriendelijk en vergeten afspraken te maken over de vergoeding voor hun advieswerk. Of ze zijn onduidelijk over de kosten. Bij een lopend contract hoort bij elk adviesmoment een verkoopmoment. Daar moet je aandacht aan besteden.

Maar ook in de eerste fase van het contact met de klant moet een technicus voldoende overtuigend zijn om de verkoop van een dienst of product te laten slagen. Hoe zorg je ervoor dat je goed overkomt en vertrouwen wekt? Hoe geef je de klant het idee dat je sterk genoeg bent om het project uit te voeren? Je moet vertrouwen wekken en je communicatiestijl aanpassen aan de klant en wat voor hem/haar belangrijk is. Zowel inhoudelijk als persoonlijk. En als je samenwerkt met een accountmanager moet je elkaars taal leren spreken, zodat je weet wat de intenties van je collega zijn en wat de ander doet in het verkoopproces. De verkoper moet natuurlijk ook weten wanneer de inhoud belangrijk is.

Dat klinkt behoorlijk moeilijk.
In werkelijkheid is het niet zo’n groot probleem! De theorie is een hulpmiddel, een model dat je vertelt welke stappen je moet nemen. Analytische mensen, zoals technici, kunnen hier heel goed mee omgaan. De theorie is bijvoorbeeld dat je zelf vaak weerstand opwekt bij de klant. Dit gebeurt bijvoorbeeld als je meer met je eigen doelen bezig bent dan met die van de klant. Of als je te veel druk uitoefent. Dat noemen we tegengedrag. Als je bijvoorbeeld voortdurend dingen beter weet dan je klant, zal hij bezwaar gaan maken. En als je te dominant bent in de snelheid waarmee je over dingen praat of een beslissing probeert af te dwingen, roept dat ook weerstand op. Tegengedrag helpt je niet om je oplossing te verkopen. Maar als je contact maakt met je klant en een constructieve dialoog aangaat, bouw je dingen op. De klant gaat dan veel soepeler met je verder. Als je weerstand ondervindt tijdens een gesprek, kun je dit bijsturen door je gedrag aan te passen. Bijvoorbeeld door tijdens het gesprek meer het tempo aan de klant over te laten en zijn/haar belangen duidelijk voorop te stellen.

Moet je zelf veranderen om beter te verkopen?
‘Dat is helemaal niet nodig. Je blijft gewoon jezelf, je kiest er alleen voor om in bepaalde situaties ander gedrag te vertonen om effectiever te zijn in je optreden. Als je je bewust bent van hoe een verkoopproces verloopt en je weet wat werkt, kun je veel effectiever bepalen welk effect je op anderen wilt hebben. Het gaat niet om goed of fout. Je kunt je doel op veel manieren bereiken. Maar als je je verhaal succesvol op het podium wilt brengen, helpt het zeker als je weet hoe je adviserend verkoopt. En dat kun je gemakkelijk doen zonder jezelf in een situatie te dwingen die je niet leuk vindt.

Wat is het geheim van een succesvol adviesgesprek?
Je hebt twee ingrediënten nodig: een goed verhaal en acceptatie door de klant. Dat laatste betekent dat je ervoor moet zorgen dat de klant jouw advies kan accepteren. Dit doe je door vragen, gevoelens en twijfels aan de orde te stellen die de klant ervan zouden kunnen weerhouden je product of dienst te accepteren en goede antwoorden te geven. Je klant interviewen op basis van de signalen die hij/zij je geeft is niet gemakkelijk voor technici, omdat technici vooral met feiten en minder met emoties werken. Maar met een beetje oefening kunnen ze leren hoe ze dit moeten doen.

Hoe verloopt zo’n gesprek?
‘De eerste fase is de contactfase. Technici vinden het vaak moeilijk om door dit deel heen te komen en gaan liever meteen naar de inhoud. Maar de eerste fase is belangrijk om vertrouwen te wekken en een goede persoonlijke relatie op te bouwen. In deze fase bepaal je ook waar je het over hebt. Je laat zien dat je hebt nagedacht over het probleem van de klant en je geeft aan dat je al een paar ideeën hebt. In de contactfase maak je ook afspraken over de manier waarop je met de klant communiceert. Als jullie dezelfde communicatiestijl hebben, is dat makkelijk. Een klant kan ook heel directief zijn en snel willen beslissen. Als technicus heb je de neiging om een probleem van alle kanten te bekijken, maar dit type klant raakt daardoor geïrriteerd. Dus als je merkt dat tijd en geld belangrijke doelen zijn voor een klant, dan moet je daarop inspelen. Je krijgt dan later in het gesprek meer ruimte voor de inhoud.

In de tweede fase maak je een inventarisatie en breng je de behoeften van de klant in kaart. Daar heb je bewezen effectieve methoden voor. Het resultaat is dat de klant de omvang van zijn probleem herkent en actie wil ondernemen. Dat bereik je niet door te zeggen dat ze een groot probleem hebben, dat doe je door vragen te stellen. Dit leidt tot een gevoel van urgentie, het idee dat er iets moet gebeuren.

De derde fase is de presentatie van je advies, waarin je je vaardigheden toont en mensen beïnvloedt. In de vierde en laatste fase help je de klant om tot een beslissing te komen door samen stappen te zetten in het beslissingsproces. Dit is het eigenlijke advieswerk.

Al met al draait een adviserend verkoopgesprek meer om de klant dan om jou. De klant is koning.

Tips van Claus

Wees blij met kritische vragen of reacties, want dit is het moment waarop je contact hebt over de inhoud. Als dit gebeurt, probeer dan niet slimmer te zijn of de vraag in twijfel te trekken, maar ga er dieper op in omdat er een angst of zorg achter zo’n vraag schuilgaat. Zet dus een stap in de richting van de klant door kritiek te gebruiken als positieve input. De klant weet immers het meest over het probleem waarvoor hij/zij jouw advies nodig heeft. Het mooie is: wat je in deze training leert, kun je ook toepassen in andere situaties binnen en buiten je bedrijf. Acceptatie hoort bij elke deal. Het draait allemaal om beïnvloeding.

Dit artikel is geschreven door Mathilde van Hulzen, tech editor van High-Tech Systemen.

Passieve demping is al geruime tijd een standaard hulpmiddel voor civiel ingenieurs en architecten. Werktuigbouwkundig ingenieurs, die ontwerpen voor micron nauwkeurigheid, probeerden echter meestal het gebruik van demping te vermijden. Nu de hightech wereld het domein van sub-nanometerprecisie heeft betreden, ontdekken werktuigbouwkundigen steeds meer dat passieve demping een effectief medicijn is tegen hedendaagse precisiekwalen.

Passieve demping wordt de laatste jaren steeds meer een standaardgereedschap voor fijnmechanische ingenieurs. Het is geen toeval dat de vijfdaagse training Design Principles for Precision Engineering een hele dag aan dit onderwerp wijdt. Vanwege het toenemende belang van passieve demping voor systemen met subnanometerpositievereisten heeft High Tech Institute-partner Mechatronics Academy een speciale training over dit onderwerp ontwikkeld. Top experts Hans Vermeulen en Kees Verbaan geven deze nieuwe cursus Passieve demping voor high tech systemen.

Hans Vermeulen kwam eind jaren negentig voor het eerst in aanraking met passieve demping bij Philips CFT. Sinds medio 2000 werkt hij bij ASML, waar deze technologie inmiddels in diverse subsystemen is geïmplementeerd om precisie op sub-nanometer-niveau te bereiken. Daarnaast is hij een dag per week parttime hoogleraar aan de TU Eindhoven. Ongehinderd door de dagelijkse hectiek in Veldhoven kan Vermeulen zich onder andere richten op passieve demping. Het feit dat zijn colleges op dit gebied al enkele jaren geleden zijn begonnen, laat zien dat passieve demping erg in de belangstelling staat.

Hans Vermeulen vertelt dat ASML steeds meer passieve demping gebruikt om sub-nanometerprecisie te bereiken.

Collega-opleider Kees Verbaan promoveerde in 2015 op robuuste massadempers voor bewegingstrappen. Hij werkt voor de NTS Group, een eersterangsleverancier voor hightech machineontwerp. In zijn rol als systeemarchitect ziet Verbaan passieve dempingstechnologie ingeburgerd raken in veel high-end bedrijven.

Systeemarchitect Kees Verbaan, die promoveerde op robuuste massadempers, ziet zijn vakgebied nu goed ingeburgerd raken.

In de wereld van grove afmetingen (centimeters in plaats van nanometers) kom je passieve demping overal tegen. Leg je vinger op een trillende stemvork of spijker een groot tapijt aan de muur en je past al snel passieve demping toe. De auto-industrie past het vaak toe op autodeuren. Een laag anti-kloplaag zorgt voor een goede geluidservaring. Als je de deur sluit, hoor je het plaatwerk niet hinderlijk resoneren: de dempingslaag zorgt voor het zachte geluid dat we associëren met kwaliteit. De energie blijft niet als een continue trilling in het materiaal zitten, maar wordt via een laag bitumen aan de binnenkant van de deur omgezet in warmte. Een vrij extreem voorbeeld van een passief dempend ontwerp is te vinden in Taipei 101, het hoogste gebouw in de gelijknamige Taiwanese hoofdstad. Omdat aardbevingen en tyfoons vrij vaak voorkomen, is het 101 verdiepingen tellende gebouw uitgerust met een getunede massademper, een enorme bolvormige massa van meer dan achthonderd ton die aan vier touwen boven aan het gebouw hangt en voorzien is van grote viscosedempers. Bij trillingen door aardbevingen of zware stormen beweegt de bol uit fase, waardoor een groot deel van de kinetische energie van het gebouw wordt geabsorbeerd.’Soortgelijke technieken doen nu ook hun intrede in de hightech’, zegt Hans Vermeulen. ‘De afgelopen jaren zijn dempingslagen – zogenaamde constrained layers – toegepast in hoogprecieze fasen en worden getunede massadempers gebruikt om storende trillingen bij specifieke frequenties te onderdrukken en zo de nauwkeurigheid van het hele systeem te vergroten.’

In de hightech machinebouw is de toepassing van passieve demping lange tijd vermeden en omzeild. Dit is voornamelijk te wijten aan het feit dat ontwerpers hun doelen konden bereiken (en vaak nog steeds kunnen bereiken) met de traditionele benadering van het gebruik van relatief stijve structuren in metaal of keramiek en metalen veren om voorspelbaar gedrag te krijgen.

Kunststoffen, rubber en composieten

Hoewel het gebruik van kunststoffen, rubber en composieten ongewenste trillingen aanzienlijk kan verminderen, is de toepassing nooit zo populair geweest, omdat het hysteretische gedrag van deze materialen precisiesystemen mogelijk onvoorspelbaar maakt. Een andere reden is dat analytische hulpmiddelen zoals eindige-elementenanalyse en de benodigde computers lange tijd niet over voldoende rekenkracht beschikten om het complexe gedrag te berekenen dat nodig is om de invloed van passieve demping in constructies van exotische materialen goed te voorspellen. De laatste jaren is daar echter verandering in gekomen.

Het is misschien een waarheid als een koe: in de wereld van hightechsystemen worden steeds hogere eisen gesteld aan precisie. Fabrikanten van halfgeleiders willen lithografische machines die op betrouwbare wijze patronen kunnen maken met een precisie op sub-nanometerniveau. Biotechnologen hebben microscopen nodig waarmee DNA-structuren op atomair niveau in beeld kunnen worden gebracht en medische professionals vertrouwen op diagnostische apparatuur met, indien mogelijk, moleculaire resolutie. In alle sectoren stijgen de eisen, zodanig dat mechanisch ontwerpers en architecten niet langer kunnen vertrouwen op hun standaard gereedschapsset.

Het blijkt dat passieve demping hier een zeer belangrijke bijdrage kan leveren. De aanpak heeft zijn effectiviteit bewezen, ook in de hightech apparatuur. Het leuke van demping is dat er een hele nieuwe trukendoos wordt gebruikt”, zegt Verbaan. Precisietechnici hebben echt baat bij een paar extra stukken op hun schaakbord. Dat vind ik leuk, want in de traditionele gereedschapskist van een fabrikant zaten maar drie volle lades. Nu blijken dat er nog drie te zijn en die zitten vol met nieuwe soorten gereedschap die hij eerder niet gebruikte.’ Hij benadrukt dat demping een uitbreiding is van de oplossingsruimte, geen vervanging. ‘Als je het traditionele ontwerp niet beheerst, zullen de toevoegingen je niet veel opleveren.’

Toen de eisen minder veeleisend waren, waren ontwerpers gewend aan de voorspelbare oplossingsruimte die bestond uit massa’s en veren”, zegt Vermeulen. In traditioneel ontwerp heb je te maken met lineaire relaties, zoals relaties tussen kracht en positie of spanning en rek. Om het negatieve effect van versterkingen bij resonantie te beperken, zorgen ontwerpers ervoor dat de natuurlijke frequenties in het systeem hoog genoeg zijn. Dat vertaalt zich in lichte en stijve ontwerpen, waarbij gebruik wordt gemaakt van oplossingen met een lage massa en zeer stijve materialen en geometrieën. ‘

Monolithische bladveer

De wet van Hooke stelt een lineair verband tussen kracht en positie of spanning en rek voor lineair elastische materialen. Dit betekent dat een elastisch materiaal precies terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie, wat mooi is, want zolang je de krachten kent die op het systeem werken, kun je de positie nauwkeurig voorspellen. Neem het voorbeeld van een monolithische bladveer, een massief blok metaal dat met gaten en gleuven is bewerkt tot een mechanisme op basis van massa’s en veren. Een dergelijke structuur vertoont reproduceerbaar lineair gedrag, vrij van hysteresis. Vanuit het oogpunt van besturing kan deze benadering echter problemen opleveren als een hogere nauwkeurigheid vereist is.

Typische constructie met geïntegreerde, getunede massademping. Foto: Janssen Precision Engineering.

Voorbeeld van een monolithische bladveer. Een massief blok metaal wordt met gaten en sleuven bewerkt tot een mechanisme op basis van massa’s en veren. Een dergelijke structuur vertoont reproduceerbaar lineair gedrag maar heeft als nadeel dat het ‘klinkt als een klok’.

In dit type ontwerp heeft het besturingssysteem last van langdurige trillingen. Resonanties kunnen worden opgewekt door krachten in het systeem zelf, zoals opgelegde bewegingsprofielen, maar ook door invloeden van buitenaf, bijvoorbeeld vloertrillingen of luchtverplaatsing. Zonder demping blijven deze trillingen lang in het systeem aanwezig. De trilling kan de trillingsenergie niet kwijt.

Werktuigbouwkundigen hebben de neiging om te zeggen: “het klinkt als een klok”, en in dit geval is dat geen positieve opmerking. Hoogfrequente resonanties zijn over het algemeen moeilijk weg te krijgen via actieve regeling. Daarom proberen systeemontwerpers er altijd voor te zorgen dat dit soort resonanties buiten het interessegebied vallen. Dit betekent dat de eerste natuurlijke frequentie meestal ruwweg vijf keer boven de bandbreedte wordt ontworpen. Het regelsysteem wordt dus niet beïnvloed in het lagere frequentiebereik. Trillingen veroorzaakt door storingen treden wel op, maar het effect beperkt de prestaties niet.

Als de eisen voor nauwkeurigheid echter toenemen, zullen ontwerpers die de traditionele aanpak gebruiken, gedwongen worden om hogere eigenfrequenties in het ontwerp te bereiken. De eisen worden steeds hoger”, zegt programmamanager Adrian Rankers van Mechatronics Academy. ‘Daar komt een einde aan, want het is niet meer maakbaar.’

Aversie

De traditionele aanpak volstond jarenlang voor hightech systeemontwerpers. Maar in hun zoektocht naar steeds meer precisie kijken alle high-end systeemleveranciers nu naar de mogelijkheden om passieve demping te implementeren. Vermeulen: ‘Ik durf te zeggen dat het de standaard wordt in de hightech systeemindustrie. Niet iedereen is ermee bekend, maar het breidt zich uit.’ Verbaan: ‘De grote spelers zoals ASML, Philips, TNO en ThermoFisher hebben de tijd om hun kennis te ontwikkelen en onderzoek te doen.’

Vermeulen: `Demping betekent dat je afwijkt van het lineaire elastische gedrag van materialen zoals gedefinieerd door de wet van Hooke. Dit komt doordat het materiaal een deel van de energie omzet in warmte. Als je kracht uitzet tegen rek in een grafiek, wordt de dissipatie uitgedrukt in de hysteresislus. De oppervlakte van deze lus is evenredig met de gedissipeerde energie: de demping die je aan de constructie kunt geven.’Bovendien zijn de stijfheid en dempingseigenschappen van rubber temperatuur- en frequentieafhankelijk (voor specialisten: voor rubbers kunnen lineaire visco-elastische modellen worden gebruikt). Daardoor zijn dit soort dempingsmaterialen lange tijd vermeden: een systeem kan verschillende toestanden hebben onder dezelfde belastingscondities. Vermeulen: “Dat betekent onzekerheid in de positie. Precisie-ingenieurs hebben daar een afkeer van. ‘Met demping wijk je af van de lineaire relatie. Je gaat door een hysteresislus als de kracht toeneemt en weer afneemt, en je weet niet precies hoe omdat niet alle krachten die het systeem beïnvloeden precies bekend zijn. Vaak zijn er verstoringen van buitenaf en dan kun je in een positie terechtkomen die van tevoren niet was voorspeld. We hebben eigenlijk lang geprobeerd om die onzekerheid te vermijden. Als gevolg daarvan heeft iedereen in de hightech systeemsector demping vermeden en dingen traditioneel ontworpen met behulp van massa’s en veren. Maar op een gegeven moment komt er een einde aan de mogelijkheden.

Venijn

Het gif zit echter in de bovengenoemde hysteresislus. Het is ingewikkelder om het gedrag correct te voorspellen, omdat het systeem zich in verschillende toestanden kan bevinden, zoals hierboven vermeld. Dit betekent dat de bediening en besturing complex is in omgevingen waar vloertrillingen en kleine variaties in luchtdruk of temperatuur grote verstoringen veroorzaken. Een zachte uitademing over een waferpodium zorgt al voor een staande golf met een amplitude van enkele tientallen nanometers, terwijl de podia op sub-nanometerniveau moeten worden bestuurd.De afgelopen decennia is het streven naar de heilige graal van volledig voorspelbaar gedrag van geleidingen tot uitdrukking gekomen in het zoveel mogelijk vermijden van wrijving – waarbij ook wordt gezorgd voor energiedissipatie, dus demping. In veel toepassingen is Coulomb-wrijving niet gewenst”, zegt Vermeulen. Ook werken rolelementen niet in elke situatie. Daarom zijn luchtlagers populair. IBM gebruikte in 1961 al luchtlagers in zijn harde schijven. Lithografische apparatuur die in de jaren zestig en zeventig in het Natuurkundig Laboratorium van Philips werd ontwikkeld, was uitgerust met vrijwel wrijvingsloze olielagers en maakt tegenwoordig in meerdere systemen gebruik van luchtlagers. . Vermeulen: ‘Met de klassieke trukendoos om wrijvingsloze geleidingen te ontwerpen, speling te vermijden en hoogstijfheidsveren met beperkte massa toe te passen, konden we het gedrag lange tijd voorspelbaar maken. Maar voor nanometertoepassingen en verder is dat niet meer voldoende.’

Wiebelende pizzaschijf

Tot voor kort was de klassieke benadering prima voor het ontwerpen van bewegingstrappen voor wafersteppers en -scanners. Door constructieve metalen en keramiek te gebruiken kan zo’n stage licht en stijf gemaakt worden. De eigenfrequenties zijn hoog genoeg om niet beperkend te zijn voor besturing met hoge bandbreedte. De vereisten voor subnanometerprecisie maken de introductie van meer rigoureuze stappen echter noodzakelijk.

Verbaan onderzocht tijdens zijn promotie de invloed van passieve demping op een positioneersysteem voor 450 millimeter wafers. Zo’n podium heeft buitenmaten van 600 mm in het kwadraat. Op nanometerniveau is het alsof je een wiebelende pizzaschijf met je handen stil moet houden”, zegt Verbaan. Hij vergeleek verschillende materialen en onderzocht en optimaliseerde met eindige-elementenanalyses de invloed van massadistributies op de prestaties.

Zo’n groot systeem is gevoelig voor meerdere resonantiefrequenties. Om het podium nauwkeurig te kunnen besturen, moeten deze resonanties onderdrukt worden. ‘Voor één frequentie is het duidelijk hoe dat moet, en je kunt dat ook in een eenvoudig model gieten. Maar als je meerdere resonantiepieken hebt over een brede frequentieband, is dat vrijwel onmogelijk. Dan krijg je een model dat te complex is om te hanteren.’

Dat is precies wat ingenieurs in de praktijk tegenkomen. De eerste ‘hindernis’ die de prestaties van een systeem beperkt is de eerste natuurlijke frequentie, de frequentie waarbij een voorwerp hevig begint te trillen als de frequentie wordt verhoogd. De traditionele aanpak is om te proberen deze frequentie te verhogen. Als de middelen hiervoor uitgeput zijn, kan verzwakking helpen om de resonantieamplitudes te onderdrukken. De eerste eigenfrequentie van een vierkante wafeltafel is bijvoorbeeld de torsiemodus, waarbij twee paar tegenover elkaar liggende hoeken in fase bewegen. Maar bij hogere frequenties begint alles te rammelen, door de vele onderdelen en componenten die aan de tafel bevestigd zijn, zoals connectoren en sensoren. Meerdere kleine massa’s die op kilohertz trillen. Zij bepalen uiteindelijk het dynamische gedrag. Je kunt dit niet oplossen via actieve filtering in het besturingssysteem omdat het er zoveel zijn. Met passieve demping kun je dat wel allemaal oplossen,’ zegt Vermeulen.

Hans Vermeulen laat zien hoe demping een resonantiepiek in een grafiek kan verminderen.

Verbaan: ‘Wat helpt is dat dempingsmaterialen zoals rubbers en vloeistoffen en de dempers die je met deze materialen ontwerpt, zich typisch heel geschikt gedragen bij die hoge frequenties, voornamelijk vanwege de frequentie-afhankelijke materiaaleigenschappen. Bij lage frequenties gedragen ze zich als een veer met lage stijfheid, en geven dus een beetje mee, maar bij hogere frequenties worden ze viskeus.’ De training van Vermeulen en Verbaan maakt duidelijk dat je het veld van demping weliswaar extreem moeilijk kunt maken, maar dat er ook heel goede vuistregels en een aantal zeer bruikbare ontwerpprincipes zijn. Verbaan: ‘Ons doel is om het hele pallet aan mogelijkheden te schetsen en ervoor te zorgen dat cursisten die de cursus volgen met de juiste aanpak tot een oplossing kunnen komen. Je kunt moderne computers dagen of zelfs weken laten rekenen, maar dan moet je wel een echte specialist zijn. We willen de cursisten verschillende mogelijkheden voor het toepassen van demping aanreiken. Ze leren de achtergronden van het modelleren en ook de eenvoudige benadering van het probleem, zodat ze demping op de juiste manier kunnen toepassen. ‘

Potentiële studenten zijn enerzijds mensen met een achtergrond in ontwerpprincipes,” zegt Rankers. Zij willen demping in de praktijk toepassen. Anderzijds zullen ook systeemarchitecten geïnteresseerd zijn, zodat zij zich bewust zijn van de mogelijkheden die demping kan bieden.’

Kees Verbaan tekent een bewegingstrainingstafel die stabiel in een verticale positie moet worden gehouden. Op zo’n tafel werken allerlei krachten, variërend van horizontale motoren die versnellen tot verticale actuatoren die de wafer op de tafel op de juiste hoogte houden. Bij de eerste trilstand bewegen de tegenoverliggende hoeken tegelijkertijd omhoog of omlaag, terwijl de andere hoeken in de andere richting bewegen. Het resultaat kan in de orde van tientallen nanometers liggen, terwijl de tafel subnanometer positiebesturing nodig heeft.

Vermeulen en Verbaan benadrukken dat passieve demping geen ‘wonderolie’ is. Een integrale ontwerpbenadering is onontbeerlijk. Ik heb ingenieurs wel eens horen zeggen: laat die fout er nu maar in zitten, dat lossen we later wel op met regelingen’, zegt Verbaan. Hij zegt dat mensen soms bij hem komen met systemen die niet de gewenste prestaties leveren en hem vragen of ze dat met passieve demping kunnen oplossen. Verbaan: ‘Daar wordt soms te gemakkelijk mee omgegaan. Je kunt niet zomaar de basis van goed mechanisch ontwerp vergeten. Het begint allemaal met een lichtgewicht en stijf ontwerp dat ontegenzeggelijk noodzakelijk blijft, ook voor een goede werking van demping. Het palet aan opties wordt steeds groter, maar demping is geen vervanging.’In de cursus ‘Passieve demping voor hightech systemen’ zullen Verbaan en Vermeulen meerdere dempingsmechanismen in detail uitleggen, zoals materiaaldemping, getunede massa- en robuuste massademping, begrensde laagdemping en wervelstroomdemping. Beginnend met dempingsimplementaties in andere toepassingsgebieden, zoals civiele techniek en auto-industrie, ligt de nadruk op ontwerp, modellering en implementatie van passieve demping in hightech systemen. Stan van der Meulen, co-trainer van de cursus, zal zich richten op de toepassing van visco-elastische demping in een halfgeleider wafer stage.

Dit artikel is geschreven door René Raaijmakers, tech editor van High-Tech Systemen.