Categorie: Niet-gecategoriseerd

In zijn werk als Ingenieur voor Teilchenbeschleuniger hield Curt Preissner zich bezig met de grenzen van de designfilosofie. Daarom hebben hij en zijn collega’s de cursus Mechatronica systeemontwerp (metron) – deel 1 bij het High Tech Institute gevolgd. Op die manier konden ze een nieuwe ontwerpoplossing in de Synchrotron-Gemeinschaft uitwerken en beter communiceren met hun klanten. Sie müssen in der Lage sein zu kommunizieren, was Sie nachts hält.

Toen Curt Preissner de Metron – Teil 1 Kurs bij het High Tech Institute in Eindhoven volgde, was hij onder de indruk van zijn lokale kennis, maar ook van de vele Fahrrädern die hier werken. Ich fahre hier in den Vereinigten Staaten mit dem Fahrrad zur Arbeit, aber das ist überhaupt nicht wie in den Niederlanden”, blickt er gern zurück.

Preissner is machinebouwer bij de Advanced Photon Source (APS), een instituut van het U.S. Department of Energy (DOE) Office of Science in het Argonne National Laboratory van het DOE in Illinois. Deze synchrotron, een kunst kreisförmiger Teilchenbeschleuniger, erzeugt Strahlung in de vorm van Röntgenstrahlen. Deze Röntgenstralen kunnen wiederum worden gebruikt om bijvoorbeeld beelden van de nanostructuur van materialen te maken. Preissner maakt een volledig nieuwe combinatie in dit systeem.

In einem Teilchenbeschleuniger beschleunigen Sie Elektronen mit Hilfe von Hochfrequenzenergie”, erklärt Preissner. U oszillieren dan zwischen den Nord- und Südpolen von Magneten hin und her, wodurch das entsteht, was wir Synchrotronstrahlung nennen. In ons apparaat ligt deze straling in de vorm van Röntgenstralen voor ons. De energie van onze Röntgenstrahllen reikt van één KeV tot 100 KeV, en is ook zeer krachtig. Wij gebruiken deze Röntgenstralen en gebruiken een zogeheten Monochrometer, om de beste Wellenlänge te verkrijgen. Het instrument dat ik gebruik is een Röntgenmikroskop genaamd PtychoProbe. Het is een uniek instrument van Weltrang, dat de Röntgenstralen tot op vijf nanometer richt, wat nu nog steeds niet mogelijk is. Het zal ook een Weltneuheit worden. Die Röntgenstrahlen werden auf die Probe fokussiert und von ihr gebeugt. Die von der Probe gebeugten Röntgenstrahlen werden dann von einem Detektor aufgefangen, von dem wir die Daten verarbeiten, um ein Bild zu erzeugen, das die Struktur der Probe zeigt.

Curt Preissner,Kredit: Mark Lopez Argonne National Laboratory

Nieuwe filosofie van de techniek

Preissner en zijn collega’s erkennen dat dit nieuwe ontwerp, dat een hoge mate van precisie vereist, een nieuwe technische filosofie zal ontwikkelen. Die Spezifikationen, mit denen wir arbeiten, können sehr anspruchsvoll sein”, sagt Preissner. In zijn geheel is ons systeem statisch. Maar op de Beamline zijn de dingen in beweging. We moeten onze tests op een andere manier uitvoeren, want de nieuwe Strahlen zijn veel heller. Die Helligkeit ermöglicht es uns, unsere Proben detaillierter zu sehen. Maar deze hoge fotonenflits kan de sonde beschamen en ons hinderen om deze details te zien. We willen dit ook snel verhelderen. Wir müssen nicht so schnell arbeiten wie einige Geräte zur Halbleiterherstellung. We scannen ongeveer zeven millimeter per week, dat zijn geen extreem hoge schommelingen. Maar voor datgene waar we mee bezig zijn, is het ziemlich hoch. Die Probe en die Röntgenlinse, die zo genannte Zonenplatte, müssen außerdem in einer Größenordnung von 1,25 Nanometern ausgerichtet werden. Das ist ziemlich eng. We schaffen dit aan over Längenskalen van ongeveer 10 millimeter. Das ist Neuland für uns. Daarom zijn we op zoek naar nieuwe technische oplossingen, om dit te erreichen.

Integrierter Ansatz

Na een aantal onderzoeken was het duidelijk dat die Mechatronik een antwoord kon bieden. Wir haben zuerst in der Synchrotron-Gemeinschaft angefangen, die nicht sehr groß ist”, erklärt Preissner. Er is een überschaubare Anzahl von Synchrotron-Instrumentierungsingenieuren, wahrscheinlich ein paar Hundert, sicher weniger als ein paar Tausend. Die Gemeinschaft is niet zo groot. Als we ook niet die Antworten fanden, die we suchten, begonnen we, in andere Bereichen mit ähnlichen Leistungsanforderungen zu recherchieren. Dus gingen we naar de Halbleiterfertigungsanlagen en daarmee naar de Mechatronik-Ansatz.

Deze benadering is in verschillende sectoren üblich, maar in de synchrotrongemeenschap is ze nieuw. Die Mechatronik könnte jedoch genau das sein, was sie brauchen, um die Technologie weiter voranzutreiben. Bij de laatste generatie instrumenten, in de afgelopen tien tot vijf jaar, was het niet ongebruikelijk dat ein Maschinenbauingenieur mit einem Strahlenforscher zusammensetzte und einfach die Mechanik entwarf, eine Bewegungssteuerung anschloss, vielleicht etwas Interferometrie einsetzte und Ergebnisse erzielte, mit denen die wissenschaftliche Arbeit erledigt war. Die einzige Berücksichtigung der Dynamik bei der Konstruktion waren Trillungen, und es gab sicherlich keinen Ansatz auf Systemebene”, aldus Preissner. Maar nu zwaaien we de Fortschritte in de Beschleuniger- en Röntgenoptiktechnologie naar beneden, die Grenzen dessen, was wir tun können, zu erweitern. De oude oplossing zal niet meer functioneren… Wir müssen nach vorne blicken; die Wissenschaft erlaubt uns keinen Stillstand. Das Instrument, das ich entwerfe, muss mindestens für die nächsten zehn Jahre wissenschaftlich produktiv sein. Een mechatronischer Ansatz is hier heel interessant. Het is heel slim om vanaf het begin rekening te houden met zaken als Fehlerbudgetierung en dynamische modellen. Het is een geïntegreerde oplossing.

In Niederlanden landen

Zo kwam het dat Preissner en een Kollege in de Niederlanden de Mechatronikkurs bij het High Tech Institute bezochten. Voor hen was dit de ideale weg om snel in dit gebied te komen. Bij het APS hebben we niet altijd het luxe, veel Forschung und Entwicklung betreiben zu können”, zegt Preissner. Wij staan bij dit project onder tijdsdruk. We moeten ons snel wijzer maken, zodat we met onze partners kunnen samenwerken of ons eigen ontwerp kunnen maken. Als u bijvoorbeeld de Wafer-Scanner van ASML kent, is de functionaliteit zeer indrukwekkend. Maar je mag niet vergeten dat er tussen deze apparaten vier jaar ontwikkeling zit. Als we deze apparaten gebruiken, hebben we deze tijd niet. We müssen so schnell wie möglich lernen.’

Anbieter

Een belangrijke vaardigheid, die ze in de cursus hebben geleerd, was een nieuwe taal, die hen in staat stelde om beter met hun klanten te praten. Wir gehen nicht einfach los und kaufen etwas”, zegt Preissner. We schlagen Dinge vor undentscheiden, ob ein Anbieter bestimmte Entwürfe machen kann. Daarom is het belangrijk dat je technieken kent als die Fehlerbudgetierung en dat je die Entwürfe met een mechatronisch perspectief kunt inzetten. Een formele Ausbildung heeft onze Fähigkeit, mit Anbietern zu sprechen, verbessert. Er zijn bestimmte schlüsselproblemen in deze omgeving, die mij nachts in de steek laten, en we moeten in de Lage zijn om die te kunnen communiceren. Na de cursus kon ik naar een analist gaan en hem als voorbeeld gebruiken om ons Fehlerbudget te laten zien. Of ik kan met hem praten over de Dynamik der Steuerung, die met de Dynamik der Mechanik überlagert wird.

Kurzer Zeitrahmen

Der Kurs hat ihnen das in einem kurzen Zeitrahmen beigebracht. Dat is belangrijk voor een ingenieur zoals Preissner, die werkt aan een zeitkritisch project voor een door de overheid gefinancierde organisatie. We stonden onder grote druk, ook waren we erg nieuwsgierig, om te leren, en we hebben dit recht op tijd gedaan. We zijn intensief aan de slag gegaan na een cursus die ons deze kennis heeft bijgebracht. Die APS is ook een staatliche Einrichtung, we verwenden ook Steuergelder. We willen graag weten hoe ze werken. We zijn steeds op zoek naar mogelijkheden om onze doelen op een effectieve manier te bereiken, en deze cursus heeft ons datgene geleerd dat zeer effectief is.

Dit alles is nog steeds in werking, dankzij Preissner. Die Gemeinschaft der Synchrotrontechniker hat lange Zeit auf eine bestimmte Art und Weise gearbeitet. Maar nu erkennen die collega’s dat wij die dingen anders moeten doen. Deze cursus heeft ons geholpen deze andere aanpak te volgen.

Ganzheitlich modellieren?

Bislang wurde die neue Mechatronik-Wissen vor allem bei Kontakten mit Anbietern genutzt. Maar Preissner merkt dat ze in de toekomst ook nieuwe instrumenten van Grund auf moeten ontwikkelen. Das ist auf dem Reißbrett’, zegt hij. Wij vragen ons af of we deze nieuwe oplossing op een systematische manier kunnen gebruiken. Kunnen we het instrument, het model van het controlesysteem en de instellingen volledig modelleren? Welke Knöpfen kunnen we gebruiken? Welke besturingsoplossing is goed?’

Jetzt wollen Preissner und seine Kollegen aber erst einmal ihr Wissen über Mechatronik erweitern. Sie freuen sich darauf, weitere Kurse zu belegen. Als je het niet gebruikt, doe je het wel. We verspüren ook einen gewissen Druck, das Gelernte so regelmäßig wie möglich anzuwenden. Het eerste deel van de cursus was goed en nu denken we dat we nog verder moeten gaan, dat we nog meer cursussen moeten volgen. Als je nieuwe technische technieken leert, heb je een beetje tijd nodig. Man muss damit arbeiten. Dit heeft onze interactie met onze klanten veranderd. De volgende stap zal zijn dat we onze eigen ontwerpen van Grund auf zu ändern.

Dit artikel is geschreven door Tom Cassauwers, vrijwilliger bij High-Tech Systems.

Het is makkelijker dan ooit om complexe berekeningen en ontwerpsimulaties uit te voeren. Toch komt het uiteindelijk allemaal neer op hoe een ontwerp zal werken buiten het lab, in een echt product, in een echte omgeving, volgens Wendy Luiten. Daarom geeft ze een nieuwe cursus Toegepaste statistiek voor R&D aan het High Tech Institute. Statistiek wordt vaak te weinig toegepast en dat is jammer, want het kan echt bijdragen aan succes.

Toen Wendy Luiten leerde programmeren, gebruikte ze ponskaarten die in gigantische computers werden ingevoerd. Tegenwoordig kan ze de meest complexe berekeningen en ontwerpsimulaties uitvoeren met een druk op de knop van haar laptop.

Tijdens Luiten’s carrière was ze getuige van een ongekende toename in rekenkracht. Nadat ze in 1984 afstudeerde aan de Universiteit Twente, begon ze aan een indrukwekkende carrière als thermisch expert en als Six Sigma Master Black Belt bij Philips. Tegenwoordig werkt ze als consultant.

Die diepgaande ervaring gaf haar een betere kijk op statistiek en computergebruik dan de meeste ingenieurs. Nieuwe software biedt geweldige mogelijkheden voor het maken van ontwerpsimulaties en Digital Twins. Maar het ogenschijnlijke gemak van deze nieuwe methoden doet gemakkelijk vergeten dat een simulatie niet de werkelijkheid is. Een simulatiemodel moet gevalideerd worden om er zeker van te zijn dat het de werkelijkheid in voldoende mate weergeeft. Bovendien beschrijven simulaties een ideale wereld, zonder willekeurige variatie. In de echte wereld kan willekeurige variatie een product onbetrouwbaar en teleurstellend voor eindklanten maken.

Sommige mensen herhalen niet, maar gaan af op één meting”, zegt ze. Op basis daarvan beslissen ze of het ontwerp goed is of niet. Dat is riskant. Je weet niet hoe goed de meting is, je hebt geen idee van de meetfout, je weet niet hoe representatief het prototype is, je weet niet hoe representatief de use case is.’

“Toegepaste statistiek is als autorijden, je hoeft de werking van de motor niet te kennen om van A naar B te gaan,” Wendy Luiten

Mensen zijn vaak erg optimistisch over hun meetfout. Ik heb gevallen gezien waarbij mensen dachten dat hun meetfout in de tienden van een graad zat, maar bij een herhalingsmeting bleek het verschil 10 graden C te zijn. Dus als je herhalingsmeting zo’n groot verschil laat zien, kun je echt niet zeker zijn van hoe goed het product presteert en moet je dieper graven naar de hoofdoorzaak van dit verschil.

Daarom start Luiten haar nieuwe training Toegepaste statistiek voor R&D aan het High-Tech Institute met meetstatistiek. In deze cursus gaat ze dieper in op de belangrijkste statistische vaardigheden die hun waarde hebben bewezen in haar 30+ jaar R&D-ervaring in de industrie. Eerst moet je zien hoe goed je metingen zijn’, legt ze uit. Vervolgens moet je de steekproefgrootte kunnen schatten, het aantal metingen dat je nodig hebt om een bepaald effect met voldoende waarschijnlijkheid aan te tonen. Zodra je de uitvoerprestaties nauwkeurig en met voldoende precisie kunt meten, kun je verschillende ontwerpconfiguraties onderzoeken en de beste configuratie kiezen. Tot slot onderzoek je het uitgangsgemiddelde en de variatie, wat uiteindelijk de manier is waarop je tot een succesvol ontwerp komt.

Willekeurige ontmoeting

Luiten merkt op dat ingenieurs zich vaak al bewust zijn van de systematische meetfout. Systematische fouten zijn een bekend fenomeen”, zegt ze. Je kunt een gouden monster meten en de resultaten corrigeren, dat is een de facto kalibratie van je meting. Dat is bekend en onderdeel van veel labcursussen in het hoger onderwijs.

De meeste mensen houden echter geen rekening met de toevallige fout of gebruiken blindelings een standaardwaarde van 1, 5 of 10%. Maar in werkelijkheid hangt de toevallige fout af van het meetinstrument en ook van wie de metingen uitvoert. De statistische methode om de toevallige fout te achterhalen is meestal geen onderdeel van een labcursus, dus dit komt minder vaak voor. Maar de eerste keer dat zo’n test wordt gedaan, zijn de resultaten vaak verrassend.

Luiten noemt een aantal gevallen waar ze zelf mee te maken heeft gehad. Ik heb gevallen gezien waarin mensen ervan overtuigd waren dat ze bijna geen toevallige fout hadden omdat ze een hele dure geautomatiseerde meetmachine hadden. Maar het bleek dat de operators de monsters op een andere manier maakten en dat veroorzaakte een grote toevallige fout. In een ander geval claimden verschillende ontwikkelingslaboratoria allemaal een meetfout van 5% – maar toen ze dezelfde apparaten in een round robin test maten, was er een verschil van een factor 2, vanwege verschillen in de meetopstelling die irrelevant werden geacht. Ik heb gezien dat schijnbare fluctuaties in productkwaliteit konden worden gekoppeld aan de operator die de metingen uitvoerde. In alle gevallen waren mensen er absoluut van overtuigd dat ze een verwaarloosbare toevallige fout in de metingen hadden, en deze resultaten waren totaal onverwacht. Maar je kent je toevallige fout en de oorzaak van de toevallige fout alleen als je er een statistische test voor doet.

“Welk ontwerp is beter? Ontwerp C heeft de voorkeur – Ook al heeft B een hogere gemiddelde prestatie, C heeft het laagste uitvalpercentage omdat het consistent presteert,” Wendy Luiten

Herhalingen van metingen

De willekeurige meetfout is vooral belangrijk als het gaat om de zogenaamde statistische power – de kans dat je een bepaald effect meet als het aanwezig is. Als het effect dat je wilt meten ongeveer even groot is als je meetfout en je herhaalt je meting twee keer, dan is de kans dat je dat effect bewijst kleiner dan 10%. Dus als een verandering in het ontwerp je een 5C lagere temperatuur oplevert, en je willekeurige meetfout is 5C, dan zul je dat in 1 op de 10 metingen zien, en gemiddeld 9 op de 10 keer zijn de resultaten niet doorslaggevend, zelfs als je de meting in tweevoud doet. Als je het vermogen wilt verbeteren, moet je of de meetfout verlagen, of meer herhalingen doen. Soms zien mensen herhalingsmetingen als verspilde moeite, maar daar is Luiten het niet mee eens. De echte verspilling is het uitvoeren van experimenten met te weinig vermogen, waarbij je alle moeite doet om een experiment op te zetten en uit te voeren – om er vervolgens achter te komen dat het resultaat geen uitsluitsel geeft.

Verschillende ontwerpopties testen

Naast meetfouten en het schatten van de steekproefgrootte is een belangrijk onderdeel van de cursus het testen van verschillende ontwerpen. Je kunt dat in hardware doen, maar dat is misschien niet de meest effectieve optie. Tegenwoordig kun je veel virtueel testen”, zegt Luiten. Voordat je een prototype maakt, kun je al experimenteren met je ontwerpen met behulp van computersimulaties. De input kan variëren van materialen en afmetingen tot stroom- en besturingssoftware. Je kunt bijvoorbeeld het effect van verschillende materialen of afmetingen modelleren, of het gebruik van een andere mechanische lay-out, of verschillende instellingen in een besturingsalgoritme. In elk product moeten veel keuzes worden gemaakt, zowel op het niveau van de architectuur als in de implementatie. Het is belangrijk om uit te zoeken welke inputs het belangrijkst zijn en hoe deze inputs de prestaties bepalen, want je wilt je in een later stadium niet realiseren dat een eerdere beslissing verkeerd was. Een ’trial-and-error’-aanpak is vaak te duur in tijd en geld. De statistische benadering bestaat uit het opzetten van een reeks experimenten op een speciale manier, waarbij meerdere inputs tegelijkertijd worden gevarieerd en niet afzonderlijke experimenten worden vergeleken, maar groepen experimenten om het effect van een enkele input of interacties tussen twee inputs te achterhalen. Dit is een zeer krachtige aanpak, vooral in combinatie met computersimulaties, maar voor een klein aantal ingangen kun je dit ook in hardware doen. Als je de experimenten in hardware uitvoert, bepaalt de berekende steekproefgrootte uit de eerdere stadia het aantal herhalingen voor de verschillende experimenten. Als de experimenten virtueel worden uitgevoerd, door middel van computersimulaties, wordt de steekproefgrootte gebruikt voor de validatie-experimenten voor het computermodel.

De beste keuze maken

Het volgende gereedschap in de statistische gereedschapsgordel is optimalisatie of het maken van de beste keuze. Als je eenmaal hebt ontdekt wat de belangrijkste invoerparameters zijn en hoe deze zich verhouden tot de prestaties, kun je op basis van gegevens beslissen welke ontwerpconfiguratie het beste bij je doel past. Vaak zijn er meerdere outputs om te overwegen, bijvoorbeeld als je een hoge sterkte wilt maar tegelijkertijd een laag gewicht. Multiple Response Optimization is hiervoor een bekend hulpmiddel.

Het effect van inputvariatie

Als je eenmaal weet wat de impact van een input is, is het ook belangrijk om naar de variatie ervan te kijken, en wat voor variatie deze weer veroorzaakt in de prestaties’, vervolgt Luiten. Dit is ook iets waar mensen minder bekend mee zijn, maar als je eenmaal weet hoe het moet, is het niet zo moeilijk en belangrijk. Om een ontwerp tot een succes te maken, is het niet alleen belangrijk om piekprestaties te leveren, maar ook om die prestaties consistent te leveren. Met behulp van statistische simulaties kun je een statistisch model maken om het gemiddelde en de variatie van je uitvoer te koppelen aan de statistische verdeling van je invoer.

Soms zeggen mensen dat dit geen zin heeft omdat ze de variatie in de inputs niet kennen. Maar als een input belangrijk is, is het riskant om geen rekening te houden met de variatie als het gaat om consistente productkwaliteit. Als het statistische model laat zien dat de input belangrijk is, heb je een goede reden om met de leverancier te bespreken wat de verdeling is en hoeveel variatie deze heeft. Dit is gebruikelijk in de auto-industrie, zij hebben zelfs formele procedures die niet alleen exacte eisen stellen aan het gemiddelde, maar ook aan de standaardafwijking van componenten en subassemblages.

Navigeren door de oplossingsruimte

Statistische methoden helpen met andere woorden om door alle mogelijke configuraties te navigeren die samen de oplossingsruimte vormen. Luiten zegt: “Je bereikt je optimale prestatie niet zomaar per toeval. Als je twee ingangen hebt die hoog of laag kunnen zijn, blijven er vier mogelijkheden over. Maar als je iets ontwerpt met vijf ingangen, blijven er 32 mogelijke configuraties over. En veel moderne ontwerpen hebben meer ingangen dan dat. En dan hebben we het nog niet eens over alle mogelijke toleranties en alle verschillende gebruikersgevallen. Zonder een structurele, op statistiek gebaseerde aanpak is de kans klein dat je optimale consistente prestaties vindt.

Auto’s rijden

De onderdelen van Luiten’s cursus hangen nauw met elkaar samen, het is een keten van tools. Als je bijvoorbeeld resultaten wilt valideren, dan heb je ook meetstatistieken nodig die je vertellen wat je toevallige fout is. Dit laat op zijn beurt zien hoe groot je steekproef moet zijn, zodat de experimentele opzet correct is. Pas dan kun je beslissen of je je validatie kunt vertrouwen”, zegt Luiten.

Luiten kiest voor een praktische benadering. Voor haar is statistiek een toegepaste vaardigheid, een middel om een doel te bereiken. Statistiek wordt op de universiteit heel theoretisch onderwezen’, zegt Luiten. Ik zag dit bij mijn eigen studie en ik zag het bij de studie van mijn kinderen. Het wordt onderwezen op een manier die in mijn werk maar beperkt praktisch bruikbaar was. Ik vergelijk het met autorijden: Je hoeft niet precies te weten hoe de motor werkt om van A naar B te rijden. Het doel van de opleiding is niet om een statistisch expert te worden, maar om je doel te kunnen bereiken met statistiek.’ En wiskundige hulpmiddelen zoals excel en statistieksoftware maken de toepassing tegenwoordig veel toegankelijker.

Zwarte band Six Sigma

Luiten is een Master Black Belt in Design for Six Sigma, en haar carrière heeft haar een diep inzicht in en een rijke ervaring met de toepassing van statistiek in innovatieprocessen opgeleverd. Mijn ervaring is dat veel ingenieurs leren door te doen, en dat is logisch. Je kunt niet leren zwemmen door naar de Olympische Spelen te kijken, je moet zelf het water in, al is het maar om te leren drijven. Dus hebben we praktijkoefeningen, in excel of in een speciale statistiektool.’ Voor Luiten is statistiek een hulpmiddel voor algemeen gebruik, en vertrouwdheid met de technieken en hulpmiddelen die ze in haar cursus noemt, is essentieel voor ingenieurs die op verschillende gebieden werken, van technische experts tot ontwerpers en teamleiders tot systeemarchitecten.

Dit is een algemene cursus voor mensen in innovatie, die producten ontwikkelen en onderzoek doen. Als je output meet in continue numerieke parameters, maakt het niet uit in welk technisch veld je zit. Ik heb deze technieken gebruikt in thermische toepassingen, maar elk vakgebied kan ze gebruiken, van mechanica en elektronica tot optica en zelfs software, dit is wiskunde. Je kunt zelf beslissen waar je het voor gebruikt. ‘

Dit artikel is geschreven door Tom Cassauwers, freelancer voor High-Tech Systems.

De Nederlandse hightech zit vol met getalenteerde ingenieurs. Maar hoe zorgen bedrijven ervoor dat ze dit talent in huis houden? Voor Sioux Technologies draait het allemaal om de nadruk te leggen op de mensen, en ze blij en uitgedaagd te houden met interessante projecten, een leven lang leren en op maat gemaakte trainingsmogelijkheden. Onlangs organiseerden Sioux en High Tech Institute een op maat gemaakte software security training met Duncan Stiphout.

Of je nu net van de universiteit komt of al tientallen jaren in het vak zit, er valt altijd wel iets te leren. Van persoonlijke tot professionele en van sociale tot technische vaardigheden, scherp blijven is essentieel – vooral in de hightechindustrie.

Voor Sioux Technologies is dit een absoluut feit. “Wij zijn een hightech solutions provider. We maken geen eindproducten, we leveren diensten, modules en submodules aan onze hightech klanten en partners,” beschrijft Duncan Stiphout, groepsleider van de afdeling system control software en people manager bij Sioux. “Voor ons is kennis en expertise echt onderscheidend. Het zijn niet de producten die we maken, maar onze mensen die onze grootste troef zijn – we blijven ze gewoon liever mensen noemen,” grapt hij.

Hier bij Sioux, of waar dan ook, heeft niet iedereen de ambitie om senior systeemarchitect te worden,” zegt Duncan Stiphout. Foto door Bart van Overbeeke.

De afgelopen 20 jaar heeft Stiphout veel geleerd over mensen en groei. De eerste helft van zijn loopbaan bekleedde hij zeer technische functies – hij begon als software engineer en werkte zich op tot software architect. “Op een bepaald moment kreeg ik de smaak te pakken van de projectmanagementkant van het bedrijf. En ik zal de eerste zijn om je te vertellen dat dat niets voor mij is,” herinnert hij zich.

Voor Stiphout voelde het niet goed om verantwoordelijk te zijn voor continue planning en management. Een beetje chaos, zoals hij het zelf zegt, is goed. “Wat ik echter leerde, was dat dat niet erg was. Hier bij Sioux, of waar dan ook, heeft niet iedereen de ambitie om een senior systeemarchitect te worden,” zegt hij. Dus besloot Stiphout zo’n 10 jaar geleden dat hij een rol wilde die meer bij hem paste – ook al wist hij toen nog niet wat dat was.

Geluksmanager

In gesprek met zijn people manager begon Stiphout te kijken naar de verschillende opties die het beste bij hem en zijn carrière pasten – zowel binnen als buiten Sioux. Toen kwam er een nieuwe functie als people manager vrij die zijn aandacht trok. “Ik sprak met een aantal managers en collega’s over mijn interesse in de functie en ik kreeg veel goede feedback. Een aantal mensen had al met mij gewerkt en waardeerden mijn communicatiestijl en dat ik hen kon helpen begeleiden en leiden in hun persoonlijke carrièrepaden,” zegt Duncan Stiphout. “Ik denk ook dat situationeel leidinggeven een van mijn sterke punten is en iets waar ik veel plezier aan beleef. Dus ik greep deze kans met beide handen aan.”

Deze nieuwe functie was een grote stap voor Duncan Stiphout. Hij stapte immers uit zijn meer hands-on technische rol en ging naar een managerrol die gericht was op groei. Niet alleen zijn persoonlijke groei, maar ook die van het bedrijf en nu ook die van zijn collega’s. “Nu ligt mijn focus niet alleen op projecten, maar ook op het geluk van anderen. Ik denk dat je mij een geluksmanager kunt noemen,” lacht Stiphout. “In deze rol ligt mijn focus op rekrutering, retentie en competentiemanagement. Mijn belangrijkste focus ligt op het uitgedaagd en gelukkig houden van mijn groep in hun rol terwijl ze zich verder ontwikkelen in hun carrière.”

Functiehuis

Om haar mensen tevreden te houden en op het snijvlak van technologie te blijven, heeft Sioux zich volledig gecommitteerd aan mogelijkheden voor levenslang leren voor werknemers. In feite biedt het bedrijf elke werknemer een jaarlijks persoonlijk opleidingsbudget van 6.000 euro om naar eigen goeddunken te gebruiken voor alles van boeken tot seminars en trainingen. “Dit helpt ons echt om het beste uit onze teams te halen, en dat is een groot deel van mijn rol – mensen helpen manieren te vinden om zichzelf te verbeteren en ze geïnteresseerd te houden,” benadrukt Stiphout.

In de praktijk kan dit natuurlijk veel verschillende vormen aannemen – vooral naarmate werknemers binnen het bedrijf groeien en hoger op de ladder komen. “Wanneer we nieuwe ingenieurs aannemen, helpen we hen naar hun doelen te kijken en in kaart te brengen wat we hun functiehuis noemen. Dit brengt de mogelijkheden en verwachtingen voor elk niveau in kaart, van junior en senior software engineers tot ontwerpers en systeemarchitecten,” illustreert Stiphout. “Wat we hebben ontdekt is dat heel vroeg in iemands carrière, veel ingenieurs vooral geïnteresseerd zijn in technische cursussen en het verbeteren van hun technische vaardigheden. Zodra iemand echter het niveau van ontwerper bereikt, richten ze zich vaak op persoonlijke of soft-skills trainingen die te maken hebben met invloed en leiderschap.”

In de naam van

Om medewerkers de meest geavanceerde training te bieden, heeft Sioux verschillende opties beschikbaar: interne coaching en in-house training, maar ook het inschakelen van trainingsorganisaties voor hun expertise. Stiphout: “We zien echt de waarde van training voor onze mensen. Het is natuurlijk moeilijk te berekenen, maar ik geloof dat de investering zichzelf terugverdient als mijn teamleden terugkomen van een goede training. Je ziet hoe geïnspireerd ze zijn om uit te proberen wat ze hebben geleerd, of hoe hun kijk op gebeurtenissen of hun vaardigheden daardoor is veranderd.”

Het kiezen van de juiste training kan echter soms een beetje lastig zijn voor een bedrijf als Sioux, dus ze proberen echt hun onderzoek te doen om te zien welke trainingen de beste recensies hebben en wat het meest waardevol kan zijn voor hun teams. “Er zijn een aantal verschillende trainingsorganisaties, vooral op het gebied van softwareontwikkeling – wat, ondanks onze multidisciplinaire teams, nog steeds een heel groot deel is van wat we doen bij Sioux. Bij veel van hen zijn de trainingen echter minder gericht op het hightechdomein en meer op andere gebieden, bijvoorbeeld software voor administratieve systemen,” legt Duncan Stiphout uit.

Foto door Bart van Overbeeke.

“Dat is een van de redenen waarom we veel vertrouwen op High Tech Institute en ook waarom we onze expertise inbrengen in het helpen ontwerpen van sommige cursussen – met een paar gespecialiseerde trainingen, zoals de System Architecting (SysArch) en Multicore Programming cursussen, die worden gegeven door Sioux collega’s. Hun beoordelingen zijn uitstekend en hun portfolio biedt relevante training op elk niveau, van junior engineer tot senior systeemarchitect. Hun beoordelingen zijn uitstekend en hun portfolio biedt relevante training voor elk niveau, van junior engineer tot senior systeemarchitect. Hun beoordelingen zijn uitstekend en hun portfolio biedt een relevante training voor elk niveau, van junior engineer tot senior systeem architect. Dat vinden wij zo belangrijk omdat het perfect aansluit bij onze hightech ambities. Logisch, want ‘high tech’ zit al in de naam.”

Aanpassing

Duncan Stiphout heeft niet alleen in de loop der jaren medewerkers naar meerdere trainingen van High Tech Institute gestuurd, maar heeft ook met hen samengewerkt om in-company edities van trainingen te plannen voor grotere groepen bij Sioux. “Natuurlijk bieden ze kant-en-klare cursussen aan, maar als we het in-company willen doen, biedt het team van High Tech Institute de mogelijkheid om een training aan te passen aan onze specifieke behoeften,” zegt Stiphout.

“Onlangs ben ik met Jaco Friedrich gaan samenwerken om een in-company sessie van de training‘Leiderschap voor architecten en andere technische leiders‘ op maat te maken als vervolg op de training voor systeemarchitecten. In ons werk bij Sioux zijn we echt gericht op het opbouwen van customer intimacy en het bieden van het unieke perspectief van ons technisch leiderschap. Soms betekent dat dat we kritisch moeten zijn op hun eisen,” legt Stiphout uit. “Maar leren hoe je die kritiek beter kunt overbrengen is uiterst belangrijk en we geloven dat het iets is waarmee we ons onderscheiden van onze concurrentie. Daarom kijken we uit naar een verdere samenwerking met Jaco en de rest van het team, om onze groep bij Sioux de kans te geven deze vaardigheden echt op te bouwen en te verbeteren.”

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

Als die Sicherheitsforschung im Bereich des maschinellen Lernens noch in den Kinderschuhen steckt, ist es klar, dass barrierefreie Eingabemöglichkeiten die Bedrohungen erhöhen. Je hebt geen betere smaak nodig om een uitgebreid systeem te ontwikkelen. De Software-Sicherheitsexpert Balázs Kiss gaat in op een aantal punten in dit nieuwe gebied en geeft een overzicht van de belangrijkste Schutzmaßnahmen.

Net als software in de hele wereld zijn ook maschinelle Lernsysteme anfällig. “Voor een deel zijn ze net als pasgeboren baby’s, die zich volledig richten op hun ouders, om te leren hoe de wereld functioneert – einschließlich ‘Hintertüren’ zoals Märchen of der Weihnachtsmann”, zegt Sicherheitsexperte Balázs Kiss van Cydrill, een van de Softwaresicherheit-specialisten. “Andererseits sind maschinelle Lernsysteme wie alte Katzen mit schlechtem Sehvermögen – wenn eine Maus lernt, wie die Katze jagt, kann sie leicht vermeiden, gesehen und gefangen zu werden.”

Es sieht nicht gut aus, meint Kiss. “Die Sicherheit beim maschinellen Lernen wird zu einem kritischen Thema.” Hij zegt dat de meeste softwareontwikkelaars en experts voor het leren van computers de Angriffstechniken niet kennen. “Het zijn niet altijd diegenen die de Software-Sicherheitsgemeinschaft al lange tijd kennen. Ook de bijbehorende Best Practices kennen ze niet. Das sollte sich ändern.”

De Sicherheitsexperte en erfahrene Softwaretrainer Balázs Kiss heeft kürzlich een nieuwe cursus over die Sicherheit bij het leren van machines ontwikkeld, die in Kürze vom High Tech Institute in de Niederlanden wordt aangeboden.

Lösungen für maschinelles Lernen (ML) sind – wie Softwaresysteme – auf verschiedene Weise angreifbar und erhöhen den Sicherheitsbedarf. In het laatste jaar werd dit op een rechtlijnige en eenvoudige manier onderzocht door twee studenten uit Leuven. Yolo (You Only Look Once), een van de beste algoritmen voor het herkennen van objecten en personen, werd door hen in het leven geroepen. Als ze een Pappschild met een bunten Aufdruck van 40 mal 40 cm voor ihrem Körper trugen, maken ze Simen Thys en Wiebe Van Ranst als menschliche Personen unerkennbar. Een ander voorbeeld is afkomstig van McAfee-forschern, die het Tesla-Autopiloten onmogelijk maakten om de windrichting aan te passen, omdat ze de begrenzingen van hun auto’s op een falsch einordneten en de auto op 35 mijl per uur beschleunigen.

Kennen Sie Ihren Feind

“Eine wesentliche Voraussetzung für die Cybersicherheit ist: Kenne deinen Feind”, zegt Kiss, die zelf een erfahrener Softwaretrainer is en binnenkort een nieuwe cursus over ML-Sicherheit heeft opgezet, die in Kürze vom High Tech Institute in den Niederlanden zal worden uitgevoerd. “Het belangrijkste is dat je met de kop van je tegenstander denkt”, zegt hij.

Wij werven een blik op wat die Angreifer bij het leren in het openbaar moeten doen. Alles begint met de Erforschung dessen, wat Sicherheitsexperten omschrijven als “Angriffsfläche”: die Kombination aller verschiedenen Punkte in einer Softwareumgebung, an denen ein unbefugter Benutzer versuchen kann, Daten einzugeben oder zu extrahieren. Die Angriffsfläche so klein wie möglich zu halten, ist eine grundlegende Sicherheitsmaßnahme. Wie die Studenten aus Leuven bewiesen haben: Um ein ML-System zu täuschen, müssen Sie nicht einmal eine Tastatur anfassen.

Een eeuwenoude spreuk in de wereld van maschinellen Lernens luidt “Garbage in, garbage out”. Alle algoritmen maken gebruik van trainingsgegevens om hun verhoudingen te verbeteren. Schlechte gegevens leiden tot onvolledige gegevens. Das kann daran liegen, dass das Modell bei den Trainingsdaten gut funktioniert, aber die Ergebnisse nicht auf andere Beispiele verallgemeinern kann (Überanpassung), dass das Modell nicht in der Lage ist, die zugrundeliegenden Trends der Daten zu erfassen (Unteranpassung) oder dass es Probleme mit dem Datensatz gibt. Verkeerde, fehlerhafte of minder bruikbare trainingsgegevens zijn natuurlijk een groot probleem en er zijn mogelijkheden om dit op te lossen. Bijvoorbeeld door het gebruik van test- en validatiegegevens. Als een klant echter absichtlich slechte gegevens ontvangt, is dat een heel ander scenario, waarvoor we altijd speciale Schutzmaßnahmen nodig hebben.

Groothandelaren zijn slecht

Kiss: “We moeten nu meteen duidelijk maken dat we böswillige gebruikers hebben. Die Angreifer müssen nicht einmal besondere Privilegien innerhalb des Systems haben, aber sie können Roheingaben als Trainingsdaten bereitstellen und die Ausgabe des Systems sehen, typischerweise den Klassifizierungswert. Dat betekent dat ze absichtlich schlechte oder bösartige Daten kunnen versturen, um unbeabsichtigte ML-Fehler auszulösen.”

“Aber das ist nur die Spitze des Eisbergs”, vindt Kiss. “Denken Sie daran, dass Angreifer immer auf ein Ziel hinarbeiten. Ze werden bestimmte Aspekte der ML-Lösung in Visier nehmen. Door de juiste Eingaben te kiezen, kunnen ze het model, de generierten Vorhersage en ook de verschillende codebestanden, die deze Eingaben verarbeiten, grote schade toebrengen. Angreifer zijn schlau. Ze zijn niet darauf beschränkt, statische Eingaben zu senden – ze kunnen leren hoe het model werkt en hun Eingaben verfeinern, um den Angriff anzupassen.”

In het kader van de überwachten Lernens umfasst es alle drei Hauptschritte des ML-Workflows. Voor de training kan een Angreifer Eingabedaten zur Verfügung stellen. Voor de Klassifizierung kan een Angreifer Eingabedaten bereitstellen en het Klassifizierungsergebnis lezen. Als het ML-systeem werkt met een feedback-functie, kan een gebruiker ook foutieve feedbackmeldingen geven (“falsch” voor een goede Klassifizierung en “richtig” voor een slechte), zodat het systeem kan worden verwirren.

Handgefertigte Eingaben

Veel Angriffe nutzen sogenannte gegnerische Beispiele. Die gemanipuleerde Eingaben nutzen entweder das implizite Vertrauen aus, das ein ML-System in die vom Benutzer erhaltenen Trainingsdaten setzt, um seine Sicherheit zu beeinträchtigen (Poisoning) oder das System dazu zu bringen, seine Eingaben falsch zu kategorisieren (Evasion). Derzeit gibt es keine narrensichere Methode, mit der diese Beispiele automatisch erkannt und herausgefiltert werden können. Alleen de beste oplossing, waarbij een systeem wordt gebruikt om negatieve beispiele te erkennen, is in haar rijkdom begrensd.

Als ze een Pappschild met een bunten Aufdruck van 40 x 40 cm vor ihrem Körper trugen, maken ze Simen Thys und Wiebe Van Ranst als menschliche Personen unerkennbar. Krediet: KU Leuven/Eavise

Natuurlijk zijn er Verteidigungsmaßnahmen om negatieve voorbeelden te herkennen of te negeren. Een intelligente analist kan echter oplossingen bedenken zoals die Verschleierung, als hij op een adaptieve manier een reeks gegenbeispielen erzeugt. Kiss verweist auf einige exzellente Arbeiten, die dies hervorheben, wie die von Nicholas Carlini und seinen Kollegen bei Google Brain.

Alles bij elkaar bevindt die ML-Sicherheitsforschung zich nog steeds in een frühen Stadion. Die aktuellen Studien konzentrieren sich hauptsächlich auf die Bilderkennung. Er zijn echter enkele Abwehrtechniken die bij afbeeldingen goed werken, maar bij tekst of audio niet. “Maar er zijn veel dingen die je kunt doen om je in de praktijk te helpen”, zegt Kiss. “Maar je kunt geen enkele van deze maatregelen volledig voor de goede doelen gebruiken. Al deze maatregelen bieden echter zusätzlichen Schutz und erschweren die Ausführung von Angriffen.”

Het belangrijkste, aldus de Cydrill-expert, is dat je met de kop van je tegenstander denkt. “Je moet neuronale netwerken trainen met gegnerische voorbeelden, zodat ze die informatie kunnen herkennen als vals.” Laut Kiss vindt het een goed idee, om gegnerische Muster aus allen derzeit bekannten Angriffstechniken zu erstellen und zu verwenden. Een Test-Framework kan deze Muster genereren, um den Prozess zu vereinfachen. Er zijn al Sicherheitstest-Tools die hierbij kunnen helpen – zoals die ML-Fuzz-Tester Tensorfuzzs en Deeptest, die automatisch ongültige of unerwartete Eingaben erzeugen.

Sanitätskontroller

Die Begrenzung der Möglichkeiten des Angreifers, gegnerische Proben zu senden, ist immer eine gute Abschwächungstechnik. Dit is moeilijk te verhelpen als je snel de hoeveelheid van de door een gebruiker geselecteerde gegevens kunt instellen. Het is natuurlijk niet eenvoudig om te erkennen dat elke gebruiker zich tussen een reeks van Eingaben bevindt. “Dit is de zelfde Herausforderung als bij verteilten Denial-of-Service-Angriffen, aber die gleichen Lösungen könnten auch funktionieren.”

Wie immer bei der Softwaresicherheit kan eine Eingabeüberprüfung helfen. Het is niet triviaal om automatisch goede en slechte Eingaben te verwijderen, maar het is in ieder geval een goede oplossing. We kunnen ook het maschinelle Lernen selbst nutzen, um anomale Muster in den Eingaben zu erkennen. “In het kleinste geval, als die gegevens van een niet vertrauenswürdigen Benutzer erhaltenen durchweg näher an der Klassifizierungsgrenze als am Durchschnitt liegen, können wir die Daten für eine manuelle Überprüfung markieren oder sie einfach auslassen.

Regelmatige Überprüfungen mit Testdaten können ebenfalls hilfreich sein. Als je bij elke nieuwe Trainingszyklus denselben Testdatensatz gegen das Modell lassen, kun je Vergiftungsversuche aufdecken. Kiss: “Ablehnen bei negativer Auswirkung, Roni, ist hier eine typische Verteidigung, um zu erkennen, ob sich die Fähigkeit des Systems, den Testdatensatz zu klassifizieren, nach der Umschulung verschlechtert.”

Die offensichtlichste Tatsache über die Sicherheit von ML wird oft übersehen, bemerkt Kiss. “Lösungen für maschinelles Lernen sind Softwaresysteme. We programmeren ze in Python – of möglicherweise in C++ – en daardoor weisen ze potenziell alle gängigen Sicherheitslücken auf, die für diese Sprachen gelten.” De Cydrill-trainer geeft ons vooral een indruk van punt 9 van de OWASP Top Tien. Das Open Web Application Security Project is een Dokument, dat diehn kritischsten Sicherheitsprobleme in Webanwendungen zusammenfasst, um das Bewusstsein zu schärfen und das Risiko von Angriffen zu minimieren. Punt 9 waarschuwt Entwickler voor het gebruik van componenten met bekannten Sicherheitslücken. “Jede Schwachstelle in einem weit verbreiteten ML-Framework wie Tensorflow oder einer einer vielen Abhängigkeiten kann weitreichende Folgen für alle Anwendungen haben, die es verwenden.”

Potenzielle Angriffsziele

Die Angreifer interagieren met dem ML-System, indem sie Daten über die Angriffsfläche einspeisen. Versetzen Sie sich in den Kopf des Angreifers und stellen Sie Fragen. Wie verdaut die Anwendung die Informationen? Welke soort gegevens? Bestaat het systeem uit afbeeldingen en audio- en videodata? Of zijn er Beschränkungen? Als dat zo is, hoe worden die types dan weergegeven? Heeft het programma de parsing of is het volledig geïntegreerd in een open source of erhältliche Medienbibliothek? En heeft het programma na de bewerking van de gegevens irgendwelche Annahmen (leeres Feld, Anforderungen an Werte)? Staan die gegevens in een relationele databank of in XML of JSON? Zo ja, welke bewerkingen voert de code uit met deze gegevens, wanneer ze worden bewerkt? Waar werden die Hyperparameter gespeichert en kunnen ze tijdens de gebruiksduur worden gewijzigd? Worden Bibliotheken, Frameworks, Middleware of Webservice-API’s van Drittanbietern gebruikt als onderdeel van workflows, die Benutzereingaben verarbeitet? Ja, welke?

Kiss: “Jede dieser Fragen kann auf potenzielle Angriffsziele hinweisen. Jede von ihnen kan Schwachstellen verbergen, die Angreifer ausnutzen können, um ihre ursprünglichen Ziele zu erreichen.”

Die Schwachstellen haben weniger mit dem maschinellen Lernen zu tun als vielmehr mit den zugrundeliegenden Technologien: der Programmiersprache selbst (wahrscheinlich Python), der Einsatzumgebung (mobil, Desktop, Cloud) und dem Betriebssystem. Maar die Gefahren, die door hen worden veroorzaakt, zijn net zo kritisch als de gegnerificeerde Beispiele – een erfolgreiche Ausnutzung kan leiden tot een vollständigen Kompromittierung des ML-Systems. Dit beschränkt sich nicht auf den Code der Anwendung selbst. Rock Stevens van de Universiteit van Maryland heeft onderzoek gedaan naar Schwachstellen in veelgebruikte platformen zoals Tensorflow en Pytorch.

Echte oplossingen

De belangrijkste eigenschap van Kiss is dat ML-Sicherheit veel nieuwe mogelijkheden biedt. Het is niet alleen een techniek van Cybersicherheit, maar het heeft ook veel te maken met de algemene softwaresicherheit. We richten ons niet alleen op bösartige samples en gegnerisches Lernen, maar ook op alle üblichen Schwachstellen der Software-Sicherheit. Het leren van machines is nu eenmaal software.

ML-Sicherheit is een nieuwe discipline. Die Forschung hat gerade erst begonnen, we fangen gerade erst an, die Bedrohungen, die möglichen Schwachstellen und die Anfälligkeiten zu verstehen. Daarom kunnen ML-experts veel leren over Software-Sicherheit. In de afgelopen jaren hebben we hier veel leermiddelen ontwikkeld.

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

Adrian Rankers en Hans Vermeulen hadden een plötzliche Herausforderung, als ASML Wilton darauf bestand, die geplante viertägige Dynamics and Modeling-Schulung online anzubieten. Rankers begon met Greenscreen, Open Broadcaster Software, een Camcorder en een Dokumentenkamera te werken en na onzähligen Stolpersteinen und harten Lektionen wurde die Schulung einen Monat später erfolgreich abgeschlossen.

In dit artikel, Rankers van Mechatronica Academie en co-opleider Vermeulen hun ervaringen met de introductie van een zeer praktijkgerichte online trainingscursus met veel oefeningen. U vertelt over uw ervaringen met een recentelijk zeer succesvolle sessie voor dynamiek en modellering. Ook zij hielten met hun commentaar niet verder.

Dynamik und Modellierung dreht sich um die vielen Aspekte, die die Leistung von mechatronischen Präzisionssystemen beeinflussen. Om deze kennis in de praktijk te brengen, moeten de docenten van de opleiding vooral werken met opdrachten. Een mogelijkheid om dit te bereiken is dat de deelnemers met de ontwerptool 20-sim kunnen werken. “Sie tun dies in Zweier- oder Dreiergruppen, wobei wir ihnen über die Schulter schauen”, zegt Hans Vermeulen, Senior Principal Architect von EUV Optics System bei ASML und Teilzeitprofessor an der TU Eindhoven. Deze intensieve interactie tussen docenten en leerlingen is een belangrijke reden waarom de opleiding tot nu toe niet online beschikbaar was.

Letzten Mai, Dynamiek en modellering voor zwanzig ASML-Mitarbeiter in Wilton, Connecticut, geplant. Maar toen die eerste maatregelen tegen Corona in werking traden, was een reis naar de VS voor Rankers en Vermeulen niet meer mogelijk. Om de kwaliteit te kunnen waarborgen, moesten ze de scholing op de herfst verschuiven. Maar der Maschinenbauer bestand darauf: Die technischen Experten in Wilton hatten wirklich das Bedürfnis, sich das Wissen anzueignen. Daraufhin beschloss das Duo, den viertägigen Kurs in ein Online-Format umzuwandeln.

Uitstekende verbinding tussen ppt-functie en browser

Zufälligerweise hat Rankers kürzlich an einer Konferenz teilgenommen, die American Society for Precision Engineering in Zoom musste abhalten. Hij was tevreden over het ontwerp en de kwaliteit. De Trainersinne bemerkten echter ook een Nachteil. “Het was heel ermüdend voor mij, een PowerPoint-Präsentation met een sich bewegenden Maus en een Präsentator, die alleen in een klein Fenster te zien was, te betrachten”, zegt hij.

Adrian Rankers voor een Greenscreen tijdens de Dynamics and Modeling Schulung. Oben links die Kamera voor die Aufnahme des Trainers und des Greenscreens, unten rechts die Dokumentenkamera.

Tijdens het Nachdenken over de bevorstehenden Kurs was Rankers duidelijk, dat het meer moeite kostte om een videostream te maken, waarbij de spreker naast de presentatie van de Hüfte aufwärts te zien is. “Zo ontstaat er een betere verstandhouding tussen Folie en Sprecher, die de informatie erkent.”

Rankers hat sich umgesehen und drei Möglichkeiten gesehen, dies zu erreichen. Es ist möglich, eine PowerPoint-Präsentation an eine Wand zu projizieren und den Lehrer sowie die Projektion mit einer Kamera zu filmen. Das Gleiche können Sie mit einem großen Fernsehbildschirm machen.

De derde mogelijkheid is dat de deelnemers een goed verlichte grünen Bildschirm kunnen plaatsen, deze met behulp van software kunnen freizuschneiden en vervolgens in die PowerPoint-Präsentation kunnen invoegen. Zoom of Teams. Net als bij de Wetterfrosch in de NOS-Nachrichten moet de Trainer zijn analyses over zijn eigen Bildschirm coördineren.

Experimenteren met Greenscreen en OBS

Rankers beschloss, mit Green Screen und Open Broadcaster Software (OBS) zu experimentieren. Hij liet zich door een vriend een grote grünes Tischtuch aanpraten en liet zich ophangen aan een teleskopstiel voor Gartengeräte. Fotogeschakten verkopen goede Greenscreen-Tücher voor 30 euro. Maar omdat ze allemaal waren uitverkocht, was er ook een 4 tot 6 meter grote tas voor 80 euro – recht erschwinglich.

Adrian Rankers coördineerde zijn acties met informatie over de Powerpoint-folien op deze Bildschirm.

Zijn eerste experiment met de Tischtuch functioneerde “überraschend gut”. Rankers merkte op dat het om die belichting ging. “Als je de Hollywood-kwaliteit wilt benadrukken, waarbij je de haar van de moderators ziet, dan is dat heel erg naïef. Mein Holz- und Seil-Setup funktionierte bei ausreichendem Tageslicht erstaunlich gut, vor allem wenn man bedenkt, dass beim Videostreaming auf die andere Seite der Welt ohnehin viele Details verlorenen.” Als Ersatz zag hij die verfügbaren Großbildfernseher in einem nahe gelegenen Geschäft an.

Aufgrund der Zeitverschiebung waren für die Schulung bei ASML Wilton Nachmittags- und Abendsitzungen erforderlich, so dass Rankers die Lichtverhältnisse am Abend testte wollte. “Ik dacht dat het een probleem was”, zegt hij. “Aus den Informationen im Internet schloss ich, dass die Abendaufnahmen wirklich anders sind. Ohne gutes Kunstlicht schneidet die Software die Person nicht richtig aus dem grünen Hintergrund heraus.”

Bij de nächtliche Abschiedstrunk in einiger Entfernung am Ende einer ASPE-Konferenz am MIT had Rankers die Gelegenheit, ihn kurz zu test und damit zu experimentieren. Überraschenderweise stellte sich heraus, dass es mit dem verfügbaren künstlichen Licht in dem Raum, den die Mechatronics Academy und das High Tech Institute am Standort Fellenoord in Eindhoven eingerichtet hatten, funktioniert. “Ich habe viele positive Reaktionen erhalten und mit MIT-Profi Dave Trumper vereinbart, dass ich unsere ersten Kurserfahrungen mit ihm teilen würde.”

Whiteboard en dokumentencamera

Tijdens fysische trainingen schrijven Rankers en Vermeulen veel op een Flipchart of een Whiteboard. Teams (das auf Wunsch von ASML ausgewählt wurde) bietet die Möglichkeit, mit der Maus zu schreiben, aber das bereitete Probleme. In Versuchen, die Rankers in Vorbereitung mit ASML Wilton durchgeführt hat, wurde berichtet, dass die Teilnehmer ihre Whiteboard-Funktion nicht nutzen konnten. Sie konnten auch ihren eigenen Bildschirm nicht freigeben. Das Problem mit dem Whiteboard wurde von Microsoft bestätigt und scheint mit den Datenschutzbestimmungen (GDPR) zusammenzuhängen.

Deshalb schte Rankers auf der Trainerseite sofort Zuflucht bei einer Dokumentenkamera. “Een Dokumentenkamera is vergleichbar mit einer Webcam auf einem Stativ, das auf ein A4-Blatt gerichtet ist”, erklärt Rankers. “Je kunt ganz einfach per Knopfdruck auf das Papier fokussiert werden und diese Einstellung dann beibehalten. Als je schrijft, is dat in orde. Het is niet mogelijk om het door een autofokus te laten doen.

Zowel de Trainer als zijn medetrainer hebben een Bildschirm, waarop je het beeld kunt zien dat ook aan de Teilnehmern wordt getoond.

Rankers en Vermeulen waren beide zeer tevreden over de Dokumentenkamera. “Maar het verschil tussen de camera’s is een van de nadelen”, zegt Vermeulen. “Bij een fysische cursus zien de deelnemers alles naast elkaar: Powerpoint, Whiteboard en Trainer. Jetzt sahen sie nur unseren Stift auf dem Papier. Als we ons naar de presentatie begeven, zijn ze deze foto weer kwijt.”

Rankers is ervan overtuigd dat het gebruik van een zusätzlichen Kamerasignal “immer noch etwas Fingerspitzengefühl erfordert”, omdat bij alle toepassingen, presentaties en Dokumentencamera’s de vingerafdrukken moeten worden geworpen. “Das ist etwas komplizierter wegen der Kombi Greenscreen und OBS”, meint hij. Voor alles geldt dat de overstap naar een toepassing als 20-sim meer moeite kost. Die Bedienung des Computerprogramms über einen Monitor, der einige Meter von Ihnen entfernt ist, war nicht einfach. Bij de dubbele controle kreeg Rankers zelf een privé-e-mail, waardoor hij op zijn mobiele telefoon altijd kon zien wat die studenten in hun schild voerden.

Prioriteit gegevenssnelheid

Ein Punkt der Aufmerksamkeit war die Internetgeschwindigkeit im High Tech Institute am Standort Fellenoord. Dit kan een veelbelovende oplossing zijn. Die gemeinsame Durchsatzgeschwindigkeit aller Mieter zusammen stellte sich als nur 100 Mb/s heraus, während für einen Videostream schnell 5 Mb/s benötigt werden. Het was duidelijk dat die IT-Abteilung van een IP-adres vier dagen lang een hoge prioriteit had.

Rankers zegt met een kleine Seufzer, dat die leerlingen in Wilton, zoals zijn studenten bij TUE, net op de woensdag voor de school begonnen zijn met de installatie van 20-sim. “Dat ging niet goed vanwege de veiligheid van hun ASML-laptops”, zegt Rankers. Das Ergebnis war eine Menge E-Mail-Kommunikation kurz vor der Schulung und eine Eskalation zum IT-Helpdesk, um die endgültigen Installationen zu erleichtern. “Das nächste Mal werde ich wirklich alle eine Woche vorher anrufen und mich nach den Vorbereitungen erkunnen”, lacht er.

Rankers had fünf kurze Einführungsvideos für 20-sim erstellt und im Voraus verschickt, um den Teilnehmern alles Wesentliche über das Tooling beizubringen. Met het oog op de toekomst wil hij een video maken met de nieuwste functies en deze rechtlijnig uitzenden. “So wissen sie, was wir als Grundwissen erwarten.”

Interactie met studenten

In der Trainingsumgebung verwendeten Rankers und Vermeulen einen Laptop mit zwei externen Monitoren. Schräg unter dem Monitor mit dem konstruierten Videobild befand sich ein zweiter externen Monitor, auf dem das Team-Meeting gezeigt wurde.

Bij de Schulung, waar alle studenten uit de buurt vandaan komen, hadden de meeste studenten geen webcam. Die Ranger hatten auch festgestellt, dass die Verbindung nicht so gut funktionieren würde, wenn jeder seine Kamera einschalten würde. Deshalb beschlossen sie schließlich, nur die verfügbaren Webcams während der Vorschlagsrunde einzuschalten. “We hebben geen enkele student gezien, alleen die leuchtenden Kugeln mit den Initialen, wenn Fragen gestellt wurden.”

Zunächst bat Rankers die Studenten, über die Chatfunktion zu antworten und die Hand zu heben, wenn sie auf dem Bild waren. “Der Chat an sich funktionierte gut, ließ aber wenig Raum für einen ausführlichen Diskurs”, zegt hij. “Das Heben der Hände erfordert, dass der Moderator oder sein Begleiter sehr aufmerksam sind, und das war nicht immer der Fall. Aan het einde, na het eerste deel van de dag, hebben we ons voorgenomen dat iedereen zich alleen maar hoeft te informeren over zijn of haar Mikrofon vragen. Het werkte goed. Er was veel interactie, maar net als in een normaal klaslokaal waren er een paar rustig en rustig. Volgens Rankers visie is er nog steeds ruimte voor verbeteringen. “Online kan men die Teilnahme licht protokollieren, um einige Leute gezielter zur Teilnahme zu ermutigen.”

Praktische oefeningen online

Bij deze opdrachten werkten de medewerkers in teams, die elke dag samenwerkten. Manchmal zu zweit, manchmal in Gruppen von vier oder fünf Personen. Zo kunnen ze Rankers bekijken en Vermeulen laden. Rankers: “Es gab gute Diskussionen innerhalb der Gruppen, aber die Anleitung ist noch verbesserungswürdig”. Vermeulen: “Bij een persoonlijke cursus kun je zien of de Bildschirm goed zit. Wir haben festgestellt, dass sich die Teilnehmer online nicht zu Wort gemeldet haben, um uns mitzuteilen, wenn der Bildschirm eingefroren war. Het werkte beter met groepen van vier of vijf personen als met paren”, beschreef Vermeulen. Hij meint: “Grotere groepen functioneren ook online beter, omdat er altijd een paar mensen zijn die etwas erfahrener zijn en die anderen mitziehen.”

Das Online-Training mit einem Co-Trainer auf Abruf war für Rankers und Vermeulen eine angenehme Erfahrung.

Rankers en Vermeulen wechselten sich alle anderthalb Stunden ab. Bovendien hebben ze laten weten dat de training angenehm is als er iemand in de buurt is. “Das Ganze zu moderieren ist gewöhnungsbedürftig. Met twee personen is het heel eenvoudig.” Rankers heeft ook trainingseinheiten, waarbij hij voor elke dag een andere trainer uitnodigt. “Dann braucht man eigentlich immer jemanden, der anleitet und sich um Kalamitäten kümmert.”

Letzteres blieb dem Duo weitgehend erspart. Tijdens de vier dagen moesten Rankers en Vermeulen slechts één keer een hartelijke nieuwe start maken, omdat het systeem niet werkte. Aan het einde zei Rankers dat ze absoluut een erfolgreiche Ausgabe hadden, “mit vielen Ideen, um es noch besser und vielleicht einfacher zu machen.”

Vier Nachmittage und Abende mit Dynamik und Modellierung sind für Vermeulen intensiv. s Avonds om 23.00 uur in de ochtend naar huis, morgens Vorbereitungskurse, terwijl de kinderen naar hun werk gaan. “Das ist das Zweitbeste”, zegt hij, als hij gefrappeerd is, of hij zich moet houden aan zijn opleiding in het buitenland en zijn reis naar het buitenland. “Live dabei zu sein ist mir bei weitem lieber”, zegt hij. “Vooral bij alle gelegenheden. Ik kan me voorstellen dat je online een zeer goede opleiding kunt volgen. Dat doen we in het College. Maar een groot deel van de interactie vereist fysieke vaardigheden. Ich denke, für ein oder zwei Tage Training würde ich mich für online entscheiden, für vier oder fünf Tage würde ich die Strafe in Kauf nehmen, sechs Stunden hin- und sechs Stunden zurückzufliegen. Voor Aziaten zijn online opleidingen omwille van de Zeitverschiebung schwierig, het is zo dat zowel leerkrachten als scholieren Zugeständnisse hebben. Bij onze bevorstehenden Online-Schulung zu Designprinzipien für ITRI in Taiwan, kurz nach den Sommerferien, werden wir auf unserer Seite extra früh am Morgen begonnen und die Studenten werden in ihrer Zeitzone am Abend bis 22.00 Uhr weitermachen”.

Die Auswertung der ersten Online-Schulung Dynamik und Modellierung zeigte sehr zufriedene Teilnehmer. Afgezien van de opmerking dat deze intensieve training niet beter in vijf dagen kon worden afgerond, waren die deelnemers volledig tevreden. Verder vindt u een Auswahl aus der Kategorie ‘Allgemeine Bemerkungen’ der Bewertungen:

• “Die Dozenten sind sehr erfahren und haben ein großes Wissen zu diesen Themen. Ik vind deze cursus erg interessant en een mooie combinatie van verschillende onderwerpen. Es ist sch, dass die Schulung online stattfand. Ik denk dat een persoonlijke cursus voor iedereen goed is en nog beter als ze was.
• “Manchmal gab es technische Herausforderungen. Ik vraag me af of Zoom beter functioneert.”
• “Intensiver Inhalt, aber sehr gute Lernerfahrung mit bodenständigen Erklärungen. Danke.”
• “Die virtuelle Einrichtung war ziemlich erfolgreich, mit sehr wenigen Störungen. Insgesamt ein Erfolg!”
• “Insgesamt eine großartige Schulung – exzellente Dozenten und guter Einsatz von Fallstudien zur Veranschaulichung der Konzepte.
• “Het was beter geweest als de cursus in een tijdspanne van 5 dagen stattgefunden was in een tijdspanne van 4 dagen. Es gab eine Menge gutes Material. Het moest geholfen, het materiaal in 5 dagen beter opzunehmen. Außerdem hätte man so mehr Zeit für die Übungen im Unterricht gehabt.”
• “Zeer praktische cursus met de juiste combinatie van theorie en basiskennis. Zeer goed begeleid door de referenten.”

 

Hans Vermeulen (l) en Adrian Rankers verschnaufen in der Pause.

Dit artikel is geschreven door René Raaijmakers, technisch redacteur van High-Tech Systems.

Bij alle menschlichen Leid und den wirtschaftlichen Auswirkungen, die Corona verursacht hat, gibt es eine Sache, die mich in den letzten Wochen immer wieder überrascht hat: Unternehmen und Fachleute passen sich einfach an und zwar schnell. Teams en afdelingen, die al langer in dienst zijn, hebben duidelijk laten zien dat het heel goed mogelijk is om op afstand te werken.

Tijdens de bijeenkomst van de Lenkungsausschusses van de Software Centers in deze week berichtten alle aangesloten bedrijven hoe ze hun werk zouden aanpakken. Diejenigen, die Software entwickeln, Kunden treffen oder Verwaltungsarbeit leisten, arbeiten von zu Hause aus, aber es geht voran. Diejenigen, die Zugang zu komplexen Maschinen benötigten oder in der Fertigung arbeiteten, waren noch im Unternehmen, hatten aber Maßnahmen ergriffen, um sich so gut wie möglich vor Ansteckung zu schützen.

Al deze nieuwe arbeidsplaatsen vereisen van iedereen een betere bereikbaarheid, in sommige landen meer infrastructuur en bij IT-bedrijven een betere bereikbaarheid. Maar na de eerste week of zo hebben de meesten hun kennis teruggewonnen en die dingen gebeuren nu eenmaal in hetzelfde tempo.

Daarom zal ik nooit zeggen dat deze situatie ideaal is. Sommige bedrijven hebben hun werk stopgezet of werken met 40-60 procent van hun vermogen. Viele fühlen sich einsam, weil ihnen der menschlichen Kontakt fehlt. En ondanks alle videoconferenties op de wereld is er niets beters dan een gezamenlijke brainstormsessie voor een whiteboard. Ich will damit sagen, dass wir in der Lage sind, die Dinge voranzutreiben, Forschung und Entwicklung zu betreiben, den Verkauf voranzutreiben und die Dinge in einem viel größeren Ausmaß am Laufen zu halten, als ich ursprünglich befürchtet hatte.

En dan is er natuurlijk nog altijd het begrip digitalisering. Veränderungen im Arbeitsverhalten, Interaktionen mit Kunden, Aktivitäten, die früher einfach nur physische Anwesenheit erforderten, haben sich nun in einem phänomenalen Tempo digitalisiert. Not macht erfinderisch und es ist klar, dass Dinge, die als unmöglich oder zumindest als minderwertig galten, plötzlich völlig möglich sind und bald zur Norm werden.

Als Führungskraft müssen Sie nun eine Entscheidung treffen. Of u nu zo weinig als mogelijk is aan het licht brengt, zo snel als mogelijk is, zo snel mogelijk naar de oude situatie terugkeert. Of je gebruikt die Gelegenheit, um so viele Veränderungen wie möglich voranzutreiben und dies als Sprungbrett zu nutzen, um alle Arten von Veränderungen in Ihrem Unternehmen zu beschleunigen, angefangen bei den Geschäftsmodellen, der Interaktion mit den Kunden und der Art und Weise, wie der Vertrieb abgewickelt wird, bis hin zu der Art und Weise, wie Sie Forschung und Entwicklung betreiben, was und wie Sie Prozesse automatisieren und wo Sie Menschen einsetzen. Zoals het Sprichwort al zegt: Verschwende niemals eine gute Krise!