Mechatronica&Machinebouw 4 | 3 juli 2020 | Softwareontwikkeling

29/05/2020 - 03/07/2020

4

1

Deuren open voor hulp op afstand Pandemie katalysator voor augmented reality bij ASML

Resolutie tot 4 nanometer Multibeammicroscoop brengt 3d-beeldvorming cellen in stroomversnelling

CONTINUE OPTIMALISATIE BEGINT BIJ DIGITALISERING EN LOW CODE MECHATRONICA+MACHINEBOUW 1

Bronze sponsor

Sponsor

Powered by

4 NOVEMBER 2020 • EINDHOVEN DIGITALTWINCONFERENCE.NL #BCDT

COLUMN REDACTIONEEL

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Data gebruiken?

Eerst opruimen!

I

k hoor het steeds vaker: bedrijven die met data en digitale technologie aan de slag gaan, behalen vaak verrassende eerste winsten. Heel vreemd is dat natuurlijk niet, want bij hun zoektocht om hun data in waarde om te zetten, keren organisaties productieprocessen, systemen en producten binnenstebuiten. Daarbij stuiten ze op zowel rommelzolders (ruimte voor besparingen!) als nog niet herkende schatten (‘de sensoren in onze machines blijken waardevolle informatie te leveren waar we eerder nooit naar keken’).

In zo’n traject komt de winst of kostenbesparing vaak uit onverwachte hoek.

Die bijvangst valt meestal in de categorie: waarom hebben we dit niet eerder gezien? Voorbeelden zijn een betere indeling van een fabrieksvloer, of een betere logistiek. Vrij simpele verbeteringen dus.

Wat dat betreft, is starten met een digitale of datagerichte bedrijfsvoering niet anders dan de invoering van een softwarepakket voor logistiek of sales. Wie zo’n tool invoert, doet er verstandig aan om zijn hele onderneming door te lichten als voorbereiding op de inzet van nieuwe software.

Dat betekent werkprocessen in kaart brengen, helder maken wat precies de value stream is en identificeren waar kansen zitten om processen te optimaliseren. Ja, dat is een hoop werk, soms ook vervelend, maar vaak niet moeilijk en eenmaal onderweg wordt het leuk: bedrijven komen erachter waar kosten zijn te besparen of winst valt te behalen.

Investeringen in verandering verdienen zich door die snelle spinoff meestal al snel terug. Een frisse blik op de zaak kan daarbij geen kwaad. Wie iemand van buitenaf naar zijn organisatie laat kijken, komt binnen een paar weken tot een maand achter zaken die hij al jaren over het hoofd ziet.

Een externe expert verdient die geringe investering vaak meteen al terug met het laaghangende fruit dat hij tegenkomt. Zo bezien, is een assessment van een paar weken niet eens een investering.

René Raaijmakers is uitgever van Mechatronica&Machinebouw.

Met alle hype rond big data, iot, machine learning en ai is het bon ton om te roepen dat je iets met data gaat doen.

Maar de vraag is natuurlijk: waar zit de pijn in je organisatie?

Waar gaat het mis? Daar moet je de eerste stappen zetten.

Pas in tweede instantie speelt de vraag: kunnen we dat verschijnsel gaan verklaren met data? Pas helemaal daarna komen de optimalisaties en de verbeterslagen.

Nog voor je aan zaken als machine learning of predictive maintenance toekomt, moet je dus de rommel opruimen, de boel schoonmaken en efficiënter inrichten. Dat eerste stadium is dus vrij basic, met vragen als: wat is de workflow binnen het bedrijf? Wat is de value stream? Waar zitten bottlenecks?

Waar zit de pijn, waar gaat het mis? De organisatie in kaart brengen resulteert in modellen of beschrijvingen die snel duidelijk maken waar besparingen of winsten zijn te behalen.

Met die beschrijvingen ben je in staat om in vrij korte tijd bottlenecks te definiëren. Vaak leidt de opgedane kennis tot verrassende conclusies. Bijvoorbeeld dat er grotere winsten te behalen vallen in andere onderdelen van de workflow dan je aanvankelijk dacht.

De ervaring leert dat workflow-optimalisaties in een paar maanden tijd zijn te realiseren. Dit is dus al de tweede nevenvangst, nog voor je begint met de reden waarom je het onderzoek bent gestart. Beide optimalisatieslagen motiveren de betrokkenen om met het ‘echte werk’ te beginnen.

Laat je dus niet gek maken door alle hypes die je om de oren vliegen als het om data en digitale technologie gaat.

Start de zoektocht naar waardevolle informatie gewoon met het op orde brengen van je bestaande organisatie. Daarna komt vanzelf het werkplezier en als je dat op een schoon bureaublad doet, is dat extra motiverend.

Investeringen in verandering verdienen zich snel terug

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

3

Silver sponsor

24 SEPTEMBER 2020

Powered by

Sponsors Partner

SYSARCH.NL #BCSA

12 Nieuws

Pandemie katalysator voor augmented reality bij ASML

Reisbeperkingen door corona openden voor ASML een deur die voorheen stevig gesloten was: augmented reality in de fab.

20 Nieuws

Multibeammicroscoop brengt 3d-beeldvorming cellen in stroomversnelling

TU Delft werkt in een consortium aan de ontwikkeling van een multibeam scanning electron microscope die 3d beelden maakt op nanometerschaal.

24 Thema

Continue optimalisatie begint bij low code

Software-updates zijn de normaalste zaak van de wereld. Tenminste, op pc’s en smartphones. Voor machines ligt dat radicaal anders. De oplossing start bij low code.

4

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

INHOUD OPINIE 3 7 9

Data gebruiken? Eerst opruimen! – René Raaijmakers Industrie 4.0 is sleutel tot overleven coronacrisis – Robert Howe Waarom agile ertoe doet – Jan Bosch

NIEUWS 6 8

11 12 15 20

Kort nieuws Duitse softwarehuizen wijzigen koers door corona Nieuwe speler op de markt voor beademingsapparatuur Pandemie katalysator voor augmented reality bij ASML Beckhoff gelooft in hausse, ondanks coronacrisis Multibeammicroscoop brengt 3d-beeldvorming cellen in stroomversnelling

INTERVIEW

16 Braziliaans mechatronicaontwerp krijgt Nederlands tintje 43 Diepgaande opticatraining houdt cursisten én docent scherp

ACHTERGROND OVER MATERIAALKUNDE

18 ‘Materiaalkennis noodzaak voor ontwerpers’

THEMA SOFTWAREONTWIKKELING

24 Continue optimalisatie begint bij low code 28 Zonder digital engineering stokt voortgang systeemengineering 32 Lely en Alten passen Ros2 toe in nieuwste stalrobots 34 Continue integratie drijft op vertrouwen in kwaliteit 36 Altijd verbonden met je machines in de cloud

ACHTERGROND OVER BESTURINGEN

38 Hoogwaardig drukken met futuristische flexibiliteit

EN VERDER

41 Productnieuws 47 Colofon

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

NIEUWS

Additive Industries haalt 14 miljoen op, topman Kersten vertrekt

Additive Industries heeft een investering van 14 miljoen ontvangen van aandeelhouder Highlands Beheer, de houdstermaatschappij van de familie Wintermans. De Eindhovense bouwer van 3d-metaalprinters zal de kapitaalinjectie gebruiken voor de uitbreiding van zijn productportfolio, versnelling van de technologische roadmap en versterking van het werkkapitaal.

Daarnaast heeft Highlands de aandelen verworven van medeoprichter en topman Daan Kersten, die het bedrijf op 30 juni 2020 officieel verlaat. ‘Na acht intense jaren van snelle groei vind ik dit een goed moment om plaats te maken voor nieuw leiderschap’, aldus Kersten. Totdat er een opvolger is gevonden, neemt cto Mark Vaes de ceo-rol op zich.

ASML levert vertraagde multi-beam-inspectietool

Na anderhalf jaar vertraging heeft ASML eind mei de eerste multi-e-beam-inspectietool naar een klant verzonden voor kwalificatie. De Escan1000 is bedoeld voor ‘realtime’ inspectie van ic-fabricage op het 5 nm-knooppunt en verder, en moet de doorvoer tot 600 procent verhogen in vergelijking met systemen met één elektronenbundel.

De ontwikkeling van het eerste multibeamsysteem liep vertraging op vanwege een ip-probleem. ‘In eerste instantie werkten we met Zeiss aan multi-beam, maar ze deelden relevante ip met een ander bedrijf, wat het onpraktisch maakte om dat ook met ons te delen. We hadden een apart bedrijf moeten starten om dat te laten werken. In plaats daarvan hebben we besloten om het zelf te doen, hoewel dat betekende dat we helemaal opnieuw moesten beginnen’, verklaarde ASML-cfo Roger Dassen de vertraging begin dit jaar.

Onze innovaties vormen de toekomst In een wereld zonder raketten, had de mens nooit voet gezet op de maan. Zonder microscoop, hadden we van DNA nog nooit gehoord. Aan elke mijlpaal gaat een ontdekking vooraf. Maar complexe technieken ontstaan niet zomaar.

Ze zijn het resultaat van een samenspel tussen kennis, techniek en creativiteit. Juist op dit snijvlak opereren wij.

NTS is gespecialiseerd in het ontwikkelen, maken en assembleren van (opto)-mechatronische systemen, mechanische modules en kritische componenten.

Onze expertises? Precisie en wendbaarheid.

Waar kom je jouw werk straks tegen? In de modernste technologieën! Je smartphone opent met gezichtsherkenning, precies zo’n snufje waaraan jij hebt meegewerkt.

Op je telefoon lees je over nieuwe innovaties in de gezondheidszorg, weer een veld waarin jij opereert.

Onze (opto-)mechatronische systemen en mechanische modules dragen bij aan toekomstige technologieën

Werk jij mee aan de mijlpaal van morgen?

nts-group.nl/careers

6

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

COLUMN

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Industrie 4.0 is sleutel tot overleven coronacrisis

H

oewel ‘moge je in interessante tijden leven’ een vloek van onduidelijke Chinese afkomst is, is de Covid-19-pandemie dat zeker niet. De volledige economische gevolgen zijn weliswaar verre van duidelijk, maar we kunnen er zeker van zijn dat er blijvende, zo niet permanente veranderingen in de wereldhandel zullen plaatsvinden. Nu we langzaam naar herstel schuiven, kunnen we enorme verschuivingen in de markt verwachten, die de crash van 2008 zullen overschaduwen. Gevoed door opgepompte private equity-fondsen, zal de resulterende golf van fusies en overnames snel de zwakke bedrijven onderscheiden van de sterke, en de trage van de slimme. In deze extreme businessomstandigheden gaat leiderschap over aanpassingsvermogen, wendbaarheid en de juiste keuzes maken op basis van ervaring en overtuiging.

Vóór de crisis was industriële digitalisering een belangrijk onderwerp op de strategische takenlijst van veel maakbedrijven. De verhoogde productiviteit, lagere productiekosten, kortere time-to-market en de mogelijkheid om snel en winstgevend te reageren op veranderende consumentenbehoeftes – de meest geprezen voordelen van Industrie 4.0 – waren krachtige argumenten voor de acceptatie ervan. Evenzeer verdoezelde de vaagheid van de term ‘Industrie 4.0’ de waarde van industriële digitale transformatie. Veel bedrijfsmanagers konden simpelweg geen verband leggen tussen de voordelen van Industrie 4.0 en de activiteiten van hun organisatie.

Om deze kloof te dichten, probeerden veel bedrijven hun benadering van digitalisering te baseren op een aannemelijke kostenanalyse van het rendement op technologie-investeringen. Traditionele roi-berekeningsmethodes op basis van speculatieve businesscases werken echter niet goed voor investeringen in ‘zachte’ proposities zoals verhoogde productiviteit of kortere time-to-market. Er is simpelweg te veel ruimte voor het inherente giswerk en allerlei meningen om onophoudelijk over te debatteren, waardoor die digitale transformatie vaak vastliep.

Dit was de status quo voor veel industriële bedrijven voor de coronacrisis. Uit marktonderzoeken blijkt dat hoewel de meerderheid het potentieel van Industrie 4.0 erkent, slechts een kleine minderheid er daadwerkelijk in is geslaagd om er daadwerkelijk iets aan te doen. In de oude wereld was iedereen tenslotte bezig met het normale gang van zaken en was er geen bijzondere urgentie.

Robert Howe is een onafhankelijke managementconsultant.

Maar nu is de wereld veranderd en is de situatie voor veel bedrijven niets minder dan urgent geworden. Zoals dat typisch gaat, zijn de voordelen van Industrie 4.0 – juist in een tijd waarin bedrijfsleiders zich doorgaans terugtrekken van nieuwe initiatieven – veranderd van ‘leuk om te hebben’ naar ‘essentieel om te overleven’. Realistisch gezien, is er geen tijd meer om uitvoerig de aannames te bespreken die ten grondslag liggen aan een speculatieve businesscase voor digitale transformatie. Een Industrie 4.0-programma kun je niet behandelen als zomaar een it-project of een initiatief op de productievloer. Bovendien is een essentieel onderdeel van Industrie 4.0 het bereiken van continue, flexibele schaalbaarheid zodat je kunt meebewegen met veranderende omstandigheden en nieuwe zakelijke kansen.

Om hiermee om te gaan, moeten de leiders binnen een bedrijf een ondernemende houding aannemen: erkennen dat het referentiekader van het bedrijf is veranderd, dat onzekerheid aan de orde van de dag is; geloven dat digitalisering het bedrijf een weg door de chaos biedt, een manier is om te concurreren en te bloeien in onvoorspelbare omstandigheden, nog voordat het bewijs is geleverd.

En toch, zelfs in de nieuwe wereld kunnen sommige businessmanagers nog steeds geen verbinding maken tussen de behoeftes van hun bedrijf, digitale transformatie, Industrie 4.0 en de onderliggende technologieën. Dat is echter een probleem dat kan worden opgelost door samen te werken met experts uit de industrie die kunnen helpen bij de analyse van je doelstellingen en de ontwikkeling van passende initiatieven voor digitale transformatie. En dan hebben we het niet over grote plannen, hè. Succesvolle digitaliseringsprogramma’s zijn gericht op het aanpakken van laaghangend fruit en het behalen van winst op korte termijn: betrekken, testen, evalueren, inzetten, herhalen.

Pogingen om businesscases en roi-berekeningen te gebruiken om digitale transformatie te rechtvaardigen, waren altijd al een tijdrovend fantasie. In de nieuwe wereld is er geen tijd voor die fictie. Feit is dat industriële digitalisering haar eigen succes voortbrengt. Het schept nieuwe en potentieel verrassende zakelijke kansen. Het is de toegangspoort tot overleven en concurreren in de nieuwe wereld. Businesscases zouden daarom het gevolg moeten zijn van industriële digitalisering en geen rechtvaardiging ervoor.

Businessmanagers moeten erkennen dat het referentiekader is veranderd

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

7

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

ANALYSE

Duitse softwarehuizen wijzigen koers door corona

Uit een onderzoek van VDMA Software en Digitalisering blijkt dat ongeveer de helft van de software- en digitaliseringsindustrie nadenkt over nieuwe bedrijfsmodellen of al haar portfolio heeft gewijzigd vanwege de huidige situatie.

René Raaijmakers

D

uitse softwarehuizen stellen vast dat hun machinebouwklanten een digitaliseringsstrategie missen en digitaliseringsprojecten uitstellen vanwege de coronacrisis.

Toeleveranciers reageren snel door hun portfolio aan te passen en nieuwe producten aan te bieden. Onder het nieuwe aanbod zijn virtuele trainingen en online productpresentaties, evenals producten voor ondersteuning op afstand en voorspellend onderhoud.

Uit een onderzoek van VDMA Software en Digitalisering blijkt dat ongeveer de helft van de software- en digitaliseringsindustrie (51 procent) nadenkt over nieuwe bedrijfsmodellen of door de huidige situatie zelfs haar portfolio heeft gewijzigd.

Volgens Duitse it- en softwareleveranciers is de grootste uitdaging op het gebied van digitalisering voor machinebouwers het gebrek aan digitaliserings-

strategieën binnen het bedrijf. Meer dan de helft van de softwarehuizen die door branchevereniging VDMA zijn ondervraagd (53 procent) zegt dat het uitstellen of zelfs annuleren van digitaliseringsprojecten een groot probleem is voor hun klanten in de machinebouwsector. Van de eenenvijftig onderzochte Duitse softwarehuizen wijzen zevenentwintig erop dat de annulering van projecten de continuïteit van het digitaliseringsproces bij hun machinebouwklanten in gevaar brengt. Verdere uitdagingen van digitalisering zijn ontbrekende communicatiemiddelen voor webgebaseerde samenwerking (47 procent) en het gebrek aan, of onvoldoende digitale continuïteit van, ketens met toegevoegde waarde (43 procent).

VDMA zegt dat machinebouw goed is gepositioneerd in productiegerelateerde digitalisering. Dit kun je opvatten als een understatement en als

een diplomatieke manier om zijn ruim drieduizend leden aan te sporen om concurrerend te blijven door digitalisering te omarmen. De onderzochte softwarehuizen binnen de VDMA-achterban zien mogelijkheden – vooral ook in deze crisis – om de digitalisering van bedrijfsprocessen en workflows te bevorderen. ‘Een grote kans is het opbouwen en versterken van klantrelaties door afstand en nabijheid te combineren, bijvoorbeeld door showrooms of trainingen te visualiseren’, zegt Claus Oetter, algemeen directeur van VDMA Software en Digitalisering.

Oetter beschouwt digitalisering als een belangrijk onderdeel bij het opbouwen van weerbaarheid tegen crises. ‘Iedereen die nu moedig en consequent vraagtekens zet bij zijn bedrijfsmodel zal kansen creëren. En iedereen die virtual commissioning en simulatie al onder de knie heeft, is sowieso een winnaar’, zegt hij.

Trusting in experience.

Benefitting from innovation.

Advancing sensor technology.

Optimale oplossingen, afgestemd op uw behoeften: Ervaar state-of-the-art technologieën en innovaties met industriële sensoren en systemen van Pepperl+Fuchs – het maakt de weg vrij naar volledig gekoppelde productieprocessen voor de toepassingen van de toekomst. www.pepperl-fuchs.com

8

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

COLUMN

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Jan Bosch is directeur van een onderzoekscentrum, professor, adviseur en business angel.

Waarom agile ertoe doet

O

nlangs kreeg ik een e-mail met de vraag waarom we agile belangrijk zouden moeten vinden als het hele productontwikkelproces, inclusief mechanica en elektronica, wordt afgemeten in jaren en volledig via het watervalmodel verloopt. De vraag verraste me. Ik werk nu bijna twee decennia met agile-methodes en voor mij is het een gegeven dat snelle feedbackloops beter zijn dan langzame.

Maar toen ik er even over nadacht, realiseerde ik me dat de vraag is gebaseerd op een paar aannames die samenhangen met onze overtuiging dat we goed kunnen voorspellen. De eerste aanname betreft ons vermogen om de productrequirements maanden, kwartalen of zelfs jaren van tevoren precies te kunnen voorspellen.

In veel industrieën waar producten mechanische en elektronische componenten bevatten, vereist de productiepijplijn lange doorlooptijden. Daarom worden de producteisen lang voor aanvang van de productie geformuleerd. Die eisen evolueren echter voortdurend als gevolg van nieuwe technologieën, veranderingen in de klantenwensen, bewegingen van de concurrentie, enzovoort. Een vuistregel in software zegt dat de requirements met 1 procent per maand veranderen – een zeer conservatieve schatting als je het mij vraagt.

Dus, hoe te reageren op die constant veranderende eisen? Er zijn twee benaderingen: of je gaat voor flexibiliteit en reageert continu op veranderingen, of je verzet je tegen elke aanpassing, verwerpt alles dat je kunt en accepteert met tegenzin alleen de veranderingen die je echt niet kunt negeren. Het resultaat van deze laatste benadering is natuurlijk een inferieur product omdat het is gebaseerd op de inzichten van jaren geleden.

De tweede aanname is dat we het effect van onze requirements kunnen voorspellen. We hebben ze zo gedefinieerd dat we hopen er een specifiek resultaat mee te bereiken. Online bedrijven gebruiken A/B-tests om de effecten van verschillende uitvoeringen van functies en features op gebruikers te onderzoeken. Die bedrijven doen dat niet omdat ze zo slecht zijn in requirementsengineering maar simpelweg omdat totaal onbekend is hoe mensen op softwarefuncties reageren.

Traditionele technische bedrijven zijn trots op hun vermogen om de systeemcapaciteiten te voorspellen voordat ze ze bouwen, aangezien engineering een reeks wiskundige

tools biedt voor modelleren, simuleren en voorspellen. Deze modellen worden vervolgens meestal gestaafd in het laboratorium en soms in kleinschalige praktijktests voordat designers zich er volledig aan committeren. Hoewel dit in veel gevallen redelijk goed werkt, zeggen metingen in real-world implementaties veel meer dan wiskundige modellen en laboratoriumtests. Uit meerdere onderzoeken blijkt dat ten minste de helft van alle functies in een typisch systeem nooit wordt gebruikt of slechts zo zelden dat het de r&d-investering niet waard is. Dus als je technieken kunt gebruiken om stukjes functionaliteit of features uit te rollen en het effect te meten voordat je er meer bouwt, moet je dat zeker doen want het maakt jouw r&d een heel stuk effectiever.

Hoewel velen begrijpen dat experimenten in de echte wereld noodzakelijk zijn om bruikbaarheid en gebruikersgedrag te valideren, geldt dat net zo goed voor alle andere kwaliteitskenmerken.

Denk aan alle beveiligingsupdates die je moet implementeren. Vaak hebben die betrekking op kwetsbaarheden die al bekend waren voordat het systeemontwerp was voltooid. En weet je zeker dat het huidige systeemontwerp de hoogste prestaties, de beste robuustheid en de hoogste energie-efficiëntie biedt? Natuurlijk niet! In plaats van te vertrouwen op modellen en laboratoriumtests, moet je je producten bij klanten in het veld testen, zodat je continu kunt verbeteren. De modellen en laboratoriumtests zijn nog steeds nodig, maar vooral om je te beschermen tegen de risico’s van minder succesvolle experimenten met producten die nog in ontwikkeling zijn.

Dus, als je de optimale set requirements voor een systeem jaren voor de start van de productie of implementatie perfect kunt voorspellen, en als je precies weet wat het effect van elke requirement is op de gebruiker, de klant en de kwaliteitskenmerken van het systeem, dan heb je inderdaad geen agile nodig. In alle andere gevallen biedt agile (zowel voor als na de implementatie – Devops) de mogelijkheid tot een enorme verbetering in de effectiviteit van je r&d. Dat wil overigens niet zeggen dat je geen producten kunt bouwen via traditionele watervalprocessen – natuurlijk kan dat; we doen het al tientallen jaren. Het probleem is dat we dit veel minder efficiënt doen, wat het risico op verstoring voor je bedrijf vergroot.

We hebben echte experimenten nodig om continu te verbeteren

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

9

mapp View. WEB MEETS AUTOMATION. www.br-automation.com/mappView www.br-automation.com/mappView

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

NIEUWS

Nieuwe speler op de markt voor beademingsapparatuurt Ventinova Medical ontving begin april een substantiële order voor beademingsmachines van de Nederlandse overheid. Het was de eerste binnenlandse bestelling voor het Eindhovense bedrijf.

Zijn Evone-beademingssysteem – nu tweeënhalf jaar op de markt – verschilt wezenlijk van de apparatuur die Nederlandse ziekenhuizen normaliter gebruiken.

Jessica Vermeer

L

angdurig beademen, zoals nodig is bij coronapatiënten op de inten­ sive care, kan schadelijk zijn voor de longen. Bij bestaande apparaten worden de longen vol geblazen met lucht. Vervol­ gens gaat er een klep open, waardoor de long snel leegloopt. De technologie van het Eindhovense Ventinova is zachter voor de longen. Door gecontroleerde in­ en uitademing ontstaat een efficiëntere uitwisseling van CO2 en O2. Dat is belang­ rijk voor het herstel van de patiënt.

Rienco Verschelling, coo van Venti­ nova, legt uit: ‘De inademing is relatief eenvoudig. Je sluit alle openingen af en blaast het gasmengsel van lucht en eventueel extra zuurstof de long in tot het ingestelde maximale drukniveau.’

Vervolgens wisselt het apparaat naar de uitademingsmodus. ‘We creëren in de machine een onderdruk, waardoor de lucht langzaam uit de longen wordt gezogen, totdat de ingestelde waarde is bereikt.’

Volgens Ventinova biedt deze techniek verschillende klinische voordelen. ‘We kunnen langzaam, gecontroleerd in­ en uitademen’, aldus Verschelling. ‘Het lijkt meer op een natuurlijke ademhaling.’ Een ander voordeel is de mogelijkheid om door een dunne buis te beademen. Dat is van belang als de luchtpijp is geblok­ keerd, bijvoorbeeld door een tumor.

overheid zich voor op de uitbreiding van de ic­capaciteit van vijftienhonderd naar drieduizend bedden. Mede op verzoek van het ministerie schaalde Ventinova de productie in hoog tempo op. Eind april werden de eerste Evone’s afgeleverd.

Helaas werd de apparatuur van Ven­ tinova niet direct op grote schaal in gebruik genomen. Verschelling kan dat goed begrijpen. ‘Als je in de hectiek zit waarin we zaten, snap ik dat zieken­ huispersoneel blijft gebruikmaken van de apparatuur waaraan het gewend is.

Leren werken met een nieuw apparaat kost immers tijd en aandacht.’ Ook is de verdere uitbreiding van de ic­capaciteit tot nu toe niet nodig geweest.

Normaal gesproken traint Ventino­ va het medisch personeel op locatie in het gebruik van de Evone. ‘Dat is met de 1,5­metermaatregelen wat ingewik­

kelder’, zegt Verschelling. Ter vervan­ ging heeft Ventinova enkele instructie­ video’s gemaakt. Daarnaast biedt het bedrijf ondersteuning op afstand.

Uiteindelijk gingen de eerste sys­ temen eind mei naar de ziekenhuizen.

Ventinova heeft dus goede hoop dat het medisch personeel alsnog leert werken met de Evone. ‘Dat is belangrijk voor ons’, legt Verschelling uit. ‘We kunnen nu laten zien wat ons principe kan doen in beademing. Zo creëren we draagvlak voor grootschalige inzet van de Evone in Nederlandse ziekenhuizen.’

Intussen werkt Ventinova aan de vol­ gende generatie en de ontwikkeling van nieuwe functionaliteiten. Verschelling is positief over de toekomst: ‘We kun­ nen nu laten zien dat we een mooie be­ ademingsmethode hebben die klinische voordelen biedt boven wat er al was.’

De beademingstechnologie van Ventinova is zachter voor de longen.

Steun op afstand

De afgelopen maanden waren hectisch voor Ventinova. Het ministerie van Volks­ gezondheid, Welzijn en Sport bestelde begin april in allerijl duizenden beade­ mingsapparaten, waaronder tientallen Evone’s van Ventinova. Zo bereidde de

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

11

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

NIEUWS

Pandemie katalysator voor augmented reality bij ASML Reisbeperkingen als gevolg van de coronapandemie openden een deur voor ASML die voorheen stevig gesloten was: het gebruik van augmented reality om op afstand complexe problemen bij de fabrieken van klanten op te lossen. Nu ziet het bedrijf nog veel meer mogelijkheden om te profiteren van de opkomende technologie in de hele organisatie.

Paul van Gerven

O

ngeveer drie maanden geleden kwam een ASML-team in de problemen toen het een euv-scanner installeerde in een Taiwanese fabriek. Er was een drukprobleem dat ze niet kregen opgelost. Normaal gesproken betekent dit dat er in allerijl een expert wordt gevlogen. Door de quarantainemaatregelen vanwege het coronavirus zou het nu weken kosten voordat hij aan het werk kon, wat de productieplanning van de klant ernstig in gevaar zou brengen. Een lokale ingenieur zette een haastig bestelde Microsoft Hololens 2 mixed-reality smartglass op (zie kader), zodat de expert in San Diego een beeld kon krijgen van wat de ingenieur zag en hem door de juiste stappen kon leiden.

Zo eenvoudig was het natuurlijk niet.

ASML was al wel een tijdje aan het experimenteren met virtual- en augmented reality-technologie, maar was er nog niet klaar voor om zo’n operatie op afstand uit te voeren. Waarom niet? Het idee was meer dan eens besproken, maar er werd geen tijd in geïnvesteerd omdat klanten het toch nooit zouden toestaan. Een camera meenemen naar het hart van een chipfabriek? Ondenkbaar.

ASML Customer Support krijgt inmiddels dagelijks vragen uit alle hoeken van het bedrijf over de inzet van augmented reality.

Foto: ASML

Totdat het coronavirus de kop opstak.

Geconfronteerd met vertragingen bij de installatie en inactieve scanners zetten chipmakers hun bezwaren rap opzij.

Sterker nog: een van hen stelde de optie zelf voor, zegt Peter Peusens, directeur van ASML’s duv-klantenondersteuning.

‘Niet lang nadat er reisbeperkingen waren ingesteld, stuurde een medewerker

De Hololens 2

De Hololens 2 van Microsoft is een mixed-reality headset die is ontwikkeld voor industriële toepassingen. De basisfunctionaliteit is live streamen, waar de drager ook naar kijkt. Kijkers kunnen informatie toevoegen aan het blikveld van de drager, variërend van het tekenen van een eenvoudige pijl om de aandacht te vestigen op een specifiek item tot het projecteren van animaties die laten zien hoe een bepaalde actie moet worden uitgevoerd. In de toekomst kunnen in de lens ook realtime data zichtbaar zijn, bijvoorbeeld de drukwaarde van een subsysteem.

12

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 3

van een grote klant een Youtube-video over de Hololens naar ons serviceteam.

Die e-mail kwam uiteindelijk bij mij terecht met het verzoek om te kijken of ik er iets mee kon.’

Dat was het startschot voor een hectische race door de hele organisatie om augmented reality en gerelateerde technologieën toe te voegen aan de toolkit van ASML Customer Support.

Nu, verschillende succesvolle serviceacties later, is de hoop groot dat ze een permanente toevoeging zullen blijken.

‘De afgelopen maanden hebben we op dit gebied meer vooruitgang geboekt dan de afgelopen jaren. We zullen heel hard werken om dat uit te breiden, zelfs nadat de coronabeperkingen zijn opgeheven’, zegt Michiel Haverkorn, directeur Customer Support bij ASML.

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

De kloof dichten

ASML-scanners worden goed onderhouden om hun output te optimaliseren. Dagelijkse operaties en onderhoudstaken worden afgehandeld door teams die volcontinu in ploegendienst werken. Als zich een probleem voordoet dat de interne expertise overstijgt, wordt de hulp ingeroepen van de lokale klantenservice. De overgrote meerderheid van de problemen kan worden afgehandeld door deze twee ondersteuningslagen. Maar een of twee keer per dag duikt er ergens in het veld iets op dat de aandacht vraagt van ASML’s afdeling Development & Engineering (D&E). Daar zitten de specialisten die de systemen door en door kennen.

Deze laatste categorie – de problemen die tot aan D&E escaleren – zijn de belangrijkste usecases voor de inzet van augmented reality, vooral doordat het de reactietijd drastisch verkort. Binnen een uur kan de juiste persoon al worden ingeschakeld. Naast die zakelijke insteek zorgt de implementatie van ar-technologie voor een beter balans tussen werk en privéleven voor D&E-ingenieurs. Zij stellen het zeer op prijs dat ze bij calamiteiten niet op stel en sprong naar de andere kant van de wereld hoeven te vliegen.

Een andere uitstekende usecase is de installatie van euv-scanners, merkt

Peusens op. ‘Dit is een relatief nieuwe technologie waardoor we nog niet alle betrokken procedures volledig hebben gedocumenteerd. Desalniettemin trekken onze klanten alle registers open om hun systemen online te krijgen. In een dergelijke situatie – ook al is het de standaardprocedure om D&E-ingenieurs bij euv-installaties aanwezig te hebben – zullen er complexe problemen ontstaan. D&E krijgt de laatste tijd veel meer verzoeken om assistentie in het euv-domein.’ Haverkorn vult aan: ‘Aangezien deze systemen en hun installatie nog niet volledig zijn geïndustrialiseerd, is het gewoon onmogelijk om te anticiperen op wat voor soort expertise er nodig zou kunnen zijn.

Augmented reality kan helpen die kloof te dichten.’

Jarenlange training

Peusens en Haverkorn haasten zich te zeggen dat ar, ondanks het grote potentieel, altijd een instrument zal blijven dat de expertise en vaardigheid van mensen niet kan vervangen. ‘Vooral in het veld werkt ar alleen samen met goed opgeleid personeel met goede handen. Je kunt niet zomaar een onervaren ingenieur een Hololens opzetten en verwachten dat hij doet wat normaal jaren opleiding kost’, zegt Peusens.

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 3

ASML is augmented reality ook intern gaan gebruiken. Elke keer dat Customer Service werkinstructies bijwerkt, worden deze geverifieerd door fysiek de fabriek in Veldhoven binnen te gaan en een testrun uit te voeren. Momenteel is daar echter alleen essentieel personeel toegestaan. De Hololens bleek een uitstekend alternatief. ‘Ik zou zeggen dat het nog beter werkt dan onze oude procedure’, aldus Peusens. ‘Zelfs als onze ingenieur naast de persoon staat die de instructies uitvoert, kan hij niet door zijn ogen kijken. Met ar kan hij dit vanuit zijn luie stoel doen zonder dat hij te maken heeft met de tijdrovende procedures om de cleanroom in en uit te gaan.’

‘Nu mensen van de eerste voorbeelden hebben gehoord, krijgen we dagelijks vragen uit alle hoeken van het bedrijf’, vertelt Haverkorn. ‘En we zien natuurlijk veel meer mogelijkheden: virtuele vergaderingen van ontwerpteams in verschillende delen van de wereld in plaats van reviewsessies waarvoor iedereen moet samenkomen. Nieuwe ingenieurs opleiden, onze samenwerking met leveranciers stroomlijnen of de klantacceptatie van nieuwe systemen op afstand vrijgeven: de mogelijkheden zijn eindeloos, vooral als de technologie evolueert, maar we moeten nu prioriteiten stellen. We kunnen het niet allemaal doen.’

13

5 NOVEMBER 2020 EINDHOVEN

CALL FOR PRESENTATIONS We’re looking for high-quality presentations and we welcome development cases via softwarecentricsystems.com/call-for-presentations

Powered by

SOFTWARECENTRICSYSTEMS.COM #BCSC2

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

NIEUWS

Beckhoff gelooft in hausse, ondanks coronacrisis Oliver Horst

H

ans Beckhoff heeft een rotsvast vertrouwen, ook al was 2019 een zwak jaar en heeft zijn bedrijf te maken met de coronacrisis.

De automatiseringsspecialist uit het Duitse Verl verwacht dit jaar weer een nieuwe omzetgroei te kunnen neerzetten. ‘We zijn 2020 gelijk begonnen met goede cijfers. Ons orderboek is zelfs met dubbele cijfers gegroeid. En deze trend houdt momenteel gewoon aan’, zegt de oprichter. ‘Ik ben optimistisch dat de coronacrisis niet zulke diepe sporen in de economie zal achterlaten als eerder werd gevreesd.’

Beckhoff noemt twee redenen voor zijn vertrouwen: ‘In Azië lijkt een post-coronahausse te ontstaan nadat de pandemie daar is afgenomen. En de geldbedragen waarmee overheden over de hele wereld de markt overspoelen, kunnen een boom veroorzaken – tenminste in de industrie.’ Daarnaast ziet Beckhoff een zekere inhaalslag op achterstallige investeringen van vorig jaar.

Voor het eerst sinds 2012 moest Beckhoff in 2019 een omzetdaling accepteren, terwijl het gewend was om de omzet gemiddeld met 15 procent per jaar te kunnen laten stijgen. Vorig jaar liep de omzet terug naar 903 miljoen euro, tegen 916 miljoen in 2018.

De wereldwijde activiteiten groeiden weliswaar nog met tien procent, maar de inkomsten uit Duitstalige landen – die ongeveer een derde van de omzet vertegenwoordigen – gingen stevig in de min. Het eerdere gestelde doel om in 2020 een miljard euro aan omzet te bereiken, wordt ‘nu lastig’, zegt Beckhoff.

‘Maar een groei moet absoluut mogelijk zijn, zij het niet meer dan 10 procent.’

Strijd tegen corona

Op de uitdagingen van de corona-uitbraak heeft de automatiseringsspecialist zich in een vroeg stadium kun-

Hans Beckhoff straalt vertrouwen uit, ook al had het vorig jaar een zwakker jaar en is de coronacrisis nog gaande.

Foto: Oliver Schwabe/Archive

nen instellen. ‘We hebben geprofiteerd van de ervaringen van onze locaties in China’, zegt Beckhoff. Het bedrijf stelde een crisisteam samen waarvan onder meer dochter Frederike Beckhoff deel uitmaakt. Dat team heeft verschillende maatregelen ingevoerd, zoals een tweeploegendienst en thuis werken voor bijna 80 procent van het personeel. Op die manier is het erin geslaagd interne besmettingen tussen de 4350 werknemers in 38 landen te voorkomen. Zes werknemers zijn in hun privéomgeving geïnfecteerd en één werknemer tijdens een zakenreis. Maar allen zijn hersteld of op weg naar herstel.

In China, waar Beckhoff bijna 20 procent van zijn omzet realiseert, zijn alle 280 medewerkers op 28 locaties weer aan de slag. Met uitzondering van coronabrandhaard Wuhan waren alle medewerkers na een week terug op kantoor.

Over corona gesproken: Beckhoff is wereldwijd betrokken bij vijftien projecten in de strijd tegen de pandemie met industriële pc’s en besturingstechnologie. Zo levert het bedrijf uit Verl

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

technologie voor duizend eenvoudige beademingsapparaten die door een Tsjechische universiteit zijn ontwikkeld.

Systemen van Beckhoff worden ook gebruikt in test- en productieomgevingen van Dräger, de Duitse fabrikant van medische technologie.

Groen

Intussen heeft Beckhoff 70 miljoen euro geïnvesteerd in onderzoek en ontwikkeling, voornamelijk in projecten rond kunstmatige intelligentie en industrie 4.0. Topman Hans Beckhoff meldt dat het X-Planar-transportsysteem inmiddels zijn eerste toepassingen in de praktijk heeft gevonden.

Een andere investering is die in duurzaamheid. Beckhoff koopt alleen nog groene stroom en schaft CO2-certificaten aan waarvan de opbrengst naar klimaatprojecten vloeit. Zodoende wordt het een klimaatneutraal bedrijf, claimt junior Johannes Beckhoff.

Oliver Horst is journalist bij Westfalen Blatt, waar dit artikel eerder verscheen.

15

INTERVIEW MET VINICIUS LICKS

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Braziliaans mechatronicaontwerp krijgt Nederlands tintje Nederland heeft lang en hard gewerkt om zijn stempel te drukken op het ontwerp en de ontwikkeling van mechatronica. Een manier om de kennis van ‘onze aanpak’ over te dragen, is door middel van trainingen. Maar hoe verschilt dat van andere regio’s in de wereld? Vinicius Licks, hoogleraar mechatronica aan het Insper College in Brazilië, deelt zijn ervaringen na het volgen van enkele Nederlandse mechatronicacursussen.

Collin Arocho

M

et zijn rijke geschiedenis van technische innovatie is Nederland al lange tijd toonaangevend op het gebied van technologie en engineering. Deze vooraanstaande positie komt onder meer voort uit de sterke relatie tussen industriële marktleiders en de technische universiteiten.

Een ander instrument dat Nederlanders gebruiken om een gezond hightechecosysteem in stand te houden, zijn cursussen en trainingen om de verzamelde kennis over te dragen en te behouden.

De invloed van de lokale hightechindustrie op wereldwijde markten en toeleverketens begint internationaal op te vallen, dus het mag geen verrassing zijn dat onze expertise en vaardigheden op dit gebied in het buitenland grote aantrekkingskracht hebben.

Vraag het maar aan Vinicius Licks, professor en decaan van het mechatronicaprogramma aan het Insper College in São Paulo, Brazilië. In 2018 maakte Licks zijn eerste van drie lange reizen van Zuid-Amerika naar Nederland. Hij trok niet de hele wereld over om te genieten van een mooie vakantie; hij kwam om een gevoel te krijgen van de Nederlandse hightechomgeving, met name via het mechatronische trainingsaanbod van High Tech Institute. ‘Training is een van de beste manieren om in contact te komen met nieuwe ideeën en vaak om nieuwe perspectieven te krijgen op oude ideeën’, zegt Licks. ‘Het is een geweldige kans om met je collega’s te communiceren, best practices uit te wisselen en te leren hoe je de grenzen van de mogelijkheden in het veld kunt verleggen.’

16

Eyeopener

Licks was het niet zo gewend om deel te nemen aan technische trainingsprogramma’s. ‘Ik werk voor een academische instelling, dus meestal zijn wij de trainers, niet de trainees’, lacht hij. ‘Maar dit was echt een eyeopener voor mij.’

Volgens Licks bood zijn eerste cursus, ‘Motion control tuning’, hem een geheel nieuwe kijk op het onderwijzen en leren van feedbackcontrole. ‘De meeste scholen die ik ken, gaan uit van de al vastgelegde tuningcriteria en passen de modellen daarop aan. De aanpak die ik tijdens de training kreeg voorgeschoteld, was experimenteler. De focus lag minder op het modelleren van first principles en meer op het gebruik van schattingen van de frequentierespons om de controller iteratief af te stemmen. Hoewel deze benadering van feedbackcon-

trole nieuw voor mij was, werd meteen duidelijk dat dit voor de regeltechnici in de Nederlandse mechatronicasector niet meer dan normaal was.’

Enthousiast over zijn eerste ervaring maakte Licks vorig jaar twee keer de lange reis over de Atlantische Oceaan, voor nog twee cursussen in het trainingsprogramma van High Tech Institute: ‘Advanced motion control’ en ‘Experimental techniques in mechatronics’.

‘Ik was onder de indruk van de cursussen die ik volgde; ze hebben me echt geholpen om mijn vaardigheden en begrip van de Nederlandse mechatronicabenadering aan te scherpen, zowel praktisch als theoretisch’, stelt Licks.

‘De docenten waren zeer deskundig en ze waren allemaal professioneel met elkaar verbonden doordat ze in het verleden hadden samengewerkt of samen

Het Automation and Control Lab aan het Insper College in São Paulo.

Foto: Insper

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

‘Als buitenstaander was het voor mij heel interessant om te zien hoeveel gedeelde kennis er in Nederland is’, aldus de Braziliaanse mechatronicaprof Vicinius Licks.

Foto: Silvia Zamboni

hadden gestudeerd. Dat maakt een groot verschil voor de continuïteit en coherentie van de inhoud die ze leveren – allemaal met hetzelfde vocabulaire en dezelfde experimentele referenties.’

‘De curricula zijn betekenisvol en rele­ vant. Ze zijn op maat gesneden voor ie­ mand die een compleet beeld wil krijgen van het vakgebied van mechatronica­ ontwerp. De cursussen zijn zo opge­ bouwd dat sommige thema’s continu terugkomen, maar vanuit verschillen­ de perspectieven en met toenemende complexiteit. Dit is zeer de moeite waard omdat je het gevoel hebt dat iemand tijd en moeite heeft gestoken in wat er in elk van de cursussen is opgenomen’, zegt Licks. ‘Zeer waarschijnlijk is dat het werk van veel mensen en het resultaat van ervaringen door de jaren heen, maar ook van de zorg om ‘de cirkel te sluiten’ met feedback van studenten.’

In welk opzicht verschilden deze trainingen van andere die je elders hebt gevolgd?

‘Deze trainingen hebben mij vooral een ander perspectief gegeven op hoe feedbackcontroletheorie kan worden onderwezen. Ook hebben ze me het belang laten inzien van het creëren

van gemeenschappelijke projectkaders voordat je die met al je teamleden deelt en ervoor zorgt dat elk nieuw teamlid er zo snel mogelijk goed in thuis is. Als buitenstaander was het voor mij heel interessant om te zien hoeveel gedeel­ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

‘Wat een vurige toewijding aan de frequentieresponsfunctie’ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

de kennis er is in deze branche in Ne­ derland. Mensen zijn op een positieve manier geïndoctrineerd om dezelfde conceptuele tools en hetzelfde voca­ bulaire te gebruiken, wat de regio veel productiever maakt. Het is geweldig om te ervaren dat al deze mensen zo opgewonden raken van een experi­ mentele Nyquist­plot’, lacht Licks. ‘Wat een vurige toewijding aan de frequen­ tieresponsfunctie.’

Pragmatisch

Een ander specifiek verschil dat Licks is opgevallen in de Nederlandse cur­

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

sussen ten opzichte van andere: de stijl en vorm waarin de trainingen wor­ den aangeboden. Eerdere trainingen die Licks volgde, waren altijd óf ex­ treem theoretisch óf puur empirisch.

‘Docenten uit de academische wereld zijn meer geneigd tot theorie, terwijl industriële onderwijzers doorgaans juist naar de andere kant doorslaan.

Wat ik in Nederland heb meegemaakt, was een methodologie die beide we­ relden zo vermengde dat de theorie altijd door experimenten werd onder­ steund. Je ziet dat theorie in de praktijk echt werkt en je begrijpt goed waarom dit werkt vanwege de theoretische achtergrond. Het is deze benadering van lesgeven en leren die veel van het pragmatisme weerspiegelt dat is inge­ bed in de Nederlandse manier van me­ chatronica ontwerpen.’

Heb je plannen om terug te keren voor een vierde training?

‘Jazeker. Ik kijk ernaar uit om de trai­ ning ‘Advanced feedforward and learn­ ing control’ bij te wonen. Ik moet alleen de organisatoren nog even overtuigen om extra sessies rond de zomer in te plannen als het weer in Nederland wat beter is.’

17

A C H T E R G R O N D O V E R M AT E R I A A L K U N D E

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

‘Materiaalkennis noodzaak voor ontwerpers’ Invar en Duplex waren dit jaar onderwerp van het halfjaarlijkse colloquium over mate­ rialen van Hittech University. Cor Heijwegen vertelt over het belang van materialen voor hightech Nederland.

Jessica Vermeer

D

e potloden zijn geslepen en de klappers liggen klaar, want we gaan naar school vandaag.

Althans, naar Hittech University. Cor Heijwegen, medeoprichter van de Hittech Group, heeft de University een paar jaar geleden intern opgericht. Een van de activiteiten die het bedrijf organiseert, is een halfjaarlijks colloquium over speciale materialen. Klanten zoals ASML en VDL ETG en ontwerpers en operators binnen Hittech zijn te gast.

Het belangrijkste doel van het colloquium is om materiaalkennis te verhogen, en kennis en ervaring bijeen te brengen. Daarnaast wil Hittech de ontwerpers confronteren met de problematiek die gepaard gaat met de materiaalkeuze voor een applicatie en ze uitleggen dat ze de basiskennis moeten beheersen, zodat ze de juiste keuze kunnen maken. ‘Wij vinden dat het kennisniveau hoger moet worden’, legt Heijwegen uit. ‘Ontwerpers moeten beseffen met welke factoren ze rekening moeten houden. Ze moeten heel vroeg in het ontwikkelproces de juiste vragen stellen. De ontwikkelaars moeten weten bij welke expert ze moeten aankloppen en begrijpen wat hij zegt.’

Een tweede doel is om de wetenschappelijke theorie te verbinden met de praktijk. Hittech kiest telkens voor een of twee materialen

18

waar het tijdens het colloquium dieper op ingaat. Vorige keer was dat titaan, dit keer draait het om Invar en Duplex. Hittech nodigt ook klanten uit. ‘Dat maakt dat er een goede wisselwerking kan zijn’, aldus Heijwegen. ‘We hebben een goede samenwerking met de afdeling 3ME van de Technische Universiteit Delft. Van daaruit treden er hoogleraren en hoofddocenten op in het colloquium.’ Dit keer verzorgde universitair hoofddocent Erik Offerman een introductie over Invar en andere nikkel-ijzerlegeringen. Daarnaast gaf professor Ulrich Krupp van RWTH Aachen een lezing over de bewerking, eigenschappen en faalmechanismen van duplex roestvaststaal. Koen Mentink van Hittech Bihca en Ard Geelkerken van Hittech Multin spraken respectievelijk over het bewerken van materialen en value engineering.

Hittech en Heijwegen zijn zeker niet de enigen in de hightechindustrie die vinden dat een hoger niveau van materiaalkennis bij ingenieurs van groot belang is. Als er verkeerde keuzes worden gemaakt, kan dat grote gevolgen hebben. Eind 2018 schreven vertegenwoordigers van Hittech, ASML, Thermo Fisher en VDL ETG een gezamenlijk brief aan de decaan van 3ME van de TU Delft, waarin ze vroegen om meer aandacht voor materiaalkunde in de

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

curricula. Hieruit is een werkgroep ontstaan met vertegenwoordigers van de Delftse universiteit en de industrie. Eerdergenoemde bedrijven geven nu gastcolleges over de praktijk en leveren onderwerpen voor projecten.

Binding met materialen

Heijwegen had ruime ervaring als ondernemer voordat hij zich met Hittech op de hightechindustrie richtte. In 1973 begon hij bij Hoogovens en in 1989 werd hij divisiedirecteur van Hoogovens Industriële Toeleveringsbedrijven. Na een managementbuy-out in 1994 werd de helft van de divisie overgenomen en het aantal bedrijven sterk uitgebreid en verdeeld in vijf groepen. Vanaf 2000 werden vier groepen verkocht.

De laatste groep, slechts drie machineshops en een gieterij, werd in 2004 de start van de Hittech Group.

‘We vonden de hightechindustrie buitengewoon interessant’, legt Heijwegen uit. ‘Dat sprak mij aan, om aan het front van de technologische ontwikkeling te zitten.’ Al snel werden bedrijven toegevoegd om de competenties uit te breiden, maar de binding met materialen vanuit het Hoogovens-verleden is altijd gebleven. Niet voor niets zijn de vergaderzalen in Hittechs hoofdkantoor in Den Haag vernoemd naar metalen zoals aluminium en titanium.

De lezing van professor Ulrich Krupp van RWTH Aachen ging over duplex roestvaststaal.

Koen Mentink van Hittech Bihca legde uit waarop je moet letten bij de bewerking van materialen.

TU Delft­hoogleraar Erik Offerman gaf een introductie over Invar en andere nikkel­ijzerlegeringen.

Materiaalkunde en productie zijn dus de basis van Hittech en vormen de primaire competenties.

Assemblage en engineering werden toegevoegd met de acquisitie van Multin. ‘We ontwikkelen systemen en subsystemen om die in principe zelf te produceren’, aldus Heijwegen. ‘We ontwikkelen systemen voor klanten in de context van produceerbaarheid.’ Dat benadrukt het belang van het materialencolloquium. ‘De ontwikkelaars moeten de juiste keuzes kunnen maken in het ontwerpproces. We zijn heel goed in maakbaarheid en willen dat ook in de praktijk brengen. Maar het kan altijd beter. De materiaaleisen die worden gesteld in de hightechindustrie worden continu hoger.

Vandaar deze colloquia.’

Value engineering

Early involvement en materiaalkennis zijn essentieel in ontwikkeling. Ard Geelkerken vertelt hierover tijdens het colloquium. Geelkerken is teamleider value engineering bij Hittech Multin. Een van zijn taken is om leveranciers vroeg bij het ontwikkelproces te betrekken. ‘In functional engineering wordt vaak niet verder gekeken dan het prototype’, legt hij uit. ‘Value engineering focust op de gehele levenscyclus van een product.’

Een ontwerper baseert zijn keuzes op wat hij weet. De projectleider

stelt het doel vast en wil risico’s minimaliseren. De klant wil snel naar de markt. Een product moet ten eerste aan de eisen voldoen, daarna komen kwaliteit en kosten. ‘De ontwerper kiest al snel voor dure materialen en ingewikkelde vormen als hij daarmee zeker stelt dat het prototype het doet’, zegt Geelkerken. ‘Het prototype is makkelijk te maken. Hij weet niet hoe duur de uiteindelijke productie zal zijn.’ Pas als de eerste serie in productie gaat, blijken de kosten vaak te hoog en ontstaan er discussies.

Engineers moeten al tijdens het ontwerpproces in de gaten houden of het eindresultaat zowel technisch als economisch zal voldoen. ‘Iedereen in de ontwerpcyclus heeft zijn eigen specialisme en filosofie’, stelt Geelkerken. ‘De ontwerper streeft naar risicoloze functionaliteit en specificeert het mooiste van het mooiste. De bewerkingsfabrieken worden enthousiast en kunnen alles produceren binnen de toleranties.

De operators worden beloond voor repetitieve kwaliteit bij ingewikkelde onderdelen.’

De ontwerper moet dus vroeg in het proces in discussie gaan met de bewerker en de materialenexpert.

Geelkerken laat met value engineering al tijdens de ontwerpfase het effect van materiaalkeuzes op de kostprijs zien. Hij stelt: ‘Bewer-

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

kingsconcepten en andere constructies kunnen het gebruik van dure materialen of productiemethodes voorkomen.’

Geelkerken geeft een aantal voorbeelden waarin overleg tijdens de ontwerpfase resulteerde in een lagere kostprijs. Zo kon thermische isolatie van een spindel voorkomen dat er speciale, duurdere materialen moesten worden gebruikt. Bij een ander onderdeel ging meer dan 20 procent van de bewerkingstijd in kleine details zitten. Het onderdeel had een diepe pocket, waardoor de binnenkant moeilijk te bereiken en te bewerken was. Het ontwerp werd aangepast naar twee aparte delen, wat resulteerde in een kostenreductie van 18 procent. ‘Dat is behoorlijk als je gaat opschalen’, aldus Geelkerken.

Een duurder materiaal met lagere productiekosten kan door slim ontwerpen toch in een kostenreductie resulteren. ‘Als de extra aandacht tijdens de ontwerpfase resulteert in lagere kosten, heb je een businesscase’, concludeert Geelkerken. ‘Dus wees creatief met materiaalselectie. Kijk naar wat er beschikbaar is en profiteer van standaardmaten van verkrijgbare materialen. Begin de discussie in de vroege ontwerpfase en neem de kosten van productie mee.’ De integrale kostprijs is waar het uiteindelijk om draait.

19

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

NIEUWS

Multibeammicroscoop brengt 3d-beeldvorming cellen in stroomversnelling Medische en biologische wetenschappers staan te popelen om voor hun onderzoek 3d beelden te maken op nanometerschaal. Zonder een efficiënte techniek om hiervoor scans te maken, is dit echter een moeilijk en tergend traag proces. De TU Delft werkt nu samen met een consortium van bedrijven aan de ontwikkeling van een innovatief apparaat dat dit wel mogelijk maakt: een multibeam scanning electron microscope.

Antoinette Brugman

H

et maken van een gedetailleerd, driedimensionaal beeld van cellen of weefsels is zeer interessant voor onderzoek in biowetenschappelijke domeinen zoals de celbiologie en medische weefselbiologie. Dit geeft onderzoekers naast een overzicht van

het weefsel ook nauwkeurige informatie op nanometerschaal. Voor het maken van dergelijke 3d beelden moet je zeer dunne plakjes van de celstructuren of weefsels maken. Deze plakjes moeten worden gescand om vervolgens een 3d-reconstructie mee op te bouwen.

Het Nederlandse consortium richtte zich op de ontwikkeling van een gebruikersvriendelijk apparaat dat met een minimum aan gebruikersinput kan worden gebruikt.

20

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

Dit proces vereist een apparaat dat in staat is om elk plakje afzonderlijk en in detail te scannen. Tot nu toe vormde dit het probleem. Een ‘normale’ lichtmicroscoop kan direct een foto van het monster maken. Door de maximale resolutie van ongeveer 400 nm van zo’n

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

microscoop zijn de beelden echter niet gedetailleerd genoeg. Met een resolutie van ongeveer 1 nm biedt een traditionele scanning electron microscope (sem) wel voldoende detail. Met de sem moet je echter alle plakjes pixel voor pixel scannen, wat tijdrovend is en maanden of jaren in beslag zou kunnen nemen.

Gebruikersvriendelijk

Er moet toch een slimmere manier zijn om deze beelden te maken, dacht een groep bedrijven, waaronder Delmic, Technolution en Thermo Fisher. Ze bundelden daarom hun krachten met de TU Delft en richtten een consortium op om een nieuw sem-type te creëren: een multibeam sem. Ze stelden zich ten doel om een innovatief apparaat te bouwen met een hoge resolutie en een sterk verhoogde doorvoersnelheid, om het scanproces te versnellen en de meettijd terug te brengen tot dagen of zelfs uren. Dit zou van de multibeam sem een geschikte hoogvolumetechniek maken voor onderzoek in de levenswetenschappen.

‘We wilden een apparaat ontwikkelen dat honderd keer sneller zou zijn dan de traditionele sem en met een zeer hoge resolutie’, legt Delmic-cto Andries Effting uit. ‘Tegelijkertijd wilden we een gebruikersvriendelijk systeem ontwikkelen dat met minimale gebruikersinput zou kunnen draaien - min of meer zelfstandig werkend. Bovendien wilden we een apparaat ontwikkelen dat we tegen een redelijke prijs op de markt zouden kunnen brengen voor onze klanten.’

Sinds de start van het consortium twee jaar geleden hebben de partners veel vooruitgang geboekt. Samen hebben ze een alfa- en een bètasysteem gebouwd. Deze systemen leverden een proof of principle en vormden de noodzakelijke stappen om te zien of er geen ontwerpfouten zaten in het engineeringgedeelte. Op dit moment werken de partners aan het definitieve ontwerp van de multibeam sem – een snel en gebruikersvriendelijk apparaat met een resolutie van 4 nm – dat eind dit jaar zal worden geïntroduceerd in de markt.

Elk lid van het consortium brengt zijn eigen specialisme in. Aan de TU Delft werken onderzoekers al meer dan tien jaar aan een multibeam sem-techniek.

Beeld van een gedeelte van de alvleesklier van een rat. Voorbeeld met dank aan Ben Giepmans, Celbiologie Universitair Medisch Beeldcentrum UMC Groningen Op dit moment doet een groep promovendi onderzoek om het multibeam systeem gebruiksklaar te maken. Thermo Fisher levert met zijn kennis en ervaring in het bouwen van sems de infrastructuur voor het nieuwe apparaat.

Technolution richt zich vooral op de sensoren en de data-acquisitie en -verwerking. Het bedrijf is verantwoordelijk voor de gehele datastroom, van het uitlezen van de gegevens tot de beeldverwerking en de opslag. Delmic zorgt voor de sampledoorvoer, de detectoroptiek en de software-integratie van het systeem en houdt zich bezig met de verkoop van het product aan klanten.

64 crt-tv’s

Een sem produceert beelden van een monster door het oppervlak te scannen met een gefocuseerde elektronenbundel. De elektronen in deze bundel hebben op verschillende manieren interactie met het monster, wat resulteert in drie populaties elektronen die je kunt detecteren. In een traditionele sem meet je twee van deze populaties meestal met detectoren die boven het monster zijn gemonteerd. Dit zijn de secundaire elektronen, die informatie geven over de eigenschappen van het oppervlak, en de teruggekaatste elektronen, die informatie geven over de samenstelling van het materiaal.

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

De derde populatie elektronen kun je detecteren in een opstelling die bekendstaat als een scanning transmission electron microscope (stem). In zo’n apparaat identificeert een detector onder het monster de elektronen die erdoorheen gaan. Deze transmissie-elektronen bieden waardevolle informatie voor de beeldvorming van biologische monsters, omdat ze de visualisatie van lokale dichtheidverschillen in het monster mogelijk maken.

Een stem detecteert zowel de hoeveelheid als de energie van de elektronen die door het monster gaan en geeft zo informatie over de lokale dichtheid.

Het aantal elektronen dat erdoorheen gaat, is afhankelijk van de structuur van het monster. Hoe dichter het materiaal, hoe meer het de elektronen verstrooit, waardoor deze de detector niet zullen bereiken. Dit resulteert in een lagere intensiteit van de gedetecteerde elektronenbundel. Door het monster pixel voor pixel te scannen, ontstaat een beeld dat de lokale dichtheidsverschillen van de weefselstructuren laat zien. Omdat biowetenschappelijke onderzoekers vooral geïnteresseerd zijn in de beeldvorming van celmembranen van weefsels, kleuren ze deze celmembranen om het contrast in hun monsters te versterken.

Marc van Eert, een toegepast wetenschapper bij Technolution, legt uit:

21

7 OCTOBER 2020 IGLUU EINDHOVEN

Platinum sponsor

Bronze sponsor

Sponsor

Partner

Powered by

IDEA2INDUSTRY.COM

#BCI2I

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

NIEUWS

‘Normaal gesproken gebruikt een sem slechts één elektronenbundel. Wij hebben een systeem ontwikkeld met meerdere bundels, waarmee we verschillende delen van het monster tegelijkertijd kunnen scannen. Dit is mogelijk, omdat je in de transmissiemodus de secundaire elektronenbundels afzonderlijk kunt meten. Ons apparaat is ontworpen met een raster van acht bij acht bundels, dus vierenzestig in totaal. Dit versnelt het proces enorm. Je kunt ons systeem vergelijken met vierenzestig crt-tvschermen die tegelijkertijd hun beelden schrijven en elk een deel van het grotere plaatje laten zien. In ons geval schrijven we echter geen beeld, maar lezen we een monster met vierenzestig elektronenbundels tegelijk. Elke bundel scant een ander deel van het monster - een gebied van 3,2 µm bij 3,2 µm.

Vervolgens combineren we de informatie van alle afzonderlijke bundels om er één beeld uit samen te stellen.’

Overspraak

Hoewel dit vrij eenvoudig klinkt, waren er veel technische uitdagingen bij het ontwerp van dit nieuwe apparaat. ‘We konden dit systeem niet op een evolutionaire manier realiseren – door stapsgewijze veranderingen door te voeren – omdat we alle onderdelen van het systeem tegelijkertijd moesten aanpassen om er een multibeammachine van te maken’, vertelt Van Eert. ‘Dit zou niet mogelijk zijn geweest zonder gebruik te maken van systeemengineering. In feite hebben we het bestaande sem-systeem volledig herschikt en omgevormd naar een nieuw werkingsprincipe. We hebben er dus op een meer revolutionaire manier aan gewerkt. Als gevolg daarvan zijn we er ook in geslaagd om een systeem te ontwerpen met een kortere belichtingstijd per pixel. Dit versnelt het proces ook aanzienlijk.’

Het werken met veel elektronenbundels tegelijk brengt twee voor de hand liggende uitdagingen met zich mee: het beperken van overspraak tussen aangrenzende bundels en het vinden van een slimme manier om alle bundels

Het systeem is volledig herschikt en naar een nieuw operationeel principe gebracht. te gebruiken om één beeld samen te stellen dat het hele oppervlak van het monster beslaat. Omdat de elektronenbundels zeer dicht bij elkaar opereren, kan één bundelsignaal invloed hebben op naburige signalen. Van Eert: ‘Dit overspraakeffect moesten we minimaliseren om de juiste informatie uit alle individuele bundels te krijgen. We hebben dit bereikt door de bundeloptiek zeer nauwkeurig af te stemmen op de detector. Tijdens het acquisitieproces wordt de uitlijning continu bewaakt en waar nodig bijgesteld.’

Scans op aanvraag

Voor het samenstellen van één beeld uit de informatie afkomstig van alle vierenzestig elektronenbundels moet elke bundel zijn eigen gebied scannen, inclusief enkele pixels van naburige bundels. Deze overlap is nodig om een compleet beeld te krijgen van alle bundelsignalen en om er zeker van te zijn dat er geen informatie ontbreekt. Door het systeem te kalibreren, is het mogelijk om te bepalen hoe de verschillende beelden moeten worden samengesteld om er één beeld van te maken.

‘In feite is het hele concept veranderd ten opzichte van een traditionele sem’, verduidelijkt Van Eert. ‘Omdat het scannen met een traditionele sem nogal tijdrovend is, moet de onderzoeker het apparaat zelf bedienen om zorgvuldig

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

het deel van het monster te selecteren waarin hij geïnteresseerd is. Omdat de multibeam sem het mogelijk maakt om een groot gebied zelfstandig en in een redelijke hoeveelheid tijd te scannen, is het mogelijk om het hele monster in één keer te doen en later een kleinere selectie van dit gebied te maken. De bediening van de multibeam sem kan worden gedaan door een technische operator, die alleen het scannen van de monsters faciliteert en vervolgens de data met beeldgegevens aflevert aan de specialist. Deze manier van werken opent zelfs de deur naar het realiseren van scancentra, die – net als kopieercentra die kopieën aan hun klanten leveren – scans op aanvraag uitvoeren.’

Een andere uitdaging is de enorme hoeveelheid gegevens die het systeem produceert, voegt Effting toe. ‘We hebben een routekaart gemaakt naar een data-acquisitiesnelheid van één gigabyte per seconde, wat betekent dat er elke twee uur een volledige harde schijf nodig is. Stel je voor dat je het systeem een paar weken lang vierentwintig uur per dag en zeven dagen per week laat draaien. Dit zal een enorme hoeveelheid gegevens opleveren. Bovendien moet je al deze data verwerken. Als we dit allemaal onder controle hebben, dan moeten we er ook nog voor zorgen dat de onderzoekers die de monsters voorbereiden de machine kunnen bijhouden.’

23

THEMA SOFTWAREONTWIKKELING

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Continue optimalisatie begint bij low code Software-updates zijn de normaalste zaak van de wereld. Tenminste, op pc’s en smartphones.

Voor machines ligt dat radicaal anders. Als die eenmaal zijn afgeleverd, is het nu nog zo ingewikkeld en tijdrovend om de programmatuur bij te werken dat klanten er liever helemaal van afzien.

Pas als het oude systeem echt achterhaald is, kiezen ze noodgedwongen voor een geheel nieuwe machine. Met low-code softwaredesign als middelpunt loopt er sinds vorig jaar een Europees gesubsidieerd onderzoeksproject dat dit probleem te lijf gaat.

Alexander Pil

‘I

k heb me altijd vreselijk geërgerd hoe moeilijk het is om foutloze software te ontwikkelen.’ Benno Beuting, directeur en oprichter van Cordis Suite, windt er geen doekjes om. ‘In beginsel is het immers niet de software waar het om gaat. Je hebt die code alleen nodig om het gedrag te realiseren dat je op systeemniveau allang helemaal hebt uitgedacht.’

Die irritatie is tot op de dag van vandaag Beutings intrinsieke motivatie om andere wegen te bewandelen en betere oplossingen te bedenken. Hij gelooft heilig in de kracht van low-code applicatieontwikkeling. En daarin staat Beuting bepaald niet alleen. Gartner

24

voorspelde vorig jaar dat die grafische, modelgebaseerde programmeermethodiek tegen 2024 verantwoordelijk zal zijn voor meer dan 65 procent van de totale applicatieontwikkeling.

Om uit te leggen wat low code inhoudt, trekt Beuting de parallel met Wordpress. ‘Een jaar of tien geleden leverden hogescholen in grote getale html-programmeurs af. Om een website te bouwen, had je in die tijd een softwarespecialist nodig. Die afdelingen zijn inmiddels volledig opgedoekt. Waarom?

Wordpress heeft voor een volledige disruptie gezorgd. Websites bouwen is geen hogere wiskunde meer, en je hoeft er al helemaal niet voor te coderen. Het

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

is nu onderdeel van een grafische studie of een marketingopleiding.’

‘Door Wordpress is er een ontkoppeling ontstaan tussen de beschrijving van de website en de daadwerkelijke code’, gaat Beuting verder. ‘Als er een nieuwe release wordt uitgebracht, heeft iedereen gelijk de beschikking over allerlei nieuwe functionaliteiten die ze razendsnel in hun site kunnen integreren. Ze kunnen bijvoorbeeld het webbezoek beter tracken en analyseren of met artificial intelligence een dynamische site bouwen die zich aanpast aan de bezoeker. Door die splitsing kun je super eenvoudig de nieuwste technologieën uitrollen op je bestaande platform.’

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Tesla-model in machinebouw LEARNING

UPDATE (ERROR FREE)

• Adaptive information dashboarding

• Low-code model

• Artificial intelligence

• Formal verification

• Big data - Low-code model data - Operational control data - Sensor data

• Virtual twin commissioning • Cyber security

• Cyber security • 5G

Dynamisch gedrag

De voordelen van low-code softwareontwikkeling zijn ook in de industriële automatisering zeer welkom. Tot diezelfde conclusie kwam Siemens twee jaar geleden. Daarom legde de grootmacht liefst 730 miljoen dollar op tafel voor de overname van een van de koplopers in low code: Mendix. Dat van oorsprong Rotterdamse bedrijf is inmiddels uitgegroeid tot het speerpunt in Siemens’ digitaliseringsstrategie. Het tekent hoeveel waarde de industrie hecht aan snelle softwareontwikkeling. Hoe efficiënt zou het immers niet zijn als een domeinspecialist zelf hardwareonafhankelijke code kan genereren op basis van het grafische model dat hij heeft opgezet?

Met de low-codeaanpak komt die visie binnen handbereik. ‘Traditionele programmeurs willen er vaak niet aan, ontkennen het zelfs’, heeft Beuting ervaren. ‘Dat komt natuurlijk voort uit de terechte angst dat het hun vakgebied bedreigt. Zo snel als bij webdesign zal het niet gaan, maar voor mij is duidelijk dat low code de toekomst is. Sterker nog: het gebeurt al in de praktijk.’

Het gebruik van low-codeplatforms beperkt zich zeker niet tot apps voor in de manufacturing execution system-laag (het domein van Mendix) en eenvoudige machines. Met een tool als Cordis Suite kunnen embedded en plc-applicaties

Bij een continu verbeterproces draait het om low-code softwareontwikkeling, maar veel andere technieken spelen een cruciale rol. worden ontwikkeld voor de aanstuursoftware in complexe machines. Zo heeft Additive Industries de software voor zijn industriële 3d-metaalprinters volledig met low code gebouwd.

‘Dat is een ingewikkeld systeem, met honderdduizenden toestanden’, aldus Beuting. ‘Er wordt vaak gedacht dat low-coding alleen goed werkt bij eenvoudige machines, maar juist bij complexere systemen is er meer noodzaak.

Voor mij als systeemengineer bestaat een groot systeem altijd uit meerdere kleine systemen. Als je het goed aanpakt, kun je die applicaties stuk voor

Deelnemers samenwerking Additive Industries * Altran/Capgemini Author-e Bright Cape Compumatica Cordis Suite * Esi Fontys KE-works * KPN/5G Lely Industries * Siemens Digital Industries TNO * TU Eindhoven * Visiwin/Inosoft * Betrokken bij het Machinaide-consortium

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

stuk met low code bouwen en daarna samenvoegen.’

Low-coding ondersteunt het systeemdenken omdat je op een hoger abstractieniveau je machine beschrijft.

Dat begint met een decompositie van het systeem in onderdelen en met goed gedefinieerde interfaces tussen die blokken. ‘In een low-codeplatform voor industriële aansturingssoftware zoals Cordis Suite beschrijf je van alle deelsystemen afzonderlijk het dynamische gedrag’, legt Beuting uit. ‘Dat leidt tot een beschrijving van het geheel en daar genereren we dan de code voor. Geautomatiseerd, leesbaar en foutloos. Nou ja, de foutmarge is heel veel kleiner, want het model zelf moet uiteindelijk ook kloppen. Dat blijft tot op zekere hoogte mensenwerk, maar omdat je de systeembeschrijving op een hoog abstractieniveau kunt valideren, kunnen alle disciplines input leveren en ben je niet aangewezen op puur de kennis en kunde van de programmeur.’

Tesla

Ondanks de aantrekkelijke vooruitzichten van low-code softwareontwikkeling vormt het hooguit een deel van de oplossing. Via het High Tech Software Cluster is Beuting mede-initiatiefnemer van het breedgedragen Machinaide-consortium dat eind vorig jaar

25

THEMA SOFTWAREONTWIKKELING

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

subsidie toegewezen heeft gekregen vanuit het Europese Itea3-programma. Om uit te leggen wat de plannen zijn, maakt Beuting de analogie met de autowereld: ‘We zijn in deze regio heel goed in het maken van hightech systemen. Dat zijn de BMW’s en Mercedessen onder de machines. Maar ja, als ik zo’n auto voor de deur heb staan, en de buurman koopt vijf jaar later het nieuwste model, dan wil ik ook een nieuwe.

Die paar jaar maakt een wereld van verschil in technologische ontwikkeling.

De enige manier is de oude auto weg en een nieuwe kopen. Zo gaat dat ook in de machine-industrie.’ Het kan echter ook anders.

‘Er is een merk dat dit probleem niet heeft: Tesla. Als je zo’n auto koopt, is de hardware al voorbereid op functionaliteiten die softwarematig nog niet haalbaar zijn. Autonoom rijden bijvoorbeeld. Het is gewoon wachten tot de software goed genoeg is en je kunt je Tesla updaten.’

In de machinebouw zouden we het Tesla-model op systeemniveau moeten adopteren, vindt Beuting. ‘We moeten

ervan af dat zodra het systeem is getest en opgeleverd, niemand er meer aan mag komen. We moeten juist zo flexibel ontwerpen dat eindgebruikers de machines in het veld up-to-date kunnen houden. Daar hebben ze zeker geld voor over, dus creëer je heel interessante businessmodellen.’

Voor bijvoorbeeld Additive Industries, een van de deelnemers in het Machinaide-consortium, is zo’n Tesla-benadering van levensbelang. Maar hoe doe je dat? In Palo Alto zit een leger softwareontwikkelaars, waaraan een gemiddelde machinebouwer never nooit niet kan tippen. ‘We moeten er niet meer mensen op zetten; we moeten het geautomatiseerd en slimmer doen, met intelligente tools en platforms.’

Lely

Dat is makkelijker gezegd dan gedaan.

Om het plan te verwezenlijken, is een breed palet aan bedrijven en kennisinstellingen nodig. In het Itea3-project is dat gelukt (zie kader). Industriële inbreng is er van Additive Industries

Additive Industries heeft de software van zijn industriële 3d-metaalprinter volledig via de low-codeaanpak ontwikkeld.

26

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

en Lely Industries. Daardoor blijven de resultaten niet hangen in academische schoonheid.

Een van de bouwblokken is low-coding. ‘Daarmee kun je een software-update nagenoeg foutloos maken, en gelijk valideren tegen je simulatie, bijvoorbeeld met een digital twin’, legt Beuting uit. ‘Op die manier vang je een deel van de complexiteit af.’

De tweede stap is formele modelverificatie. Die kennis komt van de TU Eindhoven. Zoals een werktuigbouwkundige fem-tools gebruikt om zijn systeem door te rekenen, is vergelijkbaar gereedschap nodig om de softwaremodellen te analyseren. Dat lukt alleen als de software in modellen zijn beschreven. Nog een reden om low code te gebruiken. Cordis is samen met Jan Friso Groote en zijn team op de TUE al drie jaar bezig om dit te realiseren.

Zodra een machinebouwer deze stappen heeft doorlopen, ligt er een goed werkende, foutloze software-upgrade, klaar om te worden geïmplementeerd op de systemen in het veld.

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

‘Machinebouwers zouden het Tesla-model van flexibel ontwerpen op systeemniveau moeten adopteren’, vindt Benno Beuting van Cordis Suite.

‘Maar als je de cybersecurity niet goed hebt geregeld, krijg je nooit toegang tot die apparaten’, benadrukt Beuting. Om die reden heeft het Udense Compumatica zich bij het consortium aangesloten. ‘Vele overheden maken gebruik van hun hardwaresecurityoplossingen.

Met dit project brengen ze die kennis nu naar de machinewereld.’

Daarbij gaat het overigens niet alleen om veilige communicatie maar ook om datasplitsing. Beuting: ‘Er moet een duidelijk onderscheid zijn tussen machinedata en wat de gebruiker ermee doet. Additive Industries loopt daartegenaan. Als een automotiveklant een onderdeel print, wil hij natuurlijk niet dat zijn design openbaar wordt. Compumatica gaat zorgen voor een gecertificeerde scheiding in de data.’

Walhalla

Aan de andere kant van de ontwikkelcyclus draait het om het verzamelen van informatie die als input dient voor de volgende iteratieslag. Dat gebeurt al op grote schaal, want alle machines hangen vol met sensoren die allerlei gegevens registreren en opslaan. ‘Maar data is nog geen informatie’, stelt Beuting. ‘Sterker nog: hoe meer data je hebt, hoe moeilijker het is om ze nuttig te gebruiken. Het nieuwe wondermid-

del is artificial intelligence. Ik zeg het cynisch – want het wordt wel erg opgeklopt tegenwoordig – maar ik geloof echt in die technologie.’ Kennis over dit onderwerp wordt gebracht door TNO, Bright Cape en SAS. Het succes van kunstmatige intelligentie staat of valt met de kwaliteit van de data. ‘Als ik wil weten hoe het met mijn hart gaat, dan kan ik allerlei sensoren op mijn lichaam plakken die mijn hartslag, bloeddruk en saturatie registeren, in een database stoppen en analyseren. Wat ik niet weet, is wat ik deed op het moment dat die sensor een afwijkende waarde afgeeft. Was ik aan het sporten? Schrok ik ergens van?

Ben ik verliefd geworden? Zonder die context is het best lastig om een goede diagnose te stellen. Bij een machine zit het precies zo. Wat was de machine aan het doen toen de sensor een gedragsverandering constateerde?’

Door de low-codebenadering is het relatief eenvoudig om de status en acties van de machine te loggen. ‘In je model hoef je niets te veranderen want het zit in het platform ingebakken om alle commando’s en communicatie op te slaan en te voorzien van een tijdstempel. Dat koppel je aan de tijdstempel van de sensordata en je weet precies wat de machine aan het doen was.

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

Dat is echt het walhalla voor artificial intelligence op machinedata.’

Parelketting

Het project van Beuting en co. is ambitieus en er zijn nog veel hindernissen te nemen. Hij is zelf de eerste om dat toe te geven. ‘Als het makkelijk was, zou het al zijn gebeurd. Maar het is zeker niet onmogelijk’, stelt Beuting. ‘Met de ondersteunende Itea-subsidie hebben we twee tot drie jaar om te ontwikkelen, te bouwen en voorzichtig uit te rollen.’

De crux is samenwerking. Het plan is zo veelomvattend dat bedrijven het nooit alleen van de grond krijgen. ‘Gelukkig is de regio daar sterk in’, aldus Beuting. ‘Het plaatje past perfect bij de fabrieken van de toekomst waar je het hebt over een systeem van systemen.

Met thema’s als artificial intelligence, big data, cybersecurity, 5g, low-code ontwikkeling, digital twinning, noem maar op. Allemaal prachtige parels, ook hier in de regio. Nu is het zaak om er een ketting van te maken.’

Overigens is het geen toekomstdroom.

‘Met low-codeplatforms zoals Mendix en Cordis Suite kun je op verschillende softwareniveaus nu al de basis leggen’, besluit Beuting. ‘Omdat dit proces start en finisht met low code ben je dan voorbereid op de nabije toekomst.’

27

THEMA SOFTWAREONTWIKKELING

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Zonder digital engineering stokt voortgang systeemengineering Digitalisering maakt het mogelijk om engineeringprocessen verregaand te automatiseren. Door het beter afstemmen van informatie uit verschillende disciplines, het stimuleren van hergebruik, formalisatie en simulatie, digital twinning, en slimme feedback uit productie en van operationele systemen, en de toepassing van artificial intelligence valt er veel te optimaliseren. De uitvoering is echter zo veelomvattend dat samenwerking tussen wetenschappers, kennisinstellingen en bedrijven de enige, logische stap is. Het High Tech Systems Center bouwt aan een consortium rond digital engineering om gezamenlijk te werken aan continue verbetering van het ontwikkelproces zonder de bedrijfseconomische aspecten uit het oog te verliezen.

Alexander Pil

‘V

eel bedrijven worstelen ermee dat ze de technologische vooruitgang niet kunnen bijbenen.

Er komen steeds meer technieken en tools op de markt waarmee ze wellicht wat moeten. Ze moeten hun engineers trainen om bijvoorbeeld nieuwe cloudtechnologie of simulatiemethodes onder de knie te krijgen. Kostbaar, tijdrovend en slechts een klein deel van de puzzel. Daarna rijst de vraag hoe ze die verworven kennis en potentieel cruciale methodes in hun organisatie en systemen moeten inbedden. Dat is een groot probleem voor de industrie. Daardoor roesten bedrijven regelmatig vast in de keuzes die ze aanvankelijk hebben gemaakt toen ze de productlijn opzetten.

En als je bij het oude blijft, hol je al snel achter de feiten aan.’

Aan het woord is Marc Hamilton, fellow bij het High Tech Systems Center van de TU Eindhoven. Hij constateert dat die problemen niet alleen spelen in het mkb. ‘Ook voor grote oem’s met veel kennis en veel capaciteit is het een hels karwei om nieuwe tools en technieken in hun engineeringsproces te integreren. Voor hen is het ingewikkeld en risicovol om hun bestaande workflow aan te passen of om te gooien.

Kleinere bedrijven hebben op dit punt een voordeel, maar missen vaak de ca-

28

paciteit. Voor alle categorieën geldt dat er een rem zit op hoe snel ze nieuwe technologieën, methodieken en tools goed kunnen integreren.’

Een andere groep waarbij deze problematiek de vooruitgang frustreert, zijn de bedrijven die van oudsher een mechatronische oorsprong hebben, maar steeds meer tot de conclusie komen dat ze zichzelf moeten omscholen tot een softwarebedrijf. ‘Er moeten allerlei apps komen, connectiviteit worden toegevoegd, monitoren in de cloud’, somt Hamilton op. ‘Zelfs voor zoiets ogenschijnlijk simpels als een tandenborstel zijn er nu apps die voor je bijhouden hoe goed je hebt gepoetst. Bedrijven worden gedwongen om te transformeren naar een softwareorganisatie. Dat is een worsteling; het was immers niet hun core en de kennis hebben ze niet aan boord. Goede software-experts zijn nauwelijks nog te vinden. Hoe zorg je dan dat je bijblijft met alle razendsnelle ontwikkelingen? Morgen dient zich weer een nieuwe technologie aan en begint dezelfde worsteling.’

Context

Voor de verdere evolutie van systeemengineering is er een impuls nodig voor digital engineering. ‘Dat draait om de vergaande digitale ondersteuning van het ontwerpproces, met name op de

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

plekken waar nu nog veel menselijke tussenkomst is’, verduidelijkt Hamilton. ‘Systeemontwikkelaars gebruiken al veel tools voor digital engineering.

Ieder voor zich functioneren die pakketten prima, maar het is nog altijd lastig om ze te koppelen in een flow. Het vergt veel menselijke interventie om te interpreteren hoe de uitkomst van de ene tool moeten worden overgezet naar de volgende. Vooral tussen de verschillende disciplines in een ontwikkelorganisatie zie je dat vaak mislopen.

Het zou zo mooi zijn als we al die data automatisch kunnen doorzetten.’

Dat is makkelijker gezegd dan gedaan. ‘Het is lastig op twee manieren’, weet Hamilton. ‘Ten eerste gebruikt elke tool zijn eigen formaat om zijn input en output te specificeren en op te slaan. Dat gebeurt bovendien op basis van een eigen paradigma of principe.

Ten tweede: de context waarin je ze toepast, is zeer bepalend. Kijk, je kunt prima een statemachine maken van het gedrag van het weer. Uit zo’n model zou je ook code kunnen genereren, maar daarmee kun je het uiteraard niet laten regenen. Engineers moeten beslissen wanneer ze welke tool moeten inzetten en hoe ze de resultaten kunnen gebruiken in de andere stappen. Die interpretatie van wat een tool bijdraagt aan het

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Europa hinkt wat achterop. We doen het nu dus misschien niet slecht, maar in dit tempo beginnen we steeds verder achterop te liggen.’

‘We hebben hier heel veel gespecialiseerde kennis en zijn echt wel goed in het bouwen van hightech systemen’, gaat Hamilton verder. ‘Die positie wil je behouden en uitbouwen door de kennis te gebruiken om echt producten te maken. Dat betekent dat we sneller en beter moeten engineeren. We moeten een ecosysteem bouwen waarin we continu en snel verbeteringen en nieuwe engineeringtools kunnen onderzoeken, de resultaten naar de markt krijgen en zorgen dat bedrijven ze toepassen.’

Drie hoofdthema’s

‘Hoe zorg je dat je bijblijft met alle razendsnelle ontwikkelingen? Morgen dient zich alweer een nieuwe technologie aan en begint dezelfde worsteling’, aldus Marc Hamilton, fellow bij het High Tech Systems Center. proces moeten we als mens managen.’

Op veel vlakken zijn er al – of ontstaan er – nieuwe standaarden en frameworks rond digital engineering. In simulatieomgevingen kunnen bijvoorbeeld modellen als FMU’s modulair aan elkaar worden geknoopt op basis van de FMI-standaard en de cad-wereld kent diverse breed gesteunde dataformaten.

Grote industrieën als defensie, luchten ruimtevaart en automotive hebben een lange traditie in standaarden en frameworks op engineeringniveau.

Hamilton: ‘Modules die in een simulatieomgeving de modellen aan elkaar knopen, zijn niet geschikt voor de aansturing van een systeem. Zo worden we overweldigd door allerlei standaarden die deelproblemen oplossen, maar het gaat om de integratie van al dit soort

technologieën en het reduceren van de kennis die nodig is om ze toe te passen.

Met digital engineering proberen we dit onder controle te krijgen, zodat we verdere stappen kunnen zetten om engineering efficiënter te maken en toepassingen van kunstmatige intelligence te kunnen uitbreiden.’

Verder achterop

Hamilton kijkt ook naar de competitiviteit en concurrentiekracht van Nederland tegenover de rest van de wereld.

‘Op dit moment lopen we niet achter in systeemontwikkeling, maar we lopen ook zeker niet voor. Neem kunstmatige intelligentie, dat steeds vaker een rol speelt in engineeromgevingen. Veel van de voorbeelden komen uit de VS of China, waar de investeringen enorm zijn.

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

De roep om betere digital engineering is niet nieuw. ‘Ik merk dat veel bedrijven al enige tijd voelen dat het wringt’, aldus Hamilton. ‘Regelmatig hebben ze zelf de eerste stappen gezet. Vrijwel allemaal hebben ze echter onvoldoende capaciteit om het complexe geheel te omvatten.’

Het High Tech Systems Center nam een paar jaar geleden het initiatief om een consortium op te zetten en partijen bij elkaar te krijgen om gezamenlijk te werken aan betere systeemengineering. ‘Tijdens de eerste meetings bleven er onderwerpen en uitdagingen op tafel komen. Het divergeerde alleen maar. Er bleken zo veel aspecten in het engineeringproces te zijn die op een of andere manier moesten worden aangepakt dat het moeilijk was om er iets uit te pikken en te focussen’, schetst Hamilton hoe allesomvattend de problematiek is.

Het HTSC heeft zijn schouders eronder gezet en de problematiek vervat in drie hoofdthema’s. De eerste is platformengineering. ‘Veel bedrijven werken toe naar een platform voor hun productlijnen zodat ze onderdelen en kennis makkelijker kunnen hergebruiken’, legt Hamilton uit. ‘In de hightech, met zijn hoge mate van optimalisatie, is het zelden het geval dat je deelsystemen van de ene op de andere machine kunt overzetten, maar het is zeker mogelijk om bouwblokken en modules te hergebruiken op hogere ontwerpni-

29

EVENTS AS A SERVICE Not having real-life events doesn’t mean you can’t stay in touch with your (potential) clients.

Hire Bits&Chips to organize your (online) event or webinar.

We’ll arrange the registration and hosting and provide online promotion to make sure your event becomes a success.

Contact us via events@techwatch.nl to receive more information about the possibilities and rates.

bits-chips.nl/events

THEMA SOFTWAREONTWIKKELING

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Het HTSC bouwt aan een consortium rond digital engineering vanuit zijn nieuwe locatie in het Meulensteen House of Robotics op de TUE-campus. veaus en in de verfijning af te stemmen op het nieuwe systeem.’

Het tweede thema draait om de worsteling met de grote hoeveelheid beschikbare tools. ‘Zo’n nieuw pakket of licentie klinkt duur maar ze kunnen wel je proces versnellen. Dat is echter lastig inzichtelijk te maken waardoor het op veel weerstand stuit in de hogere managementlagen. Je moet ze dus koppelen aan de bedrijfs-kpi’s. Dat is uiteraard per branche verschillend. Soms is de time to market cruciaal. Als je dan met een nieuwe tool een maand ontwikkeltijd kunt winnen, heb je een duidelijke businesscase. In een andere tak gaat het wellicht om betrouwbaarheid en wil je dat het product gelijk honderd procent goed is. Dan heeft het zin om in verificatiegereedschap te investeren.’

Data en feedback vormen het derde hoofdthema. De systemen van tegenwoordig verzamelen een schat aan gegevens. Met die input kun je zeer waardevolle verbeteringen doorvoeren, voor een update of een volgend systeem. Dat werkt natuurlijk alleen met zinvolle data en ook data verzamelen kan duur zijn.

Data lake

Rond deze thema’s zijn heel wat relevante onderzoeksvoorstellen verzameld, die vervolgens zijn geclusterd.

Die clustering heeft nu geleid tot een duidelijk startpunt waarop verder onderzoek in de andere clusters zich kan baseren. De eerste concrete stap van het consortium dient zich daarmee aan. ‘We gaan sleutelen aan een basis die we systems engineering process orchestration noemen’, vertelt Hamilton.

‘Daarmee koppelen we modellen, data en tools aan een data lake zodat de mogelijkheden om de uitdagingen aan te pakken, worden uitgebreid met moderne data-analyse- en ai-technologieën.

Essentieel daarbij is de context van de modellen en data. Gegevens hebben immers geen waarde als je niet weet waar uit het engineeringsproces ze vandaan komen en hoe ze gerelateerd zijn aan de systemen die worden ontwikkeld.

Daarbij moet je de stappen van dat engineeringproces kunnen waarderen in termen van relevante bedrijfs-kpi’s om zo te kunnen optimaliseren. Dergelijke engineeringkennis moet dus worden geïnjecteerd in het data lake.’

Waar deze basis de mogelijkheden biedt voor de inbedding en de aanpak van digitale ontwikkelingen in engineeringprocessen, leggen de overige clusters de nadruk op verbeteringen van de procesondersteuning. Dit betreft onder meer procesoptimalisatie, automatisering van synthese, ondersteuning

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

van systeemontwerpbeslissingen, toepassing van digital twins, ontwerp van datageneratie door het systeem en de verwerking van die data tot verbeteringen in het ontwerp.

Snelle spinoff

Het HTSC bouwt nu aan een consortium rond digital engineering. ‘We zitten op dit moment in de fase dat we deze nieuwe ideeën gaan pitchen bij bedrijven. Onderdeel daarvan is dat we een proof of concept van de grond willen krijgen. Dat maakt het een stuk tastbaarder. Daar beginnen we niet blind, maar baseren ons op bestaande technologie en bouwen dat uit. Heel veel mogelijkheden en onderdelen zijn er namelijk al wel. Het consortium wil, naast het nodige fundamentele onderzoek, ook volop aandacht geven aan het inkoppelen van toegepast onderzoek, en snelle spinoff en terugkoppeling van de resultaten naar de praktijk.’

Hoe sneller hij met partners aan tafel zit, hoe liever Hamilton het is. ‘Dan kunnen we alles veel concreter maken, hopelijk op basis van usecases die deelnemers zelf inbrengen. Wanneer we een eerste meeting hebben? Ik hoop dit najaar. Dat is wellicht ambitieus, maar ik denk dat we een goede roadmap hebben, een goede plan de campagne.’

31

THEMA SOFTWAREONTWIKKELING

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Lely en Alten passen Ros2 toe in nieuwste stalrobots De software van Lely’s stalrobots was toe aan een update. Het bedrijf koos voor Robot Operating System versie 2 en riep de hulp in van Alten. Aan het begin van het project werd het team geconfronteerd met het gebrek aan gestandaardiseerde componenten en de geringe volwassenheid van Ros2. Ook het porten van Ros2 naar het gekozen Arm-platform kostte de nodige moeite. Met de uitgebreide simulatiemogelijkheden biedt Ros2 ook voldoende interessante kansen. Dit heeft ervoor gezorgd dat de eerste robot nu wordt getest en de ontwikkelde software deels kan worden hergebruikt voor toekomstige robots.

Marwijn Hessel Berend Küpers Vincenzo Ferranti

I

n 2018 begon Lely met de ontwikkeling van een nieuwe generatie mobiele robots. De Discovery, Juno en Vector zijn robots die autonoom rondrijden in stallen en respectievelijk mest schuiven, voer aanschuiven en voer distribueren. Hoewel een groot deel van de functionaliteit van deze drie modellen overeenkomt, zoals het autonoom navigeren, was de software totaal verschillend. Daarnaast was de bestaande hardware weliswaar robuust, maar toe aan een vernieuwingsslag. Het was dus tijd voor een update.

Voor dit innovatietraject werd een apart team opgericht dat bestond uit ingenieurs van Lely en consultants van Alten. De eersten namen hun ervaring mee op het gebied van melkveehouderij en de ontwikkeling van complexe, agrarische roboticaoplossingen. Vanuit Alten kwamen de kennis en kunde over het ontwikkelen, onderhouden en testen van technische software. De opdracht van het team was niet alleen om de software te updaten voor gebruik op de nieuwste hardware, maar ook om een gemeenschappelijk softwareplatform te bouwen voor de volgende generatie Lely-robots.

Stanford

Nadat het team was samengesteld, kreeg het van het management van Lely een nieuwe opdracht mee: de software moest gebaseerd worden op de nieuwste

32

versie van het Robot Operating System (Ros2). Lely hoopt hiermee goede aansluiting te houden met state-of-the-art onderzoek aan universiteiten, waar veelvuldig wordt gewerkt met Ros en Ros2.

Bovendien past de modulaire opbouw van het systeem goed bij de wens om meerdere robottypes van hetzelfde softwareplatform gebruik te laten maken.

De universiteit van Stanford ontwikkelde de eerste versie van Ros in 2007 met het idee om de uitwisseling van softwarecomponenten voor robots eenvoudiger te maken. Ze heeft het daarom opgezet als flexibel opensource raamwerk waarin functionaliteiten als losse modules zijn geïmplementeerd en via een gestandaardiseerde communicatielaag data met elkaar uitwisselen. Een levendige opensourcegemeenschap en veelvuldig gebruik in de academische wereld zorgden voor een snelle groei van beschikbare tools en packages. In 2012 is het RosIndustrial-consortium opgericht om de beschikbare tools en componenten geschikt te maken voor de industrie. Lely is sinds 2013 lid van dit consortium.

Omdat de eerste versie van Ros opgezet is met de academische wereld in het achterhoofd, heeft het een aantal structurele beperkingen die in industriële toepassingen voor uitdagingen kunnen zorgen. Zo is het niet ontworpen voor realtime platforms en maakt het geen

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

gebruik van een quality of service-protocol. Om deze restricties te verhelpen, is de Open Source Robotics Foundation (OSRF) – die Ros sinds 2012 onderhoudt – in 2015 begonnen met de ontwikkeling van Ros2. De grootste verandering is dat Ros2 gebruikmaakt van een data distribution service (dds) als middleware waardoor het beter geschikt is voor data-uitwisseling tussen machines.

Aanpassingen

De keuze om de software te baseren op Ros2 stelde het ontwikkelteam voor een aantal uitdagingen. Zo was Ros2 in het begin van het project nog sterk in ontwikkeling. Er was bijvoorbeeld geen ondersteuning voor het Arm-platform waarop de software moest gaan draaien. Een deel van het team begon met die implementatie. Doordat Ros2 opensource is, is het mogelijk om alles vanaf de broncode te compileren. Dit kostte de nodige moeite, maar na een paar maanden is het gelukt om het geheel werkend te krijgen.

Tegelijkertijd is een ander deel van het team begonnen met de implementatie van de functionaliteiten van de robot in Ros2. Hierbij was een grote uitdaging dat het publisher-subscriber-patroon waarop Ros2 is gebaseerd een heel ander concept is dan de sequentiële taken waarvan de huidige generatie robots gebruikmaakt. Dit

Lely koos voor Ros om goede aansluiting te houden met academisch onderzoek en omdat de modulaire opbouw past bij de wens voor een breed inzetbaar softwareplatform.

vereist een andere manier van denken, maar biedt ook kansen. Zo schept het de mogelijkheid om in een later sta­ dium andere sensortypes toe te voe­ gen en de positiemeting te verbeteren door middel van sensorfusie.

Een derde uitdaging is het gebrek aan standaardisatie binnen de robotica in het algemeen én de beperkte mate van vol­ wassenheid van Ros2 aan het begin van het project. Veel functionaliteiten waar­ van het team verwachtte dat ze stan­ daard waren, bleken in de praktijk niet beschikbaar, zoals de software om een metalen strip te volgen met inductiesen­ soren. Dat is een veelvoorkomende me­ thode in de agrarische sector om robots een pad te laten volgen door de stal. Ook was de api van Ros2 in het begin van het project nog niet stabiel, waardoor veel makers van opensource functionaliteiten wachtten met het porten van hun soft­ ware van Ros naar Ros2. De volwassen­ heid van Ros2 neemt snel toe. Zo zal de OSRF de laatste distributie, die afgelo­ pen mei werd gereleaset, voor minimaal drie jaar ondersteunen.

Gazebo

Naast deze uitdagingen bood Ros2 het team ook kansen. De belangrijkste was de beschikbare simulatieomgeving: Ga­ zebo. Deze simulator stelde het ont­ wikkelteam in staat de software al in een vroeg stadium te testen.

Tijdens de eerste ontwikkelstappen werd de robot gesimuleerd als een sim­ pele kubus die door de ruimte bewoog.

Het team maakte het model van de ro­ bot stap voor stap steeds realistischer.

Er werd wrijving toegevoegd, sensoren, motoren en tandwielkasten. Hierdoor is de simulatie nu zo realistisch geworden dat het team zijn algoritmes uitgebreid kan testen en tunen voordat ze toegang tot de echte hardware nodig hebben.

Ook vormt deze simulator een mooie brug tussen de theorie en de prak­ tijk, waarbij het theoretisch effect van bepaalde aanpassingen in het regel­ systeem duidelijk zichtbaar werd in de simulatie. Zo werd duidelijk dat de vertraging die een low­pass filter toe­ voegt, resulteerde in een te late res­ pons van de regelaar; de robot begon door de gesimuleerde stal te zwalken.

Het team kon dit probleem ontdekken en oplossen voordat het op de echte ro­ bot hoefde te worden getest.

Deze simulator stelt het team dus in staat snellere iteraties van hun soft­ ware te maken, wat tijdswinst oplevert voor het totale project. Ook hoeft het team nu minder te wachten op testtijd op de echte robots.

tie robot wordt in een echte stal getest.

Het team heeft de algemene compo­ nenten, zoals een motorregeling, zo ontwikkeld dat deze ook kunnen gaan worden ingezet voor toekomstige ro­ bots. Hiermee heeft het een belang­ rijke stap gezet op weg naar een alge­ meen softwareplatform waarvan de nieuwe generatie Lely­robots gebruik kunnen maken.

De uitdaging waaraan het team mo­ menteel werkt, is de verbetering van de snelheid van de communicatie. Ros2 biedt de mogelijkheid te kiezen tus­ sen verschillende dds­implementa­ ties en het team is al overgestapt naar Fast­RTPS. Daarnaast onderzoekt het momenteel andere opties die nog meer geschikt zijn voor embedded en real­ time platforms.

Ook werkt het team aan een motor­ regeling die gebruikmaakt van de Can­ open­infrastructuur. Lely heeft deze communicatiebibliotheek opensource beschikbaar gesteld, waarmee het nu zelf bijdraagt aan de beschikbaarheid van standaard roboticacomponenten.

Ruimtevaartorganisatie Esa heeft al in­ teresse getoond om de stack te gebrui­ ken in een van haar komende missies.

Eigen bijdrage

Marwijn Hessel is softwarearchitect bij Alten. Berend Küpers is roboticaconsultant bij Alten. Vincenzo Ferranti is lead engineer bij Lely.

Na anderhalf jaar ontwikkelen is het team nu zover dat de eerste veldtests worden uitgevoerd; de nieuwe genera­

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

33

THEMA SOFTWAREONTWIKKELING

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Continue integratie drijft op vertrouwen in kwaliteit Continuous integration lukt alleen als het softwareontwikkelproces op rolletjes loopt en grotendeels is geautomatiseerd. Pas dan kun je met zekerheid zeggen dat met de nieuwe update de boel niet in de soep loopt. Tim van Heijst van Extend Smart Coding en docent bij High Tech Institute legt uit hoe je dat aanpakt.

Tim van Heijst

I

edereen met een smartphone weet niet beter dan dat er regelmatig updates worden geïnstalleerd voor de apps die op zijn telefoon staan.

Het voordeel hiervan is dat de nieuwe mogelijkheden gelijk beschikbaar zijn, eventuele bugs zijn opgelost en dat de smartphone beter is beschermd tegen cybersecurityrisico’s. Om dit voor el­ kaar te krijgen, hebben de appontwik­ kelaars een team van software­en­ gineers die gezamenlijk werken aan verbeteringen en waarbij het bouwen, testen en verspreiden van de code in de appstores volledig is geautomatiseerd.

Vergelijk dat eens met de situatie binnen de industriële automatise­ ring. Kunnen we zo maar een wijziging doorvoeren in de code van een produc­ tiemachine, medisch apparaat, robot­ applicatie of landbouwvoertuig? Dat is helaas niet zo eenvoudig. Veiligheid is hier natuurlijk van een heel ande­ re orde. Bij dit soort applicaties wordt vaak handmatig veel getest en wordt de kwaliteit van de software bepaald door de resultaten die zijn behaald bij de oplevering van het systeem.

En machines of installaties die al in het veld staan? Als hier een verbetering in de code noodzakelijk is, moet een ser­ vice­engineer of programmeur dat ter plekke doen. En wat voor gevolgen heeft dit voor de rest van de code? Hoe vaak hoor je niet: ‘Vorige week is er iemand langs geweest om de software te wij­ zigen en nu werkt er iets niet meer. Zal wel aan de nieuwe software liggen.’ Heb jij het vertrouwen dat jouw gewijzigde software op afstand kan worden uitge­ rold zonder uitgebreide tests op locatie?

34

Volg de regels

Hoe krijgen de bouwers van die apps dat dan voor elkaar? Ten eerste ge­ bruiken ze de juiste tools voor de ap­ plicaties die ze maken. Waarschijnlijk bouwen ze verder op allerlei reeds be­ schikbare softwareobjecten die ze in­ tegreren met hun eigen code. Uiteraard

vertrouwen ze erop dat deze bestaan­ de code goed werkt, net als dat een plc­programmeur niet twijfelt aan een standaard functieblok voor een timer.

Wat doen appbouwers nog meer?

Ze spreken programmeerregels af. Dat begint met zoiets eenvoudigs als de naamgeving van variabelen, maar loopt

Volg standaard programmeerregels en templates en zet deze bijvoorbeeld op met een state model zoals in een UML-statediagram.

Gebruik bijvoorbeeld een static analysis-tool waarmee je – naast de standaard compilerchecks – automatisch kunt controleren of je je eigen programmeerregels volgt.

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

door tot standaard templatecode en de automatisch controle van de complexi­ teit van functies. Daarnaast is het bou­ wen en het testen van de code volledig geautomatiseerd zodat niet al die hon­ derden of duizenden functies elke keer opnieuw handmatig hoeven te worden gecheckt. Daarmee is er tevens garan­ tie dat er geen regressie optreedt, wat wil zeggen dat een wijziging op een plek van de code geen negatieve invloed heeft op een andere plek in de code.

Hoe krijgen we dit voor elkaar binnen de industriële automatisering? Ten eer­ ste zijn de leveranciers van de automa­ tiseringscomponenten een belangrijke schakel. Zij leveren al kant­en­klare bibliotheken met geteste code, voor bijvoorbeeld de aansturing van servo­ drives. Ook leveren fabrikanten van safetycontrollers gecertificeerde func­ ties en functieblokken mee die gega­ randeerd deze veilige status bewaken.

Hierbij kun je er dus op vertrouwen dat je die code zonder risico kunt toepassen.

Wat doe je met je eigen gemaakte code? Een mooie trend is dat de Plc­ open­organisatie zich hard maakt voor standaardisatie van code. Zodoende krijg je een leidraad die niet alleen le­ veranciers aanhouden, maar die je ook zelf kunt implementeren. Een stan­ daard functieblok met een standaard interface. Het functieblok bevat een standaard ‘Plcopen state machine’ voor bijvoorbeeld motionapplicaties of safetyfunctieblokken, en ook voor al­ gemene functieblokken is een gestan­

daardiseerd concept beschikbaar. Een plc­programmeur hoeft deze enkel aan te roepen en het werkt.

Hoe zorg je ervoor dat je eigen code ook daadwerkelijk aan die standaarden voldoet? Daarvoor zijn gelukkig tools beschikbaar. Die helpen je bij het op­ stellen van de testcode, het automa­ tisch uitvoeren en het rapporteren van de resultaten. Uiteraard kost het maken van deze tests tijd, maar het geeft ver­ trouwen in de kwaliteit van je software.

Let op de tijd

Om te komen tot continue integratie in de industriële automatisering is het advies om standaard programmeerre­ gels en templates te volgen. Zet deze bijvoorbeeld op met een state model zoals in een UML­statediagram. Con­ troleer de regels met bijvoorbeeld een static analysis­tool waarmee je – naast de standaard compilerchecks – ook automatisch kunt controleren of je je eigen programmeerregels volgt. Voer code reviewing uit zodat boven water komt als je per ongeluk iets over het hoofd hebt gezien. Zet de wijzigingen in een versiebeheersysteem zodat al­ tijd is terug te vinden welke wijzigingen zijn doorgevoerd en je – indien nodig – kunt terugvallen op een vorige versie.

En misschien wel het allerbelangrijkste: zorg voor automatische tests.

Zodra je dit voor elkaar hebt, heb je al grote zekerheid dat de code van hoge kwaliteit is. Maar dan ben je er helaas nog niet. Een van de grootste verschil­

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

len tussen een industriële applicatie en bijvoorbeeld een app of kantoorsoft­ ware is de factor tijd. Een cnc­machi­ ne moet zijn assen cyclisch synchroon aansturen binnen milliseconden. Een hydraulisch systeem moet snel genoeg zijn druk of positie kunnen regelen om niet in een onveilige situatie te belan­ den. En een robot moet snel kunnen reageren bij detectie van een product dat hij moet oppakken. Ook hier zijn tools voor die de uitvoeringssnelheid van je applicatie bepalen. Deze profilers meten niet enkel de totale cyclustijd, maar ook per functie of methode de be­ nodigde tijd om de code uit te voeren.

Dit geeft inzicht in mogelijke risico’s.

Indien nodig, kun je er dan voor kiezen om de code te optimaliseren of om een snellere processor te selecteren.

Fix de bug

Als dit voor elkaar is, komt de volgende fase: continuous delivery en continuous deployment. Tussen die twee termen zit een wezenlijk verschil. Zie de delivery als de levering van de code aan de productie.

Voor een machinebouwer betekent dit dat altijd de laatste – en dus ook beste – versie van de software beschikbaar is. Ook dit kun je automatiseren via bij­ voorbeeld een testmanager, buildtool of script. Als alle tests zijn doorstaan, kun je hiermee automatisch de applicatie laden in de machinecontroller, of beschikbaar stellen op een server waarvandaan pro­ ductie haar op de machine zet. Zodoen­ de krijg je directe terugkoppeling van de machine als er nog software­issues zijn.

Continuous deployment kan worden bereikt door de applicatie op afstand automatisch te laden in de controllers van machines of installaties op loca­ tie. Nu steeds meer machines aan het internet worden gekoppeld om data te kunnen verzamelen of service op afstand uit te voeren, bestaat die mo­ gelijkheid. Zo kan een bugfix, essentiële verbetering of securitypatch een be­ langrijke reden zijn om een update door te voeren. En nu je vertrouwen hebt in de kwaliteit van je software, is er geen enkele reden om het niet te doen.

Tim van Heijst is eigenaar van Extend Smart Coding en docent bij High Tech Institute.

35

THEMA SOFTWAREONTWIKKELING

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Altijd verbonden met je machines in de cloud Schneider Electric heeft een open, cloudgebaseerd serviceplatform ontwikkeld waarmee machine­ bouwers en eindgebruikers hun systemen op afstand kunnen volgen, monitoren en repareren.

Ecostruxure Machine Advisor stelt hen in staat nieuwe businessmodellen op te tuigen door ma­ chinedata inzichtelijk te maken.

Alexander Pil

I

ndustrial internet of things, iedere zichzelf respecterende machinebouwer weet inmiddels dat hij die trend niet kan negeren; als hij al niet is begonnen, moet hij als de wiedeweerga aan de slag. ‘Steeds meer bedrijven hebben de benodigde capaciteiten in huis en de juiste mensen in dienst’, zegt John Coppens, marketingmanager voor Schneider Electric Nederland. ‘Ik zie echter nog genoeg mkb’ers met onvoldoende resources. Niet zo gek, want het is complexe materie, waarvoor veel specifieke technische kennis nodig is.

Denk aan cybersecurity, communicatieprotocollen, cloudtechnologie, om er maar een paar te noemen.’

Om machinebouwers bij hun transformatie te begeleiden, verschijnen er met de regelmaat van de klok nieuwe tools en softwarepakketten op de markt. ‘Langzaam wordt daar het kaf van het koren gescheiden’, constateert Coppens. ‘Er zijn namelijk leveranciers die deeloplossingen aanbieden waarmee je op korte termijn vooruitgang kunt boeken. Gebruikers zien echter meer en meer dat er op de langere termijn toch meer bij komt kijken.’

Schneider Electric waakt ervoor in die val te trappen door intensief contact te houden met zijn klanten en met de eindklanten. Die dubbele benadering is waardevol omdat een machinebouwer en een eindgebruiker andere wensen hebben. ‘De eerste heeft bijvoorbeeld belang bij operationele efficiëntie; hij wil weten waar zijn machines staan, in welke configuratie en met welke

36

softwarerelease. Ook wil hij makkelijk onderhoudswerkzaamheden kunnen inplannen’, aldus Collin de Wit, productmanager industriële automatisering bij Schneider Electric. ‘Voor de eindklant draait het om productiviteit en een hoge uptime. En hij wil inzichtelijk hebben hoe verschillende sites ten opzichte van elkaar presteren, zodat hij zijn machinepark optimaal kan benutten.’

Coppens vult aan: ‘Een machinebouwer kijkt in de basis toch vooral naar zijn eigen systeem. Voor een eindklant is zo’n machine echter onderdeel van een veel groter productieproces. Hij moet ervoor zorgen dat ze goed is gekoppeld met de rest van de lijn en dat data goed worden gedeeld. Daarom hechten we er veel waarde aan om het verhaal van twee kanten te horen zodat we alle wensen kunnen integreren.’

Inzichtelijke data

Een van de uitdagingen waarmee machinebouwers en eindgebruikers kampen, is een slimme aanpak van onderhoud. ‘Bij de oude manier van werken – voor de digitalisering – pakte een servicemonteur maandagochtend zijn koffer en was hij vrijdagmiddag terug. Dat is heel arbeidsintensief en als hij pech had, dan bleek zo’n storing toch een andere reden te hebben en had hij de verkeerde spullen meegenomen’, schetst Coppens.

‘Dat is niet meer van deze tijd. Er zijn allerlei mogelijkheden om van tevoren op afstand de situatie in te schatten. Wat is er precies aan de hand? Dan kun je vaak remote de benodigde acties begeleiden

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

en uitvoeren of alsnog de beslissing nemen om iemand langs te sturen, met de juiste onderdelen.’

Voorspellend en preventief onderhoud, al dan niet op afstand, werkt alleen als je je machines goed kunt monitoren. Het inzichtelijk maken van data is voor managers minstens zo belangrijk.

Om de performance van hun fabrieken te optimaliseren, de output te maximaliseren en beslissingen te nemen over een eventuele bijsturing, moeten ze in detail weten wat er speelt.

Precies om die problemen te tackelen, heeft Schneider Electric een cloudgebaseerd serviceplatform ontwikkeld waarmee machinebouwers op afstand hun machines kunnen volgen, monitoren en repareren. Ecostruxure Machine Advisor bevat drie functies. De eerste is Track. Met die applicatie kunnen machinebouwers de locatie van al hun machines in alle fabrieken wereldwijd visualiseren. Dat gaat veel verder dan een fancy Excel-overzicht. ‘Je hebt realtime toegang tot relevante documentatie zoals stuklijsten, handleidingen en onderhoudslogboeken’, vertelt De Wit. ‘Zo krijg je zicht op de activiteiten, het beheer en het onderhoud van elke individuele machine.’

De tweede functionaliteit is Monitor. Die app stelt de machinebouwer, maar vooral de eindgebruiker, in staat om gedurende de gehele levenscyclus realtime machinegegevens te verzamelen en te visualiseren. De Wit: ‘Je kunt eenvoudig een persoonlijk dashboard creëren waarop precies de informatie

Ecostruxure Machine Advisor geeft je gedetailleerd inzicht in de status van je machinepark.

staat die jij nodig hebt. Daaraan koppel je simpel notificaties. Als een parameter buiten de vooraf bepaalde limieten komt, ontvang je daarvan bericht, een sms’je of een e-mail. Managers kunnen de overall equipment effectiveness analyseren en widgets gebruiken om key performance indicators in beeld te brengen.’

Fix is het derde element. Hiermee kun je op afstand problemen oplossen en reparaties uitvoeren. Fix biedt externe toegang tot de technische software in de cloud waardoor servicemedewerkers software as a service kunnen gebruiken. ‘Zo kun je de performance optimaliseren, storingen verhelpen en het onderhoud in goede banen leiden’, verduidelijkt Coppens.

Open en eenvoudig

Schneider Electric is niet de enige aanbieder van een digitaal serviceplatform voor de industrie. Hoe onderscheidt Ecostruxure Machine Advisor zich ten opzichte van de concurrentie? ‘Het grote verschil is de open architectuur’, antwoordt De Wit. ‘We gebruiken communicatieprotocollen die standaard zijn in de industrie. Daardoor kun je zelfs Ecostruxure Machine Advisor gebruiken ook al heb je helemaal geen Schneider-plc’s of andere Schneider-producten.’

‘Dat is echt een strategische keuze’, vult Coppens aan. ‘Ik weet dat sommige andere aanbieders daarover in de basis anders denken. Wij vinden dat het zinloos is om zo’n platform gesloten te houden voor één merk. Je kunt je klanten simpelweg niet verplichten alles bij

één leverancier te kopen. We zien natuurlijk graag dat klanten alleen Schneider Electric gebruiken, maar het is niet realistisch om daarvan uit te gaan.’

Een tweede pluspunt van Ecostruxure Machine Advisor is de eenvoud. ‘Je hoeft geen it’er te zijn om ermee te werken. Het is uitgedacht en voorgekauwd zodat het een kwestie van drag en drop is als je bijvoorbeeld een dashboard wilt configureren. Ideaal voor machinebouwers en eindklanten met een beperkte it-capaciteit, zoals in het mkb’, aldus De Wit. ‘De instap is laag, maar het is wel allesomvattend’, benadrukt Coppens.

‘Het is niet zo dat je je machines alleen naar de cloud brengt en er later allerlei additionele uitdagingen op je afkomen.

In alles is voorzien. Het is zo simpel dat je er morgen mee kunt beginnen, maar gelijk bent voorbereid op je noden in de toekomst.’

Performance fee

Ecostruxure Machine Advisor stelt machinebouwers in staat eindklanten nieuwe services aan te bieden door data van machines om te zetten in relevante inzichten en acties. ‘Traditioneel verkoopt een machinebouwer zijn systeem, wellicht met een onderhoudscontract, en daarmee is de business grotendeels klaar’, schetst De Wit. ‘Doordat zo’n leverancier nu volledig inzicht heeft in de status van zijn machines in het veld, kan hij veel beter in de gaten houden wanneer er onderhoud nodig is. Daarmee heeft hij dus de optie

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

om daar in detail contracten voor op te stellen. Bijvoorbeeld door af te rekenen aan de hand van de daadwerkelijke output. Een performance fee dus.’

Coppens: ‘Onze klanten zeggen dat in hun specificaties weliswaar staat dat het apparaat bijvoorbeeld honderd broodjes per uur kan bakken, maar dat ze weten dat het er in de praktijk honderdvijfentwintig zijn. Ze willen dat aan hun klanten kunnen bewijzen en daarvoor uitbetaald krijgen.’ Hoeveel bedrijven hanteren er al zo’n machine as a service-aanpak? ‘Nog een klein percentage’, geeft Coppens toe, ‘maar op internationaal niveau komen er heel wat mooie voorbeelden voorbij. Ook in Nederland spreken we met enkele bedrijven al heel concreet over machines as a service.’

Augmented reality

‘De Track-, Monitor- en Fix-apps in Ecostruxure Machine Advisor vormen het totaalplaatje van wat wij remote management noemen. Ik denk dat we daarmee goed inspelen op de trends in de markt’, vat Coppens samen. ‘Overigens is Machine Advisor onderdeel van ons veel bredere Ecostruxure-platform. Het sluit naadloos aan op onder meer de Augmented Operator Advisor waarmee je augmented reality kunt toepassen om virtuele objecten op de bestaande installatie te projecteren en daarmee contextuele informatie en realtime data in te zien. Of gebruik de Secure Connected Advisor om op afstand toegang te krijgen tot de machine en compleet veilig bijvoorbeeld de hmi te herprogrammeren.’

37

ACHTERGROND OVER BESTURINGEN

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Hoogwaardig drukken met futuristische flexibiliteit

Wat ooit het exclusieve domein van offsetdrukpersen was, is nu mogelijk met een inkjetdrukpers: de Canon Prostream maakt hoogwaardig drukken flexibeler en winstgevender dan traditioneel mogelijk was met rollenoffsetdrukpersen. Deze revolutie is mogelijk gemaakt door dynamische aandrijvingen en een snelle rollenbesturingsoplossing van B&R. Franz Rossmann

G

lossy tijdschriften, fine art­ prints en reclamebrochures zien er prachtig uit en voelen prettig aan. Dit komt omdat ze zijn gedrukt op papier dat wordt gecoat met een mengsel van pigmenten en bindmiddelen en wordt gladge­ streken met rollers. Dit papier met oppervlakteafwerking zorgt voor

Canon gebruikt de Acoposmultiservoaandrijvingen in zijn Prostreamdrukpers.

38

drukwerk met fijne details en hel­ dere kleuren. Het systeem is echter ontworpen en geoptimaliseerd voor offsetdrukpersen en tot nu was dat dan ook de enige optie. Conventio­ nele inkjetdrukpersen kunnen geen gecoat papier verwerken, aangezien de pigmenten in de inkt niet aan het gladde oppervlak hechten en het drukwerk snel vegen vertoont. Daar­ om worden inkjetdrukpersen tradi­ tioneel ingezet voor drukwerk met lagere kwaliteitseisen waarvoor pa­ piersoorten zonder coating kunnen worden gebruikt. Voor hoogwaardi­ ge productie bood alleen offsettech­ nologie de benodigde productiviteit en kostenefficiëntie.

Maar met de nieuwe Canon Pro­ stream zijn de regels veranderd.

Met de nieuwe inkttechnologie op polymeerbasis en de geoptimali­ seerde contactloze luchtdroging is de nieuwste drukpers van Canon het eerste inkjetrollendruksysteem dat op praktisch elk type papier met een glans­, zijdeglans­ of matcoating kan drukken, voor een kwaliteit en een productiviteit die gelijk zijn aan of beter zijn dan offsetdruk.

Inkjet heeft nog een belangrijk voordeel vergeleken met offset: als zuiver digitaal drukproces kan het volledig variabele afbeeldingen pro­ duceren zonder dat de machine voor elke nieuwe drukwerktaak hoeft te worden ingesteld, zoals bij een offsetdrukpers. Met inkjet worden

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

zelfs de kortste series winstgevend en kunnen deze snel worden ver­ werkt. Dit biedt de mogelijkheid van flexibele nieuwe bedrijfsmodellen die drukkerijen voorbereiden op een toekomst waarin services als print on demand en het personaliseren van producten de manier verande­ ren waarop we drukwerk voor recla­ me en communicatie inzetten.

Op spanning houden

Drukpersspecialist Canon, gevestigd in Japan en met r&d en productie in Poing bij München, heeft zichzelf de uitdaging gesteld om een digitaal drukperssysteem te ontwikkelen dat kan voldoen aan de kwaliteit en productiviteit van offsetdrukken. Dit leidde tot de Prostream­drukpers, geïntroduceerd in 2017. Dit ink­ jetsysteem, van meet af aan ontwor­ pen voor digitale rollenoffsetdruk, kan op een groot aantal verschil­ lende materialen drukken, inclusief gecoat papier. De Canon Prostream voldoet aan de kwaliteitseisen van standaardprocesoffsetdruk met een effectieve maandelijkse productie tot 35 miljoen A4­pagina’s. In tegen­ stelling tot het offsetproces kan het echter variabele gegevens drukken, zodat korte series of gepersonali­ seerde producten even kosteneffec­ tief kunnen worden gedrukt als een volledige industriële campagne.

Om aan dit vereistenprofiel te voldoen, moesten de ontwikkelaars

+ + + + + + + + + + + +

Het Canon Prostream-inkjetsysteem kan op een groot aantal verschillende materialen drukken, inclusief gecoat papier. van Canon het over een heel andere boeg gooien. Naast een vernieuw­ de polymeerinkttechnologie en een geoptimaliseerd contactloos lucht­ droogsysteem gebruikt de oplos­ sing ook geavanceerde printkoppen en een hoogwaardig rollenbestu­ ringssysteem.

Ook was dit het eerste product in het Canon­assortiment met een hardwareplatform voor rollenbe­ sturing van B&R Industrial Auto­ mation. Het B&R­systeem stuurt vijf servomotoren aan die de rollen aandrijven die de vereiste spanning in stand houden terwijl het papier door de machine wordt geleid. Een van de grootste uitdagingen die moest worden overwonnen voor het werken met gecoat papier, was de regeling van de spanning van de rol­ len vanwege het gladde oppervlak.

Acoposmulti

‘Voordat het project van start ging, definieerden we een uitgebreid ver­ eistenprofiel voor het aandrijfsys­ teem en testten we hiervoor een selecte groep kandidaten’, vertelt Sebastian Karrer, de internationale productmanager bij Canon Produc­ tion Printing in Poing. ‘Na afloop twijfelden we er geen moment aan dat B&R de juiste technologiepart­ ner voor ons zou zijn.’

In overleg met deskundigen van B&R selecteerde de drukpersspe­ cialist servoaandrijvingen uit de Acoposmulti­serie en een plc uit het X20­systeem. In combinatie met de servomotoren van B&R vormt dit de aandrijfoplossing voor de Prostream waarmee de technici de hoge niveaus voor nauwkeurigheid, reactievermo­ gen en consistentie konden bereiken die ten grondslag liggen aan de hoge drukwerkkwaliteit van de Prostream.

Voor de papierspanningsregeling selecteerden de programmeurs een

standaard PI­besturingsfunctie uit de B&R­bibliotheek. ‘Na tests met diverse potentiële oplossingsme­ thodes kozen we voor de Plcopen­ variant. Deze biedt ons de mees­ te vrijheid met betrekking tot het inrichten van de besturing’, aldus Johann Bartosch, besturingssoft­ wareontwikkelaar bij Canon Produc­ tion Printing.

Tijd besparen

‘De openheid van de B&R­techno­ logie past uitstekend bij onze eigen filosofie en was een overtuigend ar­ gument in hun voordeel’, voegt Kar­ rer toe. ‘Ze lieten ons diverse opties zien en hielpen ons bij de ontwikke­ ling van de expertise die we nodig hadden om te werken met de oplos­ sing die we hadden geselecteerd en ze blijven deze verder ontwikkelen.’

Canon kon bijvoorbeeld gemak­ kelijk de alarmen, die door het B&R­aandrijfsysteem in XML­inde­ ling waren geleverd, overzetten naar het alarmsysteem van de bestu­ ringsunit van de drukpers. Het hoge integratieniveau van de B&R­syste­ men zorgde er ook voor dat technici kostbare tijd konden besparen zodat Canon zich op de essentiële aspecten kon concentreren. ‘De gegevens van de veiligheidscontroller en de veilige i/o’s zijn automatisch beschikbaar in Automation Studio, de universe­ le technische omgeving van B&R’, merkt Bartosch op. ‘Uit onze eerdere ervaringen met andere leveranciers was gebleken dat het softwareland­ schap veel gefragmenteerder was, wat meer werk voor ons betekende.’

Lagere kosten

Door het gebruik van B&R­veilig­ heidstechnologie hoopte Canon te voldoen aan de Machinerichtlijn, wat nodig is voor rollendrukpersen als de Prosteam, zonder dat dit te veel

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

moeite zou kosten. Dit is in de prak­ tijk bevestigd, zoals software­expert Bartosch meldt: ‘Alleen al het feit dat we B&R­veiligheidstechnologie ge­ bruiken, was voldoende om de juiste toon aan te slaan bij de arbeidsvei­ ligheidsinspecteur. Hij had er direct vertrouwen in dat de conformiteits­ beoordeling soepel zou verlopen. En hij bleek gelijk te hebben.’

Een van de manieren waarop Canon de geïntegreerde veiligheid­ stechnologie van B&R gebruikt, is zorgen dat ontvlambare dampen, zoals de dampen die tijdens het dro­ gen ontstaan, op een niet­kritiek ni­ veau blijven. Hiervoor worden venti­ latoren gebruikt, aangedreven door inductiemotoren. Deze worden weer bestuurd door Acoposmulti­aan­ drijvingen die in een frequentie­ omvormermodus werken in plaats van speciale omvormers gebruiken.

Doordat er geen extra apparaat­ type nodig is, wordt het opslaan en aanschaffen van reserveonderdelen eenvoudiger. Zodoende zijn de to­ tale kosten van de Prostream lager, ondanks de hogere aanschafprijs voor de servoaandrijvingen.

De voorraad reserveonderdelen wordt verder vereenvoudigd door de zeer betrouwbare levering van B&R. ‘Sinds de eerste Prostream in november 2017 verscheen, meten we de leveringsprestaties van B&R, net als van al onze leveranciers. Met 100 procent presteren ze duidelijk beter dan de concurrentie. Dat is een heel belangrijke factor voor ons, want met een machine als de Pro­ stream leveren we aan ongeveer 90 procent van de volledige drukkerij­ markt, dus we verwachten een hoge vraag’, aldus Karrer.

Franz Rossmann is een technologiejournalist uit de omgeving van München.

39

jouw specialist in voedingen

FIEPOS IP54 - IP67 24V field power supplies • Voor decentrale opstelling in het veld • 1F of 3F ingangsspanning, 24VDC - 28VDC uitgang • Tot 4 afgezekerde, instelbare uitgangen met stroombeperking • 300W of 500W vermogen, parallel/redundant schakelbaar • Powerboost tot 1000W • Hoog rendement > 95% • Output-OK, display, optionele IO-Link interface • Beschikbare connectiek: 7/8”, M12, HAN-Q, Quickon • Super compact: 181 x 183 x 57mm, DIN-Rail of chassis-mount

Solutions by Knowledge www.elipse.eu info@elipse.eu

Elipse nv TEL +32 (0)3 354 51 80

Topliteratuur voor de hightech

The prestigious book Vacuum Science and Technology (2016) written by three Dutch vacuum specialists is a must-have for everyone working in vacuum-based research, instrumentation, development, production or business.

Vind meer interessante titels op techwatchbooks.nl

40

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

Realiseer veiligheidsfuncties met besturingssystemen Pnozmulti 2

Heeft u een eenvoudige oplossing voor de veilige bewaking van uw machines en installaties nodig? De kleine besturingen Pnozmulti 2 van Pilz bieden een compacte en modulaire oplossing. De volledige functionaliteit van de ‘klassieke’ Pnozmulti-basismodules is bij de tweede generatie gecomprimeerd tot een breedte van 45 mm. De nieuwe modules beschikken bovendien over een verlicht display.

Met veilige analoge ingangsmodules, tweepolige uitgangsmodules, motionmonitormodules en meer biedt Pnozmulti2 uitgebreide mogelijkheden om veiligheidstoepassingen met de nieuwste techniek te realiseren. De eenvoudige, grafische configuratietool Pnozmulti Configurator bespaart engineeringkosten, omdat u uw gebruikersprogramma heel eenvoudig en intuïtief op de pc maakt. De software maakt een eenvoudige simulatie van de door u gemaakte veiligheidsconfiguratie mogelijk – offline en helemaal zonder het gebruik van hardware.

Kpi’s monitoren met uw smartphone

Een machine uitgerust met een Ewon Flexy-router kunt u op afstand monitoren met de Ewon Ecatcher Mobile-app. Door deze nieuwe end-toend-oplossing van HMS Networks zijn key performance indicators realtime te volgen met een smartphone. Dit betekent dat u overal ter wereld snel en volledig op de hoogte kunt zijn van de status en prestaties van uw machines. De app is beschikbaar voor IOS en Android.

Machinebouwers zijn voortdurend op zoek naar nieuwe manieren om zich te onderscheiden en om toegevoegde waarde te bieden aan klanten. De mogelijkheid om de machinestatus en prestaties snel te controleren, wordt steeds belangrijker in het licht van digitalisering. De dromen van ma-

Gedetailleerde machine-analyse met B&R’s Mapp Cockpit

De Mapp Cockpit van B&R Industrial Automation is een geavanceerd maar gemakkelijk te gebruiken hulpmiddel voor inbedrijfstelling en probleemoplossing. Gebaseerd op standaard webtechnologie en OPC UA-communicatie, is de oplossing klaar voor gebruik met een druk op de knop zonder extra programmering.

Informatie wordt uitgewisseld tussen Mapp Cockpit en het automatiseringsproject via het leveranciersonafhankelijke OPC UA-communicatieprotocol en weergegeven in een webgebaseerde gebruikersinter-

face. Hierdoor is het uitvoeren van diagnostiek met Mapp Cockpit en een B&R-automatiseringssysteem niet alleen zeer flexibel, maar ook conform een gevestigde standaard.

Assen en asgroepen kunnen bijvoorbeeld direct worden aangestuurd via het overzichtelijke Mapp Cockpit-dashboard. De commando’s voor de componenten – die anders als functieblokken beschikbaar zijn – zijn eenvoudig uit te voeren met een simpele druk op de knop. Hoe de componenten reageren, kan vervolgens realtime worden bekeken in het Watch-venster, waar alle relevante waarden grafisch worden weergegeven.

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

chinebouwers over cloudgebaseerde dashboards, alarmen en rapporten van machines op verschillende productielocaties over de hele wereld worden vaak verstoord omdat het te technisch complex, tijdrovend en kostbaar is om een volledig geaccepteerde, veilige en werkende oplossing up-and-running te krijgen.

Gebruikers van de Ecatcher-app beginnen met het selecteren van maximaal zes kpi’s uit de lijst met gedefinieerde machinevariabelen binnen elke verbonden Ewon Flexy. Alle kpi’s kunnen worden ingesteld om alarmen te activeren. Na een paar configuratieklikken krijgt de gebruiker een live weergave van de gekozen kpi’s, waardoor de machinestatus en -prestaties overal ter wereld direct kunnen worden gevolgd met een minimale investering van tijd en geld. De gebruikers kunnen zien of er actieve kpi-alarmen zijn en hoe ernstig die zijn. De alarmen zijn eenvoudig te herkennen dankzij een kleurindicatie van de alarmstatus, afhankelijk van de ernst van het alarm. En als een machine een kritiek alarm meldt, kan de gebruiker via Talk2M onmiddellijk een externe vpn-verbinding tot stand brengen voor een snelle interventie.

41

For the industry by experts in the industry Development Manager Stefan Vossen of Hittech Multin highlights: “It’s important for us to find trainings that are taught by people with deep roots and experience in the high-tech domain. That’s really why we turned to High Tech Institute. Their trainings are designed for the industry by experts in the industry.”

Hittech Multin specializes in the development and production of mechatronic products for the medical, semiconductor, measurement and analytical industries.

hittech.com hightechinstitute.nl/electronics

INTERVIEW MET STEFAN BÄUMER

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Foto: TNO

Diepgaande opticatraining houdt cursisten én docent scherp Stefan Bäumer is een opticus in hart en nieren die ook graag lesgeeft omdat hij het leuk vindt kennis verder te verspreiden en omdat het hem naar eigen zeggen scherp houdt. Met onverminderd enthousiasme verzorgt hij al jaren de training ‘Modern optics for optical designers’ bij High Tech Institute. De training is pittig – alle aspecten van de optica passeren de revue – maar ook heel waardevol, vertellen deelnemers hem na afloop.

Antoinette Brugman

E

en van de mooie dingen aan de optica, vindt Stefan Bäumer, is het visuele. ‘Als je in het laboratorium een opstelling bouwt met een licht- of laserbundel en lenzen, dan kun je met je visitekaartje de bundel volgen en zien wat hiermee gebeurt en hoe zich hiermee een afbeelding vormt. Dat je direct visueel het effect ziet, vind ik ontzettend leuk’, vertelt hij enthousiast. Hij werkt graag in de optica omdat de optiek het hart vormt van het optische (meet)systeem. De optica is bepalend voor de functies en bepaalt de tolerantie van het systeem.

Bäumers ervaring in de optica gaat ver terug. Al tijdens zijn master natuurkunde, die hij volgde aan de Washington State University, was er een link. Ook tijdens zijn promotie aan de Technische

Universität Berlin hield hij zich bezig met optica bij het Optical Institute.

Na afronding van zijn PhD startte Bäumer zijn loopbaan bij Philips in Eindhoven. Hier begon hij als optical designer bij CFT en later bij Philips High Tech Plastics. Daarna werkte hij acht jaar als senior optical system designer bij Philips Applied Technologies en bij Philips Research. Na een korte tijd als senior principal engineer bij Philips Lighting vroeg TNO of hij daar wilde komen werken.

Dat zag hij wel zitten; het gaf hem de mogelijkheid om ook eens bij een andere organisatie zijn licht op te steken. Zo stapte hij – na een carrière van zeventien jaar bij Philips – over naar de optische groep van TNO in Delft.

Nu werkt Bäumer alweer bijna acht jaar als senior optical designer bij TNO.

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

Sinds 2015 maakt hij er ook deel uit van de groep principal scientists, die mede het technische beleid bepalen. Bäumer is als principal scientist medeverantwoordelijk voor de richting die het onderzoek in de optica bij TNO op gaat.

Vooruitgang

Om te kunnen bepalen welke kant ze bij TNO Optica op moeten, is het zeker ook handig dat Bäumer al lang meedraait in het vakgebied. Hierdoor is hij goed op de hoogte van de ontwikkelingen. ‘Eigenlijk is er een aantal belangrijke ontwikkelingen waardoor de optica een sterke groei heeft doorgemaakt. De nauwkeurigheid waarmee je optische systemen kunt modelleren, is enorm toegenomen. Ook is de integratie met andere disciplines sterk verbeterd. Daarnaast

43

hightechinstitute.nl

Basics & design principles for ultra-clean vacuum

SOFT SKILLS AND LEADERSHIP E ONLINSE! CO U R

2 – 5 November 2020 (4 consecutive days)

Presentation & body language skills

Actuation and power electronics

How to be successful in the Dutch high tech work culture

Passive damping for high tech systems

Effective communication skills for technology professionals – part 1

Dynamics and modelling

Time management in innovation

23 – 27 November 2020 (5 consecutive days)

16 – 18 November 2020 (3 consecutive days)

Starts 10 August 2020 (3 sessions + e-learning) 28 September 2020 (1 day)

23 – 25 November 2020 (3 consecutive days)

5 – 7 October 2020 (3 days + 1 evening)

Motion control tuning

Starts 8 October 2020 (1,5 day)

Design principles for precision engineering 23 – 27 November 2020 (5 consecutive days)

Effective communication skills for technology professionals – part 2

Experimental techniques in mechatronics

9 – 11 November 2020 (3 days + 1 evening)

30 November – 2 December 2020 (3 consecutive days)

Presentation skills for powerful public speaking 11 November 2020 (1 day)

OPTICS

Creative thinking – short course 12 November 2020 (1 day)

Modern optics for optical designers – Part 1

Starts 16 November (2 modules of 2 days)

Modern optics for optical designers – Part 2

Leadership skills for architects and other technical leaders

Starts 18 September 2020 (15 weekly morning sessions) Starts 11 September 2020 (15 weekly morning sessions)

Consultative selling for technology professionals

23 & 24 November 2020 (2 consecutive days + 1 evening)

Applied optics in Eindhoven

Starts 26 October 2020 (15 weekly afternoons)

Creative thinking – full course

24 & 25 November 2020 (2 consecutive days)

SOFTWARE

Benefit from autism in your R&D team 3 December 2020 (1 day)

Object-oriented system control automation Starts 17 September 2020 (2+3 consecutive days)

ELECTRONICS

Introduction to deep learning 8 October 2020 (1 day)

Digital signal processing

Starts 7 September 2020 (17 weekly Monday evenings)

Object-oriented analysis and design – fast track

Starts 14 September 2020 (9 days in 16 weeks)

Software engineering for non-software engineers

21 – 23 September 2020 (2,5 consecutive days)

Multicore programming in C++

5 & 6 November 2020 (2 consecutive days)

Design patterns and emergent architecture

Starts 11 November 2020 (2 modules of 3 days)

Speed, Data and Ecosystems

16 – 18 November 2020 (3 consecutive days)

Modern C++

18 – 20 November 2020 (3 consecutive days)

Secure coding in C and C++

12 – 15 October 2020 (4 consecutive days)

Design of analog electronics – analog electronics 1

Starts 29 October 2020 (2 evenings sessions)

Signal integrity of a PCB

2 – 4 November 2020 (3 consecutive days)

Ultra low power for Internet of Things

9 – 12 November 2020 (4 consecutive days)

Switch-mode power supplies

18 & 19 November 2020 (2 consecutive days)

EMC for motion systems

Starts 7 April 2021 (4 days in 2 weeks)

Thermal design and cooling of electronics workshop

12 – 14 April 2021 (3 consecutive days)

Design of analog electronics – analog IC design Starts 1 February 2021 (11 days in 18 weeks)

NEW

17 – 19 November 2020 (3 consecutive days)

SYSTEM

Solid State generated RF & applications 3 – 5 March 2021 (3 consecutive days)

Design for manufacturing

Starts 1 September 2020 (3 days in 3 weeks + assurance session)

MECHATRONICS

System architect(ing) in Eindhoven

28 September – 2 October 2020 (5 consecutive days)

Thermal effects in mechatronic systems

System requirements engineering improvement

8 – 10 September 2020 (3 consecutive days)

Advanced feedforward & learning control

30 September – 2 October 2020 (3 consecutive days)

Mechatronics system design – part 2 5 – 9 October 2020 (5 consecutive days)

Mechatronics system design – part 1 12 – 16 October 2020 (5 consecutive days)

Advanced motion control

26 – 30 October 2020 (5 consecutive days)

Metrology & calibration of mechatronic systems 27 – 29 October 2020 (3 consecutive days)

1 & 2 October 2020 (2 consecutive days) NEW N TIO LOC A

System architect(ing) in Leuven (Belgium) 16 – 20 November 2020 (5 consecutive days)

Introduction to SysML 4 March 2020 (1 day)

Systems modelling with SysML

12 – 15 April 2021 (4 consecutive days)

Value-cost ratio improvement by value engineering 20 & 21 May 2020 (2 consecutive days)

INTERVIEW MET STEFAN BÄUMER

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

is het maken van optische elementen verbeterd, doordat de maaktechnologie flinke sprongen vooruit heeft gemaakt.

Ten slotte zijn er met name in het nabij infrarood mogelijkheden voor detectoren en lichtbronnen bij gekomen, die bijvoorbeeld hun toepassing vinden in het medisch onderzoek’, licht Bäumer toe.

Door vergaande technologische ontwikkelingen op het gebied van optisch systeemontwerp zijn de prestaties van allerlei simulatieprogramma’s de laatste jaren inderdaad flink verbeterd. Ook de optica profiteert hiervan. ‘Vroeger werkte ik met vrij rudimentaire optische ontwerpprogramma’s waarmee je systemen kon modelleren en een lay-out kon maken. Er was nog relatief veel handwerk’, vertelt Bäumer. ‘Tegenwoordig kun je veel sneller en nauwkeuriger modelleren.

Je kunt allerlei fenomenen meenemen in je simulaties, zoals nanostructuren en diffractie. Ook de integratie met andere vakgebieden zoals de thermische disciplines, de mechanica en de verbeterde communicatie tussen softwaresystemen van de verschillende disciplines hebben gezorgd voor vooruitgang.’

Zeker is dat ook de verfijndere maaktechnologieën die nu ter beschikking staan de optische ontwikkelingen enorm hebben versneld. Dit is mede te danken aan draaibanken met een veel hogere nauwkeurigheid – met diamantdraaien kun je ongekend nauwkeurige optische oppervlakken maken, waaronder vrijevormoppervlakken – en nieuwe technieken zoals magneto-rheological finishing (MRF) en ion beam figuring (IBF). Deze technieken geven optici de mogelijkheid om optiek te ontwerpen met veel betere specificaties. Ook is hierdoor de laatste tien jaar de vrijevormoptica opgekomen. Deze tak van de optica ontwerpt nieuwe optische elementen die geen translatie- of rotatiesymmetrie hebben over de optische as. Dit biedt ruimte voor betere prestaties, miniaturisatie en voor nieuwe optische functionaliteiten.

‘In de toekomst gaan we steeds meer naar end-to-end-modelleren toe’, zo voorspelt Bäumer. ‘Hiermee bedoel ik dat we de systeemprestaties van bron tot detector onder alle omstandigheden gaan voorspellen door gebruik te maken van onder meer high-performance computing, zoals ook gebeurt

Stefan Bäumer: ‘Ik wil mijn cursisten graag een goede optische basiskennis meegeven, die hen in staat stelt een goede inschatting te maken wat er mogelijk is bij optische systemen.

En natuurlijk ook waar de grenzen liggen van wat haalbaar is.’

met ray tracing (doorrekenen hoe lichtstralen zich gedragen in het optische systeem, AB) via grafische kaarten. Dit is een techniek die ze in de filmindustrie al gebruiken, maar die ook in het wetenschappelijke domein meer terrein wint. Daarnaast verwacht ik dat er meer aandacht komt voor computational optics. Doordat er steeds meer rekenkracht beschikbaar komt, zullen er meer mogelijkheden zijn om een beter compromis te vinden tussen optische hardware en dataprocessing via software. Hierdoor zullen er andere keuzes gemaakt worden in optische systemen.

Ook zullen nanogestructureerde oppervlaktes en materialen steeds meer hun toepassing vinden in de optica. Voor de optica in het algemeen zullen de ontwikkelingen op quantumgebied een heel nieuw domein ontgrendelen.’

Totaaloverzicht

Met al zijn kennis over optische systemen en over de ontwikkelingen in het vakgebied kan Bäumer zijn cursisten tijdens de trainingen veel vertellen en laten zien. ‘In de training ‘Modern optics for optical designers’ komen alle basisprincipes uit de optica voorbij. Het is voor de cursisten belangrijk om te begrijpen hoe dingen werken en welke principes hierachter zitten. Hoe hebben elektromagnetische golven en diffractie invloed op optische systemen? Wat zijn polari-

MECHATRONICA+MACHINEBOUW 4

satie-effecten? Deze vragen passeren allemaal de revue’, benadrukt Bäumer.

Dat deze training een totaaloverzicht geeft over het hele domein van de optica maakt hem uniek. Er bestaan wel veel specialistische opticacursussen, die inzoomen op een specifiek gebied zoals niet-lineaire optica of optisch design. Wat deze training echter uniek maakt, is dat het hele domein van de optica aan bod komt. Een team van maar liefst zeven gekwalificeerde docenten, ieder werkzaam in de optica en gespecialiseerd in een bepaald deelgebied, zorgt voor kwalitatief hoogwaardige trainingen.

‘Juist de breedte en het vele huiswerk dat cursisten moeten doen, maken het tot een pittige training. Maar dat huiswerk vormt de sleutel tot het zich eigen maken van de materie. Als ik de cursisten achteraf spreek en vraag wat zij ervan vonden, dan zeggen ze dat het zwaar was, maar dat ze enorm veel geleerd hebben. Ook voor mij is de training erg inspannend. Elke training kost veel voorbereiding en er is veel nakijkwerk, maar ik leer er ook elke keer weer van en dat houdt me scherp. Ik wil mijn cursisten graag een goede optische basiskennis meegeven, die hen in staat stelt een goede inschatting te maken wat er mogelijk is bij optische systemen. En natuurlijk ook waar de grenzen liggen van wat haalbaar is.’

45

2020 EVENT CALENDAR

UPDA TED 23 SEPTEMBER 2020, ’S-HERTOGENBOSCH

24 SEPTEMBER 2020

7 OCTOBER 2020, EINDHOVEN

4 NOVEMBER 2020, EINDHOVEN

5 NOVEMBER 2020, EINDHOVEN

BITS&CHIPS

BENELUX RF

bits-chips.nl/events

CONFERENCE

12 NOVEMBER 2020, NIJMEGEN

BITS&CHIPS

INDUSTRIAL 5G CONFERENCE

DATE TO BE ANNOUNCED, EINDHOVEN

Colofon

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

VOLGENDE KEER IN

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Mechatronica&Machinebouw is een onafhankelijk nieuwsmagazine voor mensen die werken aan slimme producten en machines. Mechatronica&Machinebouw is een publicatie van Techwatch bv in Nijmegen.

Transistorweg 7H – 6534 AT Nijmegen – tel +31 24 3503532 – info@techwatch.nl – techwatch.nl Redactie Alexander Pil – hoofdredacteur – tel +31 24 3504580 – alexander@techwatch.nl René Raaijmakers – redacteur – tel +31 24 3503065 – rene@techwatch.nl Nieke Roos – redacteur – tel +31 24 3503534 – nieke@techwatch.nl Paul van Gerven – redacteur – tel +31 24 3505028 – paul@techwatch.nl Collin Arocho – redacteur – tel +31 24 3503533 - collin@techwatch.nl Jessica Vermeer – redacteur- tel +31 24 3503534 – jessica@techwatch.nl Antoinette Brugman – redacteur – tel +31 24 3504580 - antoinette@techwatch.nl Vormgeving Justin López – grafisch ontwerper en illustrator – tel +31 24 3503532 – justin@techwatch.nl Sales, marketing en events Kim Huijing – hoofd marketing en verkoop – tel +31 24 3505195 – kim@techwatch.nl Marjolein Vissers – eventmanager – tel +31 24 3505544 – marjolein@techwatch.nl Mariska van Hoeven – marketing- en salesmedewerker – tel +31 24 3505544 – mariska@techwatch.nl Bo van Gaal – sales- en eventsmedewerker - tel +31 24 3505544 - bo@techwatch.nl Trainingen Linda van Hoeij – manager trainingen – tel +31 85 4013600 – linda.van.hoeij@hightechinstitute.nl Petry Janssen – marketing- en salesmedewerker – tel +31 85 4013601 – petry.janssen@hightechinstitute.nl Financiële administratie Mathilde van Hulzen – finance – tel +31 24 3503532 – invoices@techwatch.nl Mede mogelijk gemaakt door Ilse de Boer, Femke Veldhuis, Heleen Wammes Externe auteurs Jan Bosch, Marwijn Hessel, Rob Howe, Vincenzo Ferranti, Tim van Heijst, Oliver Horst, Berend Küpers, Franz Rossmann Uitgever René Raaijmakers – tel +31 24 3503065 – rene@techwatch.nl ISSN 2213-8498 Verantwoordelijk uitgever voor België René Raaijmakers Biesheuvelstraat 1 2370 Arendonk, België

Editie 5 | 18 september | Digital twinning

Een Digital Twin is een virtuele weergave van een fysiek object of systeem. Zo’n digitale kopie geeft ontwikkelaars veel interessante kansen. Digital twinning is toepasbaar in vele sectoren, van productie en onderhoud tot automotive en zelfs de gezondheidszorg. Maar het veelbelovende concept scoort ook erg hoog op de hypediagram van Gartner, dus laten we de technologie demystificeren.

Drukkerij Vellendrukkerij BDU Barneveld Mechatronica&Machinebouw-lidmaatschap U kunt Mechatronica&Machinebouw gratis ontvangen op adressen in Nederland en België. Voor bedrijven is er het businesslidmaatschap, à 159 euro per jaar. Hiervoor ontvangen ze twee exemplaren van het magazine op het bedrijfsadres, en voor elk Mechatronica&machinebouw-event twee kortingscodes. Aanvragen via mechatronicamachinebouw.nl/lidmaatschap of info@techwatch.nl. Losse nummers kunt u aanvragen via info@techwatch.nl.

Mechatronica&Machinebouw-lidmaatschap Premium U kunt ook Premium-lid worden van Mechatronica&Machinebouw. Dat kost 59 euro per jaar. Dan ontvangt u niet alleen het magazine, maar krijgt u ook een forse korting op toegang tot alle Mechatronica&Machinebouw-evenementen georganiseerd door Techwatch bv. Aanvragen van een Premium-lidmaatschap gaat via mechatronicamachinebouw.nl/lidmaatschap of info@techwatch.nl.

Mechatronica&Machinebouw-lidmaatschappen kunnen op elk gewenst moment ingaan voor de periode van een jaar. Opzeggen tot uiterlijk één maand voor het verstrijken van de lidmaatschapsperiode.

Klachten over bezorging Heeft u Mechatronica&Machinebouw niet of te laat ontvangen of heeft u andere opmerkingen over de bezorging?

Laat het ons weten. Stuur een e-mail naar info@techwatch.nl.

Adverteren Advertentietarieven staan vermeld op mechatronicamachinebouw.nl. Wanneer u op de hoogte gehouden wilt worden van komende thema’s en specials of voor het reserveren van advertenties, neem contact op met de afdeling sales, sales@techwatch.nl, tel +31 24 3505544.

Verschijningsdata 3 juli, 18 september, 6 november, 4 december Copyright Alle rechten voorbehouden. (c) 2020 Techwatch bv.

Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande toestemming van de uitgever.

Disclaimer Uitgever en redactie betrachten uiterste zorgvuldigheid bij het maken, samenstellen en verspreiden van de informatie in Mechatronica&Machinebouw, maar kunnen op geen enkele wijze instaan voor de juistheid of volledigheid van de informatie. Uitgever en redactie aanvaarden geen aansprakelijkheid voor schade die zou kunnen ontstaan als gevolg van de publicatie van informatie in Mechatronica&Machinebouw. Columnisten en externe medewerkers schrijven op persoonlijke titel. Reacties van lezers vallen buiten de verantwoordelijkheid van uitgever en redactie. Uitgever en redactie aanvaarden geen aansprakelijkheid met betrekking tot de inhoud en ondertekening van reacties van lezers. De redactie behoudt zich het recht voor reacties niet of gedeeltelijk te plaatsen of te bewerken.

Fotografie Productfoto’s zijn van fabrikanten, overige foto’s zijn van Techwatch bv (c), tenzij anders vermeld.

Editie 5 | 18 september Industriële automatisering

Met de buzz rond Smart Industry focust de markt zich op thema’s zoals security, big data, connectiviteit, ict en slimme robotica. Aan de orde komen trends, problematiek en oplossingen. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Denkt u een interessante bijdrage te kunnen leveren aan een van deze specials?

Of heeft u input over andere relevante onderwerpen? Stuur dan een mail naar Alexander Pil (alexander@techwatch.nl). Sluiten de onderwerpen aan bij uw marketingplannen? Neem dan contact op met onze salesafdeling via sales@techwatch.nl. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Foto voorpagina Foto: Additive Industries

techwatch.nl

mechatronicamachinebouw.nl

23 SEPTEMBER 2020 VERKADEFABRIEK ’S-HERTOGENBOSCH REGISTER NOW Keynote by

Nicolas Lehment NXP

Silver sponsor Partners Sponsors

MLCON.NL

#BCML

Powered by