Het wordt tijd dat engineering zichzelf automatiseert

Engineers doen waar ze goed in zijn: oplossingen bedenken waarmee de klant nog efficiënter kan werken. Productieprocessen zo flexibel maken, dat maatwerk standaard wordt. Dat is de nieuwe industriële revolutie waar we nu midden in zitten. Gek genoeg is het ontwikkelen van deze slimme oplossingen nog altijd ambachtelijk handwerk. Maar niet lang meer. Hoog tijd om het laatste taboe te doorbreken: het engineeringproces ís te automatiseren.

Van handenarbeid naar automatisering

Op technologisch gebied heeft zich de afgelopen decennia in razend tempo een aantal ontzagwekkende ontwikkelingen voorgedaan. De bekendste zijn natuurlijk de ontwikkeling van de elektronica en het internet. Minstens zo indrukwekkend is de impact van deze ontwikkelingen op de industriële automatisering. Procesinstallaties en productiemachines zijn – zonder dat we ons er direct bewust van zijn – uiterst complexe samenstellingen van objecten geworden. En we zijn continu bezig met het verzinnen van nóg efficiëntere oplossingen. Maar achter de schermen brengt de toegenomen complexiteit een groeiende stroom aan informatie met zich mee. En blijkt het toch steeds lastiger deze informatiestroom voor iedereen begrijpelijk en beheersbaar te houden.

Als engineers bieden we onze klanten state-of-the-art technologische oplossingen. Maar zelf maken we nog niet optimaal gebruik van de technologische mogelijkheden. We beginnen ieder ontwerp op een leeg vel. Onze kennis zit in ons hoofd. We ontwikkelen iedere machine opnieuw op maat. Want engineering blijft mensenwerk, toch?

Toch ontkomen we er niet aan ook het engineeringproces zelf te automatiseren. Al is het maar om de complexe oplossingen te kunnen ontwikkelen waar de huidige industriële revolutie om vraagt. Natuurlijk kunnen we blijven leven in de waan van de dag en pleisters plakken op de plekken waar het zeer doet. Maar het verleden leert dat industriële technologische ontwikkeling een stijgende golfbeweging is. Waarbij de oude manier van werken steeds weer plaatsmaakt voor een radicaal nieuwe. Kijk maar naar de vorige industriële revoluties.

Wat kunnen we leren van het verleden?

Tijdens de industrialisering in de 18de eeuw wilde men producten massaal en goedkoop produceren. Mechanisatie maakte dat mogelijk. Dit begon in de landbouw met molens en dorsmachines, waardoor met minder mensen meer levensmiddelen goedkoper geproduceerd konden worden. Het gevolg was dat de prijzen daalden en de vraag steeg. De landarbeiders trokken naar de steden en werden fabrieksarbeiders. Daar werd de handenarbeid intussen vervangen door industriële productiemethoden zoals het weefgetouw. De handarbeider werd bestuurder van de machine.

In de 19de eeuw ontstond een meer wetenschappelijke benadering van de productie. Productieprocessen werden in kleine deeltaken opgesplitst en verdeeld over de arbeiders. Zo ontstond de productie aan de lopende band, met als bekendste voorbeeld de autoproductie bij Ford. Hierdoor konden minder mensen meer producten goedkoper produceren. Opnieuw daalden de prijzen en steeg de vraag.

Pas na de tweede wereldoorlog met de komst van de computertechniek werd de automatische besturing van machines via programmasturing mogelijk. Door de bestaande modulaire mechanische en pneumatische systeemsturingen te koppelen aan elektrische besturingen, werd centraal regelen vanuit een controlekamer mogelijk. Hierbij verschoven de werkzaamheden van de arbeiders van bedienen naar controleren en coördineren van de verschillende geautomatiseerde deeltaken.
Met de introductie van de procesbesturing tenslotte werd het mogelijk om geautomatiseerde deeltaken te koppelen en te automatiseren. Hierdoor kunnen massagoederen worden geproduceerd zonder tussenkomst van een arbeider. Die houdt zich bezig met het plannen, controleren en het onderhoud.

De huidige industriële revolutie

We zitten inmiddels alweer in de volgende industrialiseringsgolf: Smart Industry of Industry 4.0 staat voor een verregaande digitalisering en verweving van apparaten, productiemiddelen en organisaties. Deze nieuwe industrie streeft een zeer flexibele productiecapaciteit na in termen van product, volume, timing, grondstoffen- en kostenefficiëntie. Dit brengt een grote hoeveelheid extra informatie met zich mee en daarmee een toenemende complexiteit in diverse bedrijfsonderdelen.
Waar in het verleden de aandacht lag bij het maken van efficiëntere machines voor massaproductie van goederen, verplaatst die aandacht zich nu naar het flexibeler maken van de productiecapaciteit en het efficiënter gebruiken van informatie.

Met minder mensen meer kennis produceren waardoor meer producten nog goedkoper geproduceerd kunnen worden. Dat is de kern van de huidige industrialisering. Maar anders dan een eeuw geleden kunnen de beschikbare arbeiders nu niet doorschuiven naar deze volgende fase in de industriële revolutie. Aan engineering-handarbeiders (technici, specialisten) hebben we de afgelopen tien jaar juist een tekort. Dat is een extra reden om engineering te automatiseren.

Wat betekent dit voor uw engineering?

Waar andere bedrijfsprocessen werden ondersteund door ERP- of PDM-systemen om informatie te beheren, verwerken en controleren, is engineering de afgelopen decennia verstoken gebleven van verregaande automatisering. Misschien omdat efficiëntieverbetering bij in- en verkoop als belangrijker werd ervaren. Of wellicht omdat engineering als te complex (en daarmee niet te automatiseren) werd gezien. Maar hebben we dat dan niet zelf zo laten ontstaan?

Stel u voor dat uw engineeringafdeling een machine is. Op dit moment laat u een compleet product (lees: ontwerp) door deze machine maken; een tijdrovende en complexe taak die onmogelijk is te automatiseren. Het gevolg is dat engineering handenarbeid blijft.

Het probleem is echter dat de oplossingen die de klant vraagt, steeds complexer worden. En die klant verlangt tegelijkertijd een grote mate van efficiency. Nu hebben we geleerd uit het verleden: de oplossing voor efficiënter produceren ligt niet in het inzetten van meer arbeiders, maar in het opknippen van de proceshandelingen in beheersbare delen.

Stel u nu voor dat uw engineeringafdeling een fabriek is. Er zijn machines voor het maken van verschillende halffabricaten (oftewel: deelontwerpen) waarna andere machines deze halffabricaten assembleren tot verschillende eindproducten (het definitieve ontwerp). Op deze manier is het mogelijk met een relatief kleine verscheidenheid aan halffabricaten een grote verscheidenheid aan series en modellen met opties te produceren. Zou het dan ook mogelijk zijn dat de arbeider een machine kan bedienen waarmee het ontwerp gemaakt wordt? Of nog verder, dat hij alleen nog plant, controleert en zorgt voor onderhoud?

De technologie is er klaar voor

Industriële technologische ontwikkelingen volgen een golfbeweging die alsmaar hoger reikt en niet te stoppen is. Tijdens de eerste industriële revolutie zijn op het eerste gezicht onneembare horden genomen om efficiënter te produceren. Hierbij hebben visie, standaardisatie, opdelen, integratie en de ontwikkelingen in techniek altijd een sleutelrol vervuld. Tot nu toe ging deze ontwikkeling aan de engineeringafdeling voorbij. Het verschil met toen is dat de techniek om de engineering te automatiseren op dit moment beschikbaar is.