Hokjesgeest funest in mechatronicadesign

We schrijven 1986 als Rien Koster – een van de godfathers van de Nederlandse mechatronica – bij Philips een ambitieus project start. Zijn idee is om alle superspecialisten uit de mechanica, elektronica, regeltechniek, software en meettechniek uit hun hok te jagen en gezamenlijk aan een mechatronisch systeem te laten werken. Fast and Accurate 86 (FA86) wordt het project gedoopt. Het plan lijkt een garantie voor succes, maar in de praktijk blijken de sterspelers uit de verschillende disciplines elkaar de tent uit te vechten. Stuk voor stuk vinden ze dat zij het voortouw moeten nemen.

Koster zet door. En uiteindelijk levert FA86 de Famm-robot op, een tweearmig systeem met gigantische direct drive-motoren die je normaal in een duikboot vindt. De Famm (fast and accurate manipulator module) is zo sterk en snel dat andere robots erbij verbleken. Helaas zit de industrie niet te wachten op zo’n dure oplossing voor een probleem dat ze ook met twintig kleine robotjes kunnen ondervangen.

‘Technisch gezien, was de Famm-robot een schitterend resultaat, een fantastische voorbeeld van wat je kunt bereiken als je alle superspecialisten dwingt samen te werken’, vertelt Jan van Eijk, jarenlang het mechatronicaboegbeeld bij Philips. Het FA86-project toonde echter vooral aan hoe moeilijk het is om de verschillende disciplines op gelijkwaardige basis samen te brengen. ‘Een mechanicus kan een geweldig mooi en maakbaar ontwerp bedenken, zonder dat hij zich realiseert dat zijn design regeltechnisch nooit zal gaan werken. De taal die zijn collega van regeltechniek spreekt om dat uit te leggen – met zijn decibellen en Bode-diagrammen – is abracadabra voor de mechanicus.’

Koster liet vaak een grafiek zien waarin alle specialisten als een Dirac-functie waren weergegeven, herinnert Van Eijk zich. ‘Ze zijn heel goed in één ding, maar hun kennis is niet breed’, verduidelijkt Van Eijk. ‘Hun managers en directeuren waren in dat overzicht breed en minder hoog. Gemiddeld waren ze dan ongeveer even intelligent. Wij zochten de specialisten die net iets breder georiënteerd waren zodat ze met deskundigen uit andere vakgebieden konden praten.’

Philips CFT startte een tiendaagse cursus om de muren tussen al die koninkrijkjes neer te halen. Tijdens de training kwamen alle relevante disciplines voor het voetlicht en leerden de deelnemers waar hun collega’s zich druk om maakten. Door docenten voor de groep te zetten die over hun eigen vakgebied kwamen vertellen, raakten de cursisten gelijk gewend aan het jargon. ‘We hoopten dat iedereen respect kreeg voor de andere disciplines’, aldus Van Eijk. ‘En dat ze open zouden staan voor de nieuwsgierigheid van de ander. Als iemand op een andere afdeling vroeg waarom ze het zus deden en niet zo, moest dat vooral geen vijandige reactie opleveren. Dat gebeurde in het verleden vaak wel.’

Alle nieuwe medewerkers bij de mechatronica-afdelingen van Philips kregen de training. ‘Dat waren vaak PhD’s die we eerste plastisch deformeerden’, zegt Van Eijk. ‘Ze dachten dat ze geweldig waren en wij lieten ze zien wat ze allemaal nog niet wisten. We wilden nog steeds geweldige techneuten met de beste wetenschappelijke, nieuwe kennis, maar ze moesten wel kunnen praten met hun collega’s. Anders wordt het niks.’

Demystificatie

De mechatronicatraining werd een groot succes binnen Philips en gaat inmiddels zijn dertigste jaargang in – sinds een paar jaar onder de vlag van High Tech Institute. Omdat het voor veel deelnemers lastig is om twee weken van hun normale werkzaamheden weg te zijn, is de tiendaagse cursus opgesplitst in twee sessies van een week. Van Eijk is duidelijk over het nut van de cursus: ‘Het kost je een week. Dat is grofweg twee procent van wat je werkt in een jaar. En het maakt je tien procent effectiever. Dat is een onderbuikgevoel hoor, maar ik heb in die dertig jaar gezien hoe het mensen verandert, hoe het de relatie met collega’s in een multidisciplinaire omgeving beïnvloedt. Mensen gaan anders communiceren.’

‘Mechatronics system design’ – zoals de cursus bij HTI heet – gaat om de demystificatie van alle vakgebieden. ‘Als ik een professor vraag naar zijn vak, zal hij snel de neiging hebben om de nieuwste ontwikkelingen te vertellen. Dat gaat in een taal die voor hem gesneden koek is, maar voor mij volledig onverstaanbaar is’, zegt Van Eijk. ‘Tijdens de training bespreken we een fictieve case over een printerconcept van Océ. De cursisten merken dan dat ze met een aantal simpele middelbareschoolsommetjes al heel veel kunnen zeggen over de wensen die Océ op tafel heeft gelegd.’

Van alle vakgebieden bespreken de docenten precies wat nodig is om de onderlinge communicatie tussen de specialisten mogelijk te maken. ‘We komen er niet onderuit om een aantal basistools te behandelen’, aldus Van Eijk. ‘Een Bode-diagram bijvoorbeeld. Veel mensen hebben dat weleens gezien, maar gebruiken het in de praktijk niet of nauwelijks. Een regeltechnicus kan aan de hand van zo’n diagram juist heel goed aan een mechanicus uitleggen met welk probleem hij worstelt. Als ze samen een oplossing willen vinden, moet het dus onderdeel zijn van hun gemeenschappelijke taal.’

In de uitgangspunten van de cursus is er de afgelopen dertig jaar weinig veranderd. Wel zijn er technische onderwerpen toegevoegd zoals thermisch design en metrologie. Is er ook meer aandacht voor software, een discipline die toch steeds belangrijker wordt in de mechatronica? ‘Nou’, antwoordt Van Eijk bedachtzaam, ‘dat ligt wat genuanceerder. Ja, het wordt belangrijker omdat de hoeveelheid software en de inspanningen die die daarmee gepaard gaan steeds groter worden. Maar als we naar de functionaliteit kijken, ligt het anders. Voor hightech mechatronica heb je functioneel gezien slechts een beperkte hoeveelheid software nodig. Natuurlijk moet het op de achtergrond allemaal goed georganiseerd zijn met eventafhandelingen, foutmeldingen, userinterfaces, noem maar op. De inbreng van de functionele software is echter hooguit een paar procent van het geheel van de software.’

Beheers je vak

‘Mechatronics system design’ draait dus om de samenwerking tussen de verschillende disciplines. Komt dat niet steeds meer terug in het curriculum op de tu’s? ‘Samenwerken over de grenzen van de universitaire vakgroepen is nog redelijk incidenteel’, vindt Van Eijk. ‘Het gaat vreselijk goed in de fase dat er wordt gedefinieerd en wanneer er wordt bepaald wie hoeveel geld krijgt voor welke promovendus. Daarna duikt iedereen weer in zijn eigen schuttersputje om zijn eigen deelstuk in splendid isolation perfect uit te voeren. Het High-Tech Systems Center is een stap in de goede richting. Wellicht komen daar mensen uit voort die wat minder scheef in de samenwerkingsrelatie staan.’

De cursus heeft een sterke industriële achtergrond. ‘Onlangs was er een cursist die vertelde dat hij op de universiteit ook een mechatronicacursus had gevolgd en daarom misschien dingen te horen zou krijgen die hij al lang wist’, vertelt Van Eijk. ‘Dat risico is niet zo groot. Bij een universitaire cursus gaat vanuit de docent toch veel aandacht naar zijn eigen discipline en de wetenschappelijke diepgang. Wij hebben uitsluitend docenten uit de industrie. We vertellen hoe het in de praktijk werkt. En daar zit een behoorlijk groot accentverschil in. Op de universiteit leren ze wellicht meer over hoe je aan een elektronisch netwerkje moet rekenen en maak je sommetjes over de mechanica. Je leert een paar vaardigheden die heel nuttig kunnen zijn, maar daarmee kun je niet ook een goede discussie voeren met een andere specialist. Mijn overtuiging is dat we geweldige werktuigbouwers, elektronici en regeltechnici moeten opleiden en die moeten laten samenwerken om geweldige machines te bouwen.’

Van Eijk is daarom zeer kritisch over de mechatronicaopleidingen die een aantal hbo’s aanbiedt. ‘We hebben niets aan iemand die half elektronicus en half mechanicus is. Die doet namelijk beide vakken niet goed. Iemand die van twee vakken de helft weet of, erger nog, van zes vakken een zesde, daar word ik niet blij van. Als je een echt goede mechatronicus wilt opleiden, moet je voor elke discipline vijf jaar uittrekken. Dan ben je veertig jaar bezig en kan hij daarna met pensioen. Daar heb je geen barst aan. We moeten ze leren om met meerdere mensen samen iets voor elkaar te krijgen. Dat is de uitdaging. En dat leer je niet bij een mechatronicaopleiding.’

‘Het grootste gevaar is dat wanneer je die opleiding hebt gedaan, dat je denkt dat je alles kunt. Je hebt dan veel dingen gezien, maar spreekt geen een taal echt goed. Je kunt in je eentje echt geen compleet mechatronisch systeem van de grond krijgen’, stelt Van Eijk, die benadrukt dat er van zo’n mechatronicaopleiding best goede mensen kunnen komen, maar dat het hem verstandiger lijkt om iedereen eerst zijn eigen vakgebied goed te laten beheersen. ‘In een bedrijf zal een afgestudeerde mechatronicus eerst worden gevraagd om zich op één terrein te ontwikkelen. De bagage die hij meedraagt, zal op lange termijn wellicht haar vruchten afwerpen, maar eerst moet hij wat meer body opdoen in mechanica of elektronica. Pas daarna kan hij in een mechatronische omgeving een waardevolle rol spelen.’