Succesvolle productontwikkelaars knopen ontwerp en fabricage aan elkaar

Arnold Schout kan er zich aan ergeren: het accepteren van ontwerpkeuzes zonder te weten of ze voldoende maakbaar zijn. Hij ziet de ontwerpfouten bijna dagelijks voorbijkomen. ‘We zijn optimistisch, opportunistisch. We zien niet dat er maakproblemen in het ontwerp zitten of wachten met oplossen tot ze zich aandienen tijdens het opzetten van de productie. Dat leidt vaak tot een lange reeks herontwerpen.’

Schout studeerde werktuigbouwkunde aan de hts in Breda en de TU Eindhoven. Zijn afstudeerproject, uitgevoerd onder Piet Veenstra, betrof het omvormen van metalen. ‘Daar leerde ik dat maakprocessen goed te voorspellen zijn en dat je kunt uitrekenen wat wel en niet kan worden gemaakt. Je hoeft niet alles uit te proberen, maar kunt op basis van berekeningen goed voorspellen wat maakbaar is.’

Als procesingenieur bij Philips CFT werkte hij onder meer in de fijnmechanische-ontwerpgroep en ontwikkelde hij maakprocessen zoals het omvormen van scheerkappen. In 1990 vroegen ze hem daar om design for manufacturing binnen Philips te introduceren en gaven ze hem de leiding over een groep van acht mensen die fulltime met deze aanpak bezig waren. Daarbij kreeg hij ook de mogelijkheid om van elke procesgroep een halve mancapaciteit in te zetten. Ze werkten aan een keur van producten: lampen, televisies, cd-spelers, scheerapparaten, ‘alles wat Philips is’, vat Schout samen.

Design for manufacturing

This training. by Arnold Schout, helps to ensure a smooth start of production, resulting in a short time to market, favorable cost and ultimately a successful business.

Meer informatie

Design for manufacturing

This training. by Arnold Schout, helps to ensure a smooth start of production, resulting in a short time to market, favorable cost and ultimately a successful business.

Meer informatie

Snel in productie

In die tijd stond design for manufacturing sterk in de belangstelling. Dfm is een methode om het productontwerp optimaal te laten aansluiten bij de maakprocessen, zodat de opstart van de productie vlot verloopt. In eerste instantie richtte deze discipline zich vooral op kostenreductie: op het goedkoper maken van de volgende serie.

Reden voor het opstarten van Schouts groep was dat het opstarten van de productie bij Philips steeds weer tegenviel. ‘Het was altijd haasten om op tijd op een beurs te staan met het nieuwe model en om dan genoeg aantallen te leveren als de klanten dreigden te bestellen.’ Een product dat niet goed maakbaar is, kan nooit op tijd in productie worden gebracht. Tegenwoordig is het nog moeilijker, omdat de ontwerpers nauwelijks nog met productieprocessen in aanraking komen. De druk is hoog. ‘We hebben ook geen kans meer om in een volgend ontwerp de kosten te reduceren. We moeten het nu meteen goed hebben.’

 advertorial 

RFID-toegangsbeveiliging nu nog makkelijker

Voor Identification and Access Management (I.A.M.) heeft Pilz het bedrijfsmoduskeuze- en toegangsautorisatiesysteem PITmode. Voor een onderdeel van dit systeem, de PITreader, heeft Pilz een RFID-transponder in kaart- en stickerformaat ontwikkeld. Alle varianten zijn vrij beschrijfbaar en rechten kunnen vastgelegd worden door gebruik te maken van de eenvoudig passende softwaretools.

Hoe ze de maakbaarheid moesten beoordelen was de CFT’ers in de begintijd niet direct duidelijk. Er zat geen eenduidigheid in de beoordeling van de maakbaarheid bij gebrek aan eenduidige criteria. ‘Als je niet kunt meten, kun je niet verbeteren.’ Schouts dfm-groep besloot daarop om een eerste beoordeling op de maakbaarheid puur te baseren op de doorlooptijd totdat ze op tempo konden produceren. Ten tweede kwam daar de optimalisatie van de integrale kosten bij. ‘Zo kon de voorkeur uitgaan naar een ontwerp dat op tijd in productie kan worden gebracht tegen acceptabele kosten, in plaats van zo laag mogelijke kosten.’

Serieuze afschatting

In 1995 voelde Schout dat het tijd werd voor een nieuwe uitdaging. Hij ging aan de slag bij Philips Optics. Toen die divisie werd verkocht, verwachtte hij terug te gaan naar design for manufacturing. Maar helaas, het CFT was sterk afgebouwd en de aandacht voor de discipline was verdwenen binnen Philips. Schout besloot het erop te wagen en als zelfstandig consultant aan de slag te gaan. ‘Ik wist hoe krachtig de dfm-methode is.’

Een ontwerper die dfm toepast, moet beginnen met het stellen van de juiste vragen, zegt Schout. Hij moet niet alleen weten of een product realiseerbaar is. De echte vraag is welke inspanning in doorlooptijd en kosten nodig is om tot productie te komen. Alle maakprocessen moeten eerst zijn ontwikkeld en vrijgegeven. ‘Op tempo produceren is altijd het uiteindelijke doel. Een ontwerper moet dat willen voorspellen en meenemen in de onderbouwing van de ontwerpkeuze’, stelt Schout. Deze vraag serieus nemen is de basis van maakbaarheid.

Volgens Schout zijn de meeste ontwerpers simpelweg niet in staat om ontwerp en fabricage aan elkaar te knopen. ‘Of ze krijgen er de tijd niet voor. Ze richten zich op de functie. Het moet sterk genoeg, stijf genoeg, snel genoeg zijn, de verwerkingstemperatuur aankunnen, enzovoorts. Daar hebben ze hun handen vol aan.’ Een mogelijke oplossing is binnen een team kennis en kunde aanbieden aan de ontwerpers bij de beoordeling van de maakbaarheid. ‘Doe dat op tijd. In de conceptkeuze maak je bepalende ontwerpkeuzes met meer of minder doorlooptijd om in productie te komen tot gevolg. Meestal is er niet genoeg tijd.’

Het overgrote deel van de integrale kosten en de totale doorlooptijd tot productie worden volgens Schout bepaald binnen zijn methode. Een serieuze afschatting is bijna altijd voldoende om de ontwerpkeuze te onderbouwen. ‘Natuurlijk brengt iedere leverancier subtiele verschillen aan in zijn maakproces, die ze zo veel mogelijk geheimhouden. Het verschil dat ze maken, is in dit stadium zelden doorslaggevend. Maar er is altijd maakprocesontwikkeling nodig.’

‘Voor subtiliteiten moet je met de fabrikanten met specifieke maakprocessen in gesprek blijven. Op het moment dat je de ontwerpkeuze maakt voor een maakproces, beperk je jezelf tot een aantal maakbedrijven. Andersom gaat de keuze voor een fabrikant gepaard met een specifiek maakproces. Je moet dus vooraf weten welke kansrijk is. Dfm pleit er niet voor om alle ontwerpalternatieven uit te werken. Je hebt een goed alternatief nodig dat functioneert en tegen acceptabele kosten op tijd naar de markt kan. Zodra een bepaalde variant daaraan voldoet, hoef je de alternatieven niet meer te onderzoeken.’

Hard werken

Design for manufacturing is meer dan alleen techniek, stelt Schout. Het is ook weten hoe je het organiseert. Het management zou er meer om moeten vragen. Hij geeft de twee belangrijkste vragen mee die ze aan hun team moeten stellen: wanneer zijn we op snelheid in productie? Wat worden de integrale kosten als we hiermee doorgaan? De antwoorden dienen serieus onderbouwd te zijn. ‘Als het management zou weten wat er achter de tekentafel allemaal wordt besloten, dan komen ze over je schouder meekijken.’

Met inmiddels negentien jaar als consultant ziet Schout dat de grootste fouten nog steeds zijn terug te leiden tot het missen van antwoorden op die vragen. ‘Ontwerpen is hard werken en er worden altijd foutjes gemaakt. Achteraf is makkelijk te zeggen hoe het beter had gekund. Maar niet proberen te voorspellen hoe lang het duurt en wat de integrale kosten zijn, dat is kansen missen.’

Als voorbeeld noemt Schout een productontwerper die hem ooit vroeg hoeveel een product ging kosten als er honderd per jaar van zouden worden gemaakt. Schout schatte een ton per stuk in euro’s en merkte op dat het niet makkelijk te produceren was. De ontwerper ging toch snel naar de leverancier, om vervolgens enthousiast te melden dat productie mogelijk was. Na doorvragen bleek echter dat hij niet kon vertellen wanneer het prototype klaar zou zijn of hoeveel het ging kosten. Wanneer de productie zou kunnen starten, wist hij al helemaal niet. ‘Die ontwerper wist dus niet de juiste vragen te stellen, zelfs niet nadat ik hem had gewaarschuwd.’

Brand voorkomen

De meeste ontwerpersopleidingen leren tegenwoordig te weinig om te kijken naar maakprocessen. Studenten hebben ook weinig kans om maakprocessen te zien, omdat de maakwereld in Nederland kleiner is geworden. ‘Je moet ook nog zien binnen te komen. Een maakbedrijf wil je best helpen als er een concrete kans op een opdracht in zit, maar ze organiseren geen gratis excursies voor ontwerpers.’

De houding van de projectleiders en -managers is voor de ontwerper soms ook een obstakel. Regelmatig bestaat het misverstand dat het toepassen van design for manufacturing extra tijd kost in het ontwikkeltraject. ‘Mijn bedoeling is om te voorkomen dat het ontwerpen twee keer moet gebeuren. Maar blijkbaar is branden blussen leuker dan branden voorkomen.’ De projectleiders willen terecht zo snel mogelijk naar productie, maar realiseren zich onvoldoende dat veel ellende onnodig is. Dfm kan vaak wel aantonen dat de brand te voorkomen valt. ‘Met Dfm creëer je waarde door problemen te voorkomen. Zodra dat lukt, wordt het probleem onzichtbaar.’

De training ‘Design for manufacturing’ van Arnold Schout start op 5 maart 2020.