Wat er moet veranderen als je tien keer sneller wilt engineeren

Time-to-market is extreem belangrijk. Hoe kun je ervoor zorgen dat je tien keer zo snel bent? Deze vraag roept uitdagingen op als: hoe coördineer je dat iedereen met de juiste taak en de juiste informatie aan het werk is? Hoe migreer je naar de nieuwe manier van werken? Wat zijn de valkuilen die je moet vermijden? Software- en consultancybureau KE-Works verzamelde zeven lessen.

In de afgelopen tien tot twintig jaar hebben we een enorme toename in de productiviteit kunnen waarnemen door ICT-gedreven innovaties. Vandaag kunnen we een bezoek brengen aan volledig geautomatiseerde fabrieken, beheren we hooggeautomatiseerde logistieke processen in wereldwijde toeleverketens en vinden we het normaal dat we een pizza kunnen bestellen en betalen met onze mobiele telefoon.

De wereld van engineering is echter veel minder veranderd. Softwaretools zijn dan wel krachtiger en omvatten meer functies, maar veranderen niet fundamenteel de manier waarop we werken. Daarmee blijven ook disruptieve veranderingen in productiviteit van ingenieurs uit. Als eisen van de klant en productinnovatie van ondergeschikt belang zijn, lukt het vaak nog wel om de keten te automatiseren. Voor engineering-to-order en massacustomisatie blijkt echter in de meeste gevallen dat engineering moeilijk kan worden geautomatiseerd met de huidige tools.

Onvermijdelijk zal dit veranderen. Experts verwachten dat dit de komende vijftien jaar zal gebeuren door innovaties in mobiele technologie, big data en high-performance computing. Wat er nu op je telefoon al mogelijk is, zal de komende jaren in engineering mogelijk worden. Het wordt mogelijk om tien keer zo snel te gaan werken. Wat moet je daarvoor doen? KE-Works heeft zeven lessen verzameld uit implementaties en ontwikkeling van deze technologieën in de maakindustrie.

Les 1: Automatiseer alleen als het proces stabiel is

Een engineeringproces past zich voortdurend aan aan nieuwe omstandigheden gedreven door veranderende klantbehoeften en eisen, technologieën en wetgeving. Als deze effecten niet voorspelbaar zijn en dus niet kunnen worden gecontroleerd, zal het engineeringproces zich aanpassen. Dit betekent dat elke automatisering gebaseerd op het originele proces zal moeten worden aangepast aan de veranderingen, een kostbare en onvoorspelbare investering.

Een typisch voorbeeld is dat een standaard applicatie wordt aangeschaft om een deel van de engineering te automatiseren. Juist omdat er voor een standaard applicatie wordt gekozen, zal het engineeringproces zich moeten aanpassen aan de werkwijze van de applicatie en niet andersom. In het werken met de applicatie blijkt dat deze niet makkelijk aan te passen is aan bijvoorbeeld veranderende eisen. Het gevolg is dat experts om de applicatie heen gaan werken.

Stabiliteit van het proces is van vitaal belang voor een effectieve toepassing van standaardisatie en vervolgens automatisering. Des te meer vergelijkbare producten een bedrijf ontwerpt, des te beter is ook het begrip van de invloed van externe invloeden op het engineeringproces. Experts gaan terugkerende patronen herkennen. Op deze wijze neemt de stabiliteit en voorspelbaarheid toe. We spreken dan van een toename in de volwassenheid van het proces. De optimale volwassenheid is afhankelijk van taak, proces en organisatie.

Les 2: Lean engineering wordt gedreven door informatie-uitwisseling

Engineering is een informatieproces; het levert producten in de vorm van informatie. De efficiëntie van het engineeringproces is sterk afhankelijk van de uitwisseling van informatie. De uitwisseling van informatie is afhankelijk van de afspraken over welke informatie, wanneer, waar te verwachten is en in welke vorm. Uit onderzoeken bij mkb’ers in de maakindustrie blijkt dat door een gebrekkige kwaliteit van informatie experts gemiddeld dertig procent van hun tijd besteden aan het vinden van de juiste informatie.

Een typisch voorbeeld dat experts vaak met gebrekkige informatie hun werk moeten doen, zien we bij de best practice van vandaag om met multidisciplinaire teams aan het werk te gaan. Er wordt echter vaak te weinig aandacht gegeven aan het ketendenken in de eigen organisatie. Het engineeringproces is een keten van leverancier-klantrelaties. Als de eerste in deze keten zijn werk niet goed doet, heeft de hele keten daar last van.

Duidelijke afspraken binnen de organisatie over informatie en uitwisseling zijn essentieel voor een effectieve uitvoering van het engineeringproces. De kwaliteit van de informatie-uitwisseling heeft meerdere dimensies, zoals traceerbaarheid, conformiteit en volledigheid. Een lean proces begint met het vastleggen van welke informatie waardevol is en wie deze informatie aanlevert. Het gevolg is een heldere keten van informatie.

Les 3: Front-loading van het proces als best practice

In alle industrieën zijn nieuwe systemen en producten gebaseerd op eerdere systemen en producten. Een veelgebruikte vuistregel is dat tachtig procent van de informatie benodigd voor de ontwikkeling van een nieuw systeem al bekend is. Het is een uitdaging om munt te slaan uit hergebruik van opgeslagen informatie, ook wel front-loading genoemd. Op zichzelf heeft front-loading geen toegevoegde waarde; die wordt pas gecreëerd als deze informatie wordt hergebruikt in een nieuwe ontwikkeling. Hergebruik is lastig wanneer wijzigingen worden veroorzaakt door een instabiel proces. Dit maakt dat veel belanghebbenden in de organisatie van nature terughoudend zijn om front-loading als best practice toe te passen.

Toch hergebruiken we continu informatie en kennis, bijvoorbeeld via handboeken en digitale bibliotheken met standaard onderdelen, maar zijn ons er vaak niet van bewust. Daarnaast weet elke ervaren projectmanager altijd welke experts hij nodig heeft voor zijn project. Uiteindelijk zijn standaardisatie en automatisering hetzelfde als front-loading.

First time right betekent beter voorbereiden; dit is ook front-loading van het proces. De eenvoudigste manier om de tijd te verminderen, is om te voorkomen dat het wiel opnieuw wordt uitgevonden. Een modulaire en flexibele definitie van standaarden is de sleutel voor hergebruik. Hierbij is het essentieel om rekening te houden met de flexibiliteit die nodig is voor maatwerk.

Les 4: Leg kennisregels vast tijdens automatisering

Een groot deel van de klassieke automatiseringen zijn black box-implementaties. De fundamentele kennisregels zijn opgesloten in de code. Een black box verstopt de kennis voor de experts, waardoor de organisatie de bijbehorende kennis na verloop van tijd zal verliezen. Dit is een extra hindernis voor innovatie. Het is een unknown known geworden en dat verhindert de gebruiker om de kennis toe te passen voor andere doelen. Re-engineering van deze kennis is een kostbare inspanning.

Een typisch voorbeeld is een applicatie ontwikkeld voor de automatisering van een deel van het 3D-ontwerp. Bij het opvolgende project bleek dat de aannames van het ontwerp zodanig anders waren dat er een nieuwe investering nodig was om de applicatie daarvoor aan te passen. Tijdens de ontwikkeling waren de kennisregels goed vastgelegd en werden deze dankbaar hergebruikt in het nieuwe project.

De gemiddelde levenscyclus van applicaties is vijf tot tien jaar. Door nieuwe technologieën wordt dit eerder korter dan langer, wat duidelijk te zien is aan de applicaties voor smartphones. De best practice is om kennisregels apart vast te leggen. Ontkoppel deze regels ook zo veel mogelijk van de code van de applicatie. Beide helpen bij het hergebruik voor nieuwe applicaties en ook voor de kennisoverdracht naar juniors.

Les 5: Engineeringvrijheid is een hygiënische randvoorwaarde

Een typisch probleem is het verhogen van de eisen rond het vrijgeven van informatie. Dit is gedreven door de controleorganisatie en vaak mogelijk gemaakt door automatisering. Het resultaat is een rigide proces dat geen ondersteuning biedt voor experts. Dit leidt tot een toename van de in-work-informatie, waardoor de huidige status van informatie onduidelijk is. Door gebrek aan controle op deze informatie nemen fouten toe. Hoe later deze fouten worden geïdentificeerd, hoe groter de kosten van correctie. Onderzoeken in de maakindustrie laten zien dat veertig procent van de middelen wordt ingezet om deze fouten te corrigeren.

Een veel gevonden geval heeft te maken met uitwisseling van documenten. Documenten in de vorm van bijvoorbeeld Excel, Word, PDF of PPT zijn vaak een belangrijk onderdeel van de informatiestroom. Om voortgang te communiceren, verhogen we de versie van het document. De documenten zijn groot en omvangrijk en veranderingen tussen versies A en B worden zeer beknopt vastgelegd. Hierdoor is het voor de ontvanger van het document moeilijk, of zelfs onwerkbaar, om wijzigingen in details op te merken.

Met veel kortere doorlooptijden zal verandering de nieuwe standaard zijn. Dit leidt tot de noodzaak van continue integratie waarbij experts documentversies voortdurend actualiseren. Denk bijvoorbeeld aan een Google Docs-document. Om effectiever te communiceren, is het essentieel dat documenten worden opgebroken in de informatieonderdelen. De grootste uitdaging is configuratiemanagement van deze informatie.

Les 6: Denk groot, begin klein, itereer snel

Engineering is een veranderende omgeving en past zich voortdurend aan. Om een dergelijke omgeving te automatiseren, moet je met deze wisselende omstandigheden rekening houden. Een reëel risico is dat automatiseren meer tijd kost dan voorzien. Hierdoor is het te laat klaar voor gebruik in de operatie. Daarnaast zorgt de complexiteit van het engineeringproces ervoor dat er geen eenduidig overzicht is. Feitelijk zul je moeten leren tijdens de uitvoering van de automatisering om te begrijpen wat de oplossing is. Dit leidt tot steeds veranderende eisen aan de automatisering.

Voorbeelden zijn er genoeg waarbij de benodigde investeringen voor een ICT-project uit de hand lopen. Dit is een risico voor elk groot en nieuw project waarbij de uiteindelijke oplossing bij aanvang niet kan worden gespecificeerd. We zijn vaak tegengekomen dat organisaties een pilot hebben gedaan om engineering te automatiseren met een standaard systeem, pilots die vaak niet tot succes leidden waarna de keuze viel op het assembleren van een eigen systeem met, waar mogelijk, standaard componenten.

De beste manier om deze complexe processen te automatiseren, is om bestaande best practices te combineren. Best practices om met complexe systemen om te gaan, komen uit systeemengineering, met de oorsprong in space engineering om een succesvolle missie naar de maan te realiseren. Best practices om met verandering om te gaan, zijn ook te vinden in software-engineering, een discipline die met vallen en opstaan de afgelopen jaren methodes heeft ontwikkeld zoals Scrum en Agile. Denk groot, begin klein en itereer snel.

Les 7: Succesvolle technische innovatie vereist sociale innovatie

Innovatie in technische automatisering gaat hand in hand gaat met sociale innovatie van de organisatie en verandermanagement. Automatisering houdt in dat middelen en methodes voor engineering aanzienlijk veranderen. Dit betekent dat de gebruikers van deze middelen en methodes ook hun manier van werken en samenwerken moeten veranderen. Vaak wordt in de automatisering vergeten om de gebruikers effectief in te schakelen, waardoor er weerstand ontstaat in de organisatie. Als het draagvlak bij deze belanghebbenden tekortschiet, zullen ook hun eisen en input aan de ontwikkeling tekortschieten. Het resultaat is een self-fulfilling prophecy.

In de innovatie komen we tegen dat de organisatie wel wil innoveren, maar alleen in de technische innovatie en niet in de sociale innovatie, die minstens net zo belangrijk is. De sociale innovatie heeft geen duidelijke resultaten en heeft daarom vaak minder waarde in een technische omgeving. In al onze toepassingen zien we het succes van een goed draagvlak. Draagvlak dat de organisatie uiteindelijk in staat stelt om beide innovaties te realiseren.

De technische innovatie beïnvloedt verschillende afdelingen van de organisatie. Vermelding van duidelijke verantwoordelijkheden en benodigde inzet van elke afdeling en expert is essentieel. Dit stelt iedereen in staat om effectief bij te dragen aan de innovatie en het daarmee eigen te maken. Innoveren doe je samen.

Joost Schut is medeoprichter en chief commercial officer bij KE-Works, een expert in de optimalisatie en automatisering van engineeringprocessen voor complexe, high-mix, low-volume producten in de maakindustrie. Tijdens High-Tech Systems 2014 geeft hij een pitch over dit onderwerp.