,,Beter, sneller en goedkoper”, is de mantra van de productontwikkeling. Omdat de klassieke werktuigbouwkunde hier tegen zijn grenzen aanloopt, kunnen studenten vanaf nu een nieuwe afstudeerrichting kiezen.
Delen
De mechatronica moet het vak van zijn stoffige imago afhelpen.
Gierende tandwielen, rammelende drijfassen en ronkende motoren. Dit is nog steeds het beeld dat ‘werktuigbouwkunde’ bij veel mensen oproept. Zware installaties vol pompen, hydraulische cilinders en andere grofstoffelijke onderdelen die kennelijk uitermate nuttig zijn, maar verder op weinig interesse van de goegemeente kunnen rekenen.
De faculteit werktuigbouwkunde kan zich maar moeizaam ontworstelen aan dit gebrek aan sex-appeal. Gevolg is wel dat veel aankomende studenten de studie links laten liggen. Dat is dus één reden om een nieuwe afstudeerrichting te lanceren. Maar zeker niet de belangrijkste.
,,De werktuigbouwkunde richt zich van oudsher op een professionele markt. Dure machines waarvan er hooguit enkele honderden worden verkocht”, stelt prof.ir. Okko Bosgra van de sectie systeem- en regeltechniek. ,,Maar de balans slaat langzaam door naar de consumentenmarkt en massaproductie. Dat is een terrein waar veel groei inzit en bovendien technologie van hoog niveau wordt bedreven. En dat is voor een universitaire opleiding natuurlijk interessant.”
Sinds januari kunnen studenten werktuigbouwkunde daarom in een nieuwe richting afstuderen: de mechatronica. Bosgra illustreert de problemen waar de mechatronicus tegenaan loopt aan de hand van een cd-drive. ,,Het leeskopje van een cd-speler moet het dataspoor continu op een vaste afstand volgen. Daarvoor moet je een zeer grote nauwkeurigheid kunnen garanderen, binnen onderdelen van micrometers. Verder mag zo’n drive niks kosten. Netto moet het voor twee tientjes gemaakt kunnen worden.”
Bij zulke eisen komen de grenzen van de klassieke werktuigbouwkunde al snel in zicht. Nauwkeurigheid kost immers geld: hoe strakker de producttoleranties in de hand worden gehouden, hoe duurder de bewerkingsmethode. Fijnmechanische techniek biedt in de massaproductie dus geen soelaas. Deze ambachtelijke tak van de werktuigbouwkunde brengt weliswaar prachtige instrumenten voort, maar altijd tegen een hoge kostprijs.
Elektronica en regeltechniek nemen deze fysische beperkingen weg, zodat spotgoedkoop spuitgietwerk het dure vakmanschap kan vervangen. Bosgra: ,,Een tandwielaandrijving alleen kan een cd-leeskop nooit nauwkeurig laten sporen, met regeltechniek lukt dat wel. Daarmee kun je dus iets toevoegen wat het product van zichzelf niet heeft, eigenschappen die met de klassieke werktuigbouw onhaalbaar zijn. De vereiste nauwkeurigheid haal je dan niet langer uit de constructie, maar uit de aansturing.”
Tegenstrijdig
Ook aan de productiekant is de mechatronica niet meer weg te denken. De fabricagelijnen worden er niet goedkoper van, maar wel sneller, nauwkeuriger en flexibeler. ,,Mechatronica zit in het loopwerk van cd-spelers maar ook in wafer steppers: kamergrote installaties die structuren van enkele nanometers op computerchips aanbrengen”, licht dr.ir. Jan van Eijk toe. ,,En dat moet ook steeds sneller en nauwkeuriger, terwijl de omvang van die apparaten alleen maar toeneemt. Dat zijn fysisch tegenstrijdige randvoorwaarden, waardoor je je concept helemaal moet omgooien.”
Van Eijk brengt een groot deel van de week door bij Centrum voor Fabricage Technologie van Philips, en was ondermeer betrokken bij de ontwikkeling van de cd en de nieuwe Philishave-lijn. Hij werd begin januari aangesteld om de afstudeerrichting mechatronica op poten te zetten. Het doorbreken van de onderwijscultuur ziet hij als zijn belangrijkste taak.
,,Iedere specialist vindt zijn eigen vakgebied het belangrijkste”, vat Van Eijk het probleem samen. ,,Dat is de cultuur waarin wij worden opgeleid. Maar dat gaat mis als deskundigen gezamenlijk iets moeten ontwikkelen. Dan loop je het risico dat iedereen het ontwerp in zijn eigen vakgebied optimaliseert. Dat kan een geniaal werktuigbouwkundig ontwerp opleveren, maar een lousy product op het gebied van elektronica of systeem- en regeltechniek.”
Lastig als je diverse vakgebieden wilt integreren. Dat specialisten hun expertise niet makkelijk loslaten, heeft Van Eijk van dichtbij ervaren. ,,In 1985 begon bij Philips het eerste project waarin we de schotten tussen de afdelingen weg probeerden te halen. We hadden een aantal superdeskundigen bij elkaar gezet die een soort robot moesten ontwerpen. Het eerste werkende prototype was pas in 1989 klaar, terwijl we dachten dat die klus binnen een jaar geklaard zou zijn. In dat eerste jaar hebben we eigenlijk alleen maar ruzie gemaakt. Kun je nagaan hoe diep dat gevoel zit.”
Mechatronica is volgens Van Eijk dan ook geen puur technische stiel. ,,De meeste experts hebben zoveel eerbied voor hun eigen vak, dat ze de expertise van anderen automatisch minder waard vinden. Je moet een manier zien te vinden om dit proces te doorbreken. De crux is dat je leert respect te hebben voor het vak en de deskundigheid van een ander. Je moet mensen daarom stimuleren over de rand van hun vakgebied te kijken. Maar de opleidingen zijn in het algemeen nog steeds zeer monodisciplinair. We gaan hier dus zeker meer samenwerking zoeken met andere vakgroepen.”
Wereldje
Dat is ook een sterke interne prikkel om de mechatronica als zelfstandige afstudeerrichting in de startblokken te zetten. Bij ITS neemt de interesse voor mechatronica ook toe en nu Industrieel Ontwerpen en Werktuigbouwkunde onder de vlag OCP varen, vindt Bosgra het hoog tijd om de opleidingscultuur te doorbreken.
,,Dat begint met de constatering dat je mensen niet meer kunt opsluiten in hun eigen, smalle wereldje. Je moet studenten ook leren hun rol te zien in het grotere verband. Met onze collega’s van IO willen we daarom een onderwijsgebied opzetten dat zich overde grenzen van de subfaculteiten uitstrekt. Een moderne invulling van de werktuigbouwkunde, waar ook in de industrie toenemende vraag naar is.”
De aandacht voor ontwerpen zal daarbij de nadruk krijgen. Omdat de fabrikage van massaproducten al naar het buitenland is verhuisd, meent Bosgra dat in Nederland meer aandacht voor development moet komen: hoogwaardig ontwerpwerk waarbij de kosten van ondergeschikt belang zijn.
,,Nederland moet geen samenleving worden die alleen drijft op handel en transport. De strijd om de productie hebben we echter al verloren”, stelt hij vast. ,,De mechatronica zal volgens mij een doorslaggevende rol spelen bij toekomstige intelligente producten. Wij leven tenslotte in een fysische wereld, en dit vak maakt het mogelijk de functionaliteit van producten beter toe te spitsen op wat de mens wil. Daarbij moet je ook denken aan flexibele productie, waarmee je snel een groot aantal productvarianten kunt ontwikkelen. Door het productontwerp en de productie in hun samenhang te beschouwen, kun je tot grensverleggende producten komen.”
Daar moet dan nog wel flink aan getrokken worden. Momenteel beschikt de industrie over meer mechatronische know how dan de universiteiten. Terwijl deze bij uitstek de broedplaats zouden moeten zijn voor risicovol verkennend onderzoek. Maar het meeste research-werk op mechatronisch gebied wordt uitgevoerd in opdracht van het bedrijfsleven. Die volgzame houding moet op de helling. De bundeling van Werktuigbouwkunde en Industrieel Ontwerpen zal daar veel aan bijdragen, verwacht Bosgra.
,,Wij kunnen de IO-mensen kennis laten maken met de hardere kanten van de technologie, terwijl zij ons veel kunnen leren over de manier waarop je het ontwerpvak in het onderwijs integreert. En het wordt natuurlijk pas echt spannend als studenten met verschillende achtergronden gaan samenwerken. Die generatie zal de mogelijkheden van het vak moeten verkennen”, vertelt hij, terwijl hij met een onderdeel van een dvd-drive speelt. ,,En het helpt wel als je een beetje vertrouwd bent met nieuwe technologie. Mijn kinderen pikken dat al veel sneller op dan ik. Ik draai thuis nog van die zwarte langspeelplaten.”
,,Beter, sneller en goedkoper”, is de mantra van de productontwikkeling. Omdat de klassieke werktuigbouwkunde hier tegen zijn grenzen aanloopt, kunnen studenten vanaf nu een nieuwe afstudeerrichting kiezen. De mechatronica moet het vak van zijn stoffige imago afhelpen.
Gierende tandwielen, rammelende drijfassen en ronkende motoren. Dit is nog steeds het beeld dat ‘werktuigbouwkunde’ bij veel mensen oproept. Zware installaties vol pompen, hydraulische cilinders en andere grofstoffelijke onderdelen die kennelijk uitermate nuttig zijn, maar verder op weinig interesse van de goegemeente kunnen rekenen.
De faculteit werktuigbouwkunde kan zich maar moeizaam ontworstelen aan dit gebrek aan sex-appeal. Gevolg is wel dat veel aankomende studenten de studie links laten liggen. Dat is dus één reden om een nieuwe afstudeerrichting te lanceren. Maar zeker niet de belangrijkste.
,,De werktuigbouwkunde richt zich van oudsher op een professionele markt. Dure machines waarvan er hooguit enkele honderden worden verkocht”, stelt prof.ir. Okko Bosgra van de sectie systeem- en regeltechniek. ,,Maar de balans slaat langzaam door naar de consumentenmarkt en massaproductie. Dat is een terrein waar veel groei inzit en bovendien technologie van hoog niveau wordt bedreven. En dat is voor een universitaire opleiding natuurlijk interessant.”
Sinds januari kunnen studenten werktuigbouwkunde daarom in een nieuwe richting afstuderen: de mechatronica. Bosgra illustreert de problemen waar de mechatronicus tegenaan loopt aan de hand van een cd-drive. ,,Het leeskopje van een cd-speler moet het dataspoor continu op een vaste afstand volgen. Daarvoor moet je een zeer grote nauwkeurigheid kunnen garanderen, binnen onderdelen van micrometers. Verder mag zo’n drive niks kosten. Netto moet het voor twee tientjes gemaakt kunnen worden.”
Bij zulke eisen komen de grenzen van de klassieke werktuigbouwkunde al snel in zicht. Nauwkeurigheid kost immers geld: hoe strakker de producttoleranties in de hand worden gehouden, hoe duurder de bewerkingsmethode. Fijnmechanische techniek biedt in de massaproductie dus geen soelaas. Deze ambachtelijke tak van de werktuigbouwkunde brengt weliswaar prachtige instrumenten voort, maar altijd tegen een hoge kostprijs.
Elektronica en regeltechniek nemen deze fysische beperkingen weg, zodat spotgoedkoop spuitgietwerk het dure vakmanschap kan vervangen. Bosgra: ,,Een tandwielaandrijving alleen kan een cd-leeskop nooit nauwkeurig laten sporen, met regeltechniek lukt dat wel. Daarmee kun je dus iets toevoegen wat het product van zichzelf niet heeft, eigenschappen die met de klassieke werktuigbouw onhaalbaar zijn. De vereiste nauwkeurigheid haal je dan niet langer uit de constructie, maar uit de aansturing.”
Tegenstrijdig
Ook aan de productiekant is de mechatronica niet meer weg te denken. De fabricagelijnen worden er niet goedkoper van, maar wel sneller, nauwkeuriger en flexibeler. ,,Mechatronica zit in het loopwerk van cd-spelers maar ook in wafer steppers: kamergrote installaties die structuren van enkele nanometers op computerchips aanbrengen”, licht dr.ir. Jan van Eijk toe. ,,En dat moet ook steeds sneller en nauwkeuriger, terwijl de omvang van die apparaten alleen maar toeneemt. Dat zijn fysisch tegenstrijdige randvoorwaarden, waardoor je je concept helemaal moet omgooien.”
Van Eijk brengt een groot deel van de week door bij Centrum voor Fabricage Technologie van Philips, en was ondermeer betrokken bij de ontwikkeling van de cd en de nieuwe Philishave-lijn. Hij werd begin januari aangesteld om de afstudeerrichting mechatronica op poten te zetten. Het doorbreken van de onderwijscultuur ziet hij als zijn belangrijkste taak.
,,Iedere specialist vindt zijn eigen vakgebied het belangrijkste”, vat Van Eijk het probleem samen. ,,Dat is de cultuur waarin wij worden opgeleid. Maar dat gaat mis als deskundigen gezamenlijk iets moeten ontwikkelen. Dan loop je het risico dat iedereen het ontwerp in zijn eigen vakgebied optimaliseert. Dat kan een geniaal werktuigbouwkundig ontwerp opleveren, maar een lousy product op het gebied van elektronica of systeem- en regeltechniek.”
Lastig als je diverse vakgebieden wilt integreren. Dat specialisten hun expertise niet makkelijk loslaten, heeft Van Eijk van dichtbij ervaren. ,,In 1985 begon bij Philips het eerste project waarin we de schotten tussen de afdelingen weg probeerden te halen. We hadden een aantal superdeskundigen bij elkaar gezet die een soort robot moesten ontwerpen. Het eerste werkende prototype was pas in 1989 klaar, terwijl we dachten dat die klus binnen een jaar geklaard zou zijn. In dat eerste jaar hebben we eigenlijk alleen maar ruzie gemaakt. Kun je nagaan hoe diep dat gevoel zit.”
Mechatronica is volgens Van Eijk dan ook geen puur technische stiel. ,,De meeste experts hebben zoveel eerbied voor hun eigen vak, dat ze de expertise van anderen automatisch minder waard vinden. Je moet een manier zien te vinden om dit proces te doorbreken. De crux is dat je leert respect te hebben voor het vak en de deskundigheid van een ander. Je moet mensen daarom stimuleren over de rand van hun vakgebied te kijken. Maar de opleidingen zijn in het algemeen nog steeds zeer monodisciplinair. We gaan hier dus zeker meer samenwerking zoeken met andere vakgroepen.”
Wereldje
Dat is ook een sterke interne prikkel om de mechatronica als zelfstandige afstudeerrichting in de startblokken te zetten. Bij ITS neemt de interesse voor mechatronica ook toe en nu Industrieel Ontwerpen en Werktuigbouwkunde onder de vlag OCP varen, vindt Bosgra het hoog tijd om de opleidingscultuur te doorbreken.
,,Dat begint met de constatering dat je mensen niet meer kunt opsluiten in hun eigen, smalle wereldje. Je moet studenten ook leren hun rol te zien in het grotere verband. Met onze collega’s van IO willen we daarom een onderwijsgebied opzetten dat zich overde grenzen van de subfaculteiten uitstrekt. Een moderne invulling van de werktuigbouwkunde, waar ook in de industrie toenemende vraag naar is.”
De aandacht voor ontwerpen zal daarbij de nadruk krijgen. Omdat de fabrikage van massaproducten al naar het buitenland is verhuisd, meent Bosgra dat in Nederland meer aandacht voor development moet komen: hoogwaardig ontwerpwerk waarbij de kosten van ondergeschikt belang zijn.
,,Nederland moet geen samenleving worden die alleen drijft op handel en transport. De strijd om de productie hebben we echter al verloren”, stelt hij vast. ,,De mechatronica zal volgens mij een doorslaggevende rol spelen bij toekomstige intelligente producten. Wij leven tenslotte in een fysische wereld, en dit vak maakt het mogelijk de functionaliteit van producten beter toe te spitsen op wat de mens wil. Daarbij moet je ook denken aan flexibele productie, waarmee je snel een groot aantal productvarianten kunt ontwikkelen. Door het productontwerp en de productie in hun samenhang te beschouwen, kun je tot grensverleggende producten komen.”
Daar moet dan nog wel flink aan getrokken worden. Momenteel beschikt de industrie over meer mechatronische know how dan de universiteiten. Terwijl deze bij uitstek de broedplaats zouden moeten zijn voor risicovol verkennend onderzoek. Maar het meeste research-werk op mechatronisch gebied wordt uitgevoerd in opdracht van het bedrijfsleven. Die volgzame houding moet op de helling. De bundeling van Werktuigbouwkunde en Industrieel Ontwerpen zal daar veel aan bijdragen, verwacht Bosgra.
,,Wij kunnen de IO-mensen kennis laten maken met de hardere kanten van de technologie, terwijl zij ons veel kunnen leren over de manier waarop je het ontwerpvak in het onderwijs integreert. En het wordt natuurlijk pas echt spannend als studenten met verschillende achtergronden gaan samenwerken. Die generatie zal de mogelijkheden van het vak moeten verkennen”, vertelt hij, terwijl hij met een onderdeel van een dvd-drive speelt. ,,En het helpt wel als je een beetje vertrouwd bent met nieuwe technologie. Mijn kinderen pikken dat al veel sneller op dan ik. Ik draai thuis nog van die zwarte langspeelplaten.”
Comments are closed.