Ir. Friso van Oranje, technisch bedrijfskundige ‘Vliegtuigbouw kan maakbaarheid van ontwerp verbeteren’

portret_friso-jpg
Friso van Oranje, foto: RVD

 

 

interviewFrisoVanOranje

 

INTERVIEW (De Ingenieur, 26 april 1995, nummer 7)

 

PRINS AFGESTUDEERD AAN TU DELFT + STUDIEJAREN EN STAGE BIJ MCDONNELL DOUGLAS + DOORLOOPTIJDVERKORTING BIJ VLIEGTUIGBOUW + VERSCHILLEN AUTO- EN VLIEGTUIGINDUSTRIE

 

Ir. Friso van Oranje, technisch bedrijfskundige

 

‘Vliegtuigbouw kan maakbaarheid van ontwerp verbeteren’

 

‘Ik werkte incognito bij McDonnell Douglas. Maar het kan die Amerikanen niet zo veel schelen.’ Prins Johan Friso studeerde eind 1994 af aan de TU Delft op doorlooptijdverkorting van vliegtuig­leverantie. ‘Kleine verbeteringen zijn niet rendabel in de vliegtuigbouw’, aldus ir. Van Oranje.

– Erwin van den Brink en Teye Buma –

 

Erwin van den Brink is redacteur en Teye Buma hoofdredacteur van De Ingenieur.

 

 

Ir. Friso van Oranje, beter bekend als prins Johan Friso, de tweede zoon van koningin Beatrix en prins Claus, ging de werkvloer op bij luchtvaartmaatschappij Martinair en beet zich bij vliegtuig­bouwer McDonnell Douglas vast in doorlooptijdverkorting. Op 9 december 1994 studeerde de prins met een zeer goed resul­taat af in de technische bedrijfs­kunde aan de facul­teit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft. Voor het eerst sinds koning Willem II in 1842 de Koninklijke Acade­mie sticht­te, is in Delft een Van Oranje afge­stu­deerd als inge­nieur.

Niet dat prins Johan Friso vond dat hij een als het ware historische belofte moest inlossen. Wat hem betreft is zijn inge­nieurstitel gewoon het gevolg van (aangeboren) belangstelling. ‘Van jongs af aan heb ik het altijd leuk gevon­den om ergens aan te knutselen. Mijn belangstel­ling voor deze studie komt voort uit een algeme­ne be­langstel­ling voor de techniek, wis- en natuur­kunde. Daarom wilde ik in eerste instan­tie naar Delft. Pas toen ik mijn stu­dieplaats had bepaald, ben ik gaan kijken naar wat ik eigen­lijk wilde studeren.’

Voordat hij naar Delft ging heeft de prins zich nooit echt aangetrokken gevoeld tot vlieg­tuigen. ‘Ik ben niet van kindsaf aan een enthousiast spotter geweest.’ Daarmee zijn ook hardnekkige berichten in de pers ontzenuwd dat hij samen met zijn broer Willem Alexander een jumbojet voor Martinair vanuit de VS naar Nederland heeft gevlogen: ‘Ik vlieg zelf niet. Ik ben er ook niet echt in geïnteres­seerd. Het lijkt me op zichzelf wel leuk als ik in het buiten­land zou wonen, althans een land met iets grotere afstanden dan Neder­land. In Nederland heb je niet zoveel aan een brevet, tenzij je vliegen ziet als hobby en dat geldt voor mij niet. Ik heb andere hobby’s: golf, tennis, s­quash. En voorlopig vergt de studie economie aan de Erasmus Universiteit Rotterdam nog veel tijd.’

In de zomer van 1992 werkte de prins, daartoe aangemoedigd door zijn studiebegeleider prof.ir. K. Smit van de TU Delft, zeven weken bij Martinair als stagiair, onder meer bij de techni­sche dienst in ploegen­dienst, op het plat­form. ‘Onderhoud uit­voeren aan vliegtui­gen, althans helpen onderhoud uit te voeren. Tja wat doe je: inspecties. Je kijkt naar vliegtuigen, naar dingen die je aan de buitenkant opval­len. Je verwisselt onder­delen, maar alles onder toezicht van een grondwerktuig­kun­dige die gecerti­ficeerd is natuurlijk.’

‘De mensen met wie ik werkte, vonden het in eerste instan­tie toch wel vreemd dat ik daar tussen liep. Maar na twee dagen was iedereen eraan gewend en vond men het eigen­lijk wel leuk. Daardoor heb ik de mogelijkheid gehad er een heel leer­za­me periode van te maken. Het gaat erom dat je een keer de mogelijkheid hebt gehad om kennis te maken met de werk­vloer, vooral omdat je daar als afgestudeerd ingenieur niet zo veel meer komt, wat erg jammer is.’

 

Auto-industrie

Het zijn eigenlijk toevallige omstandigheden waardoor hij lucht- en ruimtevaarttechniek is gaan studeren. Door de afstudeerrichting die hij koos, technische bedrijfskunde, ‘is mijn belang­stelling voor indus­trie toegenomen en daarmee die voor de vlieg­tuigbouw ook’.

Op dit moment werkt Friso van Oranje aan de voltooiing van zijn studie economie aan de Erasmus Universiteit Rotterdam, waar hij studeert bij prof.drs. H.B. Bertsch van de vakgroep Inter­ne Organi­satie en Kwali­teitsmana­gement. ‘Op een gege­ven moment had ik toch het gevoel dat ik met vlieg­tuig­bouw alleen wat kennis zou missen in deze wereld en leek het me interessant om er iets bij te gaan doen.’

Zijn studie in Rotterdam wil ir. Friso van Oranje gebruiken om te bekijken ‘in hoeverre de technieken die in de auto-industrie zijn ge­bruikt om de produktiekosten te verlagen, in de vliegtuigbouw worden toegepast of kunnen worden toegepast. Je ziet dat auto­bouwers veel nauwer zijn gaan samenwer­ken met toeleve­ranciers. Wat je leest in het boek The Machine that changed the world is dat automakers onderdelen die door toeleveran­ciers gemaakt gaan worden, ook helemaal door die toeleveran­ciers laten ontwerpen.’

De auto-indus­trie, ‘waar 70 % van het werk al buiten de deur wordt gedaan’, is voor hem het grote voor­beeld hoe de engineeringprocessen van toele­veran­ciers kunnen worden geïntegreerd met de engineering van de producent zelf. ‘Maar in de vlieg­tuig­bouw ligt dat vaak moeilij­ker in verband met de eindverant­woorde­lijk­heid van de produ­cent voor de luchtwaardigheid.’

In de auto-industrie is de doorlooptijd de laatste jaren dramatisch verkort. Volgens ir. Van Oranje had ook McDonnell Dou­glas ‘van verschillende adviesbureaus te horen gekregen dat zonder doorlooptijdverkorting weinig toekomst zou zijn. Toen ik daar kwam, was ieder­een weliswaar goed doordrongen van het belang van doorloop­tijdverkorting, maar hoe het gerea­liseerd moest worden was volledig onbe­kend. De manier waarop het een beetje werd toegepast, was dat iedereen kreeg te horen dat er sneller moest worden gewerkt.’

 

Incognito

‘Ik kon terecht bij McDonnell Douglas doordat ik via mijn stagebegeleider bij Martinair in contact kwam met iemand van dat bedrijf die wel iets zag in een afstudeerproject. In eerste instantie ben ik ernaar toe gegaan om me bezig te houden met doorlooptijdverkor­ting in het alge­meen. Uiteindelijk bleek dat de doorlooptijd van een heleboel processen niet hoefde te worden versneld, maar dat verkorting van de doorlooptijd van een beperkt aantal processen zou leiden tot beoogde verkorting van de totale doorloop­tijd.’

‘Ik heb me gericht op de customization, het aanpassen aan specifieke klantenwensen van de MD-11. Daar zit in eerste instantie de produktspecificatiefase in waarin de klant al zijn wensen kenbaar maakt, dan het ontwerp van klantenwensen en de integratie daarvan in het vliegtuig. Kortom, het hele enginee­ringproces van de customization, dus niet van het totale ontwerp­proces voor een nieuw vliegtuig, het basisontwerp; daar zijn ze op dit moment niet meer mee bezig. Dat is het punt: je bent enigs­zins beperkt door wat een bedrijf je op enig moment kan aanbie­den. McDonnell Douglas wilde op dat moment de door­loop­tijd van de customiza­tion verkorten, met name voor de relatief kleine veranderingen, dus niet een nieuwe versie, een extended range of iets dergelijks.’

‘Ik werkte op de afdeling Aircraft Systems & Interiors. Ik was daar incognito. Mijn begeleider wist natuurlijk wie ik was. Maar het kan die Amerikanen ook niet zo veel schelen, behalve dat ze het wel grappig vinden. Het zegt ze verder niet zo veel.’

‘Ik heb met diverse projecten meegelopen.’ Daarover schreef hij zijn afstu­deerscriptie: Doorlooptijdverkorting van vliegtuig­leverantie. Dat proces is afgebakend door het moment waarop een order zo goed als zeker is – de fabrikant geeft de constructieafdeling dan een authority to proceed, toestemming om aan de slag te gaan met het engineeren van specifieke klantenwensen in het basisontwerp en het moment waarop het vliegtuig volgens die wensen is gebouwd en wordt afgeleverd.

In het bijzonder keek Friso van Oranje naar het ontwerpproces voor het elektrische systeem, omdat juist dat systeem doorgaans per klant verschilt.

‘De bedrading is bijzonder klantspecifiek. Ze is zowel wat de lengte als de samenstelling van de bekabeling betreft afgestemd op de ver­schil­lende systemen die klanten willen hebben. Het elek­trische systeem bestaat uit de bedrading van onder meer het avionica- en het videosysteem en hun voeding. Het ontwerppro­ces daarvan omvat bij McDonnell Douglas het maken van de schema’s, wiring diagrams, de integratie van de bedrading in de bestaande kabelbomen en het maken van tekeningen voor de installatie van componenten van het elektrische systeem en van sommige andere (sub)systemen. Weliswaar bestaan de meeste opties die klan­ten willen reeds, maar het grote verschil met andere leveran­ciers is dat men ongeveer alle combinaties van deze bestaande opties accepteert. Dat kan tot vrij grote aanpassin­gen van die opties leiden.’

 

Doorlooptijd

Het dilemma is dat korte leveringstijd een belangrijke concurrentie­factor is in de vliegtuigindustrie, terwijl McDonnell Douglas zich nu juist positioneert als ‘maatwerkbouwer’. Bouwen op maat neemt doorgaans meer tijd in beslag. Als maat­werk dus ten koste gaat van de doorlooptijd, moet de fabrikant kijken welke klantenwensen ten koste gaan van de doorlooptijd en of die wensen wel gehonoreerd kunnen worden.

‘In principe is het een concur­rentievoordeel als je een aangepast vliegtuig kunt aanbieden. De vliegtuigmarkt is zoals dat heet een buyers market. Klanten hebben de neiging het tekenen van een order uit te stellen. Daardoor moeten producenten financieel risico lopen door alvast engi­neering-uren te spen­de­ren aan klantenwensen voordat er een definitief contract is.’

McDonnell Douglas heeft gekozen voor het bouwen van customer optimized vliegtuigen boven de mogelijkheid om klanten te laten kiezen uit vaststaande configuraties, zogenoemde pre-engi­neered options. Ir. Van Oranje: ‘Als je customization efficiënt kunt doen, verdient het de voor­keur. McDonnell Douglas heeft ervoor gekozen en mijn opdracht was te kijken in hoever­re de customization, op de manier zoals het nu wordt uitgevoerd, is te handhaven bij een verkorte doorlooptijd.’

‘Het effect van de doorlooptijd van het elektrisch ontwerpproces op de totale doorlooptijd bleek minimaal te zijn. Mijn conclusie is dat de verkorting van de doorlooptijd van het elektrische systeem een totale doorlooptijd van twaalf maanden kan ondersteu­nen en dat je bij verdere verkorting van de leverter­mijn de zaken wezen­lijk moet gaan aanpakken, bijvoorbeeld door modu­larisatie.’

‘De levertijd van leveranciers was een veel belang­rijker factor. Ook de fouten die eerder waren gemaakt in het ontwerp van het elektrische systeem, bleken van grote invloed op de einddoorloop­tijd in de samenbouw. Men hield er onvol­doende rekening mee dat die elektri­sche systemen ook ingebouwd moeten kunnen worden en dat leidt weer tot veranderingen in het ontwerp op het laatste moment, als het vliegtuig al in de samenbouw staat. Het gaat dan om draden die net een paar centime­ter te kort blijken te zijn of te dik voor het gat waar ze doorheen moeten. Het is veelal een gebrek aan commu­nicatie tussen verschillende ontwerpafde­lin­gen.’

‘Communicatieproblemen, voorzover die er waren, zijn nu opgelost.’ Dat gebeurde door functionele afdelingen te vervangen door een product based team per vliegtuigsec­tie. Binnen Sys­tems & Interiors telde de subafdeling Electrical Systems negen func­tionele afdelingen, waarvan sommige zich bezighielden met een specifiek systeem en andere met alle systemen in een bepaalde sectie van het vliegtuig. Dus die konden niet zomaar inte­greren. ‘Boeing is gaan kijken bij McDon­nell Douglas, want het worstelde ten aanzien van het elek­trische systeem met hetzelf­de probleem.’

 

CAD/CAM

De CAD-systemen die McDonnell Douglas gebruikt, zijn relatief verouderd en in de samenbouw wordt vanwege de hoge kosten en lage produktievolumes weinig CAM toegepast. De CAD/CAM-systemen die toeleveranciers gebruiken, zijn over het algemeen niet gekoppeld aan die van McDonnell Douglas, hetgeen de efficiëntie niet ten goede komt. Er wordt dus nog niet vanuit één data­base ontworpen.

Ir. Van Oranje: ‘We hebben gekeken in hoeverre het ontwerpen van elektrische systemen geautomati­seerd zou kunnen worden. Dan loop je direct tegen het kosten­probleem aan. Het automatise­ren van zulke complexe ontwerppro­cessen is erg duur. Het proces herhaalt zich alleen als er een nieuwe klant is.’ In de au­to-industrie en de elek­tro­nica-indus­trie, die beide groten­deels op CAD/CAM en ontwerp­databases zijn overgeschakeld, is de produktle­vens­cyclus kort en herhaalt het ontwerpproces zich veel vaker. Verbeteringen in de maakbaarheid worden sneller terugverdiend omdat de produktievolu­mes veel groter zijn. Daarom is toepassing van CAD/CAM daar eerder renda­bel dan in de vlieg­tuig­industrie, aldus ir. Van Oranje.

Een alternatief voor het ontwerpen vanuit een database is een strak geregisseerd ontwerpproces met design reviews waarin de voortgang in deelontwerpen herhaaldelijk wordt teruggekoppeld naar het totaalontwerp om te voorkomen dat ontwerp­fouten zich pas openbaren in de bouwfase.

Ir. Friso van Oranje: ‘Het is gemakkelijk om dat allemaal voor te schrijven, maar het kost veel tijd om de mensen daarvoor geïnteresseerd te krij­gen. Er zitten in een MD-11 150 tot 300 specifieke klantenw­ensen. Stel dat je voor elke specifieke klant­enwens vijf design reviews instelt, dan heb je 1500 design re­views die allemaal een halve dag in beslag nemen. Al die mensen moeten vaak ook van heinde en verre naar een plek toe komen. Dat kost dus heel veel tijd en mankracht.’

 

Maakbaarheid

De mogelijkheden voor technologische vooruitgang in de vliegtuigbouw zijn volgens hem vooral te vinden in verbetering van de vliegtuigsystemen en dan met name in de maakbaarheid ervan: ‘Design for manufacturing and assembly is relatief nog onder­ontwikkeld in de vliegtuig­bouw. Daar zijn aanzienlijke effici­ëntieverbeteringen te halen. Kijk maar welke voordelen op dit ter­rein zijn gerealiseerd in de auto-in­dustrie. Vanwege het lage produktievolume moeten verbeteringen van de maakbaarheid van het produkt leiden tot een betrekke­lijk grote verlaging van het aantal manuren. Kleine verbete­ringen zijn wel rendabel in de auto-industrie, met zijn grote produktievolumes, maar niet in de vliegtuigbouw.’

‘Als ik kijk naar de kwaliteit van de ontwerpen van elektrische syste­men, is vooral verkorting mogelijk van de tijd die nodig is om ze in te bouwen en ze te testen. Je hebt het dan over produkt­techno­lo­gie, die weliswaar niet de functionele kwali­teit van het produkt ver­groot, maar wel de maakbaarheid ervan, zodat de kostprijs wordt verlaagd. Als je bijvoorbeeld de beka­be­ling test voordat ze wordt genstalleerd, in een vroeg stadi­um waarin het onder­handen werk nog rela­tief goedkoop is, dan scheelt dat een dag in de eind­samenbouw waar het kapi­taalbeslag van het onderhan­den werk het grootst is. Een dag renteverlies over een bijna voltooid vliegtuig van 100 miljoen dollar kost toch gauw ongeveer 40 000 dollar.’

Het probleem blijft echter hoe alle mogelijkheden voor verbetering te financieren. Momenteel zit de vliegtuigindustrie nog in een dal. Overal in de Wereld hebben vliegtuigbouwers de laatste tijd veel mensen moeten ontslaan. Toch, meent inge­nieur Van Oranje, ‘zie ik mijn toekomst niet somber in. Ik heb me gericht op de produk­tiebe­sturing en de organisatie. Die kennis is ook goed toepas­baar in andere industrieën.’

 

 

 

 

 

 

 

(QUOTE BIJ PORTRET)

‘De mensen met wie ik werkte, vonden het in eerste instan­tie toch wel vreemd dat ik daar tussen liep. Maar na twee dagen was iedereen eraan gewend’

(Foto’s: ing. Willem Middelkoop, Amsterdam)

 

 

 

(BIJSCHRIFT)

Ir. Friso van Oranje, Prins der Nederlanden: ‘Design for manufacturing and assembly is relatief onder­ontwikkeld in de vliegtuig­bouw. Daar zijn aanzienlijke effici­ëntieverbeteringen te halen.’

 

 

 

 

(BIJSCHRIFT FC FOTO)

Prins Johan Friso tijdens zijn afstudeerpro­ject bij McDonnell Douglas in Longbeach (Californië, VS). V.l.n.r.: Henning Andresen, customer engineer van McDon­nell Dou­glas, ir. Friso van Oranje en Hans Siecker van Marti­nair, die in de VS de bouw van de MD-11 vlieg­tuigen voor Marti­nair begeleidt.