Categoriearchief: Geen onderdeel van een categorie

Why the Netherlands are in need of a new industrial revolution. Focus of flounder. (2003)

Logo_OdeTech_kl 

 

 

 

 

Focus or Flounder

 

Why the Netherlands are in need of a new industrial revolution

 

 

By Erwin van den Brink (editor in chief for technological magazine De Ingenieur) (vertaling Angela den Tex)

 

 

Deindustrialisation, a strong increase of the ageing population and a nation-wide cultural disinterest in technology are the three main factors that threaten the continued prosperity of Dutch civilisation in this new century. Without investing in new industries, the Netherlands will head down the road of poverty and all because of a stubbornness they haven’t portrayed since the 18th century. In the political analyses hardly any attention is given to the danger hidden in this creeping deindustrialisation.

Just recently, Ad Huijsser, member of the board of directors of Philips, and in this position responsible for the world-wide technology policy of the company, casually mentioned that within the next fifteen years both production and research for Philips would likely leave the Netherlands. Naturally, relocating to a country in which labour is cheaper and the supply of technicians bigger. With the Dutch population ageing rapidly, student numbers are getting smaller and, on top of this, fewer of them now choose technical professions. Percentage wise, the number of students leaving the university with a degree in science is less then half of the European average (based on recent numbers from the Broad European Policy Guidelines). But economical growth now is not any less connected to technical advances then it was before and for developments in logistics and services advances in technology are just as crucial.

From 2010 onwards, the number of pensioners will start showing a dramatic increase. Currently 8% of the Dutch have reached pensionable age; in 2040 this number will reach a shocking 25% (according to recent estimates from Statistics Netherlands). Because the composition of the Dutch population is somewhat different from that of the rest of Europe, this ageing occurs a little later then in its neighbouring countries, but at the same time it will also strike the Netherlands much harder. The European Commission expects this subject, by commission member Pedro Solbes defined as a ‘pending demographical crisis’, to be dominating the public debate in the years to come. The average growth in Europe will drop to a mere 1.25%, while in the US a growth rate of 2.5% is maintained.

Since the care sector and numerous service providers will need to grow incrementally in order to keep up with the demands of an ever increasing number of well-off pensioners; these branches will compete with the industrial companies for the shrinking number of (future) labourers. In her recent rapport, The State of the World Population, the UNFPA unfold their theory of a ‘demographic dividend’. This is the period in which the economically active part of the population exceeds the inactive part – children and pensioners. It is a moment that occurs when the increase in population falls back, the number of children drops and the ageing is yet to commence.

The curse of the developing countries, where a proportionally large number of children on the whole of the population is creating a disproportionate demand for care and thus frustrates economical growth, seems to have found its match in the western world. Here the economically active population threatens to collapse under the demands of an ageing population, resulting in a restraint on progress.

 

 

 

Companies relocate to those countries that still manifest this demographic dividend: Asia and Eastern Europe for instance.

An obvious strategy that could help turn the tide is to actively promote immigration and this discussion has in fact been stirred up. The Netherlands would be put on a knowledge drip. But it remains to be seen if an active immigration policy is really the solution. The difference in growth between Europe and the US is largely explained by the appeal America has on young techno-talent from Asia.

Immigration as a survival strategy passes over the real issue, which is: to what extend do the Netherlands wish to be self-supporting and what technological and scientific capacity is really needed for this? Take electricity for instance; why not just import it? Wouldn’t this mean that all technicians employed in this sector would become redundant as well? The reverse is equally true. When the Dutch decide they don’t want to be reliant on other countries, then they should also be capable of building and maintaining these facilities themselves. In this scenario, they will need to hold on to this knowledge and, in fact, keep developing it further.

The emphasis could be on developing the type of technology that will allow a smaller number of the population to meet the demands for care, services and products of the entire population. Think of minimal invasive surgery, monitoring of bodily functions at a distance, less demanding examination methods, therapies that will lessen the treatment burden for the elderly, robotized home care and self-steering taxi’s – it is clear that senior technology also promises a clean future. The Dutch will think of what technology they need and find the technicians to make it; if not in the Netherlands themselves, then in Poland or Vietnam even.

Senior technology might help relieve some of the pressure on the working population to provide the necessary care, but they will still have to bear the full cost of developing this technology. And because the working population is decreasing in numbers, the value they generate will have to go up substantially in order to maintain the current level of prosperity. To manage this, the Dutch will have to develop new economical activities that are so distinguishing, on a world-wide scale, that in fact the world will not be able to go around them in these fields. An export activity, if you will, that generates enough value to maintain the level of prosperity even though the active part of the population is shrinking.

To understand the significance of the word ‘distinguishing’ it might help to view the Netherlands as Europe’s haulier. Or, the Netherlands as the world’s tug boat. With every naval disaster the eyes of the world are somehow always immediately directed towards the Low Countries. Unfortunately, the added value of transport is not nearly substantial enough and the salvage companies that recovered the Kursk, despite their air of heroism, will never be the business to keep the country afloat.

The Dutch excel in offshore, in the construction of roads and waterways and in water management and they will likely keep this up too. Likewise they have developed great knowledge in the fields of catalysis and processing technology. An example of an industrial patent with which a Dutch firm has secured itself a place in the world wide export market, is the new cable shift mechanism in the continuously variable ratio transmission by VDT that is well on its way to becoming the new standard for gearboxes in cars all over the world. The new ultra light and ultra strong material for aeroplane bodies named GLARE, DSM’s supercompound Dyneema which is used to make cockpit doors bullet proof after ‘9/11’, Philips CD-ROM technology and the radar technology of Thales also fall into this category. Incidentally, VDT is now a German company and Thales has come under French management, which tells us something about the value of the knowledge these companies generated.

The time for living off this modest fame is almost up, putting pressure on the Netherlands to start redefining their industry. For this they will need to break free from the existing frames of reference and formulate a set of new national competencies. A good example of this was given by two strategic consultants in the Dutch economical newspaper Het Financieel Dagblad not too long ago. They explained how if the Netherlands are too small to play a role of importance in the big research topics of the moment, such as life sciences and nanotechnology, they should focus on developing knowledge to help locate and allocate this knowledge elsewhere: The Netherlands as knowledge carrier or competence broker of the

world. Since the Dutch established themselves as Europe’s publisher during the Golden Age, this would seem an appropriate redefinement of an existing economical activity.

Talent for science is deep rooted in the history of the Netherlands. There is, for instance, the metaphysical relationship the Dutch have with light. The Dutch Masters have painted light in a way that has rendered them immortal. The light microscope is an invention credited to the Netherlands and ever since, the country has played a leading role in optics and, related to this, the development of precision equipment (telescopes and satellites). And lets not forget astronomy and (even today) modern space exploration. The Dutch have made an impact in all frequencies of the electromagnetic spectrum, next to actual visible light. In an even more abstract sense, you might describe this Dutch talent as a gift for ‘observation’: in the domain of radar (Thales), the Dutch product development is looked at with Argus’ eyes by the rest of the world. Philips started as a light bulb manufacturer, but became world leaders with its products and patents related to light. The best known spin-off is probably ASML, one of only three companies world-wide that has the knowledge to build precision equipment that uses light to put chips on wafers. In the field of (digital) copiers, Dutch Océ is a player to be recognised. Perhaps even the heavy bet Royal Dutch/Shell places upon the development of solar cells can somehow be seen in this light. Light because Dutch scientists, like the physicist Nicolaas Bloembergen, have held their own for many years now in light related sciences. Bloembergen himself received the Nobel Price in 1981 for his efforts concerning the development of laser spectroscopy. The presence of the Netherlands in photonics is prominent to say the least. The many developments made in this area, by the universities of Delft, Twente and Eindhoven are closely followed by the rest of the world.

One of the most promising applications, if not the Holy Grail of photonics, is a computer that operates on light rather than electricity. Currently electrons are pumped through an atom grid, causing resistance, warming and electromagnetic interference between circuits. The result is a terribly sluggish process – with its speeds of one tenth the speed of light. With light, the issue of resistance would seize to exist: photonic circuits don’t interfere. But there are difficulties in realising this technology, the biggest challenge of which is managing to pause the pulses of light and send them out again –imagine an optic capacitor of sorts that renders light variable. For now it is this taming of light that still presents an enormous challenge, but experts agree that a computer driven by light would be a million times more powerful than what we’re used to now.

What would the revenues be, in light of the ageing population and pending poverty, were the Dutch to make some significant break-throughs in this new technology, earning them some patents that would make the Netherlands a world player in the field of, for instance, the development of optical transistors?

It doesn’t necessarily have to be photonics of course. But it does appeal to the imagination. There are undoubtedly other, probably better examples. But the key is that the emphasis lies on formulating a number of clear, concrete goals that will keep the Dutch going for decades to come. The current trend in the industrial policy of the Netherlands, if there even is one, seems to be one of ‘me too’: play along with the big boys in just about every field. Would it really be so terrible to miss a couple of boats if this would give them the chance to build one from scratch?

The Netherlands are an industrial country. Thriving periods in its history have always been preceded by industrial revolutions, be they big or small. It was like this before the Golden Age and again after 1870. The educational reform of 1963 that installed the HBS, a modern type of secondary education and an alternative choice for teenagers next to the pre-existing grammar school, played an important role in this. For over a century the HBS was responsible for delivering technical and physical talent.

In 1946 the Dutch government actively got involved in industrialisation. Incidentally, this was also the year in which a government committee, headed by engineer Th. P. tromp, decided to create a national aircraft industry, which later led to a national space industry. The conversion of the Dutch Mines (De Staats Mijnen) to the current chemical company DSM in the sixties is another excellent example of redefining an old industry in order to have it pass the test of time. Unfortunately, the general idea of what an industry is, is still based on the traditional definition of a factory, as it first appeared in the Netherlands of the 1870s. But, that factory is steadily disappearing. To understand what is coming in its place it helps to look at the

 

 

 

example of assembly lines for personal computers. Up until several years ago all there was were the big classic assembly lines. But now someone who is willing to look a little further can purchase a custom-built computer composed from the same modules that that you find in the casing of a PC from one of the big brands. The assembling usually takes place in the back of the computer stores themselves. Patricia Moody and Richard Morley, the inventor of Programmable Logic Controller, digress on this method of assembly in their book The Technology Machine. Rapid prototyping techniques will evolve into production techniques compact enough to fit in the back area of a store. It should be clear that the Dutch structure, with its stark separation of functions, is not completely ready for this new form of industrialisation.

It’s no coincidence that with another reformation of the secondary school system in 1968, the industrial fervour and the status of technique had seen their prime. From then on courses in math physics and chemistry became voluntary to a large extent whereas they were compulsory before. It resulted in a gradual decrease of the number of students that choose a career in technology which lasts until today and now reaches a worriesome level. The post-war generation was living its utopia and started to become more aware of the drawbacks of modern civilisation. The gramophone record was the symbol of a pop culture striving for authenticity and expressing itself through protest. Plastic, that was so recently thought to be the material of the future, became synonymous to imitation and everything fake. What irony: the records themselves were pressed from vinyl. Plastic in its many shapes and sizes was the big invention of chemistry – just after the World War II the preferred subject of study for teenagers because it was so hip; kickin’ they’d say nowadays. But for the children of these youngsters, the Baby Boomers, chemistry is and has always been just another world for environmental pollution.

This generation’s aversion to technique signalled the rise of the so-called social sciences and social criticism. Nevertheless, Dutch scientific research still scores points in the international citation indexes, which says something about the talent in this area in the Netherlands.

The notion that the Netherlands will never be an industrial country again, or even that it has never been one, is an utter misconception that became popular after 1970. It is a falsehood taught to children in the new high schools as an historical fact: the Dutch evolved from an agricultural society (primary sector) into an industrial nation (secondary sector) only to become a society driven by services (tertiary sector) and government (public sector), a transformation in which the first two stages were dissolved. This is nothing more than ideological corruption of the facts.

With the Secondary Education Act of the early seventies, the emphasis in the schools was put more and more on self-fulfilment and general education. It was the icing on the cake of the ultimate emancipation of the worker – no one would have to work in a factory ever again.

There seems to be no getting around this stubborn image. This leaves the country no other option then to drastically ‘redefine’ the very concept of what a factory is. The factory of the future is not one that is occupied by people making products with the help of machines; it’s people that develop products and have machines produce them. These are the factories that are now mushrooming on the campuses of technical universities.

It’s definitely true that employment is shrinking in the fields of agriculture and industry, but this is because knowledge is increasing and with it, productivity. Surrounding the thousands of products on the shelves of Dutch supermarkets is, like there is everywhere else, an enormous media and marketing industry. But all these products still had to be invented first. Believe it or not, what’s in those fancy packages is still more than just hot air. The multiplying effect of the food industry, a small one when considered in terms of manpower, is enormous. Without the research there would be no added value in the marketing stretch, since this is a stage that would never be reached. A service-oriented economy that lacks an industrial basis is one that is built on quicksand. Of course the Netherlands can still last quite a while on the industry they’ve developed since 1870, but it is getting harder and harder to keep the knowledge that’s in it within the borders of the country. Knowledge seems to possess a natural tendency to spread, if only because patents expire over time. The very concept is outmoded.

This is precisely why the Netherlands should start looking for new knowledge, of the radical and renewing kind that builds industries, industries that don’t have their equal anywhere else in the world, if only

 

 

 

in their own small fields. What is needed is nothing less than a third industrial revolution, after the first in the Golden Age and the second in the Nineteenth Century.

There are more possible spearheads than just photonics. They only requirement is that they have to be as concrete. The commission Tromp headed in the late forties was just that: it had a tangible goal which then turned into a very real result. Closing down the Dutch Mines created a concrete goal and had a matching result. The Delta Act a decade later also created a real goal, but no one knew then that the Dutch would continue to build even more flood barriers including the Maeslant Barrier, a true engineering marvel.

Building the first light driven computer qualifies as such a goal, even though it will certainly be some time before we will see it realised. Wanting to be a knowledge society, on the other hand, is not a goal, it’s a political platitude. Policy documents and, as the Dutch have witnessed just recently, electoral programmes are filled with these set phrases.

The Netherlands have to learn to see industry in a new light, dissociated from the old concepts of factory, assemblage, production line and process installation – the list is endless. At the same time the aim should be to create a limited number of technical and scientific goals. Apart from the light driven computer, why not make one of these goals the first rejection-proof tissue engineered heart? Anyone?

The problem is that even if there is some sense of purpose, this is never reflected in politics. The only way to give the field its political credibility lies in making technology a ministerial post with its own ministry, just like it is in France and Germany. Naturally the new Dutch Minister of Technology should have a degree in science and ample hands-on experience. The last Dutchman that could claim to be a practising technician in his capacity of minister was Minister Lely, a civil engineer who initiated the ‘Zuiderzeewerken’, the biggest land reclaiming project the Netherlands had ever seen. But this was a full century ago.

Lastly, much in the same way the old HBS helped prime the second industrial revolution, this third one should be supported by a measure profiling the technique in schools. It should be propagated as an obvious, inevitable, but also fun, challenging and relevant subject throughout the whole of the curriculum. Real goals are much more helpful than incomprehensible policy documents. When in 1960 President Kennedy promised that his country would have a man on the moon before the end of the decade, many teenagers were anxious to work for NASA. The new Dutch Cabinet will have a lot of work to do.

 

Translation: Angela den Tex, Textenz©

 

 

 

Via kernfusie herstelt EU de machtsbalans met VS (FD, Publicatiedatum: 11/4/2003)

Via kernfusie herstelt EU de machtsbalans met VS

(Publicatiedatum: 11/4/2003)

3D10_06-3c

Binnenkort valt de beslissing waar de eerste werkende kernfusiereactor, de International Tokamak Experimental Reactor, ITER, wordt gebouwd. De keuze is VS, Japan, Frankrijk of Spanje. In het licht van de oorlog in Irak en de rol die deze oorlog speelt in de internationale energiepolitiek en het machtsevenwicht tussen Europa en de VS, heeft het project nu al militair-strategische betekenis. Om die reden mag de reactor voor geen prijs in de VS worden gebouwd en evenmin in Japan. Bij een keuze tussen Frankrijk en Spanje heeft Spanje de voorkeur omdat vestiging daar voor andere lidstaten politiek neutraler is, wat de besluitvorming vergemakkelijkt om de Europese investeringen in ITER te versnellen als internationale druk daarom vraagt. In feite is ITER een Europees project waar andere landen aan meedoen. Als Europa de controle en regie over ITER houdt, kan de Europese Unie tegenover de VS een machtsfactor van belang worden. Dat de VS toch maar weer zijn gaan meedoen aan het Europese project voor de bouw van een experimentele kernfusiereactor is niet toevallig, maar heeft alles te maken met de aanslag op de Twin Towers in New York op 11 september 2001 en de oorlog in Irak. In 1998 waren de VS uit het internationale kernfusieonderzoek gestapt. Het gevaar bestaat dat de VS, in een poging de realisatie van commerciële kernfusie te versnellen, ITER van Europa gaan overnemen door er meer geld in te pompen, want het land kan zich ook veroorloven honderd miljard dollar te investeren in een regimeverandering in Irak en misschien wel het hele Midden-Oosten. Dat is erg verleidelijk, maar Europa heeft deze technologische troefkaart hard nodig en dient te waken over zijn meerderheidsaandeel in dit project. De bouwkosten bedragen zo’n euro 5 mrd en de totale projectkosten over een termijn van dertig jaar ongeveer het dubbele. Volgens energiestrateeg Peter Schwartz zijn de Verenigde Staten in staat om met een soort Apollo-programma van $ 100 mrd binnen tien jaar olie te vervangen door waterstof. Waterstof moet echter worden gemaakt met behulp van elektriciteit en de huidige technologieën zijn ontoereikend om voldoende waterstof te maken. Daarvoor is een technisch-wetenschappelijke doorbraak nodig, zoals de fusiereactor die energie opwekt op dezelfde manier als de zon dat doet. Die kennis is de olie van morgen en wie die kennis heeft, bezit macht. Bedenk dat Europa al honderd jaar de wetenschappelijke grondstof levert voor de Amerikaanse technologische vooruitgang in de vorm van een brain drain van goed opgeleide wetenschappers. Alleen als die kennis in dit geval hier blijft, is Europa in staat zijn voorsprong te verzilveren in termen van macht en invloed op het moment dat het concept van de fusiereactor rijp is voor serieproductie. Een wereld waarin een democratische supermacht wordt gecheckt door een blok van democratieën, lijkt me een stuk veiliger dan een wereld waarin zich aan de andere kant van de machtsbalans totalitaire systemen bevinden: het Midden-Oosten en China. Want de wenselijkheid de Verenigde Staten onder controle te houden, lijkt mij evident. Euronationalisme? Niet nationalistischer dan Amerikanen zelf al sinds jaar en dag zijn als het erop aankomt de voordelen van hun technologische voorsprong voor zichzelf te houden.

Erwin van den Brink Erwin van den Brink is hoofdredacteur van technologietijdschrift De Ingenieur.

22_33_ITER_nwt12_2006 man_in_torus

Warmtedood:ZONNE-ENERGIE IS PAS DUURZAAM (recensie, oktober 2002, DI 19)

 

Schermafbeelding 2016-01-30 om 23.55.11

 

warmtedood

 

BOEKEN

 

ZONNE-ENERGIE

IS PAS DUURZAAM

 

Waarom is M.J. Sparnaay’s Van spierkracht tot warmtedood, een geschiedenis van de energie een leuk boek? Al mijmerend in een tuinstoel in de najaarszon vraag ik mij af hoeveel zonnevermogen er eigenlijk op aarde belandt? Dat is natuurlijk ook een van de vragen die Sparnaay zichzelf wel eens heeft gesteld in zijn professionele leven.

De zonnestraling die de aarde bereikt, vertegenwoordigt een energieproductie die meer dan duizendmaal zo groot is als de energieproductie die wij met zijn allen realiseren. Het energieverbruik in Nederland is slechts 0,2 % van de zonne-energie die als straling jaarlijks de Nederlandse bodem bereikt. Daar is dus nog een wereld te winnen. Dat doe je dan in elk geval niet door het planten van bomen. Bos zet geen zoden aan de dijk als het gaat om verduurzamen van energieverbruik. Om de CO2-cyclus te sluiten, dus om alle CO2 die wij uitstoten te compenseren door aanplant van biomassa ten behoeve van energie-opwekking, is een bebost oppervlak nodig van 130 keer Nederland.

Sparnaay dist aan de lopende band van die anekdotische sommetjes op. Maar meer nog dan dat is het boek een cultuurhistorisch verhaal over het natuurverschijnsel energie, geschreven met een grote compassie voor de wetenschappelijke onderzoekers die deze geschiedenis door de eeuwen hebben bepaald. Daarbij is hij een begenadigd stilist. Het boek is leuk als je bent geïnteresseerd in techniek en wetenschap en je wilt weten hoe het ook al weer allemaal zat met energie. Het boek leest als een her-introductiecursus, een feest der herkenning. Maar het leest niet als het oude natuurkundelesboek. De verteller neemt je bij de hand en neemt je mee naar het verleden.

Jammer genoeg verdiepte het vak natuurkunde op de middelbare school zich niet in de veranderende beeldvorming ten aanzien van energie. Sparnaay legt uit dat ons cultuurbegrip energie van vrij recente datum is. Tot in de negentiende eeuw was kracht in de natuurwetenschap een veel centraler begrip dan energie.

Anderzijds is ons pessimistische cultuurbeeld, dat onze wereld ten onder dreigt te gaan aan het overschrijden van de grenzen aan de groei, ook niet van vandaag of gisteren. De titel van het boek refereert daar aan: in de negentiende eeuw geloofde men in de zogenoemde warmtedood. Op enig moment zou alle energie zijn omgezet in warmte en aangezien die warmte vervliegt (de entropie neemt toe), lag op een termijn van enkele honderden miljoenen jaren, zo dacht men, een akelig einde in het verschiet van de schepping in een ijzingwekkend koud duister.

Technische en natuurwetenschappelijke inzichten waren dus vroeger niet alleen anders omdat de kennis nog niet zover was als nu, maar ze werden ook (mede) bepaald door de tijdgeest. Sparnaay brengt de theorie van de warmtedood in verband met het toen heersende cultuurpessimisme in Europa, onder meer verbeeld in Oswald Spenglers Untergang des Abendlandes. Dat sombere tij begon merkwaardig genoeg te verlopen nadat tegen het einde van de negentiende eeuw een nieuwe warmtebron was ontdekt: radio-actieve elementen. Vanaf dat moment kwam de samenleving in een tijdperk waarin we vooral gingen geloven in vooruitgang dankzij techniek.

Vandaag de dag maakt kernenergie juist weer deel uit van de pessimistische beeldvorming waarin milieu centraal staat. Sparnaay ziet een parallel tussen dit pessimisme en dat tijdens de negentiende eeuw. Er is nog zoveel zonne-energie…

 

M.J. Sparnaay: Van spierkracht tot warmtedood. Een geschiedenis van de energie ● Voltaire ● 287 blz. ● € 35,85 ● ISBN 9058480216

 

Canada: Bouw brug Prince Edward Island Bay (1996)

 

 

Hier klikken voor de PDF van het artikel:     CanadaCombined(1)CB4

OMSLAGARTIKEL

 

HIJSLASTEN VAN 8200 TON + WERKEN BIJ -50 °C + BRUG­PIJLERS BESTAND TEGEN 4000 TON IJSDRUK + PROJECT VERGT 400 000 M3 BETON + BRUG IS HISTORISCH GRONDRECHT

 

Bal­last Nedam exporteert kennis van Deltawerken

 

Canadees kleinkind van de Zeelandbrug

 

Nederlandse waterbouwers helpen de inwoners van een Canadese deelstaat na 123 jaar aan een grondwette­lijk recht. In 1873 sloot Prince Edward Island zich aan bij de Canadese confederatie in ruil voor het recht op een vaste oeververbinding. Sindsdien strandden talloze plannen voor bruggen en tunnels op onoverko­melijke technische complexiteit en financiële onhaalbaarheid. Voor de brug over de Northumberland Strait die in 1997 gereed komt, heeft Ballast Nedam de bewezen technologie van de Zeelandbrug (1965) en de Westbrug over de Storebaelt in Denemarken opgeschaald.

– Erwin van den Brink –

 

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

 

 

De bruggenbouwerij heeft zo haar eigen logica: de verliezer is de winnaar. Ballast Nedam zat aanvankelijk in het consortium dat de op­dracht misliep voor de bouw van de brug over de Northumberland Strait, die Prince Edward Island moet gaan verbinden met het vasteland van Canada: New Brunswick en Nova Scotia. Omdat het winnende consortium echter niet over de volledige uitrus­ting en de kennis bleek te beschikken om onder de vijandige klimaatcondi­ties een brug in zee te bouwen, besloot het Bal­last Nedam voor deelname te benaderen.

Niet dat het bedrijf van meet af aan heeft gespeculeerd op de eigen onmisbaarheid, bezweert be­stuursvoorzitter Rein Schermer, maar met het groot­ste hefschip ter Wereld, de Svanen (Deens voor ‘zwaan’) heeft Ballast Nedam bij derge­lijke projecten natuurlijk wel een troef in handen. Na het afhaken van het Amerikaanse aannemingsbe­drijf Morrison-Knudsen wegens bijna-faillis­sement bestaat het con­sortium nu uit het Canadese Strait Crossing Inc. (15 %), het Franse GTM (49 %), dat eveneens meebouwde aan de Enge­land-Walesbrug, en de Nederlanders met een aandeel van 36 %.

In elk geval hoopt Ballast Nedam nu in Canada op vervolgopdrach­ten. De premier van de deelstaat PEI (zoals de Canadezen Prince Edward Island afkorten), Catherine Callbeck, houdt zich op de vlakte als we haar vragen of op termijn ook de tweede veerdienst naar het vasteland wellicht wordt vervangen door een permanente oeververbinding. ‘Maar dat in Canada de komende jaren meer bruggen zullen worden gebouwd, is zeer waarschijnlijk’, aldus Callbeck.

De minister van Economie en Toerisme van PEI, Robert Morrisey, ziet bovendien voor de enorme bouwplaats aan een haven (60 ha, inclu­sief beton­mortel­fa­briek met een capaciteit van 150…210 m3/h) waar brugdelen worden geprefa­briceerd een grote toekom­stige rol wegge­legd in de reconstructie van de Trans-Canada Highway, een van de grootste infrastructurele projecten in Canada de komende jaren. Daarbij is dan vervoer over zee nodig en dat betekent haast vanzelfsprekend Nederlandse inbreng.

Met behulp van de Svanen bouwde Ballast Nedam mee aan de Westbrug over de Store­baelt in Denemarken, die ir. Theo Mostert (voor het Nederlandse bedrijf p­ro­jectleider voor de kwali­teitszorg in het consortium Strait Crossing) be­schouwt als het techno­logische kind van de Zee­landbrug. De Strait Crossing is een brug van de derde genera­tie, een ‘klein­kind van de Zeeland­brug’.

 

400 000 m3 beton

Kleinkin­deren steken doorgaans met kop en schouders boven hun ouders en grootouders uit. Zo ook hier. De gewichten die moesten worden gehesen bij de bouw van de Zeelandbrug waren 600 ton. Bij de bouw van de King Fahd Causeway van Saoedi Arabië naar het eiland Bahrein werd tot 1400 ton gehe­sen. Bij de bouw van de Westbrug in Denemarken werd tot 7000 ton getorst en in Canada is dat 8200 ton. De Westbrug heeft overspanningen van 110 m, de brug over de Northumberland Strait heeft bogen van 250 m.

De pijlervoeten hebben een diameter van 22 m en variëren in hoogte van 20 m tot 42 m (maximaal 5500 ton). Daar boven­op komt een pijler­schacht die in hoogte eveneens varieert van 20 m tot 42 m (maximaal 5000 ton). Daar weer bovenop komt de ligger van 15 m hoog en 190 m lang, die in de breedte ruimte biedt aan een tweebaans­weg (8200 ton). Het gat tussen twee op pijlers geplaatste lig­gers wordt opgevuld met een inhanglig­ger (1300 ton). Voor de bouw van de 12,7 km lange brug is 400 000 m3 beton nodig. Er zijn zes produktielij­nen: drie voor pijlervoeten, en één voor pijlerschachten, voor hoofdliggers en voor inhangliggers.

Elke hoofd- of pijlerligger bestaat uit achttien delen. Het gedeelte dat op de pijler komt te staan wordt als eerste gestort en heet hamerstuk. Zodra dat gereed, is wordt dit werkstuk verschoven naar een volgend werkstation.

Na baggerwerkzaamheden en het zeer nauwkeurig plaatsen van drie oplegpunten op de zeebodem (die worden ingebed in onderwa­terbeton) kan de pijlervoet worden geplaatst. Daar overheen wordt de pijlerschacht geschoven. Op de schacht wordt eerst een betonnen plaat op hoogte afgesteld en ondergrout. Deze plaat is een contramodel van de onderkant van het hamerstuk van de hoofdligger. Die wordt met epoxyhars aan de schacht gelijmd en is tevens gekoppeld met voorspankabels.

Mostert: ‘Wij hebben als geen ander de technologische kennis en erva­ring, opgedaan bij de bouw van de Deltawerken (het bouwen in zee-engten met hun stromingsverschijnselen, EvdB) als export­artikel opgepak­t en daarna steeds verder ontwikkeld.’

 

Priksleetjes

Behalve de Svanen is dus ook al het andere op de bouwplaats vol­strekt megalomaan. Of zoals Mostert zegt: ‘We bouwen hier elke maand vier Domtorens.’ Behalve die Domto­rens – brugpijlers tot zo’n 100 m hoog – tref je op de bouw­plaats ook het vernuft aan dat zo typerend is voor de Neder­landse civiel­e techniek. Twee bijzondere voertuigen (zie Kader) worden door de jongens van de gestamp­te pot ter plaatse lief­kozend ‘onze priksleetjes’ genoemd, maar officieel hebben de twee voertuigen die de gepre­fabriceerde brugdelen vervoeren naar de laadkade van de Svanen, namen van dieren. Ze heten Lobster (Kreeft) en Turtle (­Schildpad).

Hoewel het beeld op de bouwplaats wordt bepaald door mannen met vuile handen, was het tijdens de rondleiding die Ballast Nedam voor de Nederlandse pers verzorgde een vrouw die met behulp van radiografische besturing de slede bediende; de kop boven dit verhaal had dus ook kunnen luiden: ‘Vrouw tilt 8000 ton op.’

En inderdaad is techniek soms bijna poëzie. Marsman parafraserend zie ik ‘denkend aan Prince Edward Island oneindig krui-ijs traag door de Northumberland Strait schuiven’ – elke winter vier maanden lang, van half december tot half april. Weliswaar is dat niet het geval tij­dens ons bezoek, maar ‘half december wordt het water hier opeens dik en dan moet je maken dat je wegkomt’, aldus Mostert. Tijdens de wintermaanden ligt de Svanen dan ook vier maanden stil aan de wal. Door isoleren­de kisten te plaatsen om de bouw­werken en de mortel aan te maken met heet water wordt be­vriezing voorko­men zolang de reactie­temperatuur nog onvoldoen­de is om de vorst buiten het har­dende beton te hou­den (de reactietemperatuur loopt op tot 60 °C tot 70 °C). Zo kan het bouwen van brugde­len aan de wal ’s winters zo veel mogelijk door­gaan. Buiten heerst door­gaans een chill factor (gevoels­tempe­ratuur) van -40 °C tot -50 °C.

 

IJsbrekers

Op een videofilm laat Mostert zien hoe het kruiende ijs afgelo­pen winter een van de reeds geplaatste pijlers bewerkt. Het is werken aan de grenzen van de betontechniek. Waar de 3…4 m dikke ijsvloer in aanvaring komt met de pijler, heeft deze – ter hoogte van de waterlijn – een conische vorm, waardoor hij als een ijsbreker werkt. De maximaal toelaatbare belasting is opgeschroefd tot 80 kg/cm2. De pijlers zijn berekend op een druk van 3000…4000 ton. Om de afvoer van het ijs – met het oog op de hervatting van de visserij in het voorjaar – zo min mogelijk te belemmeren, moest de brug zo weinig mogelijk pijlers hebben. De overspanningen hebben dan ook voor een betonnen brug een recordlengte van 250 m. Daarvoor is de hoeveelheid cement in het betonmor­tel zo veel mogelijk opgevoerd tot de grens waarbij de capil­laire structuur in het beton nog intact blijft. Die structuur van met elkaar in verbinding staande microscopisch kleine holten is essentieel omdat op die manier in het uitgeharde beton achtergebleven water bij bevriezing kan uitzetten. Kan dat niet, dan zou het beton van binnen stuk springen.

Voor de bouw was echter niet alleen tech­nisch vernuft nodig maar ook financiële vindingrijkheid. Of zoals dat tegenwoordig heet: financial engineering.

 

Private financiering

De financieringsconstructie heet Design-Finance-Build-Operate and Transfer, kortom BOT, omdat de laatste drie termen het meest typerend zijn. Het consortium financiert de bouw door uitgifte van real rate bonds, inflatievaste obligaties met vaste rente (4,75 %), uitgezet bij pensioenfondsen en andere institutionele beleg­gers. De opbrengst van de uitgifte is gestort in een bouwfonds: 740 miljoen Canadese dollar (888 miljoen gulden; een Canadese dollar is f 1,20­). Het aflossen van de obligaties doet het consor­tium uit de inkomsten van de exploi­tatie (Operate) van de brug geduren­de 35 jaar. Die inkomsten komen enerzijds uit de tol die de exploi­tant mag heffen (gesc­hatte inkomsten ongeveer 30 miljoen Canadese dollar per jaar) en anderzijds uit een overheidsbijdrage die gelijk is aan het bedrag waarmee de overheid nu de veerdienst subsi­dieert, 42 miljoen Canadese dollar per jaar (prijspeil 1992). Na 35 jaar draagt het consortium de brug om niet over aan de overheid (Trans­fer). Het ontwerp van de brug is geba­seerd op een le­vensduur van minimaal 100 jaar. De Canadese overheid vermijdt hiermee een vervangingsinvestering voor nieuwe veerboten, die was begroot op 300 miljoen Canadese dollar.

Onzekere factoren tijdens de bouw zijn het barre klimaat en de lokale arbeidsproduktiviteit. Beide vallen tegen, waardoor de brug niet kan worden gebouwd voor de 740 miljoen dollar die was voorzien, maar waarschijnlijk tegen de miljard dollar gaat kosten. Volgens Schermer wordt de hele onderneming zeker geen ‘killing’. Weliswaar is de geprognosticeerde toename van het autoverkeer als de brug er eenmaal ligt formeel een onzekere factor, maar iedereen weet dat historisch gezien autoverkeer overal ter Wereld altijd sneller is toegenomen dan voorspellers zeiden. In 1995 bezochten 780 000 toeristen (het meren­deel Amerikanen die per auto komen) het eiland, 25 % meer dan in 1991. De komende twee jaar verwacht KPMG een groei van nog eens 25 %. De brug waarvan de bouwvoorbereiding startte in 1993, wordt volgend jaar opgeleverd.

 

 

(BIJSCHRIFTEN)

(CREDIT BIJ OPENINGSBEELD, COMBINATIE VAN FOTO 1 + KAARTJES 2 EN 3)

(Foto’s: Ballast Nedam, Amstelveen)

 

(BIJ FOTO 4)

De bouwplaats op het eiland met de brugdelen in verschillende stadia van wording.

 

(BIJ TEKENING 5)

Dwarsdoorsnede met een aantal afmetingen van de Northumberland Strait Bridge.

 

(QUOTE BIJ PORTRETFOTO 6)

‘We bouwen elke maand vier Domtorens’, ir. Theo Mostert

 

(BIJ FOTO 7 en 8)

Ter hoogte van de waterlijn hebben de pijlers een conische vorm, zodat ze dienst doen als ijsbreker; de pijlers zijn berekend op een druk van 3000…4000 ton.

 

 

 

 

 

(KADER)

Lobster en Turtle

 

De voertuigen Lobster en Turtle maken gebruik van de lage wrijvings­coëfficiënt (gemiddeld 0,02, variërend van 0,01…0,03) van teflon op roestvast­staal. De twee machines wegen elk 240 ton, wat licht is in vergelijking met de maximale belading van 8200 ton.

De machines lopen op twee banden ongeveer zoals dat ook gaat bij bandschuurma­chines. In tegenstelling tot rupsvoer­tuigen maken zij niet gebruik van wielen om over de binnenkant van de band te rij­den, maar schuift de machine met een stalen slee over de binnen­kant die bekleed is met 1 mm dik teflon. De band zelf is niet gescha­keld, maar bestaat uit één geheel; hij is van 3 mm dik roest­vaststaal. De buitenkant, het loopvlak, is be­kleed met 2 cm dik rub­ber.

De twee sledes aan weers­zijden hebben elk een glijvlak van 4 mm dik roestvaststaal. De slede zelf is een tordeerba­re stalen balk die vanwege de afvoer van wrij­vingshitte over de lengte­richting is ingefreesd met zes sleu­ven. Op die balk staan aan elke zijde negen hydrauli­sche stempels die de machine, als die onder het te vervoeren brug­deel is gekomen, zo ver omhoog brengen dat het brugdeel loskomt van zijn steunpunten.

Waar zich bij een gevechtstank de geschutskoepel bevindt, zit op de machine van Huisman-Itrec een laadtafel op teflon die in het horizontale vlak in alle richtingen kan bewegen. De overspan­ningen worden name­lijk niet statio­nair gebouwd, maar op een assemblagelijn waar­bij op elk volgend station vanuit een standaardbekisting een volgend segment aan de overspanning wordt gebouwd. Dat scheelt een enorm heen en weer gesleep met bekistingen. Het positione­ren van het gerede deel van de overspanning bij aankomst op een nieuw station ten opzichte van de bekisting is millimeterwerk en daarom moet de laadtafel in het horizontale vlak in alle richtingen kunnen bewegen.

‘Het laden op een tafel van slechts enkele vierkante meter van een last van 8200 ton geeft een enorme puntbelasting’, legt directeur ir. Joop Roodenburg van Huisman-Itrec uit. Welis­waar bestaat de machine uit een torsiedoos van vuistdik Zweeds plaatstaal (STE 690), maar die zou onder de last toch in het midden gaan knikken aangezien de beton­nen looprail slechts een ondiepe fundering heeft en dus bij het passeren van het transport ter plaatse van de puntbelasting een paar centimeter wordt inge­drukt. In plaats van te probe­ren een torsie­doos te maken die vol­doende stijf is om de puntlast gelijkma­tig te distribu­eren en een looprail die voldoende rigide is om die krachten ge­lijkma­tig op te nemen, koos Huisman-Itrec ervoor om de 18 stempels afzonderlijk bestuurbaar te maken. Roodenburg: ‘De stempels in het midden – ter hoogte van de laadtafel – staan bij belasting enkele centimeter verder uit dan die aan de voor- en achter­zijde van de machine om zo te com­penseren voor het anders doorknikken van de torsiedoos.’ Waar de machine met last zich bevindt, wordt dus de betonnen looprail en de zandstenen ondergrond ter hoogte van de laadtafel/puntlast een paar centimeter inge­drukt. Dit is elastici­teit; als het transport is gepas­seerd, veert de ondergrond weer terug. Dank zij deze ‘derde weg’-oplossing konden de torsie­doos en de betonnen looprail betrek­kelijk licht (en dus goedkoop) worden uitgevoerd.

Blijft de vraag waarom niet voor wielen is gekozen. Roodenburg: ‘De sterk­ste wielen kunnen een asdruk hebben van onge­veer 10 ton. Omdat er meer voertuigconstructie nodig is, blijft een nettolaadver­mogen over van ongeveer 7,5 ton per wiel. Omgere­kend zouden voor een brugdeel zo’n duizend wielen nodig zijn. Het voertuig zou daarmee onhanteerbaar groot zijn gewor­den.’

De Fransen in het consortium opteerden aanvankelijk voor (Amerikaanse) crawlertechnologie, de zeer zware rupsvoertui­gen waarmee bijvoorbeeld de Spaceshuttle naar zijn lanceer­plaats wordt gebracht. Crawlers zijn iets sneller, maar kunnen geen korte haakse bochten maken. Dat zou hebben betekend dat de verschillende produktiestra­ten (voor pijlervoeten, jackets en overspannin­gen) allemaal hadden moeten samenkomen bij de laadkade van de Svanen zoals spaken in een wiel samenkomen bij de naaf. Dat zou enorm veel loze ruimte hebben betekend op het bouwterrein.

De Lobster en Turtle hebben (recht onder de laadtafel) een gigan­tische hydraulische cilinder. De zuiger in deze cilinder drukt de machine inclusief een last van maximaal 2000 ton op en kan dan draaien in zijn cilinder. Daarmee is de draai­cirkel gelijk aan de diagonaal van het platform van de machine, iets meer dan 12 m! Bij lasten van meer dan 2000 ton wordt de last op het kruispunt eerst op pijlers geplaatst, waarna de machine onbelast 90 graden om zijn staande as draait alvorens de last weer op te pakken en zijn weg te vervolgen.

Vanwege de afwezigheid van wielen is het vraagstuk van de voortbeweging opgelost door toepassing van hydraulische uitschuifbare ‘prik­stokken’ waarmee het voertuig zich als een priksleetje vooruit steekt. De rails zijn daartoe aan de binnen­zijde voorzien van beton­nen tanden, afgeknotte dwarsliggers waartegen de vier prikstok­ken zich afzetten. De twee voorste stokken en de twee ach­terste stokken prikken de slede beurte­lings vooruit in een vloeiende beweging, waardoor een constante snelheid wordt bereikt. De hydrau­lische pompen worden aangedre­ven door een motor (Caterpillar) van ‘slechts’ 250 pk.

De machines die Huisman leverde voor het transport op de bouwplaats van de Westbrug over de Storebaelt in Denemarken haal­den slechts 15 m/h. Zij gleden over uitgelegde teflon matten. Door toepassing van de eindeloze band is die snelheid nu 180 m/h. Rijden doen de machines alleen als zij leeg teruggaan, op wieltjes aan de uiteinden die worden neergelaten. De snelheid is dan 5 km/h.

Nu is het moge­lijk parallelle assemblagelijnen te maken die allemaal lood­recht uitkomen op een hoofdstraat die naar de laadkade leidt. Zowel in de produktielogistiek (een lijn met stations) als in de lay-out van het bouwterrein (haakse bochten zonder boogstraal) speelt de transport­technologie van Huisman-Itrec dus een essentiële rol. Daarmee zijn de Nederlanders niet alleen in het natte gedeel­te van de bouw de tech­nologi­sche leider, maar ook in het droge gedeelte.

 

 

(BIJSCHRIFTEN)

 

(LEGENDA BIJ TEKENING 9)

  1. motor
  2. cilinder onder laadtafel
  3. lasttafel
  4. stuurhuis
  5. wieltjes
  6. betonnen looprail bekleed met staalplaat
  7. ‘prikstok’ = hydraulische cilinder
  8. tanden
  9. hydraulische stempels (aan elke kant 9)
  10. slede = stalen balk

 

 

(BIJ FOTO 10)

Een van de machines tijdens het laden op een ponton voor vervoer naar Canada. Hier is aan de onderzijde de band te zien waarop het voertuig loopt.

(Foto’s: Huisman-Itrec, Rotterdam)

 

(BIJ FOTO 11)

De machine wordt onder een hoofdligger gebracht om deze een bouwstation verder te brengen. Rechts op de foto is de bekisting te zien waarin een nieuw segment tegen de ligger-in-wording is aangestort. In het beton is de afscheiding van de verschillende segmenten te zien.

Vage logica onzichtbaar overal aanwezig (1996, nr. 9) FUZZY LOGICS IN CONSUMENTEN-ELEKTRONICA + TOEPASSINGEN IN INDUSTRIËLE PROCESBESTURING + OOK IN: VERKEERSMANAGEMENT, BEVEI­LIGING STROOMNET, (FINANCIËLE) BESLUITVORMING

FuzzyLogic vagelogicakaderOMSLAGARTIKEL

 

FUZZY LOGICS IN CONSUMENTEN-ELEKTRONICA + TOEPASSINGEN IN INDUSTRIËLE PROCESBESTURING + OOK IN: VERKEERSMANAGEMENT, BEVEI­LIGING STROOMNET, (FINANCIËLE) BESLUITVORMING

 

Nederland dreigt achterop te raken

 

Vage logica onzichtbaar overal aanwezig

 

Het deze maand opgerichte DICI (Delft Institute for Computational Intelligence) moet helpen voorkomen dat Nederland achterop raakt in de vage logica, de wiskundige aanpak die tegenwoordig een sterke invloed heeft in de meet- en regel­tech­niek, maar inmiddels ook zijn invloed doet gelden op veel andere gebieden van wetenschap en technologie, zoals de ontwikkeling van ken­nissys­te­men.

– Erwin van den Brink –

 

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

 

 

Nederland heeft volgens prof.ir. H.B. Verbruggen van de faculteit Elektrotechniek van de TU Delft ten opzichte van Japan, de VS en Europese landen waaronder vooral Duitsland een achter­stand in de toepas­sing van vage logica of fuzzy logics. In Duitsland zijn grote bedrijven actief op dit gebied zoals Siemens en Klöckner-Müller, maar ook veel kleine bedrijven.

In Nederland valt vooral bij de produkt­ont­wikke­ling in het midden- en kleinbe­drijf nog een hoop zendings­werk te verrichten ondanks inspan­ningen van instellin­gen zoals het Centrum voor Micro-Elektro­nica (CME). DICI beoogt voor bedrijven de weg te effenen naar toepasbare kennis (bij de TU en TNO) over vage logica en meer in het algemeen over computational intelligence.

Wat is vage logica? De wiskundige methode is het eerst toegepast in de regeltechniek. Waarom? Mensen regelen eigenlijk alles vaag, dat wil zeggen niet met exacte waarden. De proces­opera­tor die ’s morgens onder de douche staat regelt volgens de ‘als-dan’-regel die zo kenmerkend is voor vage regeling: ‘Als het water me te heet is, dan meng ik een beetje koud bij’, maar vraag hem niet wat ’te heet’ is en wat ‘een beetje koud’. Als hij om negen uur plaats neemt achter zijn controle­paneel in de zeeppoeder­fa­briek doet hij vaak onbewust iets soortge­lijks. Boven in een droogkolom zit een sproeikop die zeepsus­pensie in druppels verspreidt die onderin moeten neerdalen als vlokken van ongeveer gelijke grootte; derhalve een proces met vage (namelijk ‘ongeveer’) regelaspecten. Weliswaar is het proces voorzien van een aantal conventionele PID-regelaars ­(zie Kader), maar een aantal regelkringen wordt door de proces­opera­tor bestuurd.

‘De operators hebben in de loop der jaren zo veel ervaring opgebouwd, dat het proces redelijk in de hand te houden is’, legt Verbruggen uit. ‘Toch gaat het wel eens mis. Er doen zich onvoor­zie­ne omstandigheden voor, een operator heeft zijn dag niet, zijn inschatting is onjuist geweest. Als je hem vraagt wat voor regels hij hanteert, dan weet hij dat niet eens precies. Door de operator gade te slaan kunnen we verban­den ontdekken tussen de te regelen grootheden en bepaalde externe omstandig­heden zoals temperatuur en voch­tigheid. Die verbanden hebben een ‘als-dan’-karakter. Dat is een andere beschrijving dan een fysisch of mathematisch model waaraan technici doorgaans gewend zijn.’

 

‘Short cut’

De verbanden zijn niet lineair, maar ‘vaag’, rekkelijk, elastisch als het ware, net als in de alledaagse werkelijkheid waar we verbanden aangeven in taal en niet in wiskunde. Verbruggen: ‘Zo’n linguïstisch model kan daarom de werkelijkheid van een proces heel goed beschrijven. Soms is het zelfs de enige mogelijkheid om een systeem te beschrijven. Of het zou volgens de klassieke methode een enorme exercitie zijn. Ver­taald in hard­ware zou dat enorme rekencapaciteit vergen. Vage logica is in die zin een short cut die even goede resul­taten oplevert met gebruik­making van bescheiden modellering en idem dito reken­kracht.’

Voor de moderne industriële procesbesturing is vage logica dan ook bijzonder geschikt. ‘Dank zij toepassing van vage logica kunnen menselijke ervaring en geleidelijkheid van overgangen tussen verschillende regelacties goed in een besturingssysteem worden verwerkt’, aldus Verbruggen.

Elektronische circuits, kleppen, ventielen en motoren kunnen echter niet met deze ‘als-dan’-regels en vage infor­matie uit de voeten. Zij zijn afhankelijk van harde waarden.

Exacte meetwaarden worden daarom eerst omgezet in vage grootheden zoals ‘heet’, ‘warm’ of ‘koud’. Een besturingssysteem dat werkt met ‘als-dan’-regels gebaseerd op vage logica, neemt dan een ‘vage’ beslissing zoals ‘voeg een beetje koud water toe’. Voor de aansturing van kleppen en ventielen moet die vage beslissing worden vertaald in een hard, crisp, getal: dit heet defuzzificatie, ‘ontvaging’.

Het mooie van vage logica is dat die omzetting van menselijke waarneming en besturing naar kunstmatige besturing veel natuurlijker is, veel meer aansluit bij de wijze waarop wij zelf met kennis omgaan, dan andere vormen van transforma­tie die voornamelijk zijn gebaseerd op ‘klassieke’ mathematische modellen zoals diffentiaalvergelijkingen .

 

Soepeler regelgedrag

Fuzzificatie is nodig om de transformatie te verzorgen van het crispe domein (bijvoorbeeld 35 °C) naar het vage domein (warm, heet of aangenaam). Verliezen we dan niet enorm veel informatie? Wel als onze indeling star is, harde grenzen heeft zoals 25…35 °C is aangenaam, 35…50 °C is warm en hoger dan 50 °C is heet. Maar dat is niet zo: vage verzamelingen overlappen elkaar namelijk gedeeltelijk, waardoor een temperatuur zowel aangenaam, warm als heet kan zijn, zij het in verschillende mate. Die mate waarin een temperatuur behoort tot een vage verzameling is een ander kenmerk. In de vage logica heet dat de ‘lidmaatschapsfunctie’ en zij wordt uitgedrukt in een fracti­oneel getal van 0 tot en met 1. De functie heeft vaak een trapezi­um- of piramidevorm. Waar de trapezia, dan wel pyrami­den, elkaar overlappen, zie je dat oplopen­de waarden in afne­mende mate behoren tot de ene verzameling en in toenemende mate tot de andere: de overgang is geleidelijk, vaag.

Door te rekenen met zulke vage verzamelingen krijg je een over het algemeen soepel regelgedrag. De regeling is rustiger­ omdat de instel­waarden veel geleidelijker veran­deren. Een buschauffeur rijdt ook niet exact midden op de rijbaan, die nooit zuiver kaarsrecht is. Zou hij dat wel doen, dan werden zijn passagiers waar­schijnlijk wagen­ziek van het ge­slinger. Derge­lijk stuurgedrag zien we terug bij handmatige procesbestu­ring, maar ook in met fuzzy logics geregelde autofo­cussystemen van (Japanse) video­- en fotocamera’s.

 

Kennissystemen

Japanners waren de eer­sten die fuzzy logics – ‘foezai’ in Anglo­japans – op grote schaal toepas­ten in (draagbare) consumenten-elektronica. Europeanen pasten eerder al fuzzy logics toe in regelsystemen in de cementindustrie.

Vage logica vergt aanzienlijk minder rekencapaci­teit. De benodigde micro-elektronica is daardoor compacter te houden. Verbruggen: ‘Samen met mijnbouwkunde hebben we de slijtage van een tren­cher, een sleuvengraver, beschreven. Hoe snel de tanden op de graafketting verslijten is afhankelijk van de bodemgesteld­heid; die is niet exact te omschrijven, maar duidelijk is wel het causale verband tussen bijvoorbeeld de grootte van de te ontgraven rotsblokken en de slijtagesnelheid: if blocksize is small then bitconsumption is small, waarbij bitconsumption staat voor de slijtage van de graaftan­den. Zo hebben we een model gemaakt met zestig regels die heel goed de slij­tage beschrij­ven, zodat je weet hoeveel reserveon­derdelen er nodig zijn.’

Ook is vage logica bruikbaar voor expert- en decision support-­systemen die redeneren op basis van kennis die gerepre­senteerd kan worden in ‘als-dan’-regels. In verzekerings­bedrijven kunnen kennissystemen worden gebruikt voor het berekenen van de risico’s en dus van de premies (zie De Inge­nieur, nr. 15 van 27 september 1995, blz. 26-29). Daarnaast is vage logica geschikt voor systemen die vage contouren en patronen moeten herkennen, bijvoor­beeld een systeem dat hand­ge­schre­ven tekst kan ‘lezen’ of een systeem dat in staat is om op een satellietop­name bewolking van een bepaald type te herkennen.­

Een dergelijk patroonherkenningssysteem zou weer onder­deel kunnen zijn van een veel groter kennissysteem dat uiteindelijk in staat zal zijn weersverwachtingen te maken, legt dr.ir. J.C.A. van der Lubbe uit. Hij is verbon­den aan de vakgroep Informa­tietheorie van de faculteit Elek­trotechniek TU Delft en een van de initia­tiefne­mers van DICI. Meteo­rologi­sche ken­nis, vooral het interpreteren van satelliet­beelden, heeft vage aspecten; wanneer is sprake van een wolk, van sluierbewolking en wanneer van heiig weer?

In zo’n kennissysteem wordt, anders dan bij procesbesturing, geen output teruggekop­peld. Het weer valt immers niet te regelen. Er kan wel een terugkoppe­ling achteraf in worden opgeno­men waarbij het systeem kijkt in hoeverre de opgegeven weersverwachting is uitgekomen en waar dat aan ligt. Dit leren kan met bijvoorbeeld neurale netwerken (zie De Inge­nieur nr. 20 van 6 december 1994, blz. 6-10), in dit geval fuzzyneurale net­wer­ken (omdat zij niet altijd op vage logica gebaseerd hoeven te zijn).

 

Achterstand

Van der Lubbe werkt samen met het KNMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Insti­tuut) en het NLR (Nationaal Lucht- en Ruimtevaart­laboratorium) aan een systeem voor meteorologen dat automatisch weersatel­liet­beelden interpreteert.

Van der Lubbe: ‘Om te zeggen dat Nederland hopeloos achterloopt is te sterk uitgedrukt, maar in het bui­tenland is men veel verder. In Duitsland bijvoorbeeld bestaan al veel grote door de overheid gesteunde samenwer­kingsverbanden. Daar wordt alles ingezet op vage logica. Het is verbazingwekkend dat wij in Nederland niet voortva­render zijn.’

‘We zijn in Nederland vrij goed in fundamenteel onderzoek, maar vage logica wordt niet als zodanig gezien; als zuiver wiskun­dige behoor je je er niet mee bezig te houden’, zo verklaart Ver­bruggen het gebrek aan belangstelling voor vage logica. ‘In Duitsland is men toch pragmati­scher. Dat is een land waar spullen gemaakt moeten worden. Vage logica komt daarbij van pas. Wij zijn geen maak­land.’ Van der Lubbe denkt dat de Duitse cultuur, waarin men wat filosofischer is ingesteld, een vrucht­baarder bodem is voor vage logi­ca.

Vage logica bete­kent niet alleen een fundamenteel andere benadering van het oplos­sen van meet-, regel- en besturingsproblemen, maar is volgens Van der Lubbe ook een breuk in het Westerse Cartesiaanse denken: de tegenstelling tussen ener­zijds de werkelijkheid en anderzijds het beeld dat wij hebben van de werkelijkheid; een typische vorm van bipolair denken: iets is waar of niet waar. In het Oosterse denken heeft nooit zoiets bestaan als de klassie­ke logica. Mogelijk verklaart dat waarom vage logica daar zo’n hoge vlucht heeft genomen.

De fractionele getallen, waarin vage logica uitdrukt in welke mate iets behoort tot een bepaalde verzameling, interpre­teren wij westerlingen al gauw als kansgetallen, statistiek: in ons wiskundig denken is gewoon geen plaats voor nuanceringen in termen van ‘een beetje waar’.

Van der Lubbe: ‘Mensen zijn in het dagelijkse leven meesters in het omgaan met vaagheid, maar we leren het af in de wiskunde.’

Toch werd al in de Europese klassieke oud­heid behalve aan klassieke logica ook veel gewerkt aan vage logica, door Plato en Aristoteles; Plato onderscheidde gradaties tussen waar en on­waar. Van der Lubbe: ‘Nu langzamerhand het Cartesiaanse denken op de helling wordt gezet, ontstaat ook hier meer ruimte voor vage logica. Alleen binnen de technische universiteiten hebben we daar nog moeite mee. Buiten de TU’s tref je nauwe­lijks nog Cartesianen aan. Daar is men al lang af van het bipolaire denken in begrippen zoals waar en onwaar.’

 

 

 

 

(BIJSCHRIFTEN)

 

(BIJ OPENINGSBEELD DIA HOLLANDSE HOOGTE + OPENGEWERKTE CAMERA)

Op grote schaal werd fuzzy logics voor het eerst toegepast door de Japanners in consumenten-elektronica.

(Foto’s: Roberto Rizzo/HH, Amsterdam; Canon, Hoofddorp)

 

 

 

 

(QUOTE BIJ PORTRETFOTO)

‘Mensen zijn in het dagelijkse leven meesters in het omgaan met vaagheid, maar we leren het af in de wiskunde’, prof.ir. H.B. Verbruggen (links) en dr.ir. J.C.A. van der Lubbe

(Foto: Michel Wielick, Amsterdam)

 

 

(BIJ FOTO 1 EN 2)

Bij TNO en de TU Delft is een robotarm ontwikkeld die wordt bestuurd met vage logica; de arm is een hulpmiddel voor gehandicapten.

(Foto’s: TNO TPD, Delft)

 

 

(BIJ FOTO 3)

Met behulp van fuzzy logics is de slijtage van een sleuvengraver beschreven; aan de hand van een model met zestig regels kan worden bekeken hoeveel reserveonderdelen er nodig zijn.

(Foto: Vermeer International, Goes)

 

 

 

 

 

(KADER)

Onderzoek

 

DICI houdt zich bezig met afstemming van onder­zoek en onderwijs op het gebied van vage logica, neurale netwerken, neurofuzzy algoritmen, approximate reasoning, fuzzy expertsystemen, genetische en evolutionaire algoritmen en chaotische systemen. DICI richt zich behalve op meet- en regeltech­niek en patroon­herkenning ook op nieuwe toepassingsgebieden zoals foutdetec­tie en -diagnose, maatschappelijke problemen, onder­steuning van besluitvorming, financiële be­slisproblemen en planning- en schedulingproblemen.

Informatie: prof.ir. H.B. Verbruggen (E-mail: verbruggen@et.tu­delft.nl) of dr.ir. J.C.A. van der Lubbe (E-mail: vdlub­be@et.tudelft.nl), TU Delft, faculteit der Elektrotechniek, postbus 5031, 2600 GA Delft, fax (015) 278 66 79.

 

 

 

 

 

(KADER)

Fuzzy regelaar

 

Bij een PID-regelaar staat ‘P’ voor het stuursignaal dat evenredig, proportioneel, is met het foutsignaal. De ‘I’ staat voor de regelactie ‘integreren’: de regelaar kijkt terug in de tijd naar het verloop in het verschilsignaal door dit te integre­re­n. Op den duur zorgt deze regelactie ervoor dat het foutsignaal nul wordt. De ‘D’-regelac­tie differen­tieert het verschil­signaal: het meet de komende verandering en stemt daar de sturing op af.

In een PID-regelaar kunnen echter geen vage causaliteiten tussen subjectieve noties worden opgenomen zoals ‘als water te heet, dan een beetje koud bijmengen’. Daarvoor is vage logica nodig.

Op 19 april 1996 had in Leeuwarden een symposium plaats, georgani­seerd door de Noordelijke Hogeschool Leeuwarden, waar prof.ir. H.R. van Nauta Lemke, oud-hoogle­raar regeltechniek in Delft en in Nederland sinds begin jaren zeventig pleitbezorger van vage logica, de werking van een (willekeu­rige) vage regelaar uiteenzette.

Het voorbeeld heeft betrekking op een eenvoudig proces met een enkele in- en uitgang, geregeld door een fuzzy regelaar (afbeel­ding 1) die gebruik maakt van een proportione­le en een differenti­ërende regelactie. Van belang zijn het verschilsignaal E en de afgeleide dE. E is het verschil tussen de gemeten en gewenste waarde terwijl dE de verandering weergeeft van E. Beide worden gemeten en als ingangssignaal voor de regel­aar ge­bruikt, terwijl de uitgang U van de regelaar de (bij)sturing is van het proces.

Aangezien de meetwaarden E en dE in geval van een technisch proces niet vaag zijn maar hard, of crisp, moeten de grootheden eerst worden geclas­sificeerd, dat wil zeggen worden onder­gebracht in vage verzame­lingen. Die verzamelingen komen over­een met subjectieve noties zoals ‘groot’ en ‘klein’. Een meetwaarde is dan zowel groot als klein, maar in een verschillen­de mate die varieert van 0 tot 1 (of 0 % tot 100 %). De waarde is bijvoor­beeld met een mate van 0,4 ‘groot’ en een mate van 0,8 ‘klein’; de verschillende lidmaatschapsfuncties zijn niet elkaars complement, hun som hoeft niet atijd 1 te zijn.

We gaan er in dit voorbeeld vanuit dat vijf vage verzamelingen worden gedefi­nieerd voor zowel het signaal E als de afgeleide dE (afbeelding 2). De namen van die verzamelingen zijn negatief groot (NB), negatief klein (NS), ongeveer nul (Z), positief klein (PS) en positief groot (PB).

De sturing U wordt geclassificeerd in zeven vage verzamelin­gen (afbeelding 3): negatief groot (NB), negatief gewoon (NM), negatief klein (NS), ongeveer nul (Z), positief klein (PS), positief gewoon (PM) en positief groot (PB).

Het kennissysteem bevat de logische kennis over de besturing van het proces, in de vorm van kennisregels die vertellen wat er moet gebeuren in termen van ‘al­s-dan’-regels: ‘Als A, dan B’ Een voor­beeld van een dergelijke kennisregel is: als de fout E positief klein (PS) is en de veran­dering van de fout, dE, is onge­veer nul (Z), dan moet de sturing U positief klein (PS) zijn.

Tegelijkertijd kan op de gemeten waarde E echter ook een andere kwali­ficatie van toepassing zijn, zij het doorgaans in een andere mate of met een andere lidmaatschapsfunctie. Bijvoorbeeld: E is positief groot. Zoiets geldt ook voor dE: die waarde kan tege­lijker­tijd posi­tief klein zijn. Er zijn derhalve ook gelijk­tijdi­g meer kennisregels van kracht, zij het in verschil­lende mate. De geldigheid van de gelijktijdige regels, in casu de stuurwaarde U die uit elke regel voortvloeit, wordt eveneens gewogen in ‘waarheidsgraden’ van 0 tot 1. Uit die weging wordt uitein­delijk een definitieve ‘harde’ stuurwaar­de herleid.

Zowel E als dE behoren elk tot vijf vage verzame­lin­gen en dus zijn 25 kennisregels mogelijk, gerangschikt in een matrix (afbeelding 4). Meer informatie bevat het toe­standsvlak (afbeelding 5) waarin E en dE tegen elkaar zijn afgezet. De gear­ceerde stroken zijn de geleidelijke overgangen tussen de vage verzamelingen. De romeinse en arabische cijfers duiden de vage verzamelingen aan van E respectievelijk dE, de letters die van U.

Het zogenoemde ‘inferentiesysteem’ bepaalt welke van deze 25 regels in een bepaalde situa­tie van belang zijn. Voor de waarden van E en dE op tijdstip 1, E1 en dE1 zijn twee regels relevant waar­bij de lidmaatschap­s­functie tussen haakjes staat:

-als E is positief klein (0,75) en dE is positief klein (1), dan is U positief medium;

-als E is positief groot (0,25) en dE is positief klein (1), dan is U positief groot.

De geldigheid van de regel, in casu van de voorgeschreven stuuractie U, is uit oogpunt van voorzichtigheid doorgaans gelijk aan de laagste waarde van de twee lidmaatschapsfuncties die horen bij E en dE. Hoe de waarden van E en dE worden getransponeerd naar U is te lezen in afbeelding 6.

Een tweede taak van het kennissysteem is: uit de geldigheid van de relevante kennisregels de resulterende sturing berekenen. U wordt als het ware bepaald uit een gewogen gemiddelde van de sturing die door de actieve regels wordt voorge­schre­ven. Een manier is de zwaartepuntmethode. We nemen de omtrek­ken van de twee grafieken die de verzamelingen U is positief klein en U is positief medium weergeven. Deze grafieken toppen we af op achtereenvolgens 0,75 en 0,25. Van de samengevoegde figuur die zo ontstaat nemen we het zwaartepunt; dát nu komt overeen met een harde, specifie­ke, stuurwaarde U.

 

 

(BIJSCHRIFTEN TEKENINGEN KADER)

 

Afb. 1

 

Afb. 2

 

Afb. 3

 

Afb. 4

 

Afb. 5

 

Afb. 6

Michael Hammer, reengineering-revolutionair (Kop) ‘Een chef werkt niet, hij plant’ (nr. 21, 20 december 1994)

OMSLAGARTIKEL

 

(Streamer)

PRINCIPE VAN REENGINEERING: PROCES STAAT CENTRAAL + MANAGERS ZIJN NIET PRODUKTIEF + AANTAL PROCESSTAPPEN MOET DRASTISCH OMLAAG

 

(Bovenkop)

Hammerlow

 

(Intro)

‘Reengineering is niet iets dat ik heb uitgevonden. Het bestond al, ik heb er een naam aan gegeven.’ De Amerikaan Michael Hammer predikt de revolutie in het bedrijfsleven. Op een symposium in Brussel hoorde het middenkader in de zaal gelaten het doodvonnis over zich uitspreken.

– Erwin van den Brink –

 

(Credit auteur)

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

 

 

Op sommige momenten tijdens zijn zes uur durende optreden op 25 oktober 1994 in het Heizel conferentiecentrum te Brussel doet ­­Michael Hammer het meest denken aan Youp van ’t Hek: ‘Een manager vraagt een consul­tant om een afdeling van twee man door te lichten. Beiden hebben zo weinig te doen dat ze de hele dag de krant zitten te lezen. Rappor­teert de con­sultant aan de mana­ger: we hebben een ern­stig probleem. Er is sprake van doublure van taken.’ Home­risch gelach van een duizendkoppig publiek van middenkader.

Minder vrolijk stemt Hammer’s boodschap dat hun functies rijp zijn voor opheffing. ‘Bij reenginee­ring zit het midden­kader in de de­athzo­ne.’ Managers voegen volgens Hammer vanuit het perspec­tief van de klant doorgaans hele­maal geen waarde toe aan het af te nemen produkt.

De functie van worker en manager gaan samen­vloeien tot die van professional, waarbij evenwel de manager macht en controle verliest en de arbeider wordt bekleed met meer verantwoordelijkheid en bevoegdheden. Wie meer wil gaan verdienen, moet dalen op de status­ladder.

Marx had het niet kunnen dromen: Larry Hille­brand, makelaar in obligaties – iemand van de werkvloer – verdiende vorig jaar voor zijn bedrijf 500 miljoen dollar en mocht 22 miljoen dollar in zijn zak steken. De manager die over hem gaat, de president-direc­teur van het bedrijf, tou­cheerde slechts 2 miljoen dollar. Hammer: ‘In de sport is het heel normaal dat een stervoetbal­ler het veelvoud verdient van wat de coach krijgt. Een professional richt zich op het leveren van resultaat aan de klant door middel van een proces.’

‘Ik haal graag wijsheden uit films. In de film Bodyheat met, u weet wel, Kathleen Turner and some guys‘ – instemmend gemum vanuit de zaal – ‘zegt iemand: a man is someone who does what it takes. Dàt is nou een professio­nal. Een werknemer doet alleen wat hem wordt opgedragen. Hij houdt zich gedeisd en probeert buiten schot te blijven.’

 

Produktiviteit

Hoewel hij revolutie predikt (niet in de zin van een plotselinge omwenteling, wel in de zin van een fundamentele veran­dering) is hij geen doorgedraaide activist. Professor Michael Hammer is van huis uit wiskundige en werkte jaren lang voor het prestigieuze Massa­chusetts Institute of Technology (MIT). Wiskundigen zijn geobsedeerd door ongerijmd­heden; de groot­ste ongerijmdheid waarop Hammer is gestuit, is die van onze econo­mie van vrije concurrentie met haar bedrij­ven waarvan de interne doelmatigheid nog het meest lijkt op de oude Oosteuro­pese planeconomie, waarin de nomenklatoera de managers waren. ‘Een chef werkt niet, hij plant.’

De Westerse manager is de exponent van de massaproduktie waarin processen volgens het beginsel van scientific management zijn opgedeeld in individuele taken die voor een arbeider zijn te overzien en te volbrengen. Het aantal processtappen tussen het plaatsen van een order en levering ligt tussen de tien en twintig met uitschieters naar dertig of meer. ‘Binnen een verzekeringsbedrijf was een polisaanvraag 28 dagen onderweg terwijl er in die periode 26 minuten daadwerkelijk aan werd gewerkt.’ Een maatstaf voor de produktiviteit volgt door value time (26 minuten) te delen door expired time (28 dagen): een ratio van 0,0019. Slechts 1,9 promille ofwel 0,19 % van de werktijd wordt effectief gebruikt. De rest van de tijd is de polis intern onderweg en daarmee ook onvindbaar voor degene die het aan­spreekpunt is voor de klant. Hammer: ‘Wanneer u als klant op uw vraag waar de spullen blijven krijgt te horen dat er aan wordt gewerkt, is uw opdracht vrijwel zeker op dat moment onvindbaar.’

Idealiter zou de ratio 100 % moeten zijn, maar managers schatten die vanuit hun eigen ervaring al heel bescheiden op 10 %, terwijl die gemiddeld tussen de 3 % en 5 % blijkt te liggen. ‘Dus 95 % tot 97 % van de tijd wordt er niet daadwerkelijk geproduceerd. Ik ken overigens een groot elektronicabedrijf waar slechts 0,1 % van de tijd waarde wordt gegenereerd.’

 

Clowns

Eenvoudige individuele taken van scientific management stelden organisaties in staat snel personeel te werven en te instrueren en dus om snel uit te breiden in een aanbodeconomie. ‘Dat was heel goed in de 19de eeuw.’ Nu is steeds meer sprake van structure­le verzadiging, een vraageconomie waarbij het primaat bij de klant ligt. De klant wil inzicht in hoe de kosten van het produkt tot stand komen.

Dàt marktmechanisme (en dus niet de logica zelf van prestatiever­gro­ting) zal volgens Hammer ervoor zorgen dat reengineering zich verbreidt. Logica op zichzelf dwingt geen verandering af. Prijsconcurren­tie wel. Net zoals consumenten eisen dat de samenstelling van een produkt op de verpakking staat, eisen klanten dat de kosten die opdrachtnemers maken zó nauwkeurig worden gespecificeerd dat daardoor de kostenstructuur van het bedrijf bloot komt te liggen. Zo’n order wordt in feite een audit waaruit is te lezen waar en hoe het voor minder kan, maar ook waar in het bedrijf, door wie, resultaat wordt ge­boekt.

Doorlooptijd is een belangrijke kos­tenfactor. Gedurende 95 % van de door­looptijd is het gemiddelde produkt echter onder­weg van de ene naar de andere afdeling. Bovendien kent elke functie doorgaans nog eens twee contro­leurs, één aan het begin en één aan het einde. Het hele proces wordt pirami­daal, in lagen, van bovenaf aange­stuurd en gecontroleerd en kenmerkt zich dus door een gebrek aan delegeren en een over­maat aan indirecte, non value adding kosten.

Het gevolg van de versnippering is vaak dat niemand zich nog verant­woorde­lijk voelt. Hammer: ‘Als ik een document moet paraferen waar al twaalf handteke­ningen op staan, denk ik: een van die andere clowns zal wel weten waar het in hemelsnaam over gaat.’

 

Specialisten

Het vereenvoudigen, herontwerpen, (reengineering) van het proces is mogelijk door het aantal functies drastisch terug te brengen: vooral in de dienstensector kan één proces vaak helemaal door één persoon worden uitgevoerd. De daarmee gepaard gaande autonomie (empowerment) op uitvoeringsniveau brengt in de organisa­tiepi­ramide een slachtpartij naar boven toe teweeg onder (van oudsher controlerende, dus nu overbodige) manage­mentfuncties.

Hammer noemt het voorbeeld van IBM Credit, dat krediet verstrekt aan detaillisten van pc’s, waar de hele kredietverstrek­king nu een eenper­soons-proces is van een deal­structurer. In plaats van kredietaanvra­gen een aantal gespecialiseerde afde­lin­gen te laten passeren, handelt nu één persoon de aan­vraag af en maakt daarbij gebruik van adviezen van andere afdelin­gen. De cyclustijd ging van zes dagen naar vier uur, het werkvolume verhonderdvoudigde (reengineering gaat niet uit van verbeteren met een percentage, maar met een factor)!

Hammer: ‘De tegenwerping dat het onmogelijk is zoveel specialismen te verenigen in één persoon, is ingegeven door de angst van mensen die deze specialisten van bovenaf controleren en die voor hun baan vrezen; maar ook door de valse bewijsvoering dat als iedereen specialist is, elke stap het meest doel­matig en goedkoop wordt uitgevoerd en dus het totale proces ook. De tijd dat het produkt onderweg is en specialisten zitten te wachten, maken processen juist duur. Als je met zulke specialisten gaat praten, blijkt overigens dat zij hun werk eentonig vinden. De juriste van IBM Credit was deskundig in het slaan van nietjes. Ze trok in 95 % van alle aanvragen een standaardontwerp van een contract uit de kast.’

Had de ingenieur op de ontwerp­afdeling van Federal Mogul Automotive Parts, een toeleveran­cier van General Motors, dat ook maar gedaan. Hij vond het wiel telkens opnieuw uit, omdat hij er vanuit ging dat elke ontwer­popdracht uniek was. Nu maakt hij gebruik van ontwerpervaring uit een database. De cyclustijd van opdracht tot prototype daalde van 20 weken naar 6 tot 10 weken. Bij Kodak daalde de doorlooptijd door disciplines tegelijkertijd vanuit één gemeenschappelijke database te laten ontwerpen van meer dan 70 weken naar minder dan 30 weken tegen 25 % lagere kosten. Het blijkt, mede dank zij informatietechno­logie, juist heel goed mogelijk expertise weer in één persoon te verenigen of processen als teamwork te ontwerpen. Hammer: ‘De me­vrouw die voor het nieuwe Kodak-toestel de lens ontwerpt, bergt de informatie op in de database. Als zij die de volgende morgen via haar werkstation oproept, ziet ze dat de sluiter, die door een collega is ontworpen, midden in haar lens zit. Die twee hebben vervolgens a hell of a fight maar aan het einde van de dag is beider deelontwerp wèl passend.’

 

Afschieten

Reengineering the business is volgens Hammer meer dan het herontwerpen van de bedrijfs­processen. Dezelfde veranderingen zijn ook beschreven door economen zoals Peter Drucker en futuro­logen zoals Alvin Toffler. Er ontstaat niet een anarchie op de werkvloer, maar de bete­kenis van management zal veranderen van baas of opdrachtgever in coach, iemand die kansen en mogelijkhe­den creëert voor zijn mensen. Carrière maken betekent niet meer promoveren naar een hogere functie. Binnen uitvoerende func­ties zoals beursanalist bestaan nu al ratings waardoor iemands inkomen kan variëren van enkele tienduizenden tot mil­joenen gulden.

Hammer, Drucker en Toffler zijn alle drie Amerikanen die met een bijna religieus positivisme verkondigen dat de informatie-economie de werknemer bevrijdt van de afhankelijkheid van bazen en onderbazen omdat niet langer machines, maar zij de activa van de onder­neming zijn. Reengineering komt uit een culturele context die niet de (Europese) geschiedenis kent van klassestrijd, sociale emancipatie en consensus. In Duitsland en Japan schijnt het drastische herontwerpen minder effect te sorteren dan in Nieuwe Tijgers zoals Korea, die geen historisch gegroeide arbeidsverhoudingen hebben, maar een jong onderne­mingsklimaat.

Bijna-religieus klinkt ook Hammer’s stelling dat ’topmanagers geen tech­nocraten moeten zijn, maar Leiders met een Visie’. Hammer: ‘Net zoals Mozes. Er trokken niet 600 000 mensen met hem de woestijn in omdat hij zei: jongens het is maar voor veertig jaar, let’s go!‘ Charisma uit zich soms in poëzie. Topman Robert L. Stark van de wenskaartenfabriek Hallmark Cards kondigde reenginee­ring zo aan: ‘We gaan samen een reis maken. We zullen de gewonden met ons meedragen, maar wie tegenspartelt schieten we af.’ Je ziet de huifkarren de prairie in trekken.

John Martin van Taco Bell’s Quick Service Restaurants (‘van heilige koeien maak je de beste hamburgers’) ontsloeg zijn beste vriend toen die zich verzette, zodat zijn personeel zich realiseerde dat hij het echt meende.

 

Total Quality Management

Reengineering is volgens Hammer niet de zoveelste businesshy­pe en dat komt doordat het alomvattend is: niet alleen de voortbrengingsprocessen, maar ook de definitie van baan (de inhoud van ons werk) en organisatie gaan op de helling. In zijn uiter­ste conse­quen­tie reengineering de gezags- en salarisver­houdin­gen op zijn kop. Het is onbruikbaar als model voor turn around mana­gement. De bedrij­ven die Hammer noemt, verkeerden niet in acute pro­ble­men. Zij zagen hun winstgroei slechts afnemen, ondanks grotere inzet van het traditionele instrumen­tarium zoals meer markton­der­zoek en reclame. ‘Als je iedereen twee keer zo hard laat werken in een situa­tie waarin slechts tijdens 3 % van de be­drijfstijd feitelijk wordt geproduceerd, dan wordt er dus slechts tijdens 6 % van de tijd gewerkt. Dat zet geen zoden aan de dijk.’

Empowerment – het bekleden van mensen in uitvoerende functies met veel meer beslissingsbevoegdheid – is volgens Hammer geen organisatiemodel, maar slechts een gevolg van ingrijpend herontwerpen. Activity Based Costing en Activity Based Management zijn in feite gereedschappen om de kosten en effectivi­teit van processen te meten en worden als zodanig gebruikt bij reengineering. ‘ISO 9000 zegt niets over kwaliteit, alleen over het vastleggen van procedures. Doe het als de klant het wil, maar geloof er zelf niet in.’

‘Total Quality Management en Business Reengineering zijn complementair. Zonder het voortdurend nastreven van kwaliteit zou de produktiviteitssprong door reengineering langzaam wegebben. TQM alleen is onvoldoende om in de toenemende concurrentie mee te gaan.’

Analyse van de processen ten behoeve van het herontwerpen, is de dood in de pot. ‘Analyses worden een rechtvaardiging in zichzelf voor de bestaande inefficiënte processen. Al analyserend krijgt zo’n proces weer logica en voor je het weet raak je er aan gehecht. Het gaat erom dat je een te herontwerpen proces begrijpt: wat doen we en waarom doen we het; niet: hoe doen we het. De reengineer moet te werk gaan als een ingenieur. Hij moet van het proces een prototype maken dat geverifieerd en gevalideerd wordt.’

De meester is zelf overigens de eerste om het verschijnsel te relativeren: ‘Reengineering is niet iets dat ik heb uitgevonden. Het bestond al. Bedrijven pasten het al toe. Ik heb het verschijn­sel beschreven, er een naam aan gegeven en gehol­pen het te verbreiden.’

 

Wie meer wil weten over dit onderwerp kan zich wenden tot de Associatie van Business Engineers, secretaris mr. F.K.G. Westerbeke, Haringvliet 315, 3011 ZP Rotterdam, tel. (010) 404 57 58 (na 20.00 uur), voorzitter Norbert van der Hoek, tel. (033) 94 42 91 (na 20.00 uur); of tot Areopa Excellence Center, Guido Gezellelaan 12, B-3020 Herent, België, tel. +32 16 23 10 23, fax +32 16 20 76 67 (con­sultant gespecialiseerd in de implementatiestrategieën voor reengineering).

 

Literatuur

[1]Womack, J.P., Jones, D.T., Roos, D., The machi­ne that changed the world; Harper Perennial 1991; ISBN 0-06-097417-6.

[2]Hammer, M., Champy, J., De bijl aan de wortel (reenginnering the corporation); Uitgeverij Con­tact; ISBN 90-254-0169-4.

[3]Tideman, B., Prestatieverbetering door Business Process Redesign; Lansa Publishing; ISBN 90-71996-81-6.

[4]Vullings, H.F., Kernpunten van Prestatiemanagement; in: Nive Management Magazine, juni 1994 (tel. (070) 318 01 80).

[5]Ribbers, A.M.A., Organisatievernieuwing: noodzaak of mode?; in: Nive Management Magazine, juni 1994.

[6]Westendorp, H.G., Prestatiesprongen door procesherontwerp; in: Nive Management Magazine, augustus 1994.

[7]Janssen, Th.H.W., De kernelementen van bpr; in: Nive Management Magazine, oktober 1994.

[8]Hurk, A.C.M. van den e.a., Informatie-infra­structuur als basis voor de herinrich­ting van bedrijfsproces­sen; in: Informatie, jaargang 36, nummer 7/8, blz. 475-483 (tel. (05700) 489 32).

[9]Molenaar, B., Lambooij, K.L., Heront­werp van bedrijfsprocessen: drie praktijkgeval­len; in: Manage­ment & Infor­matie, najaar 1994 (tel. (01720) 666 46).

 

 

 

 

 

(KADER)

Renaissance van procesdenken

 

Hoe nieuw en uniek is het principe van reengineering the business? Aanvankelijk werd het begrip BPR, business process reengineering of redesign genoemd (in de Nederlandse vertaling van Hammer’s boek wordt reengineering vertaald met ‘her’- of ‘opnieuw ontwerpen’ in plaats van met ‘re’- of ‘opnieuw construeren’).

Hammer geeft aan dat het hem om meer gaat dan het veranderen van de bedrijfsprocessen. In feite schetst hij het effect van de postkapitalistische samenleving (waarin het onderscheid tussen kapitaal en arbeid verdwijnt) op de totale Westerse bedrijfscultuur.

Wat Hammer reengineering noemt, heeft veel overeenkomsten met een onderzoek van zijn oude werkgever MIT, het International Motor Vehicle Programm (IMVP), beter bekend onder de titel The machine that changed the world. Het IMVP is een studie waarin de kosten en de kwaliteit van autoproducenten over de hele Wereld worden vergeleken. Daarin worden in voortbrengingsprocessen dezelfde ondoelmatigheden blootgelegd. Volgens MIT is massaproduktie, veel van hetzelfde, in het huidige tijdsgewricht kwalitatief laagwaardig, omdat de consumentenvraag steeds meer individualiseert, kritischer wordt. Hogere kwaliteit tegen gelijke of lagere kosten kan alleen door de voortbrengingsprocessen ‘af te slanken’, lean te maken: MIT noemt dat lean production. Zowel reengineering als lean production bedienen zich van overeenkomstige mechanismen en gereedschappen zoals het vereenvoudigen van de processen, concurrent engineering, grotere autonomie op de werkvloer, just in time en dergelijke.

Het voorbeeld dat Hammer in zijn boek noemt van de crediteurenafdeling van Ford, waar vijfhonderd mensen werkten, en die van Mazda, waar vijf mensen werkten, staat ook in The machine that changed the world. Ook bij lean production, dat Japanse automakers al aan het einde van de jaren vijftig introduceerden in plaats van de klassieke massaproduktie, worden alle bedrijfsprocessen ontworpen met het oogmerk te kunnen voldoen aan alle wensen van de klant.

Daarom betekent lean production in zijn uiterste consequentie dat een auto pas wordt gebouwd als hij is verkocht: de klant heeft dan immers zijn wensen kenbaar gemaakt. Het basisprodukt (auto) wordt volgens individuele wensen (kleur, aantal deuren, motorversie, soort transmissie, soort interieur) geassembleerd doordat de eisen van de koper dank zij informa­tietechnologie snel teruggekoppeld worden naar de produktie­lijn. Een dergelijk systeem (niet meer produceren op voorraad) wordt momenteel ook bij Fokker ingevoerd. Lean production betekent ook produceren zonder voorraad, met just in time leveranties. Leveranciers worden (bijvoorbeeld door het koppelen van databestanden) opgenomen in het proces.

In zekere zin is er sprake van een renaissance van het procesdenken. Dat werd vlak na de oorlog al door de bedrijfskundige Jan in ’t Veld ingevoerd bij Fokker en later op de TU Delft verder uitgewerkt als systeemkunde (zie De Ingenieur nr. 17 van 25 oktober 1994). Op veel plaatsen in de industrie is het in de loop der jaren overwoekerd door de functionele organisatie (van geïsoleerde specialismen).

Procesdenken is wel een totaal nieuw verschijnsel in de dienstensector. Reengineering is hier aangezwengeld door informa­tietechnologen die gegevensstromen in processen wilden kanali­seren. Bovendien moest in Amerika het procesdenken min of meer opnieuw worden uitgevonden, omdat veel kennis over (interne) processen verloren was gegaan doordat in de jaren zeventig de universi­teiten zich volledig naar buiten richtten, op strate­gisch management.

Het is dan ook niet verwonderlijk dat reengineering wensen van de klant als uitgangspunt neemt voor het herontwerpen van processen, terwijl In ’t Veld erop hamert dat produktontwerp de determinant is van produktieproces en dat procesontwerp niet los kan worden gezien van produktontwerp.

 

 

 

(BIJSCHRIFTEN)

 

(BIJ OPENINGSFOTO, PORTRETFOTO)

(Foto: Pretty Pictures, Leuven)

 

 

(BIJ TEKENING 1, 2 EN 3, NAAST ELKAAR TE PLAATSEN)

In de oude situatie kostte het IBM Credit zes dagen om een kredietaanvraag te behandelen, omdat de aanvraag langs verschillende afdelingen moest. Het ontbrak aan een persoon die de klant te allen tijde kon vertellen waar in het proces de aanvraag zich bevond. Dat probleem dacht IBM Credit te ondervangen door de aanvraag na elk behandelingsstadium terug te sturen naar een control desk, die wist waar de aanvragen zich bevonden. Het nadeel was dat een aanvraag nu twaalf dagen onderweg was. Het bedrijf slaagde er pas in de doorlooptijd te verkorten door de behandeling van de aanvraag in handen van één persoon te geven.

(Bron: Hammer and Company, 1994)

 

 

(BIJ DIA)

‘Bij reenginee­ring zit het midden­kader in de de­athzo­ne‘, aldus Hammer; de mensen op de werkvloer die direct waarde genereren voor een bedrijf, zullen meer gaan verdienen.

(Foto: ABC Press, Amsterdam)

 

(BIJ KLEURENFOTO)

Na het herontwerpen van het engineering- en produktieproces daalde bij Kodak de doorlooptijd van camera’s van meer dan 70 weken naar minder dan 30 weken tegen 25 % lagere kosten.

(Foto: Eastmann Kodak, Rochester, VS)

 

 

 

 

(SCHEMA)

 

Procedure voor reengineering

 

Leadership

 

Mobilization

*Create a business process model

*Appoint process owners and establish governance structure

*Formulate reengineering strategy

*Determine process prioritization

*Assign reengineering team members

Get organized

 

Resources

 

Diagnosis

*Bound and scope the process

*Understand customer needs

*Understand the current process

*Identify weaknesses in the existing design

*Set targets for new design

Get oriented

 

Insight

 

Redesign

*Create breakthrough process design concept

*Redesign the entire business system

*Develop detailed process design

*Build laboratory prototype

*Test, simulate, learn and iterate

Get crazy

 

Design

 

Transition

*Implement initial field release (pilot)

*Realize initial benefits

*Adjust the business systems

*Develop supporting infrastructure

*Rollout and institutionalize

*Implement succeeding releases

Get real

 

(Bron: Hammer and Company, 1994)