Vanwege de Corona-crisis is het seminar van Holland Innovative over “Data Science for Reliability and Root Cause Analysis” uitgesteld tot 25 en 26 maart 2021. Het evenement zal de beste praktijken, de laatste trends en innovaties laten zien in open discussies en expertgroepen. Michael Pecht is de keynote speaker. We spraken hem over zijn favoriete onderwerp.
Er is een groot verschil tussen kwaliteit en betrouwbaarheid. Consumenten komen daar maar al te vaak achter doordat de producten die ze kopen aanvankelijk topklasse uitstralen, maar het desondanks veel eerder dan gewenst laten afweten. Kwaliteit is een momentopname; betrouwbaarheid zorgt voor structurele waarde. Probleem is dat veel bedrijven, zeker in de tech-hoek, al tevreden zijn als hun producten ‘schoon’ de fabriek verlaten. Een afdeling die waakt over betrouwbaarheid (en dus aan de bel trekt als er een faal-risico is) is duur en lastig, zo wordt gedacht. Ten onrechte, zegt Michael Pecht, oprichter en directeur van het Center for Advanced Life Cycle Engineering (CALCE), en professor in Mechanical Engineering and Applied Mathematics, Statistics and Scientific Computation aan de Universiteit van Maryland.
Michael Pecht is een van de meest gerenommeerde experts op het gebied van reliability, ofwel betrouwbaarheid, van producten en bedrijfsprocessen. Hij publiceerde bijna duizend wetenschappelijke artikelen en tientallen boeken over de elektronica-industrie in de VS, China, Korea, Japan en India. Ook is hij geregeld te gast als spreker op reliability-symposia in Europa. Pecht adviseert kleine en grote bedrijven over de hele wereld over hoe zij betrouwbaarheid kunnen integreren in hun processen. Via zijn contacten bij Holland Innovative is hij ook kind aan huis bij de Nederlandse maakindustrie.
Voorlopig ziet Pecht nog geen einde aan zijn zendingswerk. “Het thema ‘kwaliteit’ staat meestal wel op de agenda, maar het belang van betrouwbaarheid is vaak onderschat. Als we kijken naar de laatste 20 jaar zien we een toename van problemen die te maken hebben met het falen van producten zoals consumentengoederen, voertuigen en elektronica. We zien een verbazingwekkende hoeveelheid terugroepacties en consumenten vinden duidelijk dat dit niet zo zou moeten horen.” Deze recalls worden gebruikt om rechtszaken te voorkomen, zegt Pecht. “Bedrijven accepteren dat ze daarmee aanzienlijke verliezen lijden. Ze zijn bereid te betalen, maar in feite verschuift het echte probleem naar de klanten, die gewoon een product willen dat werkt en niet teruggestuurd hoeft te worden naar de retailer.”
Kun je je leveranciers wel vertrouwen?
In een wereld die meer en meer afhankelijk is van elektronica is betrouwbaarheid een essentieel element, “maar ook een gecompliceerd element”, voegt Pecht daar nog aan toe. “De wereld is één groot netwerk van gekoppelde systemen. Waardeketens bestaan uit verschillende lagen van leveranciers en distributeurs. Hoe meer je over hen weet, hoe beter het is. Maar op een gegeven moment weet je gewoon niet meer waar je voorraden vandaan komen, laat staan of je überhaupt nog bij die bedrijven zou willen kopen. In zo’n situatie wordt het heel moeilijk om de betrouwbaarheid van je producten te behouden.”
Prof. Pecht noemt een voorbeeld van dit supply chain dilemma uit zijn recente ervaring. “We deden onderzoek naar een bedrijf dat producten maakt met een batterij. Natuurlijk wisten ze wie de batterijen leverde, maar wat ze zich niet realiseerden is dat deze leverancier de batterijcellen ergens anders moest inkopen, om daarmee de batterijen te bouwen. Het bleek dat de problemen die ze tegenkwamen werden veroorzaakt door slechte cellen.” Wat Pecht maar wil zeggen: als productiebedrijf moet je de keten tot in het begin volgen, maar in de praktijk is dat niet altijd mogelijk. De gevolgen kunnen ernstig zijn: het is niet altijd alleen maar een speelgoedje of een tandenborstel die gewoon stopt met werken. “Alleen al in 2018 zijn er 19 explosies met batterijen in vliegtuigen gemeld”, aldus Pecht.
De situatie wordt nog ingewikkelder als je merkt dat leveranciers vaak niet weten wat de beoogde toepassing is. “De meeste van hen zijn daar zelfs totaal niet in geïnteresseerd”, zegt Pecht. “In een wereld waarin de time-to-market belangrijker wordt dan ooit en de productiestandaarden verouderd zijn en zo zijn samengesteld dat iedereen er makkelijk aan kan voldoen, kun je je voorstellen dat dit een enorm probleem is voor de betrouwbaarheid in de hele keten. Iedereen in de keten wil meer geld verdienen, dus er is een risico over de hele keten. Kunnen we al onze leveranciers wel vertrouwen? Er worden voortdurend kleine aanpassingen gedaan, zonder dat partijen verderop in de keten daarover worden geïnformeerd. Kortom: het beheersen van je betrouwbaarheid is geen gemakkelijke taak.”
Hoe kan machine learning de betrouwbaarheid vergroten?
Michael Pecht’s Center for Advanced Life Cycle Engineering (CALCE) werkt samen met meer dan 150 bedrijven uit de hele wereld. Het onderzoek van CALCE richt zich op prognostiek en systems health management (PHM) met behulp van machinaal leren. Met PHM is het mogelijk om te kijken naar de werkelijke levenscycluscondities van een systeem, om daarmee het moment van een storing te voorspellen en systeemrisico’s te beperken. PHM kan op voorhand een waarschuwing geven voor een dreigende storing in een systeem en zo helpen om het systeem te onderhouden en corrigerende maatregelen voor te stellen.
Hoewel de voordelen van de integratie van betrouwbaarheid als onderdeel van de productieprocessen van een bedrijf een no-brainer lijken, is dit toch niet altijd het geval. “Het hangt af van de industrie waar je naar kijkt, maar over het algemeen zou ik zeggen dat het nooit genoeg is,” legt Pecht uit. “Sommige bedrijven doen echt hun best, maar hebben gewoon niet de juiste mensen om het werk uit te voeren. Dat blijkt meteen als we ze een paar basale vragen stellen waar ze dan geen antwoord op blijken te kunnen geven. Anderen onderschatten gewoon het belang van betrouwbaarheid. Meestal, wanneer dit soort bedrijven ons om hulp vragen – en we krijgen gemiddeld 2 of 3 keer per week zo’n telefoontje – is er al iets vreselijk misgegaan. De ingenieurs zien geen uitweg meer en vragen ons dan om het probleem uit te leggen aan het management.”
Het leveren van een “schoon” product: Is het genoeg?
Het management van een bedrijf, zelfs van grote organisaties, is vaak kortzichtig, heeft prof. Pecht gemerkt. “Ze zijn al tevreden als ze een ‘schoon’ product kunnen leveren. ‘We willen ons geld niet uitgeven aan medewerkers die niet direct bijdragen aan het product’, zeggen ze dan. Een vriend van mij is Head of Reliability voor een bedrijf dat honderden miljoenen producten per jaar produceert, en zelfs daar is het moeilijk. Als alles goed gaat, concludeert het management dat een reliability afdeling helemaal niet nodig is. En als er iets misgaat, vragen ze ‘waar was je dan?’ In feite is er altijd eerst een ramp nodig om te beseffen hoe belangrijk betrouwbaarheid eigenlijk is.”
Hoewel er zeker verschillen zijn tussen landen of zelfs continenten wat betreft de acceptatie van betrouwbaarheid binnen de processen van een bedrijf, aarzelt Michael Pecht om bedrijven aan te wijzen die beter of slechter presteren. “Je ziet verschillen tussen landen, tussen industrieën en tussen afzonderlijke bedrijven. En ja, sommige van deze verschillen kunnen worden verklaard door de lokale cultuur. In de VS zijn we bijvoorbeeld zeer juridisch georiënteerd: het risico op rechtszaken zorgt ervoor dat een bedrijf altijd behoorlijk op zijn hoede is. In zekere zin helpt dit om betrouwbaarheid de aandacht te geven die het nodig heeft. Maar anderzijds kopen bedrijven dit af met terugroepacties en garantiebepalingen, dus het is geen echte oplossing. China is veel minder gejuridiseerd en hoewel ik niet wil zeggen dat dit over het algemeen tot slechte producten leidt, maak ik me echt zorgen over de kwaliteit van hun werk. Ik heb daar onlangs meer dan 20 batterijbedrijven bezocht en eerlijk gezegd zou ik de producten van sommige van hen echt niet in mijn huis willen terugzien.”
“Data science kan dingen zien die een mens niet kan zien”
Het event van Holland Innovative in maart 2021 verbindt reliability en root cause analysis met data science. “Dat is een geweldige focus,” zegt Pecht. Als integraal onderdeel van zijn onderzoek en advies maakt hij al volop gebruik van machine learning en een data-gedreven aanpak. Deze kan de faalrisico’s van een product, de ‘time-to-failure’ en de resterende levensduur bepalen, maar ook het moment voorspellen waarop specifieke onderhoudsacties moeten worden ondernomen om de levensduur van het product te verlengen. “Data science is voor ons om vele redenen van groot belang. Het helpt ons om kennis op te doen als we al aan het testen zijn. Door tijdens de tests gegevens uit te lezen, kunnen we zien wat er werkelijk in de elektronica gebeurt. Data science kan dingen zien die een mens niet kan zien.”
Het gaat echter niet om het testen alleen. Bedrijven als Apple, Google en Amazon verzamelen voortdurend gebruiksinformatie via hun consumentenproducten, dankzij de vele sensoren in elk product. “Data analytic tools kunnen informatie rechtstreeks van de eindgebruiker vastleggen”, legt Pecht uit. “In feite kan het product zichzelf monitoren en in sommige gevallen kunnen op die manier potentiële rampen worden beperkt. Je kunt je voorstellen dat deze manier van werken cruciaal kan zijn voor de medische, energie- en luchtvaartindustrie”.
Professor Pecht, die 10 persoonlijke patenten bezit, kijkt nu al uit naar het evenement van volgend jaar, niet alleen omdat hij geniet van waar hij mee bezig is en de wereld er graag over wil vertellen, maar ook omdat “het niet genoeg benadrukt kan worden dat het werkveld van betrouwbaarheid veel te belangrijk is om te worden verwaarloosd. We moeten de industrie opleiden en informeren. Ik ben dan ook blij dat Holland Innovative het initiatief heeft genomen voor dit belangrijke seminar.”
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
