Systems engineering maakt de extreem complexe hightech maakindustrie behapbaar voor alle betrokkenen

By Bart Brouwers

Onze maatschappelijke uitdagingen zijn te complex om monodisciplinair op te lossen. Binnen de hightech maakindustrie is dat al helemaal het geval. Systems Engineering brengt disciplines bij elkaar en zorgt voor de broodnodige coördinatie. In een serie gesprekken met experts uit industrie en onderzoek scheppen we een beeld van de huidige staat van de sector en de wensen voor de komende jaren. Leidraad daarbij is het NXTGEN Hightech traject, dat tot doel heeft het aantal systems engineers en systeemarchitecten voor de hightech maakindustrie in Nederland te vergroten. Ook moet deze inspanning het algemene niveau verder omhoog brengen.

Wie meer te weten wil komen over het belang van systems engineering in de hightech maakindustrie doet er goed aan te rade te gaan bij de bedrijven waar deze manier van werken nu al een bepalende rol speelt. Vanderlande, Thales Nederland en Prodrive horen daar zeker toe: zij hebben systems engineering stevig verankerd in hun organisatie om zo de precisie, efficiëntie en reliability van hun processen en producten te garanderen. Bruno van Wijngaarden (Vanderlande), Casper Voogt (Thales Nederland) en Milan van den Muyzenberg (Prodrive) leggen uit hoe ze dat georganiseerd hebben en welke uitdagingen hierbij komen kijken.

Onderdeeltje of geheel

Casper Voogt wilde van jongs af aan vliegtuigontwerper worden. Hij is er zelfs de opleiding lucht- en ruimtevaarttechniek voor gaan doen. “Maar op een gegeven moment kwam ik er achter dat vliegtuigontwerpen betekent dat je gewoon een klein onderdeeltje van een systeem ontwikkelt. Er is niet één iemand die het hele vliegtuig ontwerpt, zo werkt de wereld niet. Voor mij was die bewustwording cruciaal om te kunnen vaststellen dat mijn interesses breder liggen.” Voogt gebruikt de anekdote om te laten zien dat ook systeemarchitecten zich moeten realiseren dat ze niet voor alle details verantwoordelijk kunnen zijn, hoe graag ze dat ook willen.

“Een goede systeemarchitect gaat niet meer vanuit kennis en kunde meteen aan de slag met oplossingen maar veel meer vanuit de vraag wat er nodig is om de benodigde stappen te zetten”, legt hij uit. “Wat verwacht ik van mijn subteams en welke kaders ga ik ze meegeven? Kaders bieden is veel belangrijker dan meteen oplossingen aandragen.”

Uitdagingen

Daarvoor is het wel nodig dat die subteams zich binnen hun rollen en functies gaan conformeren aan die kaders, vult Bruno van Wijngaarden aan. “Kunnen ze dat? En zo ja, willen ze dat ook? Er zijn ook altijd mensen die dat niet willen omdat die het idee hebben dat je ze een stukje creativiteit ontneemt dat ze voorheen wel hadden.”

De realiteit is dat er een nieuw soort creativiteit ontstaat, maar wel een waarvoor je de grenzen van je “eigen” domein moet overstijgen. Daarbij is het alleen al een enorme uitdaging om het overzicht te behouden, zegt Van Wijngaarden. “Vroeger kon een systeemarchitect alles zelf overzien, maar tegenwoordig is dat bijna onmogelijk door de complexiteit.” 

Daarbij speelt ook de persoonlijke invulling van individuele collega’s vaak een rol. Een hulpmiddel voor dit soort uitdagingen is Model-Based Systems Engineering (MBSE). “Deze manier van werken stelt ons in staat om persoonlijke mentale modellen te expliciteren en te harmoniseren”, legt Van Wijngaarden uit. “Dit maakt het proces schaalbaar en zorgt voor een efficiëntere informatieoverdracht.”

Milan van den Muyzenberg ziet nog meer voordelen: “Met Model-Based Systems Engineering kunnen we functionaliteiten en systeemgedrag modelleren, wat helpt bij het vroegtijdig identificeren van problemen en het optimaliseren van oplossingen.” Zaligmakend is dat model-based werken echter ook niet, zegt hij er direct bij. “We zien echt wel projecten waar het helemaal uit de hand loopt en er vele uren aan modellen gespendeerd wordt. Maar waar het toch niet de resultaten oplevert die je er dan van zou verwachten.”

Hoe dan ook is een logische structuur essentieel om overzicht te houden bij complexe projecten. Van Wijngaarden: “Bij ons werken systeemarchitecten nauw samen met verschillende disciplines zoals mechanica, elektronica en software om een geïntegreerde aanpak te waarborgen.”

Systems Engineering is de ruggengraat van de maakindustrie bij almaar toenemende complexiteit en dynamiek

De complexiteit van onze maatschappelijke uitdagingen is te groot voor een monodisciplinaire aanpak. Systems Engineering brengt disciplines binnen de hightech maakindustrie bij elkaar.

Klantrelaties

Die complexiteit is ook te merken in de klantrelaties. Voogt: “We werken met klanten die zeer gedetailleerde en soms rigide eisen stellen, bijvoorbeeld voor een bepaald radarsysteem op een schip. Dit kan leiden tot een starre aanpak van systems engineering. We proberen met behulp van modellen en de Arcadia-methode flexibel te blijven en toch aan de klantvereisten te voldoen.” Het begint al bij het bidwerk, vult hij aan. “Daarin zetten systems engineers de klantvereisten om naar een specificatie van systeemeisen. Vervolgens ontwikkelen systeemarchitecten meerdere voorstellen voor de architectuur. Dit zorgt ervoor dat we vanaf het begin een helder beeld hebben van wat de klant verwacht.”

Bij Prodrive is een vergelijkbaar proces zichtbaar. Van den Muyzenberg: “Onze systeemarchitecten fungeren als de interface tussen de klant en het projectteam. Ze spelen een cruciale rol bij het vertalen van klantvereisten naar technische specificaties en kunnen naar beide kanten toe de verwachtingen managen.”

Snappen wat de klant wil is elke keer weer een uitdaging, vult Van Wijngaarden aan. “Onze klanten hebben veel verschillende eisen en wensen. Het is iedere keer weer een uitdaging om de onderliggende klantbehoeften goed te doorgronden. En als je ze dan doorgrond hebt is het aan onze systeemarchitecten ze te vertalen naar systeemeisen en modellen.”

Voor Thales, dat zich speciliseert in systemen voor de marine, geldt dat evenzeer. Voogt: “Ook onze klanten hebben functionele eisen. Die zeggen bijvoorbeeld dat een schip in staat moet zijn om een drone te detecteren op een bepaalde afstand. Daar ga je dan mee aan de slag. Als we een drone moeten detecteren op die afstand hebben we een radarsysteem nodig met minimaal deze capabilities. Vervolgens bepaal je de designkeuzes; niet op basis van een vooraf gesteld resultaat, maar wel op een manier die beantwoord aan de uiteindelijk gewenste functionaliteit. In dat proces is heel veel interactie nodig tussen de klant en onze engineers. Waarbij alles loopt via de systems engineers.”

Gemeenschappelijke taal

Alle drie lopen ze in die processen geregeld aan tegen de gebrekkige invulling van internationale standaarden. “Er is een dringende noodzaak voor een gemeenschappelijke taal binnen systems engineering”, benadrukt Voogt. “Dit zou de samenwerking tussen verschillende bedrijven en sectoren aanzienlijk verbeteren. Ook over grenzen heen.”

Van Wijngaarden is het daarmee eens: “Consistent gebruik van standaarden voor requirements management en modelgebaseerde systeemgedragsmodellering zou een grote stap voorwaarts zijn.” Of, zoals Voogt het treffend samenvat: “Systems engineering is de brug tussen wat de klant wil en wat wij kunnen leveren en het belang ervan zal alleen maar toenemen naarmate onze systemen complexer worden.”