Tag archieven: TNO

Schone auto is nog ver weg

9 oktober 2015 Erwin Van den Brink

Wie een verbrandingsmotor wil met zowel een lage CO₂-emissie als een lage NO_X-emissie, zoekt naar een vierkante cirkel. Voor alle verbrandingsmotoren geldt in principe: hoe lager de CO₂-uitstoot des te hoger de NO_X-uitstoot. Of het nu vliegtuig-, auto- of scheepsmotoren zijn of stationaire gasturbines in elektriciteitscentrales. Hoe minder broeikasgas, des te meer fotochemische smog. U mag kiezen. In Californië vinden ze NO_X een issue, omdat de zon er veel schijnt waardoor er ozon – fotochemische smog – uit ontstaat dat samenhangt met astma en COPD. In Europa is vooral CO₂ een probleem. De duurzame auto is een keizer zonder kleren.

Waarom wordt dit publieke geheim nu pas een politiek schandaal? TNO stelde in 2013: ‘Het is zorgelijk dat het verschil tussen praktijk- en testwaarden de laatste jaren fors groter is geworden. () Fabrikanten passen energiebesparende technieken toe die op de typekeuringstest meer voordeel opleveren dan in de praktijk.’ (Het hier geciteerde TNO-rapport is in 2013 met begeleidende brief van staatssecretaris Mansveld aan de Tweede Kamer gestuurd).

Dieselgate gaat dus verder dan Volkswagen. Het strekt zich uit tot de hele auto-industrie en de controlerende overheidsinstanties. De milieukeuring door het Environmental Protection Agency was een grotendeels papieren excercitie. En de volgende ronkende tekst komt uit het Algemeen Dagblad: ‘Liefst 25 van haar ingenieurs zette Mary Nichols, baas van de California Air Resources Board (CARB), afgelopen jaar op het mysterie: waarom stoten diesels van Volkswagen op de weg véél méér uitlaatgassen uit dan op de testbaan? Na maanden speurwerk kwam de aap uit de mouw. Met gemanipuleerde software wist de Duitse automaker de schadelijke uitstoot tijdens labtesten te verlagen.’

Het suggereert een complot van enorme omvang. Maar iedereen die wel eens een monteur spreekt of even zijn licht opsteekt in de halfduistere wereld van het car-tunen kan weten hoe de vork in de steel zit. Daar bekwamen fans van Topgear zich in het hacken van autosoftware bij het tweaken van motoren.

De tests bootsen de praktijk redelijk goed na dus kon de oorzaak van de discrepantie met de praktijk alleen maar in de motormanagementsoftware zitten. Dat die vrij voor de hand liggende deductieoefening niet eerder werd gedaan is omdat de auto zorgt voor collectief zelfbedrog als het aankomt op goed milieugedrag. We willen duurzaam leven maar wel zonder minder te consumeren. In Standort Deutschland geldt geen maximumsnelheid en de nieuwe baas van Volkswagen komt van Porsche.

Dus rust auto’s standaard uit met een zogenoemde PEMS (Portable Emission Measurement System). Het is grote maar niet onoverkomelijke technische uitdaging PEMS te krimpen tot een soort ‘elektronische enkelband’ om de uitlaat die realtime emissies meet en analyseert. De miniaturisering van gasanalyseapparaten gaat de laatste jaren best hard richting ‘lab-on-a-chip’. Tenslotte is de auto al een speerpunt in het oprukkende internet der dingen.

Maar autorijden is wordt daarmee niet ‘schoon’. De hoge uitstoot van stikstofoxiden, is een bijproduct van steeds hogere inlaatdruk en hogere verbrandingstemperatuur. Daardoor kan je met dezelfde hoeveelheid brandstof meer kilometers maken. Wat verfijnder is het onderzoek naar de processen in cilinders en verbrandingskamers maar dat levert maar mondjesmaat nieuwe inzichten op. Het emissieprobleem is daarom uiteindelijk maar opgelost met een gemakkelijk te omzeilen houtje-touwtje techniek: het toevoegen van een ureumoplossing in de uitlaatgassen die de NO_X afbreekt in elementair stikstof (N₂, 78% van onze atmosferische lucht) en water.

Ook elektrisch rijden is overigens allerminst ‘duurzaam’. De uitstoot van de auto wordt deels verplaatst van het rijden er mee, naar de productie er van. En het rijden gebeurt op grotendeels ‘vuile’ stroom. Een carrosserie maken van carbon fibre reinforced plastic (CFRP) – nodig om het batterijgewicht te compenseren – kost per kilo ongeveer vijf keer zoveel energie als een stalen carrosserie. En staal is eenvoudig volledig te hergebruiken. Autoschroot is een welkom koelmiddel in het ruwijzerproces. Kunststof is slechts met veel moeite zeer gedeeltelijk en tegen hoge energiekosten te hergebruiken.

De winning van de benodigde zeldzame aardmetalen voor onder meer permanente magneten en batterijen is nog steeds zeer vervuilend, giftig, en vreet energie en ruimte. Daarom komen de meeste zeldzame aardmetalen uit China: dat heeft een groot platteland met een onmondige bevolking en er gelden lakse milieuregels. De volgende ‘scam’ dient zich hier al aan. Elektrisch rijden betekent het ene milieuprobleem verruilen voor het andere.

De auto is nochtans een prachtige uitvinding en auto’s zijn gestaag minder vervuilend en veiliger geworden. Maar duurzaam is autorijden nog lang niet en de vraag is of het dat ooit zal worden. De grote milieuwinst is ook niet te verwachten van een bepaalde aandrijf- of fabricagetechnologie maar van vermindering van het aantal auto’s door autodeelsystemen. Daar zit veel meer toekomst in omdat dit iets doet aan die andere schaduwzijde van auto’s: het enorme ruimtebeslag in onze woonomgeving, vooral onze binnensteden, en de slechte gebruiksefficiëntie: een personenauto wordt gemiddeld minder dan een uur per dag gebruikt. Maar minder auto’s, daar zullen ze bij Volkswagen niet echt blij van worden.

(Dit artikel verscheen op 9 oktober 2015 in Het Financieele Dagblad)270776820-Van-den-Brink-pdf (2) 284165570-Dieselgate-FD-20151009 (2)

interviews

Ir. Bart Reijnen koppelt Europees bewustzijn aan commercieel denken ‘Dat het luchtvaart moest zijn, stond voor mij vast’

17 september 2010 Erwin Van den Brink

48_51_INGR14_Interview

[HET INTERVIEW]

tekst erwin van den brink

foto’s jordi huisman: www.jordihuisman.nl

Ir. Bart Reijnen koppelt Europees bewustzijn aan commercieel denken

‘Dat het luchtvaart moest zijn, stond voor mij vast’

Dutch Space directeur ir. Bart Reijnen heeft een feilloos gevoel voor de rol die Nederland hoort te spelen in de Europese lucht- en ruimtevaartbranche. Het heeft geen zin onze nationale ruimtevaart ‘geïsoleerd te koesteren als een kasplantje’, zegt hij. Wel is het belangrijk dat we speerpunten kiezen. ‘Iets waarvan de hele wereld zegt: dát doen ze in Nederland.’

Bart Reijnen, directeur van Dutch Space, is een echte Europeaan. Hij is jong (38), een slimme bèta en iemand met industriële genen. Dat is vrij bijzonder, want doorgaans zijn echte Europeanen niet mensen uit de industrie maar mensen uit het Haagse, politieke discours. Vaak zijn dat alfa- en gammamensen, geen bèta’s… Zij zijn ‘continentaal’ georiënteerd, terwijl de leidende figuren in het bedrijfsleven en de industrie meestal Angelsaksisch denken; atlantici met altijd een schuin oog gericht op de Verenigde Staten.

Deze verdeling heeft geleid tot een mentale kloof tussen overheid en industrie, die binnen Europa nergens zo diep is als in Nederland.

In de persoon van Bart Reijnen lijkt die kloof echter gedicht te worden. Als directeur van Dutch Space koppelt hij een sterk Europees bewustzijn aan commercieel denken en de behartiging van nationale belangen.

Dutch Space is een volle dochter van het Europese ruimtevaartbedrijf Astrium dat op zijn beurt weer onderdeel is van EADS, European Aerospace & Defense Systems, het grootste lucht- en ruimtevaartconcern ter wereld. Het in Leiden gevestigde bedrijf is na een aantal onzekere jaren in rustiger vaarwater terechtgekomen. In 2009 heeft Dutch Space voor honderd miljoen euro aan projecten verworven. Door de bank genomen is dat voor 90 % Nederlands belastinggeld, omdat het indirect afkomstig is van onze nationale deelname aan projecten van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. ESA ploegt het ontvangen geld grotendeels terug naar Nederlandse bedrijven, in de vorm van orders.

Reijnen: ‘De Nederlandse overheid heeft er jaren geleden voor gekozen als lid van de EU de Europese ruimtevaart te steunen en daar solidair in mee te doen. Dan heb je het recht dat met je eigen industrie te doen.’ De reden is dan niet nationaal prestige of politiek hobbyisme, legt hij uit, maar het besef dat ruimtevaart de bron is van veel innovatie die juist buiten de ruimtevaart praktische en commerciële toepassing vindt.

‘Daarom zie je dat landen als India, China en Brazilië allemaal inzetten op ruimtevaart. ’ In ruimtevaart is alles immers extreem. De krachten die werken op constructies zijn extreem. Die constructies moeten heel licht en tegelijk zeer sterk zijn. Systemen moeten uiterst betrouwbaar zijn, want eenmaal in de ruimte kun je er niet meer bij komen. Daarom is ontwerpen in de ruimtevaart, meer dan waar ook, ontwerpen op het scherp van de snede. Cutting edge technology, zoals dat in het Engels heet.

Reijnen: ‘De landen om ons heen hebben op een beperkt aantal thema’s een specifiek technologiebeleid. Als zij dat doen op het terrein van de ruimtevaart en wij doen dat in Nederland niet, dan verkeren we in het nadeel. Dan is er geen level playing field.’

Hoewel het altijd beter kan, is Reijnen blij met de 120 miljoen die er vanuit de ministeries van EZ en OC&W en de organisatie NWO jaarlijks specifiek beschikbaar is voor ruimtevaart. Waar hij ook verheugd over is: er is sinds 1 juli 2009 een centraal aanspreekpunt bij de overhead, de Netherlands Space Office (NSO). ‘Voorheen hadden we te maken met meerdere ministeries en instellingen. Het NSO helpt bij het voeren van een helder en eenduidig beleid. Dat is een goede zaak.’

De middelen die Nederland heeft voor ruimtevaart zijn echter beperkt. Reijnen: ‘Daarom heeft het ook geen zin om Nederlandse ruimtevaart geïsoleerd te koesteren als een kasplantje. Het is veel beter om het in te bedden in een groter, Europees, geheel. Dat is EADS’. Deze lucht- en ruimtevaartgigant ontstond door de fusie van drie nationale bedrijven, het Duitse DASA, het Franse Aerospatiale en het Spaanse CASA. Reijnen was erbij toen EADS werd opgericht. Hij was in 2000 de assistent van Rainer Hertrich, die samen met Philippe Camus de eerste tweekoppige directie vormde van EADS.

gigantische motivator

Dat hij erbij was toen EADS ontstond, dankt Reijnen aan een aantal atypische keuzes in zijn loopbaan. De Limburger was als jongen gek op vliegtuigen en wilde straaljagerpiloot worden, maar hij bleek daarvoor te lang. Verkeersvlieger leek hem niets: ‘zoiets als buschauffeur, maar dan elke dag op en neer vliegen.’

Reijnens vader is wiskundeleraar dus Bart had het kraken van problemen met de paplepel ingegoten gekregen. ‘Dan maar lucht- en ruimtevaart in Delft doen, dacht ik.’

‘Als ik niet het niveau had gehad voor een wetenschappelijke opleiding, dan was ik vliegtuigtechnicus geworden bij de luchtmacht, maar dat het iets met luchtvaart moest zijn, stond voor mij vast.’

Omdat iedereen in Delft stage liep bij Fokker of anders in de Verenigde Staten, koos Reijnen voor een alternatief. Het werd een stage bij Deutsche Aerospace, DASA.‘Die stage deed ik in een team van twee Nederlanders en twee Duitsers. Dat multinationale aspect sprak mij aan.’

Hij was 26 toen hij in 1998 klaar was en solliciteerde bij DASA op de functie van assistent-projectleider Airbus A 3XX, wat later de A-380 werd. ‘Dat was echt super! Mijn eerste grote job en ik was de rechterhand van Jürgen Thomas, echt een goeroe op het gebied van vliegtuigontwikkeling. Ik keek enorm tegen hem op. Hij was toen al ouder dan zestig jaar. Bij elk vliegtuigproject in Europa dat er maar enigszins toe had gedaan, was hij wel betrokken geweest.’

‘Overal waar je in Europa kwam bij vestigingen van Airbus zinderde het. Grote borden en plakkaten waarop dan stond: “Hier wordt straks de romp, vleugel, vul maar in… gebouwd van de A-380.” Het was een gigantische motivator. Dagelijks positief in het nieuws. Het is jammer dat er later problemen in de aanloop van de productie zijn geweest, die hebben gezorgd voor negatieve publiciteit. Maar dit vliegtuig gaat een heel groot succes worden, daarvan ben ik overtuigd.’

Na drie jaar liep de detachering van Reijnen vanuit DASA bij Airbus in Toulouse (Frankrijk) af. Juist op dat moment diende zich de mogelijkheid aan assistent te worden van Rainer Hertrich bij het nieuwe EADS, waarin Airbus zou opgaan. ‘Het was enorm fascinerend om met je neus bovenop die hele industrie te zitten. Alle informatie die Rainer Hertrich kreeg, zag ik ook. Hij moest op grond daarvan zijn beslissingen nemen, hij leidde er het bedrijf mee en ik deed er niets mee. Maar ik kon het soms niet laten om met de kennis die ik had een besluitvormingsproces voor mijzelf te doordenken. Hoe zou ik beslissen? Het was een heel intensieve werkrelatie waarvan ik veel heb geleerd. Het was ook opwindend, want EADS is het eerste puur Europese bedrijf. Het is geen conglomeraat of consortium meer met daarbinnen nationale belangen. Het loopt vooruit op de politieke eenwording van Europa. Er zijn geen nationale aandeelhouders meer in EADS, zoals destijds bij Airbus dat in Duitsland te weinig Duits was en in Frankrijk te weinig Frans. Er zijn nu in de hele wereld aandeelhouders van het Europese bedrijf EADS.’

Zo heeft EADS in het Verenigd Koninkrijk het gedeelte van het voormalige British Aerospace overgenomen dat van oudsher alle vleugels voor Airbus bouwt. Dat bedrijf is nu niet meer Brits, maar 100 % dochter van het Europese EADS, dat overigens om louter belastingtechnische redenen een Nederlandse N.V. is. De holding is gevestigd in hetzelfde gebouw in Leiden waar Dutch Space zit, de Astriumdochter van EADS. En dus nodigde Bart Reijnen de raad van bestuur van EADS onlangs uit om na de maandelijkse vergadering even een kijkje te nemen in de clean rooms.

Nu hij de organisatie bij Dutch Space zo ver op orde heeft, is het zaak te gaan nadenken over wat hij noemt ‘de stip op de horizon’. Dutch Space heeft bijvoorbeeld de prestigieuze robotarm voor het International Space Station (ERA) ontwikkeld. Maar hiervan wordt er slechts één gebouwd. Reijnen wil naar meer serieproductie waarbij het bedrijf profijt gaat hebben van de leercurve. Dat biedt continuïteit. Nederlandse zonnepanelen hebben al een goede reputatie. Ongeveer tweederde van de ESA-missies vliegt nu met Nederlandse zonnepanelen. Motorophangingen en verbindingssecties tussen rakettrappen zijn (in samenwerking met Stork en TNO) andere sterke punten. De ontwikkeling van zeer geavanceerde instrumenten, samen met SRON en het KNMI, is iets waarin Dutch Space ook internationaal een goede reputatie heeft. Zowel op het gebied van ruimteonderzoek als in aardobservaties ten behoeve van bijvoorbeeld klimaatonderzoek kan Nederland bogen op een reeks successen.

Reijnen: ‘Maar welke thema’s wil Nederland nu eigenlijk echt voor zich gaan claimen? Iets waarvan de hele wereld zegt: dát doen ze in Nederland. Binnen NSO is de ruimtevaartsector met de overheid in overleg over deze hamvraag.’

Dat is misschien wel het wezen van de Europese industrieel Reijnen: nationale belangen bundelen en kennis richten op een beperkt aantal onderwerpen om juist een aantrekkelijke en sterke partij te zijn voor Europese samenwerking. Reijnen: ‘De Europese eenwording betekent niet dat we als Nederland achterover kunnen gaan leunen in de veronderstelling dat als wij het niet doen, mooie nieuwe technologie wel ergens anders in Europa wordt ontwikkeld.’

Want dan grijp je op een gegeven moment naast die technologie als je hem nodig hebt. ‘Dus je moet Europees denken en daarbij oog houden voor nationale belangen’, stelt Reijnen. Kort en goed: omdat andere lidstaten aan ruimtevaart doen, is Nederland wel gedwongen mee te doen. ‘Als wij Nederland of Europa – de Europese Commissie is een steeds belangrijker opdrachtgever, denk aan Galileo –als opdrachtgever hebben in het voorcommerciële traject, dan kunnen wij vanuit die ervaring technologie bouwen die vervolgens ook wereldwijd commercieel te verkopen is.’

[kader kengegevens]

KENGEGEVENS

NAAM

Bart Reijnen

LEEFTIJD

TITEL

Ir.

OPLEIDING

Lucht- en Ruimtevaarttechniek, TU-Delft

FUNCTIES

Directeur Dutch Space (vanaf 2006)

Hoofd Bestuursbureau EADS (2004-2006)

Assistent van Rainer Hertrich, ceo EADS (2000-2004)

Hoofd A380-projectplanning, Airbus Toulouse (1998-2000)

Assistent van de hoofdconstructeur A380 (1997-1998)

[QUOTES]

‘Ik was de rechterhand van Jürgen Thomas, echt een goeroe op het gebied van vliegtuigontwikkeling.’

‘Welke thema’s wil Nederland nu echt voor zich gaan claimen?’

‘Je moet Europees denken en daarbij oog houden voor nationale belangen.’

[BEELD

zie reijnen1 en reijnen2]

interviews

PROF.DR. ARIE VAN DER ZWAN PLEIT VOOR DUIDELIJKE VISIE OVERHEID ‘Het is tijd voor een industrieel reveil’

10 mei 2010 Erwin Van den Brink

70_73_INGR08_Interview_zwaan

[STEMPEL TWEEDE KAMERVERKIEZINGEN]

Het Interview

tekst erwin van den brink

foto’s jordi huisman: www.jordihuisman.nl

PROF.DR. ARIE VAN DER ZWAN PLEIT VOOR DUIDELIJKE VISIE OVERHEID

‘Het is tijd voor een industrieel reveil’

De tijd is voor het eerst sinds tientallen jaren weer rijp voor industriepolitiek, stelt prof.dr. Arie van der Zwan. Nieuwe industriële bronnen van welvaart zijn de enige manier om uit de financiële schuldencrisis weg te groeien. Ingenieurs zijn bij uitstek de protagonisten van de herontdekte reële economie, nu de tovenaars van de financiële economie van hun voetstuk zijn gevallen.

Als prof.dr. Arie van der Zwan in zijn leven ergens mee is geassocieerd, dan is het industriepolitiek, het idee dat de overheid het voortouw neemt bij het ontwikkelen van een duidelijke visie op de ‘plaats en toekomst’ van de Nederlandse industrie. De overheid bedenkt dat niet zelf, maar organiseert het proces van het maken van heldere keuzes, bijvoorbeeld door te bepalen op welk gebied we in Nederland willen uitmunten. Dat was het centrale idee achter het rapport Plaats en Toekomst van de Nederlandse Industrie, aan de totstandkoming waarvan Van der Zwan in 1980 leiding gaf als lid van de Wetenschappelijke Raad voor het Regeringsbeleid (WRR).

Het grote voorbeeld van Van der Zwan is KVP-minister Jan van den Brink, die van 1948 tot 1952 het naoorlogse industriebeleid vorm gaf en zo de ontwikkeling van onder meer de chemische en de luchtvaartindustrie stimuleerde. Het was, aldus de emeritus hoogleraar, niet zozeer de verwoesting ten gevolge van de Tweede Wereldoorlog die zo’n actieve opbouwpolitiek nodig maakte, want met die verwoesting viel het wel mee. Waar het om ging, was leren concurreren met de Verenigde Staten. Evenzo moesten wij in de jaren tachtig leren concurreren met Japan, en nu in 2010 met Brazilië, Rusland, India en China. De economische en geopolitieke opmars van deze vier landen stelt die van de VS en Japan in de schaduw, en wordt meer dan ooit gestuwd door een voorsprong in kennis die ze op ons nemen. De concurrentie die zij met ons aangaan op de wereldmarkt voor grondstoffen en energie, dwingt ons meer dan ooit tot het vinden van technologieën die ons hiervan minder afhankelijk maken.

‘De financiële economie heeft de reële economie lang op de achtergrond gedrongen. We gaan nu weer een heel andere tijd tegemoet, waarin de reële economie zich aandient. De vraag is natuurlijk: waar halen we onze welvaart vandaan? Dan kom je uit op ingenieurs en de economen, en niet bij de financiële experts. Dus ik ben geneigd te denken dat de omstandigheden zoals we die nu kennen en die vergelijkbaar zijn met die in de jaren tachtig, ons dwingen om een heel andere zienswijze te ontwikkelen. De roep om industriebeleid komt daar vandaan’, stelt Van der Zwan. ‘Als je erin zou slagen om tot die herijking te komen en nieuwe groeisectoren te entameren, maar ook je eigen productieapparaat bestendig te maken met het oog op de nieuwe schaarste, dan heb je het voordeel dat je de economie op een groeipad kunt brengen. Dan komt ook de kwestie waar nu de kranten van vol staan, de nationale schuldproblematiek, in een veel minder somber daglicht te staan.’

Van der Zwan vindt het deprimerend om in een psychologisch klimaat te leven dat doortrokken is van bezuinigingen alleen. ‘We moeten onszelf uit de schuld ‘weggroeien’. Een schuldproblematiek is niet op te lossen zonder groei. Zo is het in de jaren tachtig ook gegaan: pas toen de economische groei terugkwam, slaagden we erin om onze schuld terug te schroeven. En als je zo tegen de economie aankijkt, dan ligt er een enorme uitdaging voor ingenieurs. Die beroepsgroep met die manier van kijken naar de werkelijkheid, die verdient het om weer meer in de aandacht te komen.’

Volgens Van der Zwan zijn werkgevers nu voor het eerst bereid te praten over iets meer dan generiek beleid (lage lonen, lagere regeldruk, e.d.). ‘Dus over het gericht stimuleren van bepaalde kansrijke groeisectoren. Ineens is de koudwatervrees voor een selectief industriebeleid verdwenen. Het grote verwijt dat werkgevers maakten, is dat de overheid gaat uitmaken wat de nieuwe groeisectoren worden. Zo werkt dat natuurlijk helemaal niet. In Plaats en Toekomst van de Nederlandse Industrie, het rapport dat we als WRR maakten, en het vervolgrapport Naar een nieuw industrieel Elan, dat ik samen met oud-Shell-topman Gerrit Wagner schreef, hebben wij keuzes gemaakt voor een paar heel specifieke sectoren. Maar dat hebben we niet uit onze hoge hoed getoverd: wij hebben toen de productie- en exportstatistieken heel goed uitgeplozen. Zo kom je er achter waar de nieuwe mogelijkheden liggen. Die te laten doorgroeien en te promoten, dat is eigenlijk het geheim. En dan moet je ook niet die dingen kiezen die iedereen in de landen om ons heen al doet, want daarin kan een klein land zich helemaal geen positie verwerven. Mijn stelling is dat hetgeen waar Nederland het de komende jaren van moet hebben, in beginsel al aanwezig is. Daarvan moeten de kiemen al zijn gelegd. Dus het is een kwestie van heel goed speuren naar wat zich eigenlijk al aandient. Daarnaast zijn er een aantal dingen waaraan je ook als ze zich niet zouden aandienen, zult moeten geloven, zoals energiebesparing en vervangende materialen.’

WERKGELEGENHEID

In de jaren zeventig werd Nederland overvallen door een toen ongekende recessie die gepaard ging met snel verlies van veel werkgelegenheid. ‘Er werd bij het ministerie van Economische Zaken een projectorganisatie in het leven geroepen die zich ging bezighouden met individuele bedrijfssteun. Dat was tot dat moment het terrein van de Nationale Investeringsbank, maar die hielp alleen bedrijven met toekomstwaarde. Om de snel oplopende werkloosheid te remmen wilde men een nieuw beleid dat was gericht op het redden van arbeidsplaatsen. Als men dat korte tijd had gedaan, dan was er nog niets aan de hand geweest. Dan was het zelfs een heel verstandige ingreep, om tijd te winnen om na te kunnen denken over de toekomst en nieuwe beleidslijnen uit te zetten. In plaats van dat er een nieuw elan kwam, is men zich gaan toeleggen op allerlei rapporten en studies. Het idee van de postindustriële samenleving is een notie geworden, waarin de politiek gevangen zit. Daarom wordt het tijd om opnieuw een industrieel reveil te propageren.’

Uit de partijprogramma’s voor de Tweede Kamerverkiezingen stijgt echter weinig industrieel elan op. ‘Mensen die de verkiezingsprogramma’s schrijven, doen een greep uit aansprekende ideeën, maar zo wordt beleid niet gemaakt. Dat gebeurt door onderstromen. Er moet nu een onderstroom worden gecreëerd die afstevent op een nieuw industriebeleid. Zo’n onderstroom bestaat uit ingenieurs, ondernemers, bankiers, wetenschappers – mensen die overtuigd zijn van het nut en de noodzaak. Zij praten daarover in bepaalde gremia en beïnvloeden de beleidsmakers. Want de beleidsmakers zitten met één vraag die ze zelf niet kunnen beantwoorden: waar moet onze nieuwe welvaart vandaan komen? Mensen met ideeën, met opvattingen, met een visie beantwoorden die vraag. Hoe weinig er ook over gesproken wordt tijdens de verkiezingen, als het eenmaal op regeren aankomt, dan gaat het om visie.’

Minister Van den Brink is er destijds in geslaagd een meeslepende visie te ontwikkelen op de industrie, vindt Van der Zwan. ‘Zo zijn wij aan onze chemische industrie gekomen, aan de vliegtuig-, voedsel- en genotsmiddelenindustrie. Er werden analyses gemaakt, groeisectoren geïdentificeerd, en ook researchcentra en opleidingen gecreëerd. Dat TNO toen een jonge, dynamische, onconventionele organisatie was, was vooral te danken aan het feit dat er toen een duidelijk regeringsbeleid is geformuleerd. Dat gaat aan alles vooraf. De overheid moet – niet omdat zij dat zelf uitvindt, maar in nauw overleg met alle betrokken instanties – tot zo’n plan komen. En dan moeten er mensen zijn die knopen doorhakken. Het moet geen rijstebrij zijn van alle mogelijke invloeden. Er moet een kleine groep van mensen zijn die zo’n beleid formuleert.’

‘Van den Brink had een wetenschappelijk-economische achtergrond, kwam uit een ondernemersfamilie en had gewerkt als ambtenaar op Economische Zaken’, vervolgt Van der Zwan. ‘Hij was jong, visionair, maar had toch gezag, statuur en zijn sporen verdiend. Zo’n iemand kan constituerend optreden. Mensen voelen zich onmachtig omdat ze denken dat er alleen iets gaat veranderen als ze de politiek publiekelijk kunnen beïnvloeden, maar daar gaat het niet om. Het gaat er om dat je de geesten in de samenleving rijp maakt en dat je eensgezindheid kweekt. Het zou helemaal niet gek zijn als er tijdens de formatie iemand met veel maatschappelijk gezag naar voren komt, die bij de informateur een lans gaat breken voor een nieuw industriebeleid.’

We moeten niet wachten op een Europees beleid, stelt Van der Zwan. ‘Dat komt er wel, maar zal alleen een opstelsom zijn van nationale beleidsinspanningen. Wij moeten ons spiegelen aan China; dat land heeft een gecoördineerde economie. China aarzelt niet om een industriebeleid te voeren en doet dat in een ongelofelijk tempo. Die temposlag is een factor die ons zal dwingen om veel resoluter in de besluitvorming te werk te gaan. Als de komende regering daar geen invulling aan geeft, dan ben ik er van overtuigd dat we daarvoor een zware tol zullen gaan betalen.’

‘De werkgevers vragen daarom ook voor het eerst om een veel sterker en daadkrachtiger ministerie van Economische Zaken. Het is nu ondergeploegd door Financiën. Talentvolle jonge ambtenaren gaan liever naar Financiën, maar daar is de komende jaren minder te halen – dat zal ook jonge mensen wel duidelijk worden. Het financiële aspect is op de terugtocht en de reële economie komt weer meer naar voren. Ik ben ervan overtuigd dat jongeren zich daar heel snel aan gaan aanpassen. Maar er moet wel een heel sterke minister van Economische Zaken komen. Als die post niet goed wordt ingevuld, als ze daar wederom iemand gaan neerzetten vanuit politieke overwegingen, iemand die geen enkele achtergrond qua opleiding en ervaring heeft, zoals nu het geval is, dan houd ik mijn hart vast.’

KENGEGEVENS

NAAM

Arie van der Zwan

LEEFTIJD

TITEL

prof.dr.

OPLEIDING

Economie, Erasmus Universiteit Rotterdam

FUNCTIE

hoogleraar Erasmus Universiteit Rotterdam (1972-1983 en 1988-2002)

vicevoorzitter Vendex (1987-1989)

directeur Nationale Investeringsbank (1983-1987)

lid Wetenschappelijke Raad voor het Regeringsbeleid (1978-1983)

(QUOTES)

‘Er moet een heel sterke minister van Economische Zaken komen’

‘De koudwatervrees voor een selectief industriebeleid is verdwenen’

Artikelen

Karel Wakker (SRON) pleit voor nieuwe Nederlandse wetenschappelijke satelliet (17 maart 2006, nummer 4)

17 maart 2006 Erwin Van den Brink

Klik hier voor het artikel: Karel_Wakker

tekst erwin van den brink

SRON WIL NEDERLANDSE WETENSCHAPPELIJKE SATELLIET

Holland draait

een rondje mee

‘Goed voor de industrie, goed voor de Nederlandse wetenschap en ook nog eens goed voor de ESA.’ Prof.dr.ir. Karel Wakker, directeur SRON Netherlands Institute for Space Research, zou dolgraag een Nederlandse wetenschappelijke satelliet bouwen.

De eerste bemande vlucht naar de maan was een enorme oppepper voor technologie en industrie. Veel Amerikaanse jongeren kregen interesse in ruimtevaart en kozen een technisch of wetenschappelijk beroep. Wandelen op de maan was een doel zonder direct aanwijsbaar nut, maar in indirecte zin was het project gunstig voor de kenniseconomie.

Een dergelijk effect is ook in Nederland mogelijk als we in vervolg op de Astronomische Nederlandse Satelliet ANS (1974) en de Infra Rood Astronomische Satelliet IRAS (1983) een wetenschappelijke satelliet zouden bouwen. Voor de industrie is dat een uitdagend doel en voor het wetenschappelijk onderwijs en onderzoek een grote stimulans, vindt prof.dr.ir. Karel Wakker, directeur van SRON Netherlands Institute for Space Research in Utrecht. ‘Maar SRON kan dit niet alleen. Daarvoor hebben we Dutch Space en TNO nodig.’

BEOORDELING

De moderne sterrenkunde vereist zeer geavanceerde technologie. Nederland is daar behoorlijk goed in, getuige de excellente beoordeling die een commissie, ingesteld door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) en bestaande uit wetenschappers uit de hele wereld, het SRON laatst heeft gegeven.

Het instituut, gelegen op de Utrechtse Universiteitscampus De Uithof, is goed in het vanuit satellieten waarnemen van straling die voor onze ogen onzichtbaar is, maar die boordevol astrofysische informatie zit. Het gaat hier vooral om hoog-energetische röntgenstraling of laag-energetische infrarood- en submillimeterstraling. Verder geldt natuurlijk dat hoe dieper de onderzoekers in het heelal willen kijken, des te gevoeliger de waarnemingsapparatuur moet zijn.

Deze technologie is volgens Wakker, tevens hoogleraar Astrodynamica en Geodynamica aan de TU Delft, anders dan die in operationele aardobservatie- en communicatiesatellieten zit. Dat is degelijke, bewezen technologie waarvan we weten hoe die zich in de ruimte gedraagt. De waarnemingsapparatuur van SRON berust op nieuwe concepten en gaat altijd voor het eerst de ruimte in. De komende jaren richten de Utrechtse onderzoekers zich op X-ray Evolving Universe Spectroscopy (XEUS), een nieuwe röntgensatelliet die momenteel bij het Europese ruimtevaartagentschap ESA in studie is en die omstreeks 2018 de ruimte in gaat. Het project kost ongeveer 800 miljoen euro.

TESTPLATFORM

De Nederlandse satelliet die Wakker voor ogen heeft, zou een testplatform moeten worden voor de sensoren die SRON voor XEUS wil bouwen. De kunstmaan zou binnen een jaar of vijf als voorloper de ruimte in moeten gaan, waarmee de mogelijkheid bestaat de apparatuur te testen en te vervolmaken. Een dergelijk project vergroot de kans voor Nederland enorm om binnen het ESA-project een leidende rol te spelen in het ontwikkelen van apparatuur waar ze bij SRON sterk in zijn, meent Wakker.

Het testplatform, dat voorlopig Netherlands Explorer of the cosmic Web (NEW) is genoemd, kost ongeveer 150 miljoen euro. De Nederlandse industrie zou minimaal de helft van het werk voor zijn rekening moeten nemen. Voor de geavanceerde sensoren is ook een ultramoderne satelliet nodig, die Dutch Space zou kunnen bouwen. De ruimtevaartonderneming kan dan ervaring opdoen, want vroeg of laat vindt de technologie van wetenschappelijke satellieten zijn weg naar operationele kunstmanen voor aardobservatie, communicatie en navigatie. Wakker: ‘Het is dus goed voor de industrie, goed voor de Nederlandse wetenschap en ook nog eens goed voor ESA die gewoon een beter beproefde XEUS krijgt.’

De overheid moet wel met het benodigde geld over de brug komen. Wat dat betreft heeft ruimteonderzoek het politieke en economische tij mee. Tijdens de recente conferentie van ESA-ministers hebben de Nederlandse bewindslieden Brinkhorst en Van der Hoeven een belangrijke aanjagende rol gespeeld bij het ruimhartig budgetteren van een goed meerjarenprogramma van de Europese ruimtevaartorganisatie. Beiden hebben zich ook zeer positief uitgesproken over ruimteonderzoek. Nu het economisch beter gaat, komt er ook wat meer ‘kennisgeld’ beschikbaar. Alom heerst het besef dat investeren in kennis en onderwijs noodzaak is. Een nieuwe Nederlandse satelliet zou de mascotte kunnen zijn van de kenniseconomie.

(QUOTE)

SRON richt zich de komende jaren op X-ray Evolving Universe Spectroscopy

(foto)

Een impressie van de XEUS-telescoop, die röntgenstraling waarneemt.

ILLUSTRATIE ESA

interviews

Interview ir. Jan Dekker, president KIVI (DI, 12/13, 2005, 1 juli)

1 juli 2005 Erwin Van den Brink

INGR12_13_p88_89_Beleid

KIVINIRIA investeert € 400.000 in ledengroei en naamsbekendheid

Niet anders maar beter

Na de fusie tussen de twee ingenieursverenigingen KIVI en NIRIA is nu het moment aangebroken om de jarenlange geleidelijke afname van het aantal leden een definitief halt toe te roepen. KIVINIRIA investeert € 400 000 in een actieplan dat onder meer de komende twee jaar 10 000 nieuwe leden moet opleveren.

Erwin van den Brink

Het speelt KIVINIRIA al lang parten dat veel jongeren techniek niet ‘cool’ vinden en dat we in het algemeen minder warm lopen voor een verenigingslidmaatschap dan vroeger. Veel oud-leden (opzeggers) zien het verbeteren van het imago van techniek als een van de belangrijkste opdrachten van KIVINIRIA en zij zijn gemakkelijk over te halen om opnieuw lid te worden, blijkt uit onderzoek

De enige ‘media-ingenieur’ die ooit op televisie expliciet als ingenieur werd neergezet was ‘de ingenieur’ uit de televisieserie Ja zuster, nee zuster die gehuld in een stofjas in de kelder dingen deed die af en toe leidden tot heftige explosies. Een aardige, verstrooide man maar geen rolmodel zoals de vele doktoren en advocaten op teevee. Toch was dat imago ooit anders. Gedurende de industrialisatie van Nederland, die begon rond pakweg 1850 en rond 1970 over zijn hoogtepunt heen was, veroverde de ingenieur een plaats in het rijtje notabelen: burgemeester, notaris, dokter, hoofdonderwijzer.

Maar die notabelen bestaan niet meer en dat de ingenieur waarschijnlijk méér aan status heeft ingeboet dan die anderen heeft vermoedelijk te maken met verdwijnen van veel industrie sinds 1970 en de groei van de dienstverlening sindsdien. Dat die inmiddels even doordrenkt is van technologie, en dus van ingenieurs, ontgaat veel mensen.

Sindsdien kregen we te maken met clubs zoals Amnesty International, Greenpeace, Artsen zonder Grenzen. Vergeleken daarmee loopt het koninklijk instituut niet over van publicitaire onbesuisdheid. Je hebt helemaal aan de andere kant van het spectrum ook nog de Nederlandsche Maatschappij voor Nijverheid en Handel, ook zo’n nette club en nóg ouder dan KIVINIRIA (1777) maar ook nóg minder bekend. Het aantal leden van KIVINIRIA liep tussen 1994 en nu terug van ongeveer 50.000 naar iets meer dan 30.000 nu. Er zijn in Nederland zeker zo’n 300.000 ingenieurs dus zeker 90% van de Nederlandse ingenieurs is geen lid hoewel uit een onlangs gehouden enquête blijkt dat de meeste van deze niet-leden KIVINIRIA (dan wel KIVI en/of NIRIA) wel van naam kennen. Van de jonge tu-ingenieurs (ir.’s) kent 70% KIVINIRIA en van de jonge hbo-ingenieurs (ing.’s) kent 50% de vereniging. Bij ‘oudere’ ingenieurs is dat zelfs 100%.

Voila: hoe maken we die lid? Het vergroten van de participatiegraad van 10% naar 20% moet mogelijk zijn, meent Jan Dekker, de voorzitter van KIVINIRIA. Allereerst was er natuurlijk de fusie tussen het KIVI – het Koninklijk Instituut van Ingenieurs – en de Nederlandse Ingenieursvereniging NIRIA respectievelijk de vereniging van de aan de technische universiteiten opgeleide ir.’s en de vereniging van de in het technisch hoger beroepsonderwijs opgeleide ing.’s. Die fusie, aldus Dekker, is boven verwachting soepel gelopen: ‘Het verschijnsel dat je twee ‘bloedgroepen’ houdt is bij ons niet aan de orde geweest’. Dat helpt behoorlijk als je de nieuwe club wilt opstoten in de vaart der volkeren.

Dekker: ‘Daardoor hebben we in een jaar veel kunnen doen.’ Voor hem op tafel ligt het Actieplan 2005-2007. Hier staat in: wie doet wat, wanneer en hoe en wat levert het op. Onder meer: 10.000 nieuwe leden tussen nu en ultimo 2006 en terugdringing van het aantal opzeggers in die periode naar 4200, dus netto 5800 nieuwe leden. De vereniging investeert € 400.000 van haar eigen vermogen in het actieplan. ‘We houden op met praten.’ Uit de mond van iemand die eerder als bestuursvoorzitter de grootste onderzoeksinstelling van Nederland, TNO, reorganiseerde klinkt dat niet vreemd. Maar een vereniging waarin niet meer gepraat wordt? Dat behoeft enige toelichting. Dekker: ‘Nou ja, veel bleef steken in briljante gedachten. Het gaat er om dat je het daarover een keer met elkaar eens wordt en het dan ook daadwerkelijk gaat doen. De uitvoering van onze briljante gedachten werd echter vaak voortijdig doorkruist door zo mogelijk nóg briljantere gedachten.’ Overigens is de afgelopen driekwart jaar voor iedereen volop gelegenheid geweest om mee te praten over het plan. Honderden leden hebben er een bijdrage aan geleverd. Dekker: ‘Maar als je nu komt met een leuk idee, zeggen we: prima maar over drie jaar is je eerstvolgende kans. Overigens kijken we natuurlijk wel degelijk hoe de geplande acties uitpakken en of tussentijds bijstelling nodig is.’

Die superbriljante ideeën, daar gaat het trouwens niet eens zozeer om want uit een recente enquête onder oud-leden blijkt dat de meeste van KIVINIRIA datgene verwachten dat de vereniging nu al doet. Aan persoonlijke zakelijke dienstverlening is beduidend minder behoefte. Het gaat de meeste om de mogelijkheid te kunnen netwerken en om algemene belangenbehartiging en de zichtbaarheid van de vereniging. Dekker: ‘We merken ook dat het weinig moeite kost om oud-leden weer te bewegen lid te worden.’ Waarom hebben ze dan opgezegd? Dekker: ‘Omdat we op een gegeven moment geleidelijk uit beeld verdwijnen.’ Een groot deel van de oplossing zit dus een beter ‘customer relations management’ het onderhouden van de band met ieder lid, intensievere communicatie. ‘Een keertje een brief sturen is niet voldoende.’ Wat betreft studenten: hier haakt een groot deel af op het moment dat ze de volle contributie moeten gaan betalen. ‘Daar valt iets aan te doen door slimmer met contributietarief om te gaan.’ De afgelopen tijd zijn via dr. Frans Leijnse (ex-voorzitter van de HBO-raad en tegenwoordig lector aan de Hogeschool Utrecht en hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam) de contacten met het technisch hoger beroepsonderwijs vernieuwd waardoor de vereniging nu voor het eerst sinds lange tijd weer beschikt over alle adressen van de 5000 dit jaar in het hbo afgestudeerde ingenieurs.

Het actieplan moet er voor zorgen dat die nieuwe leden hun club ook vaker zien langskomen op radio, televisie en in de kranten en tijdschriften. Zoals de aanhef boven het actieplan zegt, moet KIVINIRIA zo de spil worden waar het om draait als het in Nederland gaat over techniek. In een televisiespotje van Nationale Nederlanden zegt een allochtone schoonvader-in-spe tegen zijn ongewenste Nederlandse schoonzoon: ‘Je bent dus geen arts, geen advocaat, nee je bent zelfs geen ingenieur!’ Dat suggereert dat

ingenieur worden een negatieve keuze is. Wie wel eens een echte ingenieur spreekt weet dat het tegendeel het geval is. Voor het bestrijden van dergelijke in de mediawereld rondzingende vooroordelen hebben we KIVINIRIA .

Artikelen

HSL-ZUID LIGT OP COMPLEET ZETTINGSVRIJE SPOORBAAN +DE LANGSTE IN SLAPPE GROND GEBOORDE TUNNEL TER WERELD (2002 22/23)

19 december 2002 Erwin Van den Brink

Hier klikken voor de PDF van het artikel: p22-26 Dossier_1

Het Dossier

HSL

Het grootste

infraproject

van Nederland

HSL-ZUID LIGT OP COMPLEET ZETTINGSVRIJE SPOORBAAN

Een pijl door het Groene Hart

De Hoge Snelheids Lijn-Zuid is het grootste Nederlandse verkeersproject ooit. Het traject is de ingrijpendste modernisering op het spoor sinds de vervanging van stoomtractie door elektrisch materieel. Bovendien komt de spoorbaan compleet zettingsvrij te liggen. Het pronkstuk is de in diameter grootste in slappe grond geboorde tunnel ter wereld. Hoe blijft zo’n project beheersbaar?

Elke tijd heeft zijn eigen techniek. De trein was tot ver in de twintigste eeuw de icoon van – letterlijke – vooruitgang. Meestal verbeeld door een reusachtige (stoom-)locomotief die op een reclameposter kwam aandenderen. Het vliegtuig nam na de oorlog die symboolfunctie over, maar heeft inmiddels zijn glans verloren. Op trajecten tot 600 km is een trein die een kruissnelheid haalt van 300 km/h en midden in de stad aankomt, superieur aan een vliegtuig in reistijd en comfort.

De Fransen hadden de Europese primeur van een hoge-snelheidsnet; in 1981 reed de eerste TGV van Parijs naar Lyon. Inmiddels hebben ook Duitsland, Italië en Spanje hoge-snelheidslijnen. De Europese spoorwegtechnologie is zelfs een exportartikel naar Noord-Amerika en Azië. Nederland is betrekkelijk laat, maar de aanleg van de HSL-Zuid is om een aantal redenen bijzonder. Zo is het project het grootste infra-karwei dat in ons land ooit ter hand is genomen: de aanleg kost volgens de laatste opgave 5,724 miljard euro. Het traject heeft een minimale boogstraal van 4500 m. Kleiner kan niet om hard te kunnen rijden. Het vermijden van scherper bochten vereiste echter nog al wat planologisch vernuft.

Bovendien – minstens zo belangrijk – is de bodemgesteldheid in West-Nederland uitermate beroerd. De spoorlijn moet zettingsvrij worden aangelegd: de constructie mag na aanleg over 100 m niet meer dan 0,5 cm zakken. Diepere ‘kuilen’ dan wel ‘hobbels’ brengen het risico met zich dat de trein uit de rails stuitert. De HSL-Zuid is daarom over vrijwel zijn gehele lengte onderheid met betonnen palen, waarop betonnen platen rusten waarop de rails worden bevestigd.

HOLLANDSCH DIEP

In het traject bevinden zich 170 kunstwerken, waarvan de boortunnel door het Groene Hart (zie pag. 26) en de brug over het Hollandsch Diep het meest tot de verbeelding spreken. Maar in feite is het hele traject vanwege de zettingsvrije aanleg op palen te beschouwen als een gigantisch aaneengesloten kunstwerk.

Bijzonder is dat in Nederland in één klap de topsnelheid van treinen omhoog gaat van 140 naar 300 km/h, terwijl dat in landen waar al veel langer snelle treinen rijden, veel geleidelijker is gegaan. Voorts gaat het voltage omhoog van 1500 V gelijkstroom naar 25 kV wisselstroom.

Internationaal heeft de wijze van aanbesteding van de bovenbouw, de spoorrails en alles wat zich daarnaast en boven bevindt aan installaties, veel aandacht getrokken. Het Britse tijdschrift Project Finance Magazine/Euromoney kende de contracten tussen de staat en het bouwconsortium Infraspeed (Siemens, BAM/NBM, Fluor Daniel en de beleggers Charterhouse en Innisfree) dit jaar twee prijzen toe: de European PPP deal of the Year (2001) en de European Deal of the Year Award. (PPP staat hier voor Public Private Partnership ofwel Publiek Private Samenwerking, PPS). Het is niet alleen het grootste PPS-contract (1,3 miljard euro) dat Nederland ooit gesloten heeft, het is tevens de grootste rail-PPS in Europa.

GARANTIE

Ir. Leendert Bouter, Hoofdingenieur Directeur (HID) van de Directie HSL-Zuid legt uit wat er zo speciaal aan is. ‘In het contract met Infraspeed is afgesproken dat de overheid niets financiert. Dat wordt door banken gedaan. Degene die bouwt, krijgt pas betaald op het moment dat het werk is opgeleverd. Dus Infraspeed is vijf jaar aan het bouwen met geleend geld van de bank. Over de opgenomen bouwkredieten rekent de bank rente die bij de schuld wordt opgeteld. Vanaf het moment van oplevering gaat de staat aan Infraspeed 25 jaar lang een jaarlijks bedrag betalen voor de beschikbaarheid van de spoorlijn. Infraspeed zal na oplevering van de bovenbouw namelijk het onderhoud van het gehele tracé (onder- en bovenbouw) , het consortium dat de bovenbouw aanlegt, zal na oplevering ook het onderhoud van de onderbouw op zich nemen. op zich nemen. Het consortium heeft zich verplicht de spoorlijn kwalitatief zo te bouwen en te onderhouden dat er 99 % van de tijd treinen veilig en comfortabel met 300 km/h over kunnen rijden. Met dat bedrag moet Infraspeed al zijn kosten dekken: de investering plus de jaarlijkse onderhoudskosten. De staat heeft de zekerheid dat zij 25 jaar lang nooit méér hoeft te betalen dan dat bedrag. Dus al het risico is vervreemd van de staat.’

Wordt die 99%-eis niet gehaald, dan gaat er een strafkorting af van de bijdrage. Bij minder dan 94 % beschikbaarheid bedraagt de strafkorting al 80 %. Die 99 % moet de staat gezekerd hebben, want zij geeft een concessie aan een vervoerder: High Speed Alliance (NS en KLM).

Bouter: ‘Als je nu kijkt naar de staatsinkomsten gedurende die vijftien jaar dat de vervoersconcessie loopt en je vergelijkt dat met de uitgaven die we gedurende 25 jaar moeten betalen aan Infraspeed, dan rest er een positief saldo. De staat heeft de onderbouw grotendeels klassiek gefinancierd a fond perdu, maar kan de investeringslasten deels dekken met het positieve exploitatiesaldo van de bovenbouw.’

Als Infraspeed met de HSL onder de beschikbaarheidsnorm duikt levert zij dus wanprestatie en daardoor zou deze private onderneming failliet kunnen gaan. Boutert acht die kans echter niet groot. ‘De kans dat de vervoerder failliet gaat is misschien groter, omdat die vaste uitgaven heeft voor de concessie, terwijl de reizigersmarkt aan schommelingen onderhevig kan zijn. Maar alles bij elkaar genomen ben ik er van overtuigd dat het goed in elkaar zit.’ Het contract met de infraprovider wordt aangeduid als Design Build Finance and Maintenance (DBFM).

BEPROEFDE TECHNIEK

Het meest spectaculaire deel van die onderbouw is natuurlijk de boortunnel, die wordt gebouwd door de combinatie Bouygues/Koop. Civiel-ingenieur ir. Hans Burger was tot voor kort manager van het Projectbureau Noordelijk Holland. Acht jaar lang was hij bij de HSL-Zuid gedetacheerd via DHV Milieu en Infrastructuur. Hij legt uit hoe Rijkswaterstaat uiteindelijk de hele engineering kon uitbesteden aan de aannemer, maar toch voldoende greep houdt op de kwaliteit en de kosten van de tunnel.

‘We hebben eerst zelf een referentie-ontwerp gemaakt met twee buizen van 9,5 m intern. Dat is beproefde techniek. We hebben toen ook wel naar een grote tunneldiameter gekeken en ook naar een Double O-Tube(DOT)tunnel, zo’n bril – dan draaien twee koppen naast en achter elkaar. Maar we wilden geen bepaalde methode voorschrijven. Echter, om vergunningen aan te vragen heb je een conceptontwerp nodig. Dus we hebben een haalbaar concept genomen: twee gescheiden tunnelbuizen. Daar hebben we zelf het hele basisontwerp van uitgewerkt om voldoende alle risico’s die aan zo’n ontwerp zitten te kennen en om kostenramingen te doen.’

‘We hebben geen kant en klaar bestek aanbesteed, maar er een echte Design & Constructaanbesteding van gemaakt, waarin veel vrijheid zit voor de aannemer. En we hebben ook uitgelegd dat het basisontwerp van ons er puur is om de aannemer te helpen: hier zie je een aanpak. Zo hebben wij het gedaan. We dagen jullie uit om met andere ontwerpen te komen en met optimalisaties, bijvoorbeeld langer doorboren. Dat betekent immers minder hinder, minder heiwerk, minder grondtransport, minder werkwegen, kortere procedures en minder bezwaren van omwonenden.’

‘We zeiden: ons inziens moet een enkele buis met een hele grote diameter ook wel mogelijk zijn in plaats van twee buizen, maar dan moet je wel aantonen dat je in staat bent zoiets te maken. Onze inschatting was dat een grotere diameter nodig zou zijn dan nu wordt gebouwd. De aannemer die met dit ontwerp is gekomen, heeft echt alles geoptimaliseerd. Hij is tot het uiterste gegaan binnen het programma van eisen en is tot een relatief kleine tunnel gekomen voor een trein die er met zo’n hoge snelheid doorheen moet kunnen.’

HEIEN

Bij de aanbesteding kon de aannemer fictieve bonussen krijgen als hij zou aantonen te kunnen zorgen voor minder omgevingshinder. Zijn aanneemsom werd dan op papier verlaagd, zodat hij dan schijnbaar lager inschreef dan de overige mededingers. Het ging om de meest aantrekkelijke aanbieding in termen van geld én milieu. Dat uitkeren van ‘bonussen’ is ook gedaan voor de aspecten ‘risico’ en ‘veiligheid’. Burger: ‘Daardoor bleek dat we beter wat langer konden doorboren. Eerst zou de boormachine (die van noord naar zuid boort, red.) vóór de dijk bij Westeinde naar boven komen. Nu gaat hij onder de dijk door tot voorbij de bebouwing en pas daarna beginnen we met cut & cover-werk waarbij je ook moet heien – waarvan de omgeving hinder ondervindt. Aan de noordkant zijn we eerder gaan boren op geringe diepte. Daar hebben we eerst de klei en het veen uit het traject weggegraven en vervangen door zandcement vanwege de vereiste stabiliteit. Dat is al met al goedkoper dan cut & cover-werk, want daarvoor zou een hele diepe bouwput nodig zijn geweest en de kosten en risico’s lopen enorm op met de diepte van de put. Langer doorboren is dus gunstig uit oogpunt van kostenoptimalisatie en risicobeperking.’

PROJECTBUREAUS

Het projectbureau HSL-Zuid van Rijkswaterstaat bevindt zich in Zoetermeer. De grote leveranciers van ingenieurs aan dit projectbureau zijn het Amersfoortse ingenieursbureau DHV en het bureau Holland Railconsult. Honderden ingenieurs zijn jarenlang zo gedetacheerd bij de projectorganisatie. Op een zeker moment waren dat er bijna duizend. Nu de bouw volop aan de gang is, zijn het er nog enkele honderden.

Ing. Wim Knopperts, afkomstig van Railinfrabeheer, is directeur project- en inframanagement en geeft leiding aan zes projectmanagers van evenzovele projectbureaus. Want voor de beheersbaarheid moest het project ‘in stukken worden geknipt’. Er is een projectbureau Noordelijk Holland dat het gedeelte bestiert van Hoofddorp tot Hazerswoude-Dorp. Vanaf daar neemt ‘Zuid Holland-Midden’ het over tot aan de noordrand van Rotterdam. In de Maasstad rijdt de Thalys als een gewone trein op 1500 V over bestaand spoor. Vanaf de zuidkant van Rotterdam tot en met de brug over het Hollandsch Diep is het bureau ‘Zuid-Holland-Zuid’ verantwoordelijk voor de bouw. Vervolgens ‘doet’ het projectbureau ‘HSL-A16’ het resterende stuk tot aan de grens samen met de verbreding van de A16 naar 2×3 rijstroken. Het vijfde projectbureau zorgt voor de aansluiting op bestaand spoor bij Hoofddorp en Breda waar de trein, evenals in Rotterdam, door zogenoemde ‘spanningssluizen’ wordt geleid van 25 kV wisselstroom naar 1500 V gelijkstroom en vice versa. De hele elektrische aandrijving is daarom dubbel uitgevoerd. Dan is er nog een apart projectbureau voor het contractmanagement met Infraspeed, de zogenoemde infraprovider, en tenslotte is er een projectbureau ‘Vervoers- en Veiligheidssystemen’ dat het contract regelt met High Speed Alliance dat de treinen gaat laten rijden.

ZETTINGSVRIJ

Bijzonder is de toepassing van systems engineering, een methodologie voor het technisch-organisatorisch beheersbaar houden van grote complexe projecten die van origine bij NASA vandaan komt en eerder opgeld deed in de vliegtuigbouw en ruimtevaart.

Bijzonder is ook het Europese No Recess-onderzoek. No Recess (‘geen zetting’) is een acroniem voor New Options for Rapid and Easy Constructions of Embankment on Soft Soil. Het gaat om het zettingsvrij aanleggen middels andere technieken dan de vertrouwde heipaal tot op het pleistocene zand. Uiteindelijk zijn de resultaten maar op kleine schaal toegepast vanwege de tijd die het kostte om ze te valideren voor grootscheepse toepassing onder het spoor zelf. Alleen ten zuiden van het riviertje de Mark zou het spoor niet zettingsvrij kunnen worden aangelegd op een conventioneel ballastbed omdat de bodem daar stabieler is dan in West-Nederland. Dat is weliswaar goedkoper, maar de ervaring elders in Europa heeft geleerd dat de onderhoudskosten aanmerkelijk hoger zijn omdat de rails regelmatig moet worden ‘rechtgelegd’. En dat betekent ook minder beschikbaarheid. Infraspeed studeert nog op de definitieve bouwmethode.

KOPSTATION

De Belgen willen dat de Nederlanders op tijd klaar zijn omdat anders hun HSL doodloopt op de Nederlandse grens. Bouter: ‘In de overeenkomst tussen België en Nederland is afgesproken: 1 juni 2005. Wij zitten inmiddels op 1 oktober 2006 voor het stuk Rotterdam-Belgische grens, dus bij elkaar vijftien maanden later. En het stuk Amsterdam-Rotterdam zou altijd al een half jaar later klaar zijn, dus niet 1 juni 2005 maar 31 december 2005 en dat staat nu op april 2007.’

‘Bij ons is die vertraging onder meer ontstaan toen de politiek ineens besloot dat de verdiepte ligging bij Bergschenhoek nog dieper moet omdat anders de hellingbanen naar het viaduct dat er overheen moet komen te steil zouden worden voor gehandicapten. Voor die diepere ligging zijn we 22 miljoen Euro extra kwijt. Omdat we op dat moment het contract met Infraspeed nog moesten sluiten dachten we er goed aan te doen om daarin alvast een voorziening te treffen voor een eventuele vertraging zodat we niet direct met allerlei claims van infraspeed zouden worden geconfronteerd indien ook werkelijk vertraging zou ontstaan.’

Al met al is tegen de HSL-Zuid minder maatschappelijke weerstand geweest dan tegen de Betuwelijn waar Bouter voorheen projectdirecteur van was. De Betuwelijn zou volgens veel bezwaarmakers doodlopen op de Duitse grens. Maar de Duitse deelstaat Noordrijn Westphalen heeft nu besloten om vanaf Emmerich de Betuwelijn door te trekken.

Er komt geen HSL-Oost waardoor Amsterdam-CS straks een eindpunt is. Maar het bestaande traject Amsterdam-Utrecht-Arnhem is een vrijwel rechte lijn – in tegenstelling tot het bestaande spoortraject door west-Nederland. Knopperts ‘Dat kan dus in principe geschikt worden gemaakt voor snellere reistijd, deels door hogere snelheden dan normaal in Nederland, deels door capaciteitsvergroting.’

Kortom, ook na de oplevering van de HSL-Zuid is het spoorwegnet nog lang niet af.

(QUOTES)

De aanleg kost volgens de laatste opgave 5,4 miljard euro

De constructie mag na aanleg over 100 m niet meer dan 0,5 cm zakken

De rails liggen elk in een goot van uitgehard epoxy

Treinen kunnen gegarandeerd 99 % van de tijd veilig en comfortabel 300 km/h rijden

(FOTO”S)

(HOOFDPLAAT – foto 107 bouwwerkzaamheden)

Bouw van de noordelijke toerit naar boortunnel met de startschacht.

(mt-06.jpg)

Doorsnede van de boortunnel.

(cam.3.jpg)

Vluchtdeur in de tunnel onder de Oude Maas.

(vanafwater.jpg)

De HSL kruist het riviertje de Mark ten noorden van Breda.

(vls-11.jpg)

De tunnel met het trappenhuis in de verticale schacht.

infraproject

van Nederland

TEKST DRS. MARCEL CROK

TEKENINGEN DR.IR. ERIC VERDULT

FOTO’S Paul Attard/Bouygues Construction

DE LANGSTE IN SLAPPE GROND GEBOORDE TUNNEL TER WERELD

Dwars door de smurrie

De grootste tunnelboormachine ter wereld boort zich een weg onder het Groene Hart. De eerste grote hobbel van de langste in slappe grond geboorde tunnel ter wereld, de passage van een van de drie vluchtschachten, is met enige vertraging door het Frans/Nederlandse consortium Bouygues/Koop genomen. Nog even en na het baggeren, het heien en het afzinken van tunnels gaat ook onze kennis van boortunnels de grens over. Hollands glorie ondergronds.

Het eerste dat opvalt bij het afdalen naar de 20 m diepe startschacht voor de Groene Harttunnel is het ontbreken van een spoorlijntje. Bij andere Nederlandse boortunnels, zoals de Tweede Heinenoordtunnel, de Botlektunnel of de Westerscheldetunnel, werden tunnelsegmenten en grout met een treintje naar de tunnelboormachine (TBM) gebracht. Het consortium Bouygues/Koop maakt echter gebruik van een train sur pneus, een trein-op-banden. Deze truck, gemaakt door Metalliance, is aan beide zijden te besturen, want keren in de tunnel kan het gevaarte niet. ‘Het achterste deel van de truck volgt exact dezelfde lijn als het voorste deel, zodat de wagen gemakkelijk van baan kan veranderen zonder iets te beschadigen’, legt Louis Ballesteros van Bouygues uit.

Die precisie is nodig, want direct nadat de TBM 2 m heeft gegraven en er een nieuwe ring van tunnelsegmenten is aangebracht, gaat het afbouwen van de tunnel verder. Eerst wordt er een betonnen kokervormige technische galerij neergezet, waarin later leidingen komen te liggen. Deze wordt aan beide zijden aangevuld met een laag stabiliserend zand. Het gewicht van koker en zand is nodig om opdrijven van de tunnel tegen te gaan. Daar bovenop komt de gewapende betonvloer waarover vanaf 2007 de hogesnelheidstrein met 300 km/h zal razen. In het midden van de tunnel storten de uitvoerders de scheidingswand die de tunnelbuis moet verdelen in twee compartimenten. Normaal vindt de afbouw van de tunnel pas plaats als het boren helemaal is afgerond. Ballesteros: ‘Om tijd te winnen beginnen wij direct aan de afbouw. Dat stelt hoge eisen aan de logistiek.’

AURORA

‘Bonjour, bonjour’, klinkt het telkens als we mannen in de tunnel tegenkomen. Frans is de voertaal voor de voornamelijk Franse en Portugese tunnelbouwers, die in een paar jaar tijd de ruim 7 km tussen Leiderdorp en Hazerswoude ondergronds mogen afleggen. Een busje brengt ons 2 km de tunnel in naar wat je het episch centrum zou kunnen noemen. De laatste 120 meter naar het voorste deel van de tunnelboormachine Aurora mogen we lopend afleggen, want zo lang is de grootste TBM ter wereld. De oordopjes die we hebben meegekregen zijn overbodig, want de TBM staat stil. Dagelijks tussen acht en twaalf uur vindt er namelijk onderhoud plaats. De resterende twintig uur werken er twee ploegen. Steeds een uur graven en een uur segmenten aanbrengen, zodat er theoretisch gesproken zo’n 18 tot 20 m per dag kan worden afgelegd.

SCHEIDINGSWAND

Ze zullen wel even met hun wenkbrauwen gefronst hebben bij Bouygues, een van de grootste bouwbedrijven ter wereld, toen ze hoorden dat die gekke Nederlanders er bijna een miljard gulden voor over hadden om een stuk weiland in tact te houden. Maar opdracht is opdracht en toen directeur Koop van het Groningse bouwbedrijf Koop Tjuchem aanklopte bij de Fransen, lag er al snel een projectvoorstel op tafel. Bouygues werkte aan de Franse zijde aan de Kanaaltunnel en heeft de afgelopen jaren meer tunnels gebouwd in slappe grond, in Frankrijk, Sydney en Hongkong. De Franse projectdirecteur Joseph Harnois legt in het naast de bouwplaats gelegen kantoor van Bouygues/Koop uit waarom zijn consortium eind 1999 werd uitgekozen. ‘Wij hebben voor de metro in Sydney ook één tunnelbuis geboord met een scheidingswand ertussen. Het voordeel is dat je in totaal minder grond hoeft te boren, dat je minder ruimte kwijt bent bij de start- en ontvangstschacht en dat je gemakkelijker en dus frequenter vluchtgangen kunt aanbrengen. Bij de Westerscheldetunnel bijvoorbeeld waren kostbare vriestechnieken nodig om de grond tussen de twee tunnelbuizen te bevriezen voordat je een dwarsverbinding kunt boren.’

Bouygues bleef daardoor met zijn offerte (940 miljoen gulden) binnen de gestelde miljard gulden. Inmiddels is dit contract overigens alweer opengebroken. De tunnel wordt duurder, omdat een aantal betrokken gemeenten strengere veiligheidseisen heeft gesteld dan het ministerie van Verkeer en Waterstaat aanvankelijk deed.

AFZINKEN

De meeste tunnels in ons land kruisen waterwegen en daarvoor is het afzinken van geprefabriceerde tunnelelementen zeer geschikt. Nederland is met een dertigtal afgezonken tunnels wereldkampioen in deze categorie. Maar Nederland wordt voller en dat versterkt de roep om niet alleen bij waterwegen ondergronds te gaan. Het Centrum voor Ondergronds Bouwen, waarin overheid, universiteiten en bedrijfsleven vertegenwoordigd zijn, groeit en groeit. Er verschijnen steeds meer ondergrondse parkeergarages en winkelcentra en een logische stap is om ook infrastructuur vaker ondergronds aan te leggen, zodat het maaiveld vrij blijft voor andere doeleinden.

Geboord wordt er internationaal al meer dan 150 jaar. De Engelsman Isambard Brunel ontwierp in 1818 al een boorschild waarmee hij later – samen met zijn zoon Marc die bijna verdronk bij een doorbraak – een tunnel boorde onder de Thames door, die nog altijd in gebruik is. Inmiddels zijn er wereldwijd duizenden tunnels geboord.

Begin jaren negentig nog wilde de Nederlandse overheid niets weten van tunnels boren in de slappe Nederlandse bodem. Minister May-Weggen veegde plannen voor een ondergrondse Betuwelijn van tafel. Het kon technisch niet vanwege de slappe bodem, aldus het ministerie, en het zou bovendien te duur zijn. Een studiereis van Grondmechanica Delft naar Japan in 1992 weerlegde de argumenten van May-Weggen. Japan heeft ook een slappe bodem, maar kent inmiddels een indrukwekkende ondergrondse infrastructuur. In 1997 startte het boortunneltijdperk in Nederland met het boren van de Tweede Heinenoordtunnel (voor fietsers en tractoren) ten zuiden van Rotterdam. Daarna werd het tempo opgevoerd. In de Betuweroute zijn drie boortunnels opgenomen, de Botlekspoortunnel, de Sophia-spoortunnel en de spoortunnel onder het Pannerdensch Kanaal. Het boren van de 6,6 km lange Westerscheldetunnel is dit jaar afgerond en Bouygues/Koop heeft inmiddels ruim 2 van de 7 km van de Groene Harttunnel geboord.

GRONDWATER

Waarom is boren in de slappe Nederlandse bodem zo moeilijk? Het antwoord is met één woord samen te vatten: water. De grondwaterspiegel ligt in grote delen van Nederland slechts 1 à 2 m onder het maaiveld. Elke kuil van enige diepte begint meteen vol te lopen met grondwater. De traditionele aanpak in Nederland voor ondergrondse constructies op land is: graaf een put die minstens zo diep is als het laagste punt van de constructie en ga daarin bouwen. Probleem is alleen dat zo’n drijvende bak een enorme opwaartse kracht ondervindt van het grondwater. Door continu het water uit de omgeving van de bouwput weg te pompen krijg je de boel droog. Vrijwel overal in Nederland is beïnvloeding van de grondwaterstand tegenwoordig echter verboden. Ingenieurs bouwen daarom dure bouwputten met vloeren van onderwaterbeton waardoor er geen beïnvloeding van de waterstand optreedt.

Bij de aanleg van de metro in Rotterdam en Amsterdam lagen straten langdurig open en moesten vele huizen verdwijnen. Het gebruik van open bouwputten (sleuven) voor tunnels onder stedelijke gebieden is anno 2002 daarom niet meer te accepteren. Onlangs is de knoop doorgehakt om de Noord-zuidlijn onder Amsterdam te boren en bij de Groene Harttunnel is ook gekozen voor boren om het landschap zoveel mogelijk te ontzien.

Bentoniet

De eerste 12 m grond onder het Groene Hart bestaat uit een zeer slappe laag klei en veen. Daaronder volgt een zandpakket van ongeveer 20 m dikte. Beneden 30/35 m NAP begint een dichte kleilaag, de laag van Kedichem. De Groene Harttunnel komt vrijwel volledig in de zandlaag te liggen. Voor het boren in niet-cohesieve grondsoorten (zand valt uit elkaar als je gaat graven) gebruiken ingenieurs de zogenaamde slurryschildmethode. Om te voorkomen dat het ontgraven gat direct weer volstroomt met grond en water, wordt de grond voor het graafwiel van de tunnelboormachine met een speciale brij, bentoniet, onder druk gehouden. Bentoniet is een mengsel van klei en water in een verhouding van 1:20. In beweging gedraagt de slurry zich als een vloeistof, waardoor transport gemakkelijk is, in rust geeft het mengsel steun aan de af te graven zandlaag. Aannemers beschouwen de samenstelling van hun bentonietmengsel als het geheim van de smid. Bouygues wil niet meer loslaten dan dat hun bentoniet wordt gekocht in Egypte. Tijdens het boorproces is maar liefst 2500 m³ bentoniet per uur nodig. Een scheidingsinstallatie bij de tunnelingang probeert zoveel mogelijk kleideeltjes terug te winnen uit het afgegraven mengsel van zand en bentoniet.

Alle boortunnels in Nederland met uitzondering van de Botlekspoortunnel zijn geboord met een slurryschild. De Botlektunnel bevindt zich in een gebied met lagen van zand, klei en veen. Vanwege de uiteenlopende bodemgesteldheid was het Earth Pressure Balance-schild (gronddrukbalansschild) geschikter om mee te boren. Ook hier is een tunnelboormachine gebruikt maar dan zonder bentoniet. Met de grond zelf en het gebruik van bijvoorbeeld schuim wordt voldoende steundruk verkregen om instorting te voorkomen.

Wereldrecord

De Groene Harttunnel is de vijfde Nederlandse tunnel die met een slurryschild wordt geboord. Uniek is wel de diameter van de door het Franse NFM Technologies gebouwde tunnelboormachine: 14,9 m. Een grotere is er in de wereld niet te vinden, alhoewel de machine voor de vierde Elbetunnel in Hamburg met een buitendiameter van 14,2 dicht in de buurt kwam. Projectdirecteur Harnois loopt ook niet zo te koop met dit wereldrecord. Hij vindt het veel belangrijker dat Bouygues als een van de weinige bouwgiganten in de wereld nog een eigen engineering afdeling heeft. Bouygues kan daarom zowel tunnelboormachines als tunnels ontwerpen en bouwen. Daarmee is het bedrijf letterlijk geknipt voor de design & construct-opdracht die de Projectorganisatie HSL-Zuid had uitgeschreven. Civiel-technisch ingenieur Robert Jan Aartsen houdt namens HSL-Zuid als uitvoeringsbegeleider het boorproces in de gaten. Wat vindt hij nou bijzonder aan de Groene Harttunnel? ‘Uniek in dit project zijn de diameter van de tunnelbuis, de logistiek en de passage van de TBM door de drie tunnelschachten. De logistiek is een opgave omdat er continu grote hoeveelheden materiaal naar de TBM gebracht moeten worden, terwijl daarachter de tunnel direct wordt afgebouwd. Elke ring in de tunnel bestaat uit tien 2 m brede tunnelsegmenten, negen grote segmenten en een kleinere sluitsteen. In totaal zijn ongeveer 36 000 segmenten nodig. De grote segmenten wegen 14,5 ton. Ze worden gemaakt in het Belgische Amay in een fabriek van Bouygues en komen via Maas en Oude Rijn tot op enkele kilometers van de startschacht. Vandaar gaat het per vrachtwagen verder, twee segmenten per ritje. In de tunnel passen zes segmenten op een trein-op-banden. Bij de TBM worden de segmenten in de juiste volgorde opgepakt en op een transportband gezet waarna de erector de segmenten een voor een met een vacuümsysteem oppakt en op de gewenste positie in de ring plaatst. Daarnaast moet er per tunnelring 20 kuub grout naar de TBM worden getransporteerd. Met grout wordt de ruimte gevuld tussen de stalen ring van de TBM en de buitenkant van de tunnelring. Ondertussen moet de afbouw van de tunnel gewoon doorgaan. Vlak achter de TBM moeten de kokervormige galerijen neergezet worden en aan beide zijden worden aangevuld met een laag gestabiliseerd zand. Dichtbij de startschacht duurt het transport niet lang, maar straks als de tunnel bijna klaar is zijn de transportwagens een half uur bezig om bij de TBM te komen. De grote logistieke uitdaging staat Bouygues nog te wachten.’

Franse school

Het gebruik van prefab tunnelsegmenten is standaard bij TBM’s. Toch kijken de Nederlandse ingenieurs met belangstelling toe hoe de Franse segmenten van hogesterktebeton (B 62,5) het houden. De andere Nederlandse tunnels zijn gebouwd met Duitse partners. De Duitsers hebben een andere filosofie bij zowel het bouwen als het installeren van de segmenten. Die aanpak is historisch gegroeid, ontdekte ir. Kees Blom tijdens zijn promotieonderzoek aan de TU Delft. Blom werkt voor Holland Railconsult (HR), maar op kosten van HR, TNO en Rijkswaterstaat mocht hij wat meer fundamenteel in het ontwerp van tunnels duiken. Blom: ‘De Duitsers gebruiken zogenaamde nok-holteverbindingen. Het ene segment heeft een uitsteeksel, het volgende segment een holte waarin het uitsteeksel past. Het voordeel van zo’n verbinding is tevens zijn nadeel. De nok-holteverbinding voorkomt extreme verschuivingen van segmenten en zo mogelijk lekkages. Als de nokken gaan aanliggen, treedt er echter wel schade op aan de segmenten, wat tot extra onderhoudskosten leidt. De Franse school gebruikt vlakke profielen. De segmenten lopen daardoor minder schade op, maar het risico van grote vervormingen is groter. Dat kan beschadiging van de rubberprofielen, die het water bij de voegen moeten tegenhouden, tot gevolg hebben. ‘Na twee kilometer boren is hier overigens nog geen sprake van’, aldus Ballesteros. ‘Bij vorige tunnels hebben we gemerkt dat de nok-holteverbinding geen functie heeft. Dan kun je hem beter weglaten. Van belang is dat de segmenten met een nauwkeurigheid van 0,3 mm gemaakt worden, niet beschadigen tijdens transport en zeer nauwkeurig worden geplaatst.’

Vijzels

De tien segmenten van een ring in de Groene Harttunnel worden met behulp van negentien vijzelparen tegen de voorlaatste ring gedrukt. Door zich vervolgens af te zetten tegen de segmenten brengen de vijzels het boorschild weer in beweging voor het afgraven van de volgende 2 m. Volgens de Duitse traditie staat er een vijzelpaar op de voeg tussen twee segmenten, dan een precies in het midden van een segment, vervolgens een op de voeg, enzovoorts. De Fransen plaatsen geen vijzels op de voegen, maar een paar op een kwart en een op driekwart van de steen. Hier neigt Blom, onpartijdig in deze, licht naar de Franse school. Blom: ‘Een campingtafel op vier even lange poten staat bij het kamperen altijd scheef. Met drie staat-ie echter altijd recht. Iets dergelijks gebeurt bij het vastzetten van de segmenten. Met twee vijzelparen op een steen zijn de krachten uniform verdeeld. Met drie is dat niet het geval. Een ander nadeel van de Duitse methode is dat als twee segmenten niet helemaal op gelijke hoogte liggen, de vijzel op de voeg het ene segment meer zal belasten dan het andere. Er kan dan een holte ontstaan bij de voeg.’

Export

Amper tien jaar houdt Nederland zich nu bezig met het boren van tunnels in slappe bodem en de vraag is welke positie ons land internationaal inneemt. Blom heeft daar wel enige notie van. De aanvragen voor zijn binnenkort te verschijnen proefschrift stromen uit de hele wereld binnen. Blom: ‘Onze tunnels worden door buitenlandse bedrijven geboord. Je wilt als overheid met die partijen inhoudelijke discussies kunnen voeren, dus is de afgelopen jaren veel onderzoek gedaan. Ook vrij fundamenteel onderzoek. Wat blijkt dan? Die bedrijven boren al zo lang met succes tunnels dat veel fundamentele vragen helemaal niet meer gesteld worden. Er is bijvoorbeeld een soort wet die zegt dat de diameter van de tunnel gedeeld door 21 de dikte van de segmenten oplevert. In formule: D/21 = dikte segment. Bedrijven hanteren die formule voor de gebruiksfase van de tunnel. Een van de verrassende resultaten uit mijn onderzoek is dat die wetmatigheid inderdaad klopt, maar niet geldt voor de gebruiksfase van de tunnel maar voor de bouwfase.’

Volgens Blom blijkt in veel gevallen de bouwfase van de tunnel maatgevend te zijn voor de dimensionering van de tunnel. ‘Japanners geven inmiddels ook toe dat ze problemen hebben in de bouwfase. Een ongewenste situatie want de bouwfase duurt slechts dagen, terwijl de tunnel daarna honderd jaar mee moet. Krachten die in de bouwfase een rol spelen, zijn onder andere de vijzels, de geïnstalleerde ringen en de groutlaag. Grout is een viscoplastisch materiaal, een soort pasta, dat de afgegraven zandlaag buiten de tunnelwand moet vervangen. Grout wordt vanuit het boorschild op vier of zes plaatsen onder druk naar buiten gebracht. Hoe de vloeibare pasta zich daar precies gedraagt, is moeilijk te voorspellen. Uit mijn onderzoek blijkt dat de groutlaag een aanzienlijke opwaartse kracht kan veroorzaken die maatgevend is tijdens de bouwfase. Een logische stap is nu om nieuwe groutsoorten te ontwikkelen of andere injectiemethoden, waardoor de belasting op de tunnelring afneemt. Uiteindelijk moet de gebruiksfase van de tunnel maatgevend worden voor de dimensionering van de tunnel. Een afnemende dikte van de segmenten levert veel geld op, want het betonwerk beslaat 30 % van alle kosten.’

(FOTO’S)

(OPENINGSPLAAT)

De tunnelboormachine in opbouw in de startschacht, najaar 2001.

(TUNNEL MET GALLERIJ)

Vlak achter de TBM wordt een kokervormige galerij neergezet, die aan beide zijden wordt aangevuld met een laag gestabiliseerd zand. De koker en het zand voorkomen dat de tunnel gaat opdrijven.

(VIJZELS)

Elk segment wordt met twee vijzelparen tegen de voorgaande tunnelring aangedrukt.

(TRAIN SUR PNEUS)

Een trein-op-banden brengt de segmenten van de startschacht naar de TBM.

(TUNNEL MET BUIZEN)

Via dikke buizen wordt per uur 2500 kuub bentonietslurry naar de TBM gebracht. Via de tweede buis gaat het mengsel van zand en bentoniet weer terug naar het bouwterrein van Bouygues/Koop, alwaar het bentoniet wordt teruggewonnen.

(ACHTHOVEN)

De 40 m diepe tunnelschacht Achthoven. Deze schacht werd tot halverwege gevuld met lagesterktebeton. De TBM heeft zich vervolgens een weg geboord door dit beton.

(BRIEVENBUS)

De ingenieurs van Bouygues/Koop hadden een spleet aangebracht in de betonnen prop (zie tekening D) in de tunnelschacht. Dit maakte het mogelijk om onder atmosferische omstandigheden onderhoud te plegen aan de boorkop.

(KADER EEN + TEKENING SCHACHT E. VERDULT)

ELEGANTE KOPPELING VAN TUNNEL EN SCHACHT

Het meest kritieke onderdeel tijdens het boren van de Groene Harttunnel, geeft ook patron Harnois toe, is het passeren van de drie onderhouds-, vlucht- en luchtschachten. Deze naar hun locatie vernoemde tunnelschachten Achthoven, (rijksweg) N11 en Bent staan op respectievelijk 2, 4 en 6 km van de startschacht. Achthoven is net door de TBM gepasseerd, maar dat ging niet zonder slag of stoot. De TBM stond drie maanden geparkeerd, voordat de tunnelschacht letterlijk voldoende gewicht had om de passage van de boormachine te kunnen doorstaan zonder als een champagnekurk gelanceerd te worden. De TBM boorde sneller dan verwacht. De ruwbouw van de schacht verliep trager vanwege een gewijzigd ontwerp.

De koppeling van tunnel en tunnelschachten is elegant en niet eerder gebruikt. Eerst graaft het consortium, na het aanbrengen van diepwanden, een groot rond gat met een diameter van 30 m en een diepte van 40 m. Dat gat wordt onder water weer half volgestort met eerst een betonvloer (B30) en daar bovenop een laag lagesterktebeton (B5). Door die laag beton mag de TBM zich dan een weg boren. ‘Probleem is alleen dat die betonnen schacht niet verankerd is aan de omringende grond met bijvoorbeeld palen en dus drijft in het pakket van veen, zand en klei’, zegt ing. Stef Slingerland van de Projectorganisatie HSL-Zuid. ‘Het is moeilijk om die grote dobber op zijn plek te houden terwijl de TBM grote krachten op de betonnen prop uitoefent.’

Daarnaast had Bouygues een soort brievenbus in het lagesterktebeton aangebracht. Die gleuf maakt het mogelijk om tijdens de passage van de TBM onder atmosferische omstandigheden onderhoud aan de boorkop te plegen. Een aantrekkelijk vooruitzicht want normaal moeten duikers de boortanden inspecteren onder moeilijke omstandigheden. Slingerland: ‘De schacht was eerst tot vlak onder de rand gevuld met water om voldoende gewicht te zetten tegenover de opwaartse kracht uit de omringende grond. Voor de inspectie moet de schacht echter droog gepompt worden en tegelijkertijd neemt het gewicht van de betonnen prop af door het graven van de TBM. Op het meest kritische punt was er slechts een verschil van 2 % tussen de opwaartse en neerwaartse krachten. Een ander risico was dat er door het verschil in stijfheden tijdens de passage van de TBM vervormingen en lekkages zouden kunnen ontstaan.’

Het oorspronkelijke plan van het consortium was te riskant, vond zowel de aannemer als de Projectorganisatie. ‘We hebben toen besloten om eerst de constructieve wanden en de muren van de trappenhuizen en ventilatieschachten verder af te bouwen voordat de TBM bij de schacht zou arriveren.’

(KADER 2 + foto segmenten + nog een klein tekeningetje van Eric)

TBM BLIJFT MET LASER IN POSITIE

Hoe vindt een tunnelboormachine zijn juiste route onder de grond? Buiten de tunnel is met GPS nauwkeurig de coördinaten van de startschacht te bepalen. Binnen de tunnel wordt met behulp van een laseropstelling die om de paar 100 m aan het plafond van de tunnel bevestigd is de exacte positie van de tunnel bepaald. Deze ontvangers registreren ook in welke mate de tunnel beweegt.

De TBM beweegt zich voort door zich met behulp van in totaal 38 vijzels af te zetten tegen de randen van de reeds gemaakte tunnelwand. Door de druk van de vijzels op de al geplaatste tunnelring te variëren – bijvoorbeeld links iets meer dan rechts – kan de boorkop ook in horizontale of verticale richting worden gestuurd. Bij het plaatsen van een tunnelwandsegment worden alleen die vijzels ingetrokken die zich ter plaatse van dat segment bevinden. De overige vijzels houden de druk op de voorgaande ring.

Om bochten te kunnen maken is een tunnelring overigens niet recht. De breedste kant van de ring is 2,02 m breed, de smalste kant 1,98 m. Door bijvoorbeeld de breedste kant helemaal boven in de tunnel te houden gaat de tunnel recht naar beneden. Alle tien segmenten zijn dus enigszins taps. Het is echter niet zo dat gestuurd kan worden met de segmenten. De tunnel volgt altijd de boorkop. De oriëntatie van een tunnelring ligt vast met de positie van het eerste segment. De overige negen segmenten worden om en om aan weerszijden van dit eerste segment geplaatst.

(foto segmenten)

De tunnelwandsegmenten in een loods; tien segmenten vormen een tunnelring.

(DERDE KADER met TABEL OVERZICHT BOORTUNNELS, ZIE EXCEL-BESTAND)

Boortunnels in Nederland

In Nederland is pas in 1997 een begin gemaakt met het boren van tunnels. De meeste tunnels zijn geboord met de slurryschildmethode, waarbij bentoniet als steunvloeistof dient om de grond voor het boorschild stabiel te houden. Deze boormethode is net als de gronddrukbalansmethode (Earth Pressure Balance) discontinu. Na 1,5 m of meer boren wordt de boormachine stilgezet, waarna een voor een de geprefabriceerde betonnen tunnelsegmenten worden aangebracht tot er een ring is gevormd. Daarna begint het boren weer.

Deze zomer heeft het ministerie van Verkeer en Waterstaat een akkoord bereikt met de gemeente Den Haag over de aanleg van de Hubertustunnel. Deze tunnel zal waarschijnlijk volgens een nieuw Nederlands boortunnelconcept gebouwd worden: de Industriële Tunnelbouw Methode, ofwel ITM. Daarbij vindt het complete bouwproces, inclusief het storten van beton, ondergronds plaats. De verwachting is dat dit de bouwtijd aanzienlijk kan bekorten. Of dit klopt zal uit praktijkproeven moeten blijken.

Internetbronnen

www.hslzuid.nl

www.highspeed.nl

Officiële sites van de Projectorganisatie HSL-Zuid. Op de eerste staan veel nieuwsberichten en voortgangsrapportages. De tweede is meer gericht op middelbare scholieren die een werkstuk moeten schrijven.

www.bouygues-construction.com

Site van de bouwtak van Bouygues.

www.concrete.citg.tudelft.nl/

Site van de vakgroep beton binnen de faculteit Civiele Techniek. Hebben in hun laboratorium drie ringen van de Botlektunnel staan die met vijzels van buitenaf onder druk kunnen worden gezet. Deze opstelling heeft ook internationaal de aandacht getrokken.

www.cob.nl

De verzamelplaats in Nederland op het gebied van ondergronds bouwen. Er staan uitgebreide beschrijvingen van de werking van tunnelboormachines op.

www.tunnelbuilder.com

Geeft een overzicht van lopende tunnelprojecten in de wereld.

www.herrenknecht.com

Site van een van de belangrijkste bouwers van tunnelboormachines.

(QUOTES)

‘Wij hebben voor de metro in Sydney ook één tunnelbuis met scheidingswand geboord’

Het gebruik van open bouwputten in stedelijke gebieden is niet meer te accepteren

Aannemers beschouwen de samenstelling van hun bentonietmengsel als het geheim van de smid

Uniek is de diameter van tunnelboormachine: 14,9 m

De Franse school gebruikt vlakke profielen

Er is een soort wet die zegt dat de diameter van de tunnel gedeeld door 21 de dikte van de segmenten oplevert

Artikelen

De Technoflexo – Werk als warme deken – De hoge vlucht van de secundaire arbeidsvoorwaarden DI (nr.17, 28 september 2001)

28 september 2001 Erwin Van den Brink

TEKST ERWIN VAN DEN BRINK, DRS. BERT VERHOEVEN

FOTO’S BENELUXPRESS, SIEMENS, MICHEL WIELICK

HET DOSSIER

ARBEIDSMARKT

Werk als warme deken

De hoge vlucht van de secundaire arbeidsvoorwaarden

De technoflexo

Hier klikken voor de PDF van het tijdschrift met dit artikel op pagina 12 e.v.: INGR200117

Personeel is nog altijd schaars, dus hoe moeten bedrijven technici krijgen en vasthouden? De werknemer in de watten leggen met een riant salaris en een aantrekkelijk lijstje secundaire arbeidsvoorwaarden: lease-auto, laptop, aandelenopties, flexibel werken, stomerij aan de zaak en een uitgelezen werkplek. Hoe aardig moet de baas wel niet zijn? Eén baas? De technoflexo werkt in meerdere projecten voor verschillende bedrijven, thuis of op lokatie.

Routineus draait Peter Huigen zijn Ford Focus vanaf de afslag Rottepolderplein de A9 op, meter voor meter kruipend naar een gaatje om in de rechterrijbaan te ritsen. In de dashboardhouder een afsluitbare beker hete koffie naast de handsfree en op de radio de beursberichten. Verder: aan een klerenhanger een colbertje en op de achterbank een laptop. Voor, achter en links van ons identieke weggebruikers. Een Golf, Laguna en Citroën C5. Langzaam trekken de auto’s op van stapvoets naar 50 km/h voorbij de afslag Haarlem-Zuid, waar eenzelfde stoet automobilisten zich er tussen ritst. Bij Badhoevedorp rijden we 80 en dan schiet het op. Bij Amstelveen 100 en op de A2 snel naar 120 op de linkerbaan. Bumper aan bumper. Opeens de remlichten van vijf auto’s. De snelheid gaat met horten en stoten terug naar 80 km/h en dan rijdt iedereen opeens zomaar weer door. ‘Daar werd weer even iemand in de auto gebeld’, roepen wij in koor.

Wij zijn jong, flexibel en we willen vooruit. Huigen (43) is van huis uit ingenieur, HTS Laboratoriumtechniek. Na vijftien jaar bij AKZO waagde hij het er twee jaar geleden op en stapte over naar Origin. In de organisatie was hij komen boven drijven als de jongen die handig is met computersystemen, wat had met databases en kon programmeren in Basic. ‘Veel werk op het lab was rekenintensief. Zo ben ik erin gerold.’ Hij is zo iemand die je belt als je pc vastloopt. Hij heeft nu drie detacheringen achter de rug: een bij Mees Pierson in Rotterdam, de Nederlandse Spoorwegen en Lucent Technologies.

Het bouwen van Oracle-databases is een mooi vak als je ziet hoeveel met duur geld vergaarde informatie onvindbaar is, onbenut blijft en daardoor uiteindelijk verloren gaat. Maar helaas zijn bedrijven wat minder scheutig dan een jaar geleden met het binnenhalen van dure externe ICT’ers. Voor het eerst in zijn carrière heeft Huigen zes weken thuisgezeten, omdat zijn chef en hij samen tot de conclusie kwamen dat er op dat moment even geen interessante klussen waren. Maar niet getreurd, die tijd is in overleg met de human resources manager (voorheen personeelschef) nuttig besteed aan het volgen van enkele cursussen en bezoek aan een seminar. ‘Ook als er weinig aanbod is, ervaar ik weinig druk om projecten te doen die me niet zo aanspreken’, zo vat hij het bedrijfsklimaat samen. ‘En als je bent uitgekeken op een nog niet afgerond project, kun je ook eerder weg. Origin probeert de klus dan wel te behouden door iemand anders te vragen.’

SPEELTJES

En aldus is Huigen een typische technoflexo. Die hebben het vaak over arbeidsvoorwaarden en in een daarvan zitten we momenteel en die andere ligt op de achterbank: een Toshiba Satellite. Maar er is meer. De manier waarop technici tegen werk aankijken is de laatste jaren sterk aan het veranderen, mede onder invloed van de krapte op de arbeidsmarkt. Het ‘eisen van speeltjes’ uit de showroom is technici in de informatie- en communicatietechnologie de afgelopen jaren wel heel erg gemakkelijk gemaakt, beaamt even later Henk de Koning, senior consultant beloningsmanagement bij Berenschot, nadat Huigen mij heeft afgezet voor de deur van dit Utrechtse adviesbureau en wegplankt naar zijn project van dit moment. De oprichter van Berenschot was ingenieur. Het bedrijf heeft zijn wortels in de advisering van industriële productiebedrijven en er lopen nog steeds aardig wat ingenieurs rond.

Wat De Koning om zich heen ziet, is dat het niet meer alleen de technische speeltjes zijn waarmee schaars talent wordt gelokt, maar dat het er om gaat dat die hebbedingetjes je in staat stellen je werk op een andere manier te doen. Enabling technologies, aldus De Koning, geen doel maar middel. ICT stelt je in staat in korte tijd ervaring op te doen in veel verschillende projecten in verschillende bedrijven, omdat je werk niet plaatsgebonden is. Maar biedt je ook de kans het werk op die tijdstippen en plekken te doen die jou het beste uitkomen in verband met, bijvoorbeeld, de inkopen die je vanmiddag nog moet doen met je vriendin, de broek die je voor tienen moet ophalen bij de stomerij, een kind dat op tijd van de crèche gehaald moet worden en meer van dat soort stress van het thuisfront.

BANKSTELLEN

Nou ja stress…, dat wordt het pas als werk en privé met elkaar in conflict komen en met flexibiliteit vermijd je die. De Koning: ‘Je gaat bijvoorbeeld op je gemak ’s middags voor de spits naar huis als je weet dat je ook ’s avonds dat rapport kunt afmaken dat de volgende morgen bij de klant moet liggen in de wetenschap dat je ook vanuit huis op het netwerk terecht kunt met alle gegevens die je nodig hebt.’

Bedrijven als Berenschot gaan behoorlijk ver in die organisatorische meegaandheid. De Koning wacht me op bij de ontvangstbalie. In navolging van het inmiddels beroemde kantoor van Interpolis in Tilburg heeft ook Berenschot zijn nieuwe vestiging aan de Europalaan in Utrecht – een paar honderd meter van de oprit naar de A12 – omgetoverd in een ontmoetingsplaats. Weinig bureaus, veel bankstellen. En weinig personeel aanwezig. Veel medewerkers zijn onderweg, bezoeken een klant of werken thuis. En toch wordt op een paar vierkante meter niet gekeken.

In feite is de huiskamer bezig het kantoor binnen te dringen. Alleen de butler ontbreekt nog, maar die heet tegenwoordig handyman. De Koning: ‘Aan hem geef je je huissleutel, mee zodat hij thuis voor jou de loodgieter kan opvangen.’ Dat klinkt als ‘kruimeldief’, maar even voor de goede orde: deze comfort benefit is vooralsnog een mens van vlees en bloed. ‘Verder zie je in grote kantoren steeds meer faciliteiten komen die we tot dusver gebruikten buiten werktijd, zoals een geldautomaat, stomerij, supermarkt, dat soort dingen.’

Collega’s ziet de technoflexo maar sporadisch op ‘kantoor’. ‘Je moet veel meer regelen om met elkaar in contact te blijven’, stelt De Koning. Ook daar zijn weer technische hulpmiddelen voor, zoals organizers en in een netwerk gedeelde agenda’s. Maar als je met je coach, zoals de chef tegenwoordig heet, alleen maar via de voicemail in contact staat, omdat of hij of jij hem uit heeft staan vanwege een vergadering, dan werkt dat enigszins vervreemdend.

VOSKUIL

‘Mijn naaste collega is meestal iemand van het bedrijf waar mijn werkgever mij detacheert’, vat Peter Huigen zijn nomadische werkbestaan samen. Daar trekt hij intensiever met mensen op dan bij zijn eigen werkgever. Bedrijven die veel personeel op projectbasis buiten de deur hebben werken, zien dat euvel ook wel. Zo heeft detacheerder Yacht Technology een Randstadcafé, waar personeel en gasten zo nu en dan samenkomen.

Dat compenseert de eenzaamheid van doordeweeks iets. Niet dat we nou het oude kantoor al te veel moeten romantiseren waar onze vaders het liefst de veertig jaar volmaakten (lintje!, horloge!, tantième!). Daar zaten mensen juist te lang te dicht op elkaar. Sinds J.J. Voskuils romancyclus Het Bureau weten we hoe deprimerend de klassieke kantoorloopbaan kan zijn. Achter collegialiteit school in die goede oude tijd toch vaak de frustratie van vroeg geknakte carrières, gemiste promoties.

Hoe ziet het moderne arbeidsethos eruit? Het begrip vrije tijd suggereert dat werktijd ‘onvrij’ is, dat we gedwongen zijn dingen te doen die we niet leuk of zinvol vinden. Het is typerend voor de Industriële Revolutie dat werk en vrije tijd zo strikt gescheiden waren. Van maandag tot en met vrijdag, van negen tot vijf en op kantoor of in de fabriek. Met de techniek van die tijd, de draaibank, de ponskaartenmachine en de schrijfmachine kon dat niet anders.

Het kantoor van dr. R. Dikkeboom (links) en J. van Dijk bij architec- tenbureau Inbo: ‘Wij hebben van iedere werknemer een profiel van de werkplek.’

TECHNODETERMINISME

Het feit dat ICT het mogelijk maakt werk los te koppelen van de werkplaats, maakt arbeid ‘vrijer’, autonomer. Dat wil nog niet zeggen dat dit ook gebeurt. Prof.dr. Erik Andriessen, hoogleraar in de Arbeids- en Organisatiepsychologie aan de TU Delft, gelooft niet in dit technodeterminisme. Niet alle mogelijkheden die techniek biedt, zijn bruikbaar of worden ook gebruikt. Neem nou bijvoorbeeld een ontwerpteam, van wie de leden zijn verspreid over de hele wereld en dat werkt vanuit een gemeenschappelijke database, zodat ze 24 uur per dag als een estafetteploeg werken: een teamlid in Europa bijvoorbeeld neemt ’s ochtends het werk over van een collega in Los Angeles, bij wie de avond valt. Andriessen: ‘We hebben hier een project waarin we samenwerken met een universiteit in Michican (VS) en HongKong en dan merk je dat het toch verdraaid moeilijk is om rekening te houden met dat tijdverschil.’

Het leeuwendeel van de werkende mensen is nog steeds forens en geen thuiswerker, stelt Andriessen. Maar de aard van het werk verandert wel, zij het veel geleidelijker dan allerlei trendwatchers en aanhangers van de Nieuwe Economie doen voorkomen. Zo is een belangrijke trend binnen bedrijven, aldus Andriessen, dat teamleden met verschillenden functies en uit meerdere vakgebieden intensief samenwerken.

Bovendien neemt behalve intellectuele vaardigheid in technische beroepen het belang toe van creativiteit en improvisatievermogen, maar ook van gewoon plezier. Gedetacheerden bij Yacht Technology vragen (om niet te zeggen eisen) projecten, die een hoog technisch aanzien hebben zoals de hogesnelheidslijn. Ook is Stork meer gewild dan bijvoorbeeld Hoogovens: de populariteit volgt de conjunctuur van een bedrijf.

Bij modieuze bedrijven kunnen jonge technici vaak meer hun eigen inbreng en creativiteit kwijt. Dat heeft een keerzijde, aangezien creativiteit zich nu eenmaal niet laat afdwingen tussen kantoormuren van negen tot vijf. Een brug moet niet alleen goedkoop, dus concurrerend, gebouwd kunnen worden en daarbij voldoen aan alle (veiligheids-)normen, hij moet ook een interessante ontwerpoplossing zijn, een belevingsmeerwaarde bieden. Productie is niet langer reproductie maar vooral innovatie, het doen van uitvindingen. Vernieuwing is de sleutel van succes. Dat bereiken is niet allemaal rozegeur en maneschijn. Het leidt tot een hele andere vorm van werkdruk. De stress van onzekerheid, op de tast door het leven gaan, op zoek naar een speld in een hooiberg. De stress van Silicon Valley en Gorilla Park (zie ook het interview met Arjan Pront op pagina 40), waar jonge starters buffelen en bikkelen om eerst een idee te krijgen en dat vervolgens tot een succes te maken. Met een enorme kans van falen.

Andriessen: ‘Ik was laatst in Stockholm waar je zo’n cluster hebt van jonge ondernemers die elkaar ontmoeten in het café en op het strand om te netwerken, met een geweldige drive voor succes en geld en hang naar fun en de opwinding van het lonkende succes. Maar veel mensen raken daardoor vroeg opgebrand.’ En met vroeg bedoelt Andriessen dan: ergens zo rond hun 25ste, dertigste levensjaar.

ONDERHOUD

Grotere bedrijven proberen wat aan dat verschijnsel te doen. Andriessen: ‘Bij Origin bijvoorbeeld doen ze veel aan kennisoverdracht vanuit het idee dat het niet efficiënt is om mensen op te leiden en uit te wringen. Je moet ze ook voeden, onderhoud aan ze plegen. Als een jonge medewerker na vijf jaar op is, dan is dat voor een bedrijf ook kapitaalvernietiging.’ Maar hoe doe je dat? Andriessen: ’Mijn zoon had op een gegeven moment drie bazen: zijn eigen human resources manager, hij was uitgeleend aan een ander bedrijf en dat detacheerde hem bij een klant. Dat is het referentiekader van jonge mensen.’

Een beter, hechter en duurzamer sociaal netwerk dan de aan ‘divergerende krachten’ blootstaande bedrijfsorganisatie is volgens Andriessen te vinden in zogenoemde knowledgesharing groups of knowledgesharing communities, zeg maar de professionele pendant van lotgenotengroepen. Medewerkers voeden en onderhouden dan elkaar.

Bij detacheerder Yacht Technology, waar tweeduizend technici werken, is die knowledgesharing group inmiddels een zeer belangrijke ‘technische’ arbeidsvoorwaarde. Sinds enige tijd kunnen alle medewerkers van Yacht inloggen op The Engine, een virtuele ontmoetingsplaats waar technici kennis en ervaring met elkaar kunnen uitwisselen. ‘The Engine is de e-home-office van jou en je collega’s. Een kennisbron, toolkit en vooral ook ontmoetingsplaats. Met andere professionals wissel je ideeën uit, breng je discussies op gang, deel je inzichten en ervaringen. Met The Engine leg je direct contact met je collega’s van Yacht Technology’, zegt de website. Arbeidsvoorwaarden en techniek? ‘Onze mensen zijn echt niet zo geïnteresseerd in de breedte van de banden onder hun lease-auto, hoor’, stelt human resources manager Hans van Westen van Yacht Technology. Alhoewel… de sponsoring van formule 3–races is een personeelsbindertje, weet hij.

EMOTIES

Net als Peter Huigen bij Origin hebben de werknemers van Yacht Technology in fysieke zin te maken met wat Van Westen noemt ‘drie verbanden’: ondersteunende collega’s in de regiovestiging, de tijdelijke collega’s bij de klant waar je werkt en met je vakbroeders via de uitwisseling van werkervaring en vakkennis. Bij Yacht Technology noemen ze dat de competence line, waarvan The Engine een instrument is naast een periodieke bijeenkomst over een specifiek onderwerp. Bij het ter ziele gegane computerbedrijf Digital bestond vele jaren geleden ook al een groep mensen die elkaar ontmoetten en leerden kennen via een computernetwerk, maar elkaar nooit zagen en ook nooit zouden zien. Van Westen: ‘Dat is een soort wereldburgergedrag, erg gemakkelijk kunnen communiceren met mensen die je nog nooit hebt gezien. Wij vinden echter dat medewerkers niet alleen informatie moeten delen maar ook emoties.’

Technici voelen zich immers vaak het best begrepen door anderen die hetzelfde werk doen. Nieuw is dat niet. Al sinds ’s mensenheugenis organiseren gelijkgestemde vakidioten van overigens elkaar gewoon beconcurrerende bedrijven zich in internationale verenigingen op het gebied van verpakking, koudetechniek, katalyse, en god weet wat al niet meer. De drijfriemspecialisten aller landen confereerden eens in de twee jaar in Ljubljana of een soortgelijk exotisch oord. Begrepen worden door je lotgenoten uit Dagestan en Cuba, die eveneens hun hart hebben verpand aan drijfriemen is misschien wel de ultieme arbeidsvoorwaarde.

Begrip en geborgenheid worden steeds belangrijker. Werk als warme deken. Omdat al die clubjes tussendoor ook contact houden via e-mail en internet kunnen we zo langzamerhand spreken van arbeid als een elektrische deken.

(KADER 1)

‘WERKGEVER MOET AARDIG ZIJN’

Omdat het ministerie van Verkeer en Waterstaat gaat over de wegen, de mobiliteit en dus ook de files, heeft het veel aandacht voor flexibele werkvormen zoals telewerken thuis. Goed opgeleide medewerkers dragen doorgaans graag verantwoordelijkheid. Tegelijkertijd stellen ze vaak prijs op een bepaalde mate van autonomie. Frappant is dat veel mensen buiten werktijd zeer creatief kunnen zijn, terwijl ze op hun werk een standaardmanier van werken hebben ontwikkeld waar vaak veel minder van die creativiteit is terug te vinden.

Mr. Jeep Stuitje, hoofd van de directie Personeel en Organisatie van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat: ‘Sommige beroepsgroepen zijn nu al schaars, zoals civiel- technici. En als je die hard nodig hebt, zul je moeten zorgen een aantrekkelijke werkgever te zijn. (…) Dat is een van de redenen dat flexibel werken beter uit de verf zal moeten komen, omdat dit een steeds belangrijker secundaire arbeidsvoorwaarde zal worden.’

Ing. Leo van der Horst, directie Facilitaire Zaken, ministerie Verkeer en Waterstaat werkt in een zogenoemd open kantoor, waar niemand meer een eigen vaste plek heeft: ‘Het aardige is dat overal zaken worden gedaan. Intern gaat er minder papier om en het e-mailsysteem wordt intensiever gebruikt. Thuiswerken gebeurt heel bewust, al blijkt in de praktijk dat mensen hooguit een tot anderhalve dag thuis werken, omdat ze behoefte aan contact met hun collega’s hebben. Je hebt minder vierkante meters kantooroppervlak per werknemer nodig. We hebben hier voor zestig mensen 43 werkplekken ingericht. Ze zijn luxueuzer dan gebruikelijk, maar omgerekend per werknemer toch goedkoper omdat er anderhalve persoon per werkplek gebruik van maakt.’

Uit: Flexibel Werken/Telewerken, het managementinstrument van deze tijd, Ministerie van Verkeer en Waterstaat.

(KADER 2)

PROFIEL VAN DE IDEALE WERKPLEK

Palmira Brandao van Prefysio-Consult: ‘Ter voorkoming van RSI is afwisseling het sleutelwoord: zitten-bewegen-staan-lopen-zitten.’

Zal de RSI-vrije werkplek binnenkort tot de normale arbeidsvoorwaarden behoren? Als het aan een veertigjarige wikkelaar-monteur van transformatoren van Zee Electronics in Goes ligt waarschijnlijk wel. De werknemer kreeg na tien jaar pijnklachten en raakte in 1995 arbeidsongeschikt. Een revalidatie-arts, gespecialiseerd in RSI, oordeelde dat de klachten rechtstreeks waren terug te voeren op het werk. De Arbeidsinspectie oordeelde echter dat de ergonomische omstandigheden binnen het bedrijf in orde waren. Daar nam de monteur geen genoegen mee. Hij stapte naar de kantonrechter, die de man gelijk gaf. De Arbeidsinspectie, oordeelde de rechter, heeft de algemene voorzieningen van het bedrijf beoordeeld, niet de persoonlijke werksituatie van de monteur. Want, hoe vaak pauzeerde de man? Kon hij af en toe wat andere bewegingen maken? Zee Electronics had daarover niets vastgelegd en zo sloeg de balans door in het voordeel van de werknemer. Het bedrijf, dat in hoger beroep is gegaan, is voorlopig aansprakelijk gesteld voor alle geleden schade, die in de tonnen kan lopen.

Steeds vaker stellen werknemers hun baas aansprakelijk voor geleden schade, zoals blijkt uit het rapport ‘Werkgeversaansprakelijkheid bij beroepsziekten’ (juni 2001), dat is gemaakt in opdracht van het ministerie van Sociale Zaken en Werkgelegenheid. Deskundigen gaan ervan uit dat vooral de RSI-zaken toenemen, gezien het grote aantal beeldschermwerkers. Ongeveer 2,5 miljoen Nederlanders lopen het risico RSI (Repetitive Strain Injury) op te lopen. Rug-, schouder- en nekpijn, tintelende, gevoelige en vermoeide handen, polsen en armen zijn de keerzijde van het recente computertijdperk. RSI in combinatie met werkdruk is de belangrijkste oorzaak van dalende motivatie en stijgende arbeidsongeschiktheid.

Hoe dringen we RSI terug? Palmira Brandao van Prefysio-Consult adviseert bedrijven over de preventie van deze klachten. ‘Bij werknemers die acht uur lang achter een beeldscherm zitten, is al snel sprake van bewegingsarmoede. In combinatie met werkdruk kan een tinteling in de handen ontstaan of een gevoelige nek en armen. Hoe vroeger de omgeving ingrijpt des te groter is de kans op succes. Voorlichting, werkplekonderzoek en spreekuren zijn belangrijk. Steeds meer bedrijven gaan hiertoe over.’

‘De werkhouding is erg belangrijk. Sommigen mensen zitten de hele dag op het puntje van hun stoel, anderen onderuitgezakt. Voor beiden is eigenlijk een ander type stoel nodig. Uitgangspunt is om het lichaam zo neutraal mogelijk te houden. Zie de pezen in de arm bijvoorbeeld maar als rietjes, waardoor sappen worden aan- en afgevoerd. Zodra er een knik in het rietje komt, kan dat tot verstopping en dus problemen leiden. Dat kun je voorkomen door de polsen neutraal te houden en de armen voldoende te ondersteunen. In feite geldt hetzelfde voor de rug. Ergonomische producten kunnen een ondersteunende rol spelen, maar bieden geen garantie dat de klachten verdwijnen.’

Inbo in Woudenberg, waar ongeveer driehonderd adviseurs, stedenbouwkundigen en architecten werken, loopt voorop in de aanpak van RSI. J. van Dijk (54), hoofd pr en communicatie: ‘Tekenaars zitten tegenwoordig de hele dag achter een beeldscherm, waarbij de werkdruk soms hoog is. Een foutje in de berekening kan immers fatale gevolgen hebben. De combinatie tussen beeldschermwerk en werkdruk kan tot RSI-klachten leiden. Daarom hebben wij Palmira Brandao ingeschakeld.’

Brandao: ‘Om het probleem van een muisarm tegen te gaan, gingen tekenaars bij Inbo over op een elektronische pen met schrijfblok. De problemen namen af, maar na verloop van tijd ontstonden nekklachten, omdat mensen de hele dag gebogen over het elektronische schrijfblok zaten. Afwisseling is dan ook het sleutelwoord, dus zitten-bewegen-staan-lopen-zitten. Zet bijvoorbeeld de telefoon links als je met de rechterarm de muis bedient, zodat je wordt gedwongen om af te wisselen. Het numeriek gedeelte van het toetsenbord wordt vaak niet gebruikt. Er zijn tegenwoordig toetsenborden verkrijgbaar, waar het numeriek gedeelte is losgekoppeld van de rest. In dat geval kun je de muis direct naast het toetsenbord leggen, waardoor de arm neutraal kan steunen op de armleuning van de stoel.’

Bij Inbo zijn tot op heden vijf gevallen van (ernstige) RSI-klachten geconstateerd op driehonderd werknemers en dat is relatief weinig. ‘Behalve inloopspreekuren, waar mensen met beginnende klachten terecht kunnen voor advies’, aldus dr. R. Dikkeboom MLD, personeelschef bij Inbo, ‘hebben wij ook speciale software geïnstalleerd, die mensen erop wijst dat ze te lang achter het beeldscherm zitten. Het programma ‘Workpace’ geeft tips voor oefeningen, houdt het aantal toetsaanslagen en muisbewegingen bij en dwingt tot het nemen van kleinere en grotere pauzes.’

Ir. Robin E. Bronkhorst van TNO Arbeid in het Ergolab met een tekening op het scherm: ‘Voor de Hema hebben wij een gebruikersvriendelijke balie ontwikkeld.’ — Ir. Robin E. Bronkhorst van TNO Arbeid in het Ergolab
met een tekening op het scherm: ‘Voor de Hema hebben
wij een gebruikersvriendelijke balie ontwikkeld.’

Bij Inbo zijn ze zelfs zo ver gegaan dat van iedere werknemer een profiel van de werkplek is gemaakt. ‘Hierin staan maten en afmetingen van stoel, bureaus, etc. Door dit persoonsgebonden profiel is het eenvoudig om, na bijvoorbeeld verhuizing binnen het bedrijf, voor iedereen weer de ideale werkplek op te bouwen.’

De ideale werkplek als arbeidsvoorwaarde. Bij TNO-Arbeid zijn ze er druk mee bezig. Hierbij speelt de Ergomix van TNO een belangrijke rol. Ir. Robin E. Bronkhorst (45), senior adviseur bij de afdeling Ergonomische productontwikkeling: ‘De Ergomix is een relatief nieuwe methode om een ontwerp in een vroeg stadium van het productontwikkelingsproces met eindgebruikers te toetsen op afmetingen en verhoudingen. In ons Ergolab zetten we een gebruiker voor een blauw scherm, waarop, net als bij de weersvoorspelling op televisie, een tekening is afgebeeld. Maar we kunnen ook een CAD-tekening van bijvoorbeeld een tramcabine op het scherm projecteren. Zodoende ontstaat een levende schets. De tekening kan naar wens worden opgeschaald, waardoor de trambestuurder kleiner dan wel groter lijkt. Vervolgens onderzoeken we in een vroeg stadium of de bedieningspanelen op de juiste plaats zitten. Aanpassingen zijn direct uitvoerbaar en de werknemer of ontwerper ervaart ter plekke het effect van de wijziging.’

TNO gebruikte de Ergomix ook voor het testen van een nieuwe balie van de Hema. Bronkhorst: ‘In dat geval vroegen we een aantal Hema-medewerksters om voor het blauwe scherm allerlei handelingen uit te voeren, zoals kaas snijden, broodjes klaarmaken of voorover gebogen geld teruggeven aan de klant. Op basis van dat onderzoek, waar specifiek gekeken is naar de houdingen en de bewegingen, is een gebruikersvriendelijke balie ontwikkeld, die nu overal wordt ingevoerd.’

Het woord ergonomie gebruikt Bronkhorst bij voorkeur niet meer. Hij spreekt liever van comfort. ‘Dat woord geeft beter aan waar we mee bezig zijn.’

(FOTO’S BIJ KADER)

(KADERFOTO 1 – pal01)

Palmira Brandao van Prefysio-Consult: ‘Ter voorkoming van RSI is afwisseling het sleutelwoord: zitten-bewegen-staan-lopen-zitten.’

(KADERFOTO 2 – architecten01)

Het kantoor van dr. R. Dikkeboom (links) en J. van Dijk bij architectenbureau Inbo: ‘Wij hebben van iedere werknemer een profiele van de werkplek.’

(KADERFOTO 3 – robin01)

Ir. Robin E. Bronkhorst van TNO Arbeid in het Ergolab met een CAD-tekening op het scherm: ‘Voor de Hema hebben wij een gebruikersvriendelijke balie ontwikkeld.’

LITERATUUR

Op deze site is het boek Toekomst@werk.nl Reflecties op Economie, Technologie en Arbeid (onder redactie van drs. R.W.H. Weehuizen, ISBN 90 804496 4 4) te bestellen. Hierin geven de auteurs een uitgebreide beschouwing van de veranderingen die zich voltrekken in de manier waarop mensen werken. Het project Economie, Technologie en de Toekomst van Arbeid was een initiatief van de Stichting Toekomstbeeld der Techniek, het Nederlands Forum voor Techniek en Wetenschap en Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen. Het boek kost fl 145 en is de bestellen bij STT, Postbus 30424, 2500 GK Den Haag, tel. (070) 302 98 30, fax (070) 361 61 85, info@stt.nl of www.stt.nl

CAO van de Toekomst geeft een goed overzicht van de historische ontwikkeling van de collectieve arbeidsovereenkomst. De auteurs hebben een nieuwe CAO ontworpen, waarin hun ideeën over functie- en tijdcontracten, employability, nieuwe beloningsvormen en het rugzakmodel voor sociale zekerheid een vaste plaats hebben gekregen. Ton de Korte (red.), De CAO van de toekomst. Berenschot Fundatie/Elsevier Bedrijfsinformatie BV. ISBN 90 6155 971 5.

(QUOTES)

Berenschot heeft zijn nieuwe vestiging in Utrecht omgetoverd in een ontmoetingsplaats

Collega’s zien de technoflexo maar sporadisch op kantoor

Behalve creativiteit en improvisatievermogen neemt het belang van plezier toe

Stork is meer gewild dan Hoogovens

Veel mensen raak vroeg opgebrand, zo rond hun 25^ste, dertigste levensjaar

‘Wij vinden dat medewerkers niet alleen informatie moeten delen maar ook emoties’

(FOTO 1 – siemens)

(geen bijschrift)

(FOTO 2)

‘Als je bent uitgekeken op een nog niet afgerond project, kun je eerder weg.’

(FOTO 3)

Een vaste werkplek is relatief.

Artikelen

Benchmarking

5 februari 1997 Erwin Van den Brink

1997-02

OMSLAGARTIKEL

BENCHMARK IS IJKPUNT VOOR PRESTATIEVERBETERING + VERGELIJKEND ONDERZOEK NAAR HONDERD EUROPESE PRODUCTIEBEDRIJVEN + 80 % PRODUCTIEKOSTEN WORDT VASTGELEGD IN ONTWERPPROCES

Ingenieurs brengen goeroedom naar de werkvloer

Managementhypes vertaald

in bruikbaar gereedschap

Het vertalen van goeroewijsheid over trends zoals lean production en business process redesign (BPR) is vaak net een stap te ver voor managers in de industriële productieomgeving, vooral in het midden- en kleinbedrijf. Dagelijkse beslommeringen eisen alle aandacht op. Grote adviesbureaus hebben echter methoden ontwikkeld om de nieuwe organisatieconcepten te concretiseren voor specifieke productiesituaties.

– Erwin van den Brink –

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

De tijd van de grote managementhypes van de jaren tachtig en negentig is aan het overwaaien. Terwijl de orakeltaal van goeroes zoals Tom Peters en Michael Hammer nog nagalmt, zijn de ingenieurs Mat de Vaan en Maurits Verweij (Berenschot), Rufus Udo en Remco Overwater (Andersen Consulting) met het down to earth-monnikenwerk begonnen om de verlichte ideeën te engineeren tot gevalideerde, gestandaardiseerde methoden die direct in de bedrijfspraktijk toepasbaar zijn.

Het adviseren heeft zich daarmee verplaatst van ons nachtkastje – waar de boeken van Drucker, Peters, Hammer en Jones al dan niet gelezen liggen – naar de werkvloer. Trends zoals lean production (Jones) en business proces redesign (Hammer) hebben inmiddels hun sporen nagelaten in grote bedrijven in de auto-industrie en de (zakelijke) dienstverlening. Hiervan afgeleide methoden sijpelen nu door in kleine industriële ondernemingen en beogen de prestaties te verbeteren van bepaalde bedrijfsfuncties zoals de productontwikkeling. Wat deze methoden gemeen hebben is hun praktische toepasbaarheid.

Onderzoeksschool Beta

De adviessector boort steeds meer specifieke marktsegmenten aan. De Twents-Eindhovense onderzoeksschool Beta stelt informatica centraal bij het herzien van bedrijfsprocessen, terwijl TNO in het programma ‘Modern produceren in het MKB’ een hele reeks aan (bestaande) technologieën en methodologieën (varirend van cadcam tot just in time) heeft aangepast aan de praktijk van kleine bedrijven.

Dit jaar hoopt ir. Maurits Verweij van adviesbureau Berenschot uit Utrecht te promoveren op een proefschrift waarin hij de mogelijkheden onderzoekt om de kennis van de grote onderzoeksinstituten zoals TNO en de universiteiten toegankelijker te maken voor het MKB. Tot het MKB behoren volgens de Europese Unie alle bedrijven met minder dan 250 medewerkers, een omzet van minder dan veertig miljoen ecu (f 86 miljoen) die voor minder dan een kwart eigendom zijn van een groot bedrijf. Doorgaans komt nieuwe kennis voor dergelijke bedrijven van de klanten en toeleveranciers. Waar moeten zij beginnen om hun kennishorizon te verbreden?

Verweij: ‘Nodig is een eenvoudige, goedkope methode om een snelle diagnose te stellen van de eigen productieorganisatie.’ Kleine ondernemers kunnen het zich immers niet veroorloven om met hun personeel een week op de hei te gaan zitten: wie neemt dan de telefoon aan?

Daarom heeft Berenschot samen met het de TU-Eindhoven, de universiteit van Hannover en het Duitse adviesbureau Kienbaum in het kader van het Europese onderzoeksprogramma Brite Euram II een methode ontwikkeld voor het herontwerpen van het productieproces bij kleine en middelgrote bedrijven die actief zijn in enkelstuks- of kleinseriefabricage. Een vorm van BPR die praktisch te hanteren is voor kleine industriëlen. Reorganiseren met beide benen op de werkvloer.

‘We wilden de drempel verlagen voor middelgrote en kleine bedrijven’, zegt prof.ir. Mat de Vaan van Berenschot. ‘De algemene methodiek BPR is eigenlijk helemaal toegesneden op de dienstverlenende, informatieverwerkende bedrijven en niet op de industriële productie, laat staan op de kleinschalige productie.’

Centraal in de Berenschotmethode die HOPE heet (Human Oriented Production Engineering), staat de zogenoemde Production Description Language (PDL). Deze taal (zie kader) beschrijft de optimale productieorganisatie voor een bepaald werkstuk of product in termen van bekende basistypen zoals de assemblagelijn, stationaire samenbouw (in een dok of op een platform), een mobiel assemblageplatform en de productiecel of taakgroep.

PDL wordt niet alleen gebruikt om de optimale organisatie van de productie te bepalen, maar is tevens een instrument voor benchmarking. In vervolg op het HOPE-project neemt Berenschot momenteel deel aan benchmarking van honderd productiebedrijven in Duitsland, Zweden, Groot-Brittannië, Spanje en Italië. Dat gebeurt in het kader van het Europese Betti-project (Benchmark Tool To Improve The Production Performance), onderdeel van het nieuwe Europese technologieprogramma Innovation. Doel hiervan is het creëren van een database met Europese productiegegevens. De prestaties van de onderzochte bedrijven worden bij benchmarking ten opzichte van elkaar geijkt. Daarmee kunnen bedrijven snel meten hoe zij het doen ten opzichte van vergelijkbare bedrijven in Europa.

Productontwikkeling

Ook Andersen Consulting uit Eindhoven heeft recentelijk het nodige gedaan aan benchmarking. Dit wereldwijd opererende bureau richtte zich daarbij niet op een bepaalde categorie bedrijven maar op een bepaalde bedrijfsfunctie, namelijk de productontwikkeling of engineering. ‘Na de hausse van verbeteringen in het logistieke proces wordt langzaam duidelijk dat de weg naar verdere verbetering van de concurrentiepositie loopt via het ontwerpproces’, stellen dr. ir. Remco Overwater en ir. Rufus Udo in een publicatie van Andersen Consulting. Dit bureau deed in de VS een benchmark-onderzoek naar het engineering-proces van tien grote industriële productiebedrijven, recent gevolgd door een benchmark-onderzoek in vijf Nederlandse productiebedrijven. Uit dat onderzoek komt naar voren dat de situatie in grote industriële bedrijven in de VS en in Nederland niet dramatisch verschilt: in beide landen valt nog een hoop te verbeteren. In de VS is men over het algemeen verder met interne gegevensuitwisseling (bedrijfs-automatisering) en wordt eerder gekozen voor technische oplossingen, terwijl Europese ondernemingen eerst kijken naar de organisatie: dat geeft snel resultaat en hoeft niet veel geld te kosten. Toch zijn goed beheer van product- en procesgegevens en efficinte uitwisseling van zulke gegevens binnen bedrijven en tussen samenwerkende bedrijven de grote problemen die in Europa de komende jaren moeten worden opgelost. In toepassing van informatica hebben wij een achterstand op de Amerikanen.

In dit verband adviseerde Andersen Consulting de laatste tijd een aantal bedrijven in de machinebouw over een verkorting van de doorlooptijd van hun ontwerpproces (‘engineering’).

Re-engineering, het herontwerpen van bedrijfsprocessen, nam in de productieomgeving al snel de gedaante aan van lean production: zonder voorraden (just in time leveren van onderdelen) en zonder wachttijden produceren. Dat had veel te maken met het verbeteren van de logistiek. Nu sijpelt het herontwerpen van processen steeds meer door naar de engineering-afdelingen.

‘Engineering is erg traditioneel en van oudsher een machtig bolwerk binnen het bedrijf’, zegt ir. Remco Overwater die voor Andersen Consulting een aantal re-engineering-projecten deed. ‘De ingenieur die daar zit is zeer gehecht aan hetgeen hij nodig heeft om creatief en goed bezig te zijn. Hij hanteert vaak zijn eigen doelstellingen. Ontwerpers zijn bijvoorbeeld geneigd de kwaliteit van het ontwerp te verbeteren ten koste van de tijd die nodig is om het product te vervaardigen.’

‘Tachtig procent van de productiekosten wordt bepaald in het ontwerpproces’, licht zijn collega ir. Rufus Udo toe. Hij noemt als voorbeeld een machinefabriek waar Andersen Consulting over de vloer is geweest. ‘Een machine die voor negentig procent uit eerder ontworpen of standaardonderdelen bestaat, werd toch telkens voor honderd procent ge-engineerd. We hebben daar modulaire ontwerpen ingevoerd, waarbij je met een vaste set van verschillende modules machines kunt bouwen die aan alle specificaties van de klant voldoen zonder dat de constructie-afdeling er nog aan te pas komt. Dat werkt zo fundamenteel anders dat het veel tijd kostte ingenieurs te overtuigen. Op dit moment zijn ongeveer tien van de dertig machine-ontwerpen gemodulariseerd. De mentale barrière is echter overwonnen zodat we moge verwachten dat de modularisatie van de overige ontwerpen in een fractie van de tijd wordt gerealiseerd die het tot nu toe heeft gekost.’

Nieuwe generatie

‘Doordat ingenieurs zich veelal richten op het engineeren van orders, in feite het aanpassen van bestaande ontwerpen voor nieuwe klanten, schiet de ontwikkeling van geheel nieuwe producten er bij in en terwijl de ingenieur daar juist waarde aan kan toevoegen. Nu zie je alleen maar zeer incrementele productontwikkeling; een machine blijft in grote lijnen twintig jaar hetzelfde, er is geen tijd om een nieuwe generatie te ontwikkelen.’

Wat geldt voor engineering geldt vooral in kleine industriële bedrijven. Zoals de constructie-afdeling van bedrijven in enkelstuks- en kleinseriefabricage is gespitst op het ‘engineeren van orders’ zo is ook de productie gericht op het ‘op tijd de deur uit krijgen’. Bedrijven hebben het druk met het hoofd boven water te houden.

De Vaan: ‘We leven in hoge-loonlanden. Om te kunnen blijven concurreren moet je alles uit de productieorganisatie halen wat er uit te halen is. Moderne apparatuur, automatisering, is wel een voorwaarde, maar biedt niet voldoende soelaas. Automatisering en productieorganisatie waren toch twee aparte werelden. Daarom wilden wij een alomvattende methodiek maken die de technische én de menselijke aspecten beschrijft.’

‘Stel: een bedrijf twijfelt tussen optimaliseren van de productie en verhuizen naar een lage-loonland. De eerste stap een in onze visie is dan: doe een benchmark. We zijn nu in staat op een workshopachtige manier tot een zeer snelle analyse te komen. We kunnen de productie binnen verschillende bedrijfsonderdelen snel typeren en de totale performance van een bedrijf in kaart brengen. Er zijn internationaal kengetallen beschikbaar over bijvoorbeeld assemblagebedrijven die betrekking hebben op de bewerkings- en doorlooptijd. Als kengetallen dan niet worden gehaald, weet je vaak dat het ligt aan een suboptimale productieorganisatie van bepaalde bedrijfsonderdelen.’

Concurrent engineering

‘Benchmarking is een inderdaad een vertrekpunt’, bevestigt Overwater. ‘Vervolgens kun je zover gaan dat je niet alleen je bedrijfsprocessen herontwerpt, maar dat je de hele business herdefinieert, abstraheert, waardoor je bijvoorbeeld overeenkomsten ziet ontstaan tussen het ontwikkelen van een zaktelefoon en een auto. Zo kun je daar als automaker ook wat van opsteken.’

Een goede consultant spaart daarbij ook zichzelf niet. Udo: ‘Ook wij zijn voortdurend bezig te zoeken naar mogelijkheden de doorlooptijd te verkorten van onze eigen projecten bij klanten. We ontwikkelen daarvoor methodologieën waarin aspecten zijn verwerkt van concurrent engineering. Een van de initiatieven in dit verband noemen we re-inventing systemsbuilding.’

‘Concurrent engineering, waarbij je tegelijkertijd met een product samen met alle betrokkenen – klant, Marketing & Verkoop, Inkoop, leveranciers, engineering – de daarvoor benodigde processen ontwerpt, komt uit een heel andere wereld. Ook dát is een vorm van benchmarking, het vergelijken en ijken van processen. En dan krijg je wat re-inventing the business wordt genoemd: soms ontkom je er niet aan de kernactiviteit te herdefiniëren, te greenfielden, om helemaal out of the box, los van alle bedrijfsbeslommeringen, buiten de gebaande paden, je af te vragen wat je competence is waarin je bedrijf zich in essentie onderscheidt van andere bedrijven.’

Harley Davidson

Zo herdefinieerde motorfietsenfabrikant Harley Davidson onder de hoede van Andersen Consulting zijn business als een bepaalde, vrijgevochten levensstijl. Je hebt motorrijders en Harley Davidson-rijders. Eerst moest natuurlijk de Japanse concurrentie worden geëvenaard door de grote hoeveelheid foutproducten uit te bannen. Dat betekent reworking en terugdringen van de inefficiëntie in de productie (grote voorraden, laag productietempo, lange wachttijden, veel onderhanden werk en dus een groot kapitaalbeslag). Door lean te gaan produceren dus.

Maar vervolgens werd om Harley Davidson een nieuw imago opgetuigd. Bij de HD-dealers in de VS vindt de klant een kiosk met een pc waar je á la carte je eigen motorfiets kunt samenstellen: van kleur tot en met het motorgeluid. Udo: ‘Als een machine wordt samengesteld uit door engineering vrijgegeven, gevalideerde modules, is het niet meer nodig om met die order langs engineering te gaan.’

Ontwerpers zijn geneigd zich daar tegen te verzetten. Bij DAF-trucks is sprake van client driven engineering, waar een configurator, een computerprogramma, klanten in staat stelt een vrachtwagen volgens eigen wensen en eisen samen te stellen. De configurator geeft aan welke combinaties van modules wel en niet kunnen. Een configurator is het front end van het logistiek systeem; de productie en de inkoop van onderdelen wordt er mee aangestuurd. De configurator moet worden onderhouden vanuit engineering.

Met zulke methodologie en technologie hebben bekende producenten zoals Harley Davidson dus het Aziatische tij weten te keren. Hetzelfde geldt volgens Mat de Vaan voor kleine bedrijven die nu aan zet zijn: ‘Een Taiwanese fietsenfabrikant gaat hier in Nederland een fietsenfabriek opzetten, omdat hij dichter bij de markt wil zitten en zo sneller kan leveren. Tegenwoordig wordt de productiviteit meestal bepaald door de mens-machine-combinatie: als de bediener van een dergelijke machine een beetje doeltreffender gaat werken, verhoogt dat de productiviteit zodanig dat het loonkostenvoordeel van een lage-loonland in het niet valt.’

(FOTO 1

(BIJSCHRIFT )

Klanten van DAF kunnen, als zij een nieuwe vrachtwagen kopen, deze met behulp van een zogenoemde configurator geheel naar eigen wens samenstellen. (Foto: DAF)

(FOTO 2)

(BIJSCHRIFT )

Prof.dr.ir. Mat de Vaan (links) en ir. Maurits Verweij: …met een eenvoudige methode de drempel verlagen voor kleine en middelgrote bedrijven die hun processen willen verbeteren… (Foto: Michel Wielick).

(FOTO 3)

(BIJSCHRIFT)

Dr.ir. Remco Overwater (links) en ir. Rufus Udo: ‘Na de hausse van verbeteringen in het logistieke proces wordt langzaam duidelijk dat de weg naar verdere verbetering van de concurrentiepositie loopt via het ontwerpproces.’

(Foto: Michel Wielick)

(KADER)

Er is HOPE voor het MKB

De HOPE-methode van Berenschot beoogt niet zoals de aanpak van Andersen Consulting om in laatste instantie de eigen bedrijfsactiviteit, de business, te herdefiniëren en aan de hand daarvan het bedrijfsproces fundamenteel te herontwerpen. Bij fundamenteel herontwerp is het aangrijpingspunt al gauw de productontwikkeling, de ontwerpafdeling, omdat meestal daar het bedrijfsproces begint.

Het aangrijpingspunt van de HOPE-methode is het productieproces. Door het productieproces te herontwerpen aan de hand van (slechts) zes basistypen, wordt tijd en dus geld bespaard. Lean production en BPR veronderstellen vaak inzet van automatisering; informatica en robotica zijn dan dus duur en tijdrovend.

Ir. Maurits Verweij: ‘Voor het beschrijven van een productieomgeving kun je een aantal basisvormen onderscheiden. De problemen waar een bepaald bedrijf tegen aanloopt, zijn misschien te wijten aan een verkeerde grondvorm. Het gaat er daarbij om hoe ingewikkeld een product is, hoeveel exemplaren er van moeten worden gemaakt en welke eisen aan flexibiliteit worden gesteld. Daarbij moet je kengetallen waarderen in hun context: een serie van tien vliegtuigen is al heel wat, een serie van tien auto’s is niets.’

‘De autonome groep, manufacturing cell of Productions Insel, is een van die grondvormen ofwel basic types: een team maakt geheel zelfstandig een afgerond (onderdeel van een) product. Aan het andere uiterste van het spectrum bevindt zich de functionele afdeling, waar slechts een taak van een order wordt verwerkt waarna de order doorschuift naar een volgende afdeling. Daartussen ligt bijvoorbeeld het Flexibel Manufacturing System (FMS), de geautomatiseerde versie van de productiecel. Verder onderscheiden we de multiproductielijn en het stroomdok. Hierbij verplaatst het product zich nog wel serieel langs een assemblagelijn, maar op elk station werkt een groepje mensen aan parallelle taken. Ten slotte is er stationaire productie waarbij men voor uiteenlopende handelingen specialisten naar de ‘bouwplaats’ stuurt.’

‘Met suitability profiles, een waarderingsmatrix van verschillende productieaspecten zoals seriegrootte, productvariëteit, hoeveelheid onderdelen, aantal montagehandelingen e.d., geven we aan hoe in verschillende situaties verschillende grondvormen meer of minder geschikt zijn.’

Kort cyclische arbeid

HOPE neemt niet zozeer de technische mogelijkheden als uitgangspunt maar het aanwezige menselijke kapitaal en zoekt daarbij de beste technologische mogelijkheden. Een bedrijf kan voor een productieproces kiezen uit een taakgroep of een productielijn. Een dergelijke keuze hangt af van het opleidingsniveau of zelfs van persoonlijke voorkeuren.

De Vaan: ‘Niet alle mensen hebben dezelfde verwachtingen ten aanzien van hun werk. Je kunt dus niet zonder meer zeggen dat kort cyclische arbeid aan een assemblagelijn altijd voor iedereen vervreemdend werkt – alhoewel arbeid met extreem korte cycli, dus met een hoge mate van eentonigheid, voor niemand leuk is. Maar je zit uiteindelijk met economische randvoorwaarden.’

‘De productiesituatie is bepalend. Daarbij gaat het niet alleen om de aard van het product en hoe het geproduceerd moet worden, maar ook met het soort personeel. Voor een lijnproductie zijn andere mensen nodig dan voor productiecellen. In sommige situaties zijn productiecelachtige structuren en een assemblagelijn gelijkwaardige alternatieven.’

Het Duitse bedrijf Windhoff AG (machinebouwer van met name industriële transportmiddelen, 450 personeelsleden) was een van de drie bedrijven in het HOPE-project, samen met het Eindhovense bedrijf Frencken (onderdelen voor onder meer lucht- en ruimtevaartindustrie) en het Belgische bedrijf Verhaegen (fabrikant van bedden en lattenbodems).

De trend bij Windhoff is dat het productenpalet steeds groter wordt en de series kleiner. Dat leidde tot voorraadbeheer, interne logistiek, planning en besturing.

Toen HOPE bij Windhoff werd ingevoerd, waren net twee assemblagelijnen op elkaar aangesloten en optimaal geschikt voor het produceren van een groot aantal uniforme producten. Op een van deze lijnen werden twee verschillende soorten bouwmachines gemaakt: een met veel klantspecifieke onderdelen en een met minder klantspeficieke onderdelen. Omdat grote aantallen nodig waren van beide typen, werd de lijn beurtelings drie weken voor het ene en drie weken voor het andere type gebruikt. Dat betekende lange levertijden voor exemplaren van de afzonderlijke typen.

Besloten is de producten met speciale eisen voor de klant niet langer tussen het standaardproduct door op een lijn samen te bouwen, maar pas te monteren nadat het product de assemblagelijn heeft verlaten. Heeft een product heel veel klantspecifieke onderdelen dan wordt het stationair in een bouwdok geassembleerd. Kwaliteitsborging wordt gedaan door de productiemedewerkers zelf om zo de doorlooptijd te verkorten. Er kwam een nieuwe lakplaats, die voldoet aan de laatste milieu-eisen en tegelijkertijd verschillende machines in andere kleuren kan spuiten. Gemiddeld is de levertijd verkort met 40 %, zijn de voorraden gehalveerd terwijl de hoeveelheid mankementen is verminderd met 25 %.

(FOTO 4)

(BIJSCHRIFT)

Een assemblagelijn bij Windhof AG. (Foto: M. Verweij)

(TEKENING)

(BIJSCHRIFT)

De zes basistypen die verschillende wijzen van produceren weergeven.

Geen onderdeel van een categorie

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

22 mei 1996 Erwin Van den Brink

OMSLAGARTIKEL

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

interviews

Erik van de Linde: Zwemmen in een zee van kennis (DI 1995, nr. 19)

30 november 1995 Erwin Van den Brink

1995 19

DRS. ERIK VAN DE LINDE NIEUWE DIRECTEUR VAN STT

Ervaringen van technisch-wetenschappelijk attaché in de VS

Zwemmen in een zee van kennis

De nieuwe directeur van de Stichting Toekomstbeeld der Techniek, drs. Erik van de Linde, is vijf jaar technisch-wetenschappelijk attaché (TWA) in de VS geweest. ‘Een combinatie van kookboek en handigheid’, zegt hij over een deel van het werk. ‘Wie echter trends in technologie-ontwikkeling wil ontdekken, is bij de TWA’s aan het goede adres.’

– Erwin van den Brink –

De auteur is redacteur van De Ingenieur.

In het zojuist verschenen Tussentijds Bericht van de Stichting Toekomstbeeld der Techniek (STT) schrijft dr. J.C.M. Hovers, voorzitter van de Raad van Bestuur van Stork, dat in de toekomst bedrijven zich alleen van concurrenten kunnen blijven onderscheiden door de kennis die zij in hun produkten weten toe te passen. Voorzover het daarbij gaat om technologie, moeten bedrijven zich volgens Hovers de vraag stellen: waar ter Wereld bevindt zich welke technologie, hoe krachtig is zij inhoudelijk, octrooitechnisch, wat levensfase betreft, in hoeverre is zij verkrijgbaar, in licentie of door koop, of juist niet.

De nieuwe directeur van STT, drs. Erik van de Linde, heeft zich de afgelopen vijf jaar beziggehouden met juist deze vraag: hij was technisch-wetenschappelijk attaché (TWA) op de Nederlandse ambassade in Washington.

Nederland is klein maar heeft daardoor een groot buitenland, luidt een gevleugelde uitspraak die ook geldt voor ingenieurs. Daarbij komt dat in dit grote buitenland de waardering voor techniek vaak groter is dan bij ons. De VS besteden per jaar 150 miljard dollar aan onderzoek. Industrie en overheid nemen elk ongeveer de helft van dit bedrag voor hun rekening. Amerikanen kijken daarbij niet alleen naar het commerciële rendement van geïnvesteerde kennis. Er moet ook nog eens iets moois te beleven zijn of iets van een nationale ambitie vorm krijgen. Amerikanen houden daarbij van flink uitpakken zoals met het onderzoekprogramma Biosphere 2 en de Deltaclipper, een raket die verticaal kan landen.

Trends ontdekken

Er valt dus voor ingenieurs over de grens nog heel wat kennis te delven. Met name in de VS, waar Van de Linde de afgelopen vijf jaar TWA was. Toch ziet hij niet veel ingenieurs als technisch ondernemer op eigen houtje poolshoogte gaan nemen in dit eldorado van onderzoek en ontwikkeling.

Van de Linde: ‘Ik denk dat het redelijk is om te zeggen dat ik meer Nederlandse zakenlieden en wetenschappers tegenkwam dan ingenieurs. Maar naar het schijnt gaan er hoe dan ook minder onderzoekers naar de VS toe dan vroeger, om redenen zoals een moeilijk verkoopbaar huis, een werkende partner. Een deel van de bezoeken onttrekt zich aan mijn waarneming: werknemers die voor hun bedrijf worden uitgezonden, congressen bijwonen en dergelijke, hebben daar niet de technisch-wetenschappelijk attaché voor nodig. En alle grote bedrijven hebben een eigen kantoor in de VS.’

De missie van de TWA luidt dat hij voor het Nederlandse bedrijfsleven, maar ook voor overheid en andere instellingen de antenne in het buitenland is voor technische ontwikkelingen. De TWA is direct aanspreekbaar, via telefoon, fax of tijdens het periodieke werkbezoek aan Nederland. De TWA’s in Washington krijgen ongeveer zeshonderd vragen per jaar. Ze moeten zich bevinden in het stadium vóór commercialisering. ‘Als de vragen een marktkarakter hebben, geven wij ze door aan bijvoorbeeld de Nederlandse Kamer van Koophandel in de VS. Als het er echter om gaat trends te ontdekken, dan is een vraag bij ons aan het goede adres.’

Een deel van het werk bestaat uit ‘een combinatie van kookboek en handigheid’. Van de Linde: ‘Bijvoorbeeld: noem een paar adressen van bedrijven die bezig zijn met visionsystemen in plantenkassen. Dat is vrij snel op te zoeken. Veel omvattender is een vraag als: wie zijn de spelers op het gebied van de telecommunicatie, wat gaat de overheid doen, wat wordt de regelgeving, welke fusies verwacht je binnenkort, welke sleuteltechnologieën spelen daarbij een rol.’

Direct contact

Zolang het niet gaat om staatsgeheimen, is het volgens Van de Linde niet moeilijk om aan informatie te komen. ‘Die ligt op straat en voor het opscheppen. Amerikanen praten graag en veel. Het probleem is hoe je het aanbod van informatie selecteert.’

Behalve de financieel-economische computerdatabank Dialog gebruikte Van de Linde vooral de Encyclopaedia of Associations: ‘In de VS is voor alles een vereniging, omdat Amerikanen altijd heel erg ‘netwerkminded’ zijn geweest: je moest elkaar kennen. Dus wemelt het er van de branche- en belangenorganisaties. Die bel je dan op. Dan krijg je iemand aan de lijn die zijn onderwerp propageert. Als hij dan wordt gebeld door iemand die er in is geïnteresseerd: whow! Die kent wel weer drie, vier namen van andere mensen die met die materie bezig zijn. Uit een Dailog-file haalde ik altijd wel een paar namen. Via via kwam ik altijd wel terecht bij een champion, een trekker op het gebied waarover de vraag ging, die mij recente artikelen of papers wilde toefaxen. In mijn ogen was dat betrekkelijk gemakkelijk verkregen informatie. Voor de steller van de vraag was het een enorme uitkomst.’

Maar het bellen van organisaties en van Dialog kan toch ook vanuit Nederland?

Van de Linde: ‘Toch denk ik dat je als je in Washington woont, beter met zo iemand aan de telefoon kunt praten dan wanneer je dat vanuit Nederland doet. Niet alleen vanwege het tijdverschil, maar ook omdat je door onder de Amerikanen te zijn het beste in de gaten krijgt hoe je Amerikanen kunt toespreken. Als je daar woont, zie je meer Amerikaanse televisie, kranten en wat dies meer zij. Ja nu, nu zou ik het ook vanuit Nederland kunnen. Maar naar verloop van tijd zou ik toch de touch verliezen.’

Die vrijgevigheid met informatie is moeilijk te rijmen met het beeld dat Amerikanen harde ondernemers zijn die niet zomaar kennis weggeven. Van de Linde: ‘Maar organisaties bestaan uit veel mensen en in de VS heb je hele grote organisaties, denk maar aan de federal labs. Daarvan zijn er 250, waaronder hele grote, zoals Los Alamos en Sandia van het Department of Energy. Als ik informatie wil halen uit een federal lab, kan ik gaan bellen met een tech-transfer officer. Ik kan ook rechtstreeks bellen met een onderzoeker, want die mensen hebben gewoon een eigen E-mailadres of faxnummer. Onderzoekers praten graag honderduit. En passant schrijf je dat allemaal netjes op. Het is heel lang zo geweest dat men over allerlei soorten van onderzoek geen echte zwijgplicht had. Overigens is die openheid wel een beetje aan het dichtslibben.’

Klopt het beeld dat de VS minder goed dan de Aziatische economieën in staat zijn kennis om te zetten in succesvolle produkten? Van de Linde: ‘Ach, er zijn ook technologieën waar Amerikanen wel degelijk heel veel mee verdienen, zoals de automarkt. De grote drie doen het momenteel weer uitstekend. Op het gebied van chipproduktie zijn de VS nog steeds de grootste. Die positie hebben de Japanners nooit kunnen overnemen.’

Technologiebeleid VS

Ook in de VS woedt nu de discussie over de stagnerende onderzoekinspanningen. De Amerikaanse doctrine luidt dat programmatische sturing van R&D nauwelijks zin heeft. Wie investeert in kennis, krijgt uiteindelijk daarvoor ample reward. Tegenwoordig is dat idee een beetje verlaten.

Van de Linde: ‘President Clinton is begonnen met een technologiebeleid naar Japans en Europees voorbeeld: kennis ontwikkelen met het oog op de toepasbaarheid ervan. Er was natuurlijk technologiebeleid voorzover dat was geïnspireerd door de militaire doctrine, met duidelijk technisch omschreven doelstellingen. Industriebeleid bestaat in de VS helemaal niet, of het moet ad hoc zijn, zoals op het moment dat de laatste fabrikant die speciale gassen fabriceert die nodig zijn bij de superschone chipfabricage, in Japanse handen dreigde te komen.’

‘Er bestaat een groot TNO-achtig instituut van het Department of Commerce: het National Institute of Standards in Technology (NIST). Dat instituut heeft de opdracht gekregen om aan technologiebeleid uitvoering te geven als een soort Senter, de uitvoeringsorganisatie voor het technologiebeleid van het Nederlandse ministerie van EZ.’ Het NIST moet kritische technologieën definiëren, onderzoekvoorstellen selecteren en geld toekennen.

Van de Linde: ‘Die discussie die daaraan vooraf is gegaan, heeft duidelijk gemaakt hoe gevoelig het onderwerp van staatsinmenging in kennisverwerving via programmatische sturing van technologieontwikkeling bij de Amerikanen ligt.’

‘Een van de duurdere programma’s is het Advanced Technology Programm (ATP). Dat moest de civiele tegenhanger worden van Defence Advanced Research Project Agency (DARPA). Men is nu onder druk van de republikeinen de ATP-benadering weer aan het verlaten.’

Men mikt liever op dual use van militaire technologie. Zo is het Global Positioning System (GPS) van satellietnavigatie, waarvan de militaire ontwikkeling begon in de jaren zestig, nu ontdekt door de transportindustrie. Het is een van de eerste projecten waarbij vanaf het begin naar dual use is gekeken: zowel militaire als civiele toepasbaarheid.

Een artikel over GPS in het blad Technieuws, het publikatieforum van de TWA’s, was een van de laatste projecten van Van de Linde. Hoewel het werk van de Stichting Toekomstbeeld der Techniek in essentie wellicht overeenkomsten heeft met dat van de TWA (het opsporen van nieuwe technologietrends) is de aanpak toch anders. Niet langer ad hoc surfen over compernetwerken en het hele land afbellen, maar gedegen vraaggesprekken voeren met de opinieleiders uit de wereld van wetenschap en techniek. ‘Toekomstonderzoek is erg ‘in’ momenteel. De aanpak die STT hanteert sinds de oprichting in 1968, is een heel duurzame gebleken. Studies worden begeleid door iemand van STT die een soort secretaris is, maar ze worden verricht door de mensen die in het dagelijks leven ook daadwerkelijk met de onderzochte materie bezig zijn. Doordat die mensen elkaar ontmoeten via STT, komen ze samen tot een hogere vorm van integratie van kennis, die ze dan hopelijk na die studie weer gebruiken in hun dagelijkse werk. Ik zou geen betere methode weten om aan toepasbare, op de toekomst gerichte kennis te komen.’

Er zijn TWA’s op de ambassades in Washington, Tokio, Bonn, Parijs en Rome. Zij publiceren in ‘Technieuws’. Een gratis abonnement is aan te vragen bij het ministerie van EZ, TWA-systeem (B20/k 400) postbus 20101, 2500 EC Den Haag. Voor informatie over STT: Prinsessegracht 23, postbus 30424, 2500 GK Den Haag, tel. (070) 391 98 56, fax (070) 361 61 85, E-mail: STT@bart.nl.

(QUOTE BIJ PORTRET)

‘Ik zou geen betere methode weten om aan toepasbare, op de toekomst gerichte kennis te komen dan de STT-methode’, drs. Erik van de Linde

(Foto: Benelux Press, Den Haag)

(BIJ DIA)

Nationale ambitie speelt bij sommig onderzoek in de VS een grote rol, zoals bij Biosphere 2, waarbij het gehele ecosysteem op Aarde in een glazen koepel werd nagebouwd.

(Foto: ABC Press, Amsterdam)

(BIJ 2 FOTO’S)

Een van de paradepaardjes van Amerikaanse technologie: de Deltaclipper, een raket die verticaal kan landen.

(Foto’s: McDonnell Douglas)

Technologie & Opinie