Uitgangspunt van het gesprek is de themavraag: ‘Hoe slaan we de brug tussen software- en hardware-engineers?’ Eenmaal aan tafel bij Kees Verbaan en Erik Nieuwlands, beiden systeemarchitecten bij first tier contract manufacturer NTS-Group in Eindhoven, maken ze meteen duidelijk dat ze dit niet de juiste vraag vinden. ‘We hebben het er in onze voorbespreking gisteren nog over gehad: over welke kloof moet die brug dan komen?’ Vervolgens blijken er genoeg bruggen geslagen te moeten worden. Niet zozeer tussen de hardware- en de software-engineers, maar tussen álle disciplines.
De kloof zit ’m in de details
Werktuigbouwer Verbaan, opgeleid aan de TU Eindhoven, heeft zich toegelegd op precisie mechanica. Hij ziet zichzelf als een ‘mechatronicaman zonder diepgaande kennis van de software’. ‘Ik gebruik het volop, maar ik heb nog nooit een regel applicatiesoftware geschreven.’ Anders ligt dat voor zijn collega Erik Nieuwlands. Ook hij studeerde aan de TU/e, maar dan elektronica waarna hij aan de Open Universiteit de master Computersystemen behaalde. ‘Software schrijven doe ik nu niet meer, maar heb ik wel volop gedaan.’ Twee medewerkers van wie dus de één veel meer een hardware-achtergrond heeft en de ander veel meer software-bagage. Die zouden de kloof die hen scheidt toch moeten zien. Maar dan moet die er natuurlijk wel zijn…
Kees Verbaan: ‘De camera’s die wij benutten zijn vaak klantspecifieke configuraties. Zie dan maar eens te achterhalen waar het probleem zit: in de optica, in de FPGA, in de besturingssoftware?’
Evolutionair of revolutionair?
Onderling ervaren ze hem in elk geval niet. Waarbij ze meteen wel aantekenen dat het niet vaak voorkomt dat ze samen in hetzelfde project acteren: meerdere systeemarchitecten op één klus komt alleen voor als die zeer omvangrijk is. De projectteams die ze aansturen bestaan echter wel uit mensen van uiteenlopende disciplines die elk hun werk goed op dat van de andere teamleden moeten afstemmen. Een uitdaging, maar in welke mate hangt af van het type project. Verbaan onderscheidt in dat verband evolutionaire en revolutionaire projecten. In het eerste geval moet er een module geëngineerd en gebouwd worden bestemd voor een mature machine van een grote oem’er, die stapje voor stapje wordt doorontwikkeld. In het tweede gaat het om een compleet nieuwe machine, een one-off waarvan de klant alleen nog maar de functionaliteit heeft vastgelegd.
‘Als systeemarchitect weet je heel goed welke disciplines je bijeen moet brengen om tot een goed resultaat te komen’
‘De oem’er besteedt bijvoorbeeld een mechatronische module aan ons uit die een bepaalde beweging met een bepaalde nauwkeurigheid moet maken. Wij verzorgen dan soms ook een gedeelte van de software. Echter, de bovenliggende applicatiesoftware die onze module koppelt aan al die andere en zorgt voor de besturing van het grotere geheel, daar hebben wij geen zicht op. Daarin zit de core-technologie van de klant, en die geeft hij niet aan ons prijs. In die situatie is er veel minder sprake van multidisciplinair engineeren dan wanneer we voor een klant een special moeten ontwikkelen. Dan hebben we op basis van de eerste gesprekken met de klant wel een idee wat de machine of de module moet doen, maar qua hard- en software starten we met een blanco vel. Dan komt het er veel meer op aan dat we alle disciplines goed laten samenwerken.’
Snel een eerste concept
In die one-off-situatie is dat blanco vel overigens al snel behoorlijk vol geschreven. Nieuwlands: ‘Als je door je oogharen naar een machine kijkt, is die in de basis steeds hetzelfde: er moet iets in en er moet iets anders uitkomen.’ Na de eerste klantgesprekken komt het er dan ook op aan de kennis en ervaring van de diverse disciplines te bundelen en te condenseren in een eerste, digitaal concept van de oplossing. Bij NTS gebruiken ze daarvoor NTS Studio, een digitaal platform waarmee veel technische uitdagingen snel zijn te definiëren en conceptueel zijn op te lossen. ‘In veel machines’, duidt Verbaan, ‘moet massa worden verplaatst. Daartoe moeten er assen en motoren kunnen worden gekalibreerd en getest, moeten er kleppen en sensoren kunnen worden ingesteld en uitgelezen, moeten data over de flow kunnen worden gelogd en moet het grotere geheel worden bestuurd. Op hoog abstractieniveau ziet elke one-off er min of meer hetzelfde uit.’
Dat maakt het multidisciplinair samenwerken in die eerste fase relatief gemakkelijk. Temeer daar NTS Studio ook een graphical user interface (GUI) genereert: daarmee kan de klant snel een softwarematig bedieningspaneel worden voorgelegd dat hem een concreet beeld geeft van de bedachte oplossing. De echte uitdaging van multidisciplinair werken wacht zodra de klant die GUI heeft goedgekeurd en de detailengineering start. Is in die fase de software-engineer niet veel sneller dan zijn hardware-collega waardoor ze per definitie uit de pas lopen?
Problemen achterhalen
‘Alle hardware-specificaties zijn heel goed te borgen in een CAD-file’, duidt Nieuwlands. ‘Die data dienen ook als nauwkeurige besturing voor de bewerkingsmachines waarmee de metaaldelen gefreesd, gesneden en gedraaid worden. Toch komt het regelmatig voor dat het geheel, geassembleerd uit die delen, niet meer werkt, ook al is er binnen alle toleranties gewerkt. Of het prototype werkt goed, net als nummer 1 en 2, maar nummer 3 niet meer. Achterhalen waar het probleem zit, vergt dan een tijdrovende multidisciplinaire inspanning. En als er ook nog koopdelen in zitten, ben je zo weken verder.’
‘Maar de problemen kunnen ook ontstaan’, weet Verbaan uit ervaring, ‘door de interactie tussen hard- en software. Een ingekochte, hoge resolutie camera bijvoorbeeld kan aan alle specificaties voldoen, maar ingebouwd toch niet goed werken. In zo’n camera worden per opname veel controles en acties uitgevoerd en dat moet bij een zeer hoge snelheid gebeuren. De camera’s die wij benutten zijn vaak klantspecifieke configuraties. Zie dan maar eens te achterhalen waar het probleem zit: in de optica, in de FPGA (field-programmable gate array, red.), in de besturingssoftware? Daar kunnen maanden overheen gaan.’
Tussen álle disciplines
En dan komt de oplossing – zo blijkt – toch steeds weer door een goede interactie. Maar niet zozeer alleen tussen de hardware- en de software-engineers, maar tussen álle disciplines, maken de twee systeemarchitecten duidelijk. ‘Ja, software is gemakkelijk en snel aan te passen. Klopt. Maar dan wordt er in de besturing iets kleins aangepast, maar valt er elders iets om, werkt bepaalde mechanica, elektronica of optica niet meer naar behoren. Als dat dan niet direct gesignaleerd wordt, kan het even duren voordat dat verband met die softwarewijziging gelegd wordt. Om het probleem te achterhalen en vervolgens op te lossen, komt het aan op heel goed multidisciplinair samenwerken’, aldus Verbaan.
Dan werkt het het beste als de mensen in dat multidisciplinaire team in staat zijn over de grenzen van hun eigen werkterrein heen te kijken, duidt Nieuwlands: ‘Als je mechanici hebt die, als ze overwegen een wijziging door te voeren, ook oog hebben voor de implicaties daarvan voor hun softwarecollega. Of als je softwaremensen hebt die, omdat ze de elektronica snappen, begrijpen op welke wijze ze hun programmatuur het beste kunnen aanpassen.’
Nomineer nu die echte partner – een leverancier of een klant – voor een van de drie DISCA-awards: Nomineren kan via deze link, door te mailen naar disca@linkmagazine.nl of te bellen met 010 451 5510
Veelzijdig
‘Werk je bij een oem’er aan een grote, complexe machine, dan kun je als software-engineer heel goed functioneren door je helemaal op jouw softwaremodule te concentreren. Dan heb je feitelijk geen inzicht nodig in het grotere geheel waaraan je werkt. Maar dat is hier anders. Hier word je altijd betrokken bij het eindproduct. Bij die machine of module. Hier zie je goed wat jouw bijdrage is aan het grotere geheel’, zo promoot Verbaan het werken bij NTS. Met reden: ‘Wij hebben hier veelzijdige engineers nodig en juist die zijn heel moeilijk te vinden.’
Erik Nieuwlands: ‘Als je door je oogharen naar een machine kijkt, is die in de basis steeds hetzelfde: er moet iets in en er moet iets anders uitkomen.’
‘Maar ook het type dat zich graag alleen richt op zijn eigen werk, zonder veel afleiding, kunnen we hier goed gebruiken’, vult Nieuwlands aan. ‘Als systeemarchitect weet je heel goed wat je in huis hebt en welke combinaties van disciplines en karakters je bijeen moet brengen om tot een goed resultaat te komen. Ja, voor ons vak heb je niet alleen brede technische kennis nodig, maar ook mensenkennis.’
