KROHNE Altometer is een opdrachtgever waarvan ze bij tbp electronics blij worden: de Dordtse ontwikkelaar en fabrikant van industriële flowmeters heeft Design for eXcellence (DfX) hoog in het vaandel en beschouwt early supplier involvement als een belangrijke enabler. Dus kijkt tbp al in een vroeg stadium van de productontwikkeling over de schouder van KROHNE’s elektronica-engineers mee en zorgen ze er samen voor dat designs ‘right first time right’ zijn. ‘Onze stelregel is dat we een fout niet twee keer willen maken’, zegt Bert Hennink, senior electronic designer bij KROHNE Altometer.
Bert Hennink
KROHNE Altometer en tbp op één lijn over early supplier involvement en Design for eXcellence
KROHNE Altometer is binnen de KROHNE Group het centre of excellence voor industriële flowmeters. Het bedrijf ontwikkelt en produceert die in veel soorten en maten, zo nodig ook klantspecifiek. Magnetische flowmeters – voor geleidende vloeistoffen, zoals water – vormen de hoofdmoot; daarvan worden er 60-70.000 per jaar gemaakt. Bij ultrasone flowmeters – voor niet-geleidende substanties, zoals olie en gas – gaat het om circa 10.000. Waaronder een ijkwaardige flowmeter die de handel in de olie- en gassector veel toepast, zegt projectleider Pico Brand. ‘Op deze CT-meting (Custody Transfer) baseren zij hun rekening aan de klant. Die meters leveren we in relatief kleine aantallen, maar de nauwkeurigheidseisen zijn des te hoger. Ze zijn immers de kassa voor een oliebedrijf.’ Voor die ultrasone systemen produceert tbp electronics de complete elektronica (pcba’s, pcb assemblies).
Een recente innovatie is multifasemeting op basis van magnetische resonantie. Brand: ‘Die hebben we als eerste op de markt gebracht. Ze meten in oliestromen de hoeveelheid olie én wat er nog meer uit de bron meekomt, zoals water en gas. Een systeem dat dat allemaal in één keer meet, is de holy grail; onze flowmeter kan dat.’
Pico Brand
Altijd juiste oplossing
Een flowmeter meet dus hoeveel vloeistof – of gas – er per tijdseenheid door een pijpleiding stroomt (‘debiet’). KROHNE Altometer levert die, inclusief een speciaal gecoate, geïsoleerde pijp. Brand: ‘De kleinste, met een diameter van twee millimeter, wordt bijvoorbeeld voor het vullen van drankflesjes gebruikt. En met de grootste, drie meter in doorsnee, meten steden als Shanghai de schoonwatertoevoer.’
Flowmeters ‘made in Dordrecht’ vinden verder hun weg in de (petro)chemie, afvalwater-, bagger- en mijnindustrie en farma. ‘Voor iedere partij die iets door een pijpleiding van a naar b transporteert én die het debiet exact wil weten, hebben wij de juiste oplossing’, zegt Marco van der Slikke, senior electronic designer. ‘De nauwkeurigheid vergroten is één van onze focusgebieden; verbreding van het toepassingsgebied is het tweede’, zegt Brand. ‘In een van onze applicaties meten we tijdverschillen in orde van grootte van enkele picoseconden. Onze flowmeters worden onder meer gebruikt bij het verladen van olie op supertankers. Daar gaan 300.000 barrels in: 300.000 keer 156 liter! Bij die hoeveelheden is ieder tiende procent afwijking héél veel geld. Dit jaar brengen we flowmeters op de markt met nauwkeurigheden tot op honderdsten van procenten.’
Vroegtijdig meedenken
Ton Plooy
KROHNE Altometer zet zwaar in op innovatie: zeventig van de 450 medewerkers in Dordrecht zijn werkzaam in r&d. Vorig jaar betrok die afdeling een nieuw pand, met drie keer zoveel ruimte als voorheen. Die race naar aldoor meer nauwkeurigheid heeft grote consequenties, onder meer voor de elektronica. Steeds meer componenten en geavanceerde functionaliteiten (fpga’s, Ethernet gigabit, high speed USB, high speed SDRAM…) moeten een plekje op het printed circuit board (‘bord’) krijgen. Die allemaal goed en slim plaatsen en verbinden, zodat het bord doet wat het moet doen – tientallen jaren lang, bij -40 en +85 graden Celsius, in vochtige omstandigheden vaak – is geen sinecure. Hennink: ‘Wij kunnen veel zelf, maar niet alles; dat zouden we niet willen. Daarom hebben we tbp in de arm genomen. Zij bieden goede kwaliteit, Dirksland is in de buurt en we hebben een goed gevoel bij samenwerken met hun.’ Tbp is specialist in electronic manufacturing services (ems). KROHNE legde het bouwen en testen van de elektronicamodules voor bepaalde ultrasone flowmeters bij tbp neer. Brand: ‘Die worden als assembly toegeleverd en hoeven we alleen maar aan te sluiten.’
‘Tweede oog’
Dat is niet het hele verhaal. Want KROHNE Altometer ‘gebruikt’ tbp ook om in vroeg stadium van productontwikkeling mee te denken over bijvoorbeeld de componentenkeuzes, bord lay-out (footprint), geschikte plaatsingstechnologie (press fit,of pin in paste?) en coating. Daarbij komen veel aspecten kijken, zoals de functionaliteit, robuustheid en leverbaarheid/levertijd van componenten en de maak- en testbaarheid van het bord. Allemaal input, die KROHNE op het spoor zet van Design for Manufacturing (DfM), Design for Testing (DfT) en, ultimo, Design for eXcellence (DfX). ‘Met de functionaliteit’, benadrukt tbp-ceo Ton Plooy, ‘bemoeien wij ons ons niet. Wij kijken over hun schouder mee of het maakbaar en testbaar is.’ Van der Slikke: ‘Hun meerwaarde is dat ze met een ‘tweede oog’ meekijken: “Jullie hebben dit part-nummer gekozen, maar volgens ons past dat niet op de footprint.” En past het wel, dan adviseert tbp soms: “Met deze is de soldering beter”.’
Right first time
KROHNE Altometer heeft een grote bibliotheek (library) van componenten, inclusief alle relevante gegevens, opgebouwd. Wijzigingen worden meteen doorgevoerd, zodat de engineers aan het 3D-CAD-systeem altijd de juiste en beste keuzes maken. Hennink: ‘Daarmee borgen we dat we een fout niet twee keer maken: wat uit de library komt, is oké. En alle componenten daarin heeft tbp bekeken op DfM. Dat DfM-compliant zijn in alles wat we doen, resulteert in minder uitval in productie.’ En, vult Plooy aan, in right first time. ‘Wij zien eindklanten nog vaak op eigen houtje ontwikkelen. Daar rolt een prototype uit en vervolgens wordt empirisch bepaald of die het doet of niet. Zo niet, dan moet er een tweede, derde of zelfs zesde prototype komen. Al die onnodige stappen sla je eruit met early supplier involvement. Dat biedt de beste garantie dat het eerste prototype goed is. Dat scheelt veel tijd en geld.’
Daar komt bij dat KROHNE Altometer tegenwoordig componenten toepast die boundary scan-compliant zijn. Samen met JTAG ontwikkelde tbp een extended boundary scan testoplossing (EBST) om ook analoge componenten langs de rand van het pcba te kunnen testen via boundary scan. Plooy: ‘Het prijsverschil is vaak maar een euro. Voor één euro méér kun je een zeer hoge testdekking halen. Maar dat moet een opdrachtgever wél al weten voor je een ontwikkeltraject ingaat, want de extra verbindingen die nodig zijn, krijg je later nooit meer erin gedesigned.’
Gedragen door management
‘Ook voor analoge borden streven we naar 100% testdekking’, aldus Hennink. En voor slip through hanteren we maximaal 0,3% en streven we naar minder dan 0,1%.’ Traceerbaarheid is ook een belangrijk aspect. ‘Al onze borden zijn uniek traceerbaar tot de bron. Van elk component in het veld kunnen we terug vinden waar tbp het ingekocht heeft.’ Plooy: ‘Al onze processen zijn traceable. Elk bordje heeft een uniek serienummer, waar alle relevante data aanhangt. We slaan terabytes aan data op.’
Bij dat alles hecht KROHNE Altometer aan korte doorlooptijden. Hennink: ‘Een nieuw type, waarvan we nu de nulserie gaan maken, hebben we in twee jaar ontwikkeld.’ ‘De aanwijzingen die tbp al vrij vroeg in dat proces gaf’, vult Van der Slikke aan, ‘maakten het voor ons makkelijker. We benutten de kracht van de dialoog en hun kennis en ervaring. Wij kunnen mooie designs maken, maar zijn die niet maakbaar dan heb je geen mooi product.’
Opdrachtgevers als KROHNE Altometer heeft tbp het liefst, zegt ceo Plooy. ‘Het management moet early supplier involvement dragen. Spelen zij de tijd en het budget niet vrij, dan gaat het niet lukken. Want je moet een paar extra slagen maken en wachttijden inlassen om ons die analyses te laten doen. Maar het totale traject is korter: die prototypeslagen spaar je uit en je hebt geen problemen als je in volumeproductie gaat. Dat heeft KROHNE Altometer heel goed begrepen.’
