Gedreven door innovatie en klaar voor de toekomst

Mechanische engineering: experts bespreken trends en uitdagingen

Techtalk Mechanical Engineering

De werktuigbouwkunde is één van de belangrijkste pijlers van de wereldeconomie - en staat momenteel voor enorme uitdagingen: nieuwe technologieën, toenemende klantverwachtingen, maar ook economische en politieke onzekerheden veranderen de industrie van de grond af aan en eisen innovatieve ideeën en producten. Daarom hebben we de trends en ontwikkelingen in de werktuigbouwkunde besproken met een panel van experts, die ook een blik wierpen op de toekomst van de sector.

Werner von Siemens, Gottlieb Daimler en Robert Bosch: Industrie, en met name werktuigbouwkunde, heeft een lange en bijzondere traditie in Duitsland. Waarmee associeert u de sector?

Andreas Muckes: Voor mij is werktuigbouwkunde, met name hier in Duitsland, altijd geïnspireerd geweest door een bepaalde geest. Er zijn altijd dingen geweest die als onmogelijk werden beschouwd - en dan kwam er een meneer Siemens, Daimler of Bosch die zei: "Het is mogelijk!" en maakte het waar. Naar mijn mening zijn het deze ambitie, de creativiteit om in nieuwe dimensies te denken en het vermogen om zich aan te passen aan steeds veranderende omstandigheden die de essentiële eigenschappen en deugden zijn die de werktuigbouwkunde in Duitsland tot op de dag van vandaag levend en actief hebben gehouden - en hopelijk ook in de toekomst zullen blijven doen.

Holger Wennrich: Dat is ook de reden waarom Duitse machinebouwers in het buitenland een zeer goede reputatie hebben, met name op het gebied van kwaliteit. Als ik met collega's en klanten in het buitenland praat, hoor ik vaak dat machines in Duitsland worden gemaakt volgens het principe "zo goed als mogelijk", terwijl in de rest van de wereld meestal het principe "goed genoeg" geldt. Dit kan een probleem zijn, maar het kan ook worden gezien als een kans.

Muckes: Er zijn een verbazingwekkend aantal "verborgen kampioenen" in de werktuigbouwkunde die absoluut topklasse zijn in hun specialiteit. Het is echter zeer zeldzaam dat het grote publiek van deze bedrijven heeft gehoord - uiteindelijk zijn mensen bij het kopen van auto's, sportschoenen of andere goederen meestal niet geïnteresseerd in de machines die ze hebben geproduceerd.

Dr. Sebastian Eisele: Daarentegen hebben mensen die machines kopen en gebruiken zeker van deze bedrijven gehoord. Voor hen zijn kwaliteit en betrouwbaarheid natuurlijk één van de belangrijkste aankoopcriteria. Maar ook andere factoren spelen een rol. Bijvoorbeeld: hoeveel ruimte heeft de machine nodig in mijn fabriek? Kan het worden aangesloten op andere machines? Is het gemakkelijk te bedienen? Dit zijn vragen waar fabrikanten vroeg in het ontwikkelingsproces over moeten nadenken.

Naast de traditionele creatieve geest, zijn het vooral onderwerpen als productiviteit, efficiëntie en flexibiliteit die de ontwikkeling van werktuigbouwkunde beïnvloeden. Wat zijn naar jouw mening de belangrijkste drijfveren voor innovatie in de sector?

Wennrich: Voor mij is flexibiliteit de belangrijkste trend. De omvang van productieruns neemt af in bijna elke sector. Fabrikanten worden gedwongen om kosteneffectiever te produceren met grotere variabiliteit. Ze hebben de juiste machines nodig, evenals nieuwe productieconcepten met functies zoals netwerken en digitalisering om dit te doen.

Eisele: Deze vraag naar meer flexibiliteit wordt ook gestimuleerd door toenemende personalisatie - niet alleen voor consumentengoederen, maar ook in de werktuigbouwkunde zelf. In het verleden ontwikkelden en verkochten machinebouwers standaardproducten. Die tijden zijn nu voorbij. Tegenwoordig weten klanten precies wat ze willen en eisen ze steeds meer individuele aanpassingen - zelfs voor machines. Dit betekent dat leveranciers ook veel flexibeler moeten zijn.

Muckes: Tegelijkertijd moet de kwaliteit echter net zo hoog zijn, zo niet hoger. Een machinegereedschap moet bijvoorbeeld elk onderdeel met dezelfde precisie produceren - ongeacht of het één of 50.000 onderdelen maakt. Dat voegt nog een hele laag complexiteit toe aan het vereiste profiel.

Experts talking about mechanical engineering
De experts waren het erover eens: Flexibiliteit en nabijheid tot de klant worden steeds belangrijker in de werktuigbouwkunde.

Digitalisering en netwerken veranderen de werktuigbouwkunde vanaf de basis. Welke uitdagingen en kansen brengen ze met zich mee voor machinebouwers en hun klanten?

Thomas Ameis: Ik zie deze trend als een kans voor de werktuigbouwkunde om haar innovatieve kracht te bewijzen. Als je in de toekomst succesvol wilt zijn in deze sector, moet je je onderscheiden van de concurrentie als een vernieuwer op gebieden zoals digitalisering, netwerken en voorspellend onderhoud. Dit is technisch uitdagend, natuurlijk, maar het biedt ook veel potentieel - met name als het gaat om economisch levensvatbare productieprocessen met batchgroottes zo klein als 1. Nieuwe technologieën zoals additive manufacturing of 3D-printen bieden mogelijkheden die voorheen ondenkbaar waren.

Eisele: Hier moet echter worden opgemerkt dat digitalisering en netwerken niet bepaald kerncompetenties zijn hier in Duitsland. De belangrijkste innovaties vinden voornamelijk plaats in het buitenland. Dit komt deels door het hoge niveau van gegevensbescherming dat we hier hebben - wat ongetwijfeld belangrijk is, omdat het zeker verstandig is om gevoelige bedrijfsgegevens zorgvuldig te behandelen. Aan de andere kant moeten we ervoor zorgen dat we niet de boot missen of te veel blijven dralen. Neem bijvoorbeeld AI: in plaats van te kijken naar het ongelofelijke potentieel van deze nieuwe technologie, gaat de publieke discussie voornamelijk over het beperken van de mogelijkheden ervan. Ik denk niet dat dit per se de juiste benadering is.

Digitalisatie in werktuigbouwkunde betekent ook dat er nog meer sensoren, controllers en andere elektronische componenten samen met de relevante bekabeling worden geïnstalleerd. Welke kabels worden hier voornamelijk voor gebruikt?

Wennrich: Ze variëren van motor- en servokabels voor elektrische aandrijvingen tot verbindings- en sensorbekabeling en BUS- en Ethernetkabels voor gegevensoverdracht: over het algemeen geldt dat hoe meer gedigitaliseerd en geautomatiseerd een machine is, hoe groter de verscheidenheid aan kabels. Een belangrijk aspect hierbij is de beschikbare ruimte voor het installeren van meer sensoren en elektrische componenten in de machine. Aangezien dit meestal hetzelfde blijft, worden oplossingen die ruimte besparen steeds meer gezocht - dat betekent kleine buitendiameters en buigstralen.

Kabelrupsen worden vaak gebruikt om kabels en draden veilig te verbinden met bewegende machineonderdelen. Waar moet rekening mee worden gehouden tijdens hun constructie en gebruik?

Eisele: Tegenwoordig moeten machines sneller en dynamischer zijn. Toenemende reisafstanden en snelheden leggen meer druk op de kabelrupsen, iets waar ook rekening mee moet worden gehouden. Tijdens deze planning sta je echter voor een dilemma tussen de beschikbare ruimte en het aantal benodigde kabels. Enerzijds moet de machine veel functies hebben en uitgebreide elektrische uitrusting, anderzijds moet deze zo compact mogelijk zijn.

Ameis: Dat hebben wij ook gemerkt: Het aantal kabels neemt toe door meer netwerken en sensor technologie, maar de beschikbare ruimte voor het installeren van de kabelrups blijft hetzelfde. Het wordt steeds moeilijker om de kabels in aparte kamers in de rups te leggen. Het is hier belangrijk om de ruimte slim te gebruiken door ervoor te zorgen dat de kabels optimaal gerangschikt zijn. Met deze interne rangschikking, rekening houdend met de installatievoorschriften, kan de maximale levensduur van de kabels worden gegarandeerd.

Muckes: Bovendien gaan klanten ervan uit dat de kabels, connectoren en kabelrups in energiesystemen allemaal compatibel zijn met elkaar, wat zeker niet altijd het geval is. We hebben het hier over mechanische en elektrische componenten voor een machine die meestal worden ontworpen door verschillende afdelingen. Vaak communiceren deze afdelingen niet genoeg met elkaar en hebben ze verschillende eisen, bijvoorbeeld met betrekking tot ruimte. Als systeemleverancier hebben wij de mogelijkheid om deze afdelingen samen te brengen om deze uitdagingen op te lossen. Klantgerichtheid is hiervoor echter een must.

Als we het hebben over klantgerichtheid: voor veel machinebouwers ligt de focus steeds meer op serviceconcepten. Wat betekent een goede klantrelatie en hoe ziet een succesvolle strategie er volgens u uit?

Energy chain

Eisele: Een veelbelovende aanpak in werktuigbouwkunde omvat turnkey-concepten, oftewel de levering van kant-en-klare producten. Bedrijven in alle sectoren klagen over het tekort aan vaardigheden. Ze hebben niet genoeg gekwalificeerd personeel om hun machines in bedrijf te stellen of zelfs te bedienen. Dus, wie in staat is om complete kant-en-klare productielijnen aan te bieden die idealiter geen bedienend personeel meer nodig hebben maar alleen technici om ze te onderhouden, heeft een duidelijk voordeel. Klanten zijn ook bereid hiervoor extra te betalen. Machinebouwers weten echter niet altijd van tevoren wie hun machines koopt en precies hoe ze zullen worden gebruikt, wat het ontwerpen ervan moeilijk maakt.

Ameis: Dat is waar. Het is vaak moeilijk om rekening te houden met hun omgevingscondities. Wat hier telt, is ervaring met de machines in dagelijks gebruik. Geografische verschillen mogen niet worden onderschat. Een machine in Thailand bijvoorbeeld wordt blootgesteld aan volledig andere temperatuur- en vochtigheidsinvloeden dan een in Duitsland. Daarom is het een goed idee om ze van tevoren in verschillende omstandigheden te testen.

Wennrich: Deskundig technisch advies is en blijft uiterst waardevol. Als het bijvoorbeeld om kabels gaat, is het waar dat standaardproducten worden gekocht waar de prijs-kwaliteitverhouding het beste is. Klanten geven er echter de voorkeur aan om geavanceerde producten te kopen van betrouwbare partners die hun uitdagingen en toepassing goed kennen. Idealiter kopen ze alles van deze partner om het inkoopproces te vereenvoudigen.

Muckes: De inkoopafdeling wordt vaak gedwongen te kopen volgens het motto "we hebben het altijd zo gedaan", ofwel omdat ze te laat zijn geïntegreerd in het inkoopproces of het project zeer urgent is - en dit terwijl er misschien in de tussentijd aanzienlijk betere componenten op de markt verkrijgbaar zijn. Het is ook de taak van de leverancier om optimalisatiemogelijkheden aan te wijzen, actief alternatieve oplossingen aan te bieden en hun toegevoegde waarde duidelijk uit te leggen.

Ameis: Als de klant een product nodig heeft dat misschien niet bestaat, is een mogelijkheid voor de leverancier en klant om het samen te ontwikkelen totdat het klaar is voor serieproductie. Dit creëert een langetermijn- en stabiele relatie met de klant.

Een andere trend is de verschuiving naar meer duurzame productiemethoden en duurzame energiebronnen. Welke obstakels zijn hieraan verbonden en hoe kunnen machinebouwers hier op lange termijn van profiteren?

Eisele: De overstap naar duurzame energie is zeker noodzakelijk. Echter, de huidige hoge energiekosten vormen een echte uitdaging voor veel productie-industrieën. Ik denk dat politici een beter algemeen kader moeten creëren om ervoor te zorgen dat Duitsland ook in de toekomst een competitieve locatie blijft - andere landen maken momenteel succesvoller de overstap. Een lichte ontvlechting van de complexe mondiale toeleveringsketens is een andere aanpak die meer duurzaamheid biedt. Uiteindelijk heeft de Covid-pandemie drastisch duidelijk gemaakt hoe weinig er nodig is om de productie tot stilstand te brengen. Het had ook een enorm domino-effect op leveranciers wiens upstream-producten niet langer nodig waren. Velen van hen bevinden zich nu in een precaire situatie. En tot slot moet ook de vraag worden gesteld: Is het echt nodig om een product van de andere kant van de wereld te kopen in plaats van om de hoek, alleen maar omdat het een paar cent goedkoper is?

De turbulenties in de mondiale toeleveringsketens die hier besproken worden, maar ook politieke crises en inflatie, betekenen dat veel machinebouwers een onzekere toekomst tegemoet gaan. Hoe kunnen ze het beste omgaan met deze onzekerheden?

Muckes: Een neveneffect van deze onzekerheden is meer kortetermijndenken. Werktuigbouwkunde daarentegen leeft van de planningsfase waarin niet alleen nieuwe producten, maar ook nieuwe ideeën ontstaan. Aangezien dit in strijd is met de trend, kan ik me voorstellen dat het in de toekomst de norm wordt om nauw samen te werken met leveranciers al in de planningsfase en de verschillende processen door hun ogen te bekijken. Dit zal het gemakkelijker maken om te beslissen of een bepaald proces echt zinvol is qua haalbaarheid, functionaliteit en duurzaamheid, en het ontwikkelingstempo verhogen.

Eisele: Ik denk ook dat langetermijnsamenwerkingen cruciaal kunnen zijn om om te gaan met onzekerheden - bijvoorbeeld een partnerschap waar de focus ligt op een bepaald type machine. Goede communicatie tussen fabrikant en leverancier is hierbij bijzonder belangrijk en zal in de toekomst zeker nog belangrijker worden.

Muckes: Een ander voordeel van Duitsland als vestigingsplaats voor bedrijven is de hoge concentratie van bedrijven in een klein gebied, inclusief de zogenaamde verborgen kampioenen. Deze nabijheid maakt het gemakkelijker om te werken in flexibele partnerschappen. Als leveranciers klanten toestaan om samen met hen aan het vereiste product te werken, kunnen ze ook creativiteit naar voren brengen.

Innovatief vermogen is altijd het onderscheidende kenmerk geweest van machinebouw en het zal ook in de toekomst zorgen voor succes.
Thomas Ameis, Chief Technology Officer, EKD Systems GmbH

Met al deze uitdagingen en nieuwe kansen in gedachten, hoe ziet u de ontwikkeling van werktuigbouwkunde in de komende jaren?

Two experts talking about mechanical engineering

De experts bespraken de laatste ontwikkelingen en trends in de techniek en speculeerden over de toekomst van de industrie.

Muckes: Ik denk dat de volgende ontwikkelingsfase in werktuigbouwkunde er één zal zijn die nog kosteneffectievere productie mogelijk maakt, zelfs in kleinere hoeveelheden, dus tot partijgroottes van 1, maar met dezelfde hoge kwaliteit als serieproductie. Digitalisering, netwerken en nieuwe technologieën zoals additive manufacturing zullen dit mogelijk maken. Het is nu gewoon een kwestie van optimaal gebruik maken van deze kans.

Eisele: Ik zie een grote behoefte aan verbeteringen in Duitsland, wat betreft het algemene politieke kader - bijvoorbeeld door het versnellen van het goedkeuringsproces. Veel bedrijven hebben reserves ten aanzien van nieuwe ontwikkelingen vanwege de complicaties bij het verkrijgen van de relevante goedkeuringen. Dit moet worden vereenvoudigd, maar niet ten koste van de kwaliteit. Het is ook een feit dat steeds meer productieactiviteiten in de toekomst door machines zullen worden uitgevoerd, wat de vraag naar hen zal stimuleren. Daarom zie ik een rooskleurige toekomst voor werktuigbouwkunde. Het is nu belangrijk om middelen te consolideren, te weten waar je goed in bent, de markt te volgen en misschien avontuurlijker te zijn. Naar mijn mening staat dan niets succes in de weg.

Ameis: Daar kan ik het alleen maar mee eens zijn. Innovatief vermogen is altijd het onderscheidende kenmerk geweest van werktuigbouwkunde en het zal ook in de toekomst zorgen voor succes. Daar ben ik van overtuigd.

Over de mensen:

four mechanical engineering experts
v.l.n.r.

Thomas Ameis trad in oktober 2022 toe tot de dochteronderneming EKD Systems van HELUKABEL als technologie manager. De afgestudeerde werktuigbouwkundig ingenieur begon zich al in het midden van de jaren 90 te specialiseren in kabelrupsen en heeft veel ervaring opgedaan in zowel verkoop als engineering in zijn vorige functies.

Dr. Sebastian Eisele is algemeen directeur van Eisele Elektronik GmbH. Als onderaannemer voor machinebouw richt het bedrijf met hoofdkantoor in Glatten, Duitsland zich op de constructie van kabelrupsen, schakelkasten en kabelassemblages. Eén van de belangrijkste sterke punten is het aanbieden van complete systemen aan klanten, waarmee ze tijd, energie, geld en ruimte besparen.

Andreas Muckes werkt sinds augustus 2023 bij HELUKABEL. Als Global Segment Manager voor Drag Chain Systems is zijn werkgebied kabelrupssystemen - een onderwerp waarin hij al aanzienlijke expertise heeft opgedaan gedurende eerdere functies.

Holger Wennrich trad in 2007 toe tot HELUKABEL en heeft verschillende functies bekleed, waaronder vestigingsmanager in Italië en China. Sinds 2019 is hij verantwoordelijk voor de uitbreiding van de afdeling voor speciale kabels. Hij is ook Global Segment Manager voor het specialistische gebied van kabelrupsen.

U kunt dit artikel en vele andere interessante artikelen ook vinden in het huidige nummer #14 van ons klantenmagazine POWER. Lees deze nu!

terug