Ga naar vorige pagina

What if Lab: the factory of the future

What if… we start developing the the factory of the future today?

Het van oorsprong Nederlandse bedrijf Fokker Elmo is een van de wereldleiders op het gebied van ontwikkeling en productie van elektrische bekabeling in vliegtuigen en vliegtuigmotoren. Het merendeel van de assemblagewerkzaamheden wordt nu nog handmatig gedaan, aangezien productie series relatief laag zijn en specificaties kunnen verschillen per klant. Fokker Elmo ziet een belangrijke rol voor automatisering in de toekomst van het bedrijf, maar heeft ook te maken met de zeer strikte veiligheidsvoorschriften in de luchtvaartwereld, waardoor innovatie vaak een lange adem vereist.

Het volledig automatiseren van het productieproces is economisch en technisch nog niet haalbaar, maar Fokker Elmo zet wel al stappen in het ontwikkelen van de fabriek van de toekomst. Zo ontwikkelt Fokker Elmo momenteel een MES systeem, (Manufacturing Execution System), wat veel van de huidige werkinstructies zal digitaliseren. Het opbouwen van een sterke koppeling (interface) tussen deze digitale datastroom van instructies en de uitvoerende werknemers (shopfloor operators) zou nu al een belangrijke stap naar volledige automatisering in de toekomst kunnen zijn. Deze interface tussen de digitaal voorbereide werkorders en shopfloor operators moet ervoor zorgen dat werknemers efficiënter en gebruiksvriendelijker kunnen werken en productiefouten voorkomen worden.

Over Fokker Elmo

Fokker Elmo is het resultaat van honderd jaar lang blijven uitvinden en innoveren op het gebied van vliegtuigtechniek. Het huidige bedrijf is ontstaan uit het voormalige Fokker Aircraft, dat aan het begin van de 20e eeuw werd opgericht door de Nederlandse vliegtuigpionier Anthony Fokker (1890 - 1939). In 1996 is Fokker Elmo overgenomen door Stork en momenteel opereert het binnen het GKN concern, een grootmacht op het gebied van ‘aerospace innovation’. De grote kracht van het bedrijf en de huidige positie in de markt is mede te danken aan de trouwe werknemers die vaak al lange tijd werkzaam zijn bij Fokker en hun grote passie voor het bedrijf, de klanten en de producten.

Als onderdeel van GKN is Fokker Elmo gespecialiseerd in Electrical Wiring Interconnection Systems; het maken van de bekabeling voor vliegtuig- en helikopter onderdelen - voor zowel de civiele als militaire luchtvaart. Fokker Elmo is wereldwijd de nummer 2 in dit vakgebied en werkt voor aansprekende klanten als Airbus, Boeing, Bombardier, Rolls-Royce, Pratt & Whitney, Northrop Grumman en Lockheed Martin.

Fokker Elmo heeft een uitstekende reputatie in de markt en heeft verschillende vestigingen wereldwijd (in Nederland, Turkije, China, USA, Canada en India), met in totaal zo’n 2200 werknemers.

De werkomgeving van de shopfloor operator

Een ‘shopfloor operator’ is een werknemer bij Fokker Elmo die zich bezighoudt met het assembleren van kabelsystemen volgens de unieke specificaties van de klant. Hiervoor worden alle kabels individueel gemarkeerd, in de juiste vorm geplaatst voor installatie, vaak (gedeeltelijk) geïsoleerd en verbonden aan gespecificeerde connectoren en stekkers. Dit is een zeer arbeidsintensief, nog grotendeels handmatig een tegelijk ‘data-driven’ proces. Om de kabelsystemen te assembleren schakelt de shopfloor operator constant tussen verschillende handelingen en bronnen: de gereedschappen, digitale handleidingen, instructies op papier, verschillende coderingen op de kabels en connectoren. Ook moeten er na elke stap controles worden uitgevoerd en geregistreerd.

Per kabelsysteem is een groot pakket informatie en instructies beschikbaar. Ingenieurs van Fokker Elmo ontwerpen de systemen in nauwe samenwerking met de klant en werken het eisenpakket, de bijbehorende onderdelenlijsten en assemblage instructies minutieus uit in een speciaal ontwikkelde digitale omgeving. De bronnen met instructies waar de shopfloor operator gebruik van maakt zijn soms fysiek, soms digitaal, soms moeilijk leesbaar, hebben verschillende lay-outs, formaten en vormen en zijn niet altijd direct in de buurt van de werkplek. Om de taken goed uit te voeren switcht de werknemer bijvoorbeeld per connector soms wel tientallen keer van bron: tussen de instructies op papier naar die op het beeldscherm naar het gereedschap, ondertussen telkens zoekend naar de juiste kabel of juiste opening in de connector aan de hand van de fijntjes geprinte codering. Het correct uitvoeren van de instructies bij assemblage is van groot belang aangezien eventuele fouten pas boven water komen bij het testen van een af product en vervolgens opgespoord dienen te worden. Ook het eventuele beschadigen van gebruikte materialen door niet juist uitgevoerde werkzaamheden kunnen leiden tot vertraging en extra kosten. Goed werk bij de montage voorkomt dus kostbaar tijdverlies tijdens of aan het eind van het proces. De ontwerpers die geselecteerd worden voor dit What if Lab zullen tijdens de masterclass een tour en workshop krijgen om zelf te ervaren hoe een shopfloor operator werkt. Daarbij is het goed te beseffen dat de productie in Nederland niet identiek is aan die in Turkije of China. Naast culturele verschillen alsmede de manier waarop wordt gewerkt, zijn de productiecapaciteit en eindproducten verschillend per vestiging.

De ontwerpuitdaging

De uitdaging van dit What if Lab draait om het verbeteren van de interface voor de shopfloor operator. Hoewel veel van de operators ervaren en geroutineerd zijn in hun werk, is de workflow nog niet altijd even efficiënt. Manuele productie is tijdrovend, daarom streeft Fokker Elmo naar oplossingen om handwerk - dat vooralsnog onvermijdelijk is - zo ver mogelijk te optimaliseren. Hierbij zullen digitalisatie en datastromen een grote rol spelen.

Een interface is eigenlijk een schakel tussen twee systemen: het zet de informatie van het ene systeem over naar het andere systeem. In dit geval gaan er eerst (digitale) instructie data richting de shopfloor operator, die ze weer inzet om de kabelbomen op de juiste manier te produceren. Hoe kunnen de shopfloor operators zo veel mogelijk profijt vinden van de (digitale) data die voorhanden is om hun werk simpeler, efficiënter, prettiger en met minder kans op fouten te maken? En kunnen de werkvoorbereiders ook leren van data die opgevangen wordt tijdens het werk? Kortom, kunnen we de koppeling tussen de bron van de data en gebruiker hiervan sterker maken door het ontwerpen van een gebruiksvriendelijke interface voor de shopfloor operator?

Zoals onder het vorige kopje ook is omschreven: de huidige ‘interface’ bestaat uit verschillende informatiebronnen die allemaal op een andere manier gelezen moeten worden. Er wordt daarbij vooral gebruik gemaakt van de ogen en de fijne motoriek van de handen, waarmee afwisselend verschillende handelingen verricht worden. Als je het bijvoorbeeld vergelijkt met de interface van een auto, lijkt de gebruiker daar veelzijdiger te worden ingezet: de pedalen, het stuur, verschillende knoppen op het dashboard, de handrem, versnellingspook en het routenavigatiesysteem kunnen simultaan worden gebruikt en zorgen er dus voor dat de chauffeur efficiënt en veilig kan autorijden.

Een tweede deel van de vraag in de opdracht is hoe deze interface fysiek in de werkplek en workflow van de shopfloor operators geïntegreerd kan worden. We zijn dus niet alleen op zoek naar ideeën voor het dashboard, maar zoeken oplossingen in zowel de digitale als in de fysieke omgeving: een ‘cockpit’ die shopfloor operators met verschillende instrumenten ondersteunt om efficiënt door de verschillende werkzaamheden te navigeren.  

Voor de shopfloor operators bij Fokker Elmo vormt een goede oog-hand coördinatie momenteel de basis, maar zijn er wellicht andere zintuigen of lichaamsdelen die beter benut zouden kunnen worden? Zijn er fysieke hulpmiddelen nodig om het werk intuïtiever te maken? Kan een visualisatie van data op of in de werkplek ondersteunen bij de werkzaamheden?  Is er een manier om de codes op de stroomdraden en connectoren gemakkelijker te kunnen lezen?  Zijn er digitale tools te bedenken die als hulpmiddel zouden kunnen dienen om operators werkzaamheden te laten valideren, efficiënter en inzichtelijker als de huidige handmatig afgestempelde papieren documenten? Kortom, hoe kunnen we de cockpit en interface van de operators nu gaan verbeteren met een blik op de toekomst?

De masterclass zal hierbij uiteraard een belangrijke bron voor informatie zijn: de kans met de shopfloor operators te werken, zelf de taken te ervaren en verdere uitleg van medewerkers die dagelijks bezig zijn met het verbeteren en implementeren van de digitale werkomgeving bij Fokker Elmo zullen de basis vormen om met deze opdracht aan de slag te gaan.

Wie zoeken we?

Het voornaamste doel van deze opdracht is op creatieve wijze de mogelijkheden voor een nieuwe interface te ontdekken. Inlevingsvermogen in het werk van een operator is daarbij belangrijk. Maar juist de afstand waarmee een ‘buitenstaander’ naar de situatie kijkt kan erg waardevol zijn om nieuwe inzichten te bieden en de poort te openen naar een mogelijke oplossing. Medewerkers van Fokker Elmo zijn zelf soms zo vervlochten met hun dagelijkse werk, dat het moeilijk wordt om op conceptueel niveau te kijken en mogelijkheden te zien in plaats van grenzen. Om gericht te kunnen werken is het een pré als ontwerpers voor dit What if Lab beschikken over enige technische kennis. Fokker Elmo heeft zelf natuurlijk op grote schaal technische expertise in huis die daaraan toegevoegd kan worden. Juist om die competenties verder aan te vullen zijn we op zoek naar ontwerpers die sterk zijn in conceptueel en creatief denken en deze ideeën om kunnen zetten in een visualisatie.      

Als eindproduct bij dit What if lab zijn we dus op zoek naar concepten voor hulpmiddelen die de werkomgeving van de shopfloor operators efficiënter en gebruiksvriendelijker maken. Na de eerste presentatie van de concepten in april zal Fokker Elmo evalueren of de concepten of onderdelen daarvan in aanmerking komen voor verdere ontwikkeling. Concepten die geselecteerd worden om door te ontwikkelen zullen door de studio’s in samenwerking met Fokker Elmo doorontwikkeld worden naar visuele prototypes. (Hiermee bedoelen we dat de ontwerpen uitgewerkt worden in (3d) visualisaties, modellen of mock-ups, maar we verwachten niet dat de onderliggende techniek, programmeerwerk of 1 op 1 producten uitgewerkt zullen worden.) Als Fokker Elmo besluit deze visuele prototypes na de presentatie in juni 2019 verder uit te willen werken zullen hierover nieuwe afspraken gemaakt worden tussen de ontwerper en Fokker Elmo en zullen de partijen buiten het What if Lab de samenwerking verder doorzetten.

De doelstelling is tijdens het What if Lab een open samenwerking op te starten waarbij kennis en kunde van beide partijen kan worden uitgewisseld en gebruikt. Er zijn daarom ook regelmatig in het tijdspad tussentijdse contactmomenten gepland, zodat ontwikkelingen door de organisatie gedragen kunnen worden en aansluiting kunnen vinden bij ontwikkelingen die al lopen binnen het bedrijf of innovaties die al getest worden. Daarnaast is het goed om regelmatig verwachtingen af te stemmen en telkens vanuit pragmatische hoek te checken of de praktische haalbaarheid van een concept te borgen is. Zo werken we naar een product dat (in de toekomst) ook echt geïmplementeerd kan worden binnen Fokker Elmo.

Ontwerpcriteria

De productie van Electrical Wiring Interconnection Systems (EWIS) voor vliegtuigen en helikopters voldoet aan zeer strenge eisen en regelgeving. Daarnaast is er bij Fokker Elmo veel variatie in de te produceren eindresultaten en zijn de datastromen die met elk apart product gepaard gaan erg groot. Om de praktische toepasbaarheid zo groot mogelijk te maken, is het belangrijk in het ontwerp rekening te houden met onderstaande criteria:

 

  • Behalve de grote hoeveelheid van de data, is er ook een grote diversiteit in de manier waarop de werkinstructies worden aangeboden. Dit geldt zowel op inhoudelijk vlak als qua medium (soms op papier, soms op digitaal scherm). Daarnaast kan die niet altijd op universele wijze gelabeld worden, dus dat is ook niet consistent.

  • Er wordt momenteel een project uitgevoerd om een Manufacturing Execution System te implementeren, wat de werkvloer digitaler gaat maken. Data, werkinstructies zullen hierin staan en op termijn met één klik op te roepen zijn door de shopfloor operators.

  • Elke handeling die een shopfloor operator uitvoert moet achteraf terug te traceren zijn (wie het wanneer heeft gedaan, en wie het wanneer heeft gecontroleerd). Dit is een harde eis vanuit de industrie en vanuit de klant.

  • De fabrieken waar Fokker Elmo productie draait zijn wereldwijd verspreid: in Nederland (Hoogerheide), Turkije (Izmir), India en China (Langfang). Deze vier verschillende culturen vertalen zich ook naar andere eisen aan de werkvloer of aan een interface.
Inschrijving en deelnamevoorwaarden

Inschrijven kan tot zondag 10 februari, 23:59 uur a.s. via deze link.
Bij de inschrijving vragen we de ontwerpstudio’s om een referentie naar 2 tot 5 relevante eerder uitgevoerde projecten en een motivatie voor deelname.

Let op: bij het inschrijfformulier is het niet mogelijk de ingevulde gegevens tussentijds op te slaan om op een later tijdstip verder te gaan. Daarom raden we aan je tekst uit te werken in een tekstverwerker zoals Word alvorens het inschrijfformulier in te vullen.

  • Beschrijving relevante projecten: max. 150 woorden per project.
  • Motivatie voor deelname: max. 600 woorden.
  • Afbeeldingen: JPG.
  • Minimale afbeeldingsgrootte: 600 pixels in de breedte, 72 dpi.
  • Maximale bestandsgrootte: 2 MB.

Lees voor inschrijving ook de Deelnamevoorwaarden door. Bij inschrijving ga je automatisch akkoord met de voorwaarden zoals omschreven in dit bijgevoegde document ‘Deelnamevoorwaarden WIL Fokker Elmo’. 

 

Vergoeding

De drie geselecteerde deelnemers ontvangen voor deelname aan de masterclass en het volgen van de cursus/workshop door de shopfloor operators  bij Fokker Elmo ieder een bedrag van €750,- voor de gemaakte uren. Deze masterclass met bijbehorende workshop zal plaatsvinden op 26 februari 2019 bij Fokker Elmo in Hoogerheide en neemt de gehele dag in beslag.

Daarnaast ontvangen deelnemers ieder een bedrag van €2.500,- voor het ontwikkelen van een concept, met bijbehorende tussentijdse contactmomenten en een presentatie op  10 april 2019 . Deelnemer(s) die hierna geselecteerd wordt/worden om het concept uit te werken tot ontwerp met uitgewerkte visualisatie (bijvoorbeeld in een model, 3d animatie, tekening of video), ontvangt/ontvangen een vergoeding van € 7.500. Deze vergoeding is ter compensatie van de gemaakte uren.

Geheimhoudingsplicht en intellectueel eigendom

In verband met de zeer gespecialiseerde en concurrentiegevoelige markt waar Fokker Elmo deel van uitmaakt, worden de 3 op 11  februari geselecteerde deelnemers aan dit What if Lab gevraagd een geheimhoudingsplicht te tekenen die het verbiedt mogelijk waardevolle of gevoelige informatie die door FE gedeeld is in het kader van dit What if Lab, openbaar te maken. Deelnemers zijn verplicht akkoord te gaan met deze Non-Disclosure and Confidentiality Agreement 2018. De NDA is opgesteld in samenwerking met Dutch Design Foundation en zal na de selectie aan deelnemers voorgelegd worden.

De intellectuele eigendomsrechten (“IE”) en de auteursrechten van de conceptontwerpen die op 10-04-2019 niet geselecteerd worden door de jury om verder te ontwikkelen, blijven volledig in handen van de deelnemers. Fokker Elmo krijgt enkel gebruiksrecht voor niet-commerciële doeleinden (bijvoorbeeld publiciteitsdoeleinden), waarvan gebruik mag worden gemaakt na het informeren van de betreffende Deelnemer. Ook dient er altijd te worden gezorgd voor naamsvermelding.

Van de concepten die wel worden geselecteerd om binnen het What if Lab verder te ontwikkelen, komt Fokker Elmo kosteloos het intellectuele eigendomsrecht toe. Als gevolg van deze overdracht is Fokker Elmo onbeperkt gerechtigd het ontwerp te exploiteren, zonder dat hier een vergoeding tegenover staat buiten de vergoeding voor deelname aan het What if Lab. Fokker Elmo is echter wel verplicht om, indien zij besluit om na What if Lab het ontwerp verder te ontwikkelen, daarvoor allereerst en exclusief in gesprek te gaan met de desbetreffende ontwerper om te onderzoeken of die het verder zou kunnen en willen ontwikkelen.

Een uitgebreide versie van de voorwaarden omtrent IE is terug te vinden in de Deelnamevoorwaarden.

Opzet programma

Nadat de deadline voor aanmelding (10 februari 2019) is verstreken, worden de inschrijvingen doorgezet naar Fokker Elmo. In overleg met DDF zal een keuze worden gemaakt voor drie ontwerpstudio’s die in dit What if Lab aan de slag gaan. Zij worden uitgenodigd voor een masterclass en workshop bij Fokker Elmo, waarna ze de volgende zes weken, zelfstandig een concept zullen ontwikkelen. Tussentijds staan gesprekken gepland met Fokker Elmo, om de vorderingen te bespreken en criteria, verwachtingen en praktische haalbaarheid te checken.  

De ontwerpers zullen de uiteindelijke concepten presenteren aan een jury bestaande uit medewerkers van Fokker Elmo. Zij bekijken aan de hand van deze presentaties en het contact tijdens het traject of Fokker Elmo een of meerdere concepten binnen het What if Lab verder door willen ontwikkelen. Zo ja, dan volgt voor de desbetreffende ontwerper(s) een periode van tien weken, met verschillende tussentijdse gesprekken en testmomenten, waarin het concept verder wordt uitgewerkt. Een werkend prototype is waarschijnlijk te ambitieus, wel wordt een uitgebreide visualisatie verwacht dat het vervolgonderzoek van na de conceptfase toont. De vorm van deze visualisatie staat vrij (bijvoorbeeld model, 3d animatie, tekening of video). Dit resultaat zal 20 juni 2019 worden gepresenteerd aan Fokker Elmo.

Tijdslijn
Deadline aanmeldingen 10 februari 2019
Bekendmaken selectie   14 februari 2019
Masterclass voor de geselecteerde ontwerpers 26- februari 2019 (locatie: Fokker Elmo, Hoogerheide)
Update gesprek 1 14 maart 2019 (locatie: Fokker Elmo, Hoogerheide)
Update gesprek 2 28 maart 2019 (evt. via Skype)
Presentatie concepten en selectie 10 april 2019 (locatie: Dutch Design Foundation)
Update gesprek 1 18 april 2019 (evt. via Skype)
Test 1 02 mei 2019 (locatie: Fokker Elmo, Hoogerheide)
Update gesprek 2 14 mei 2019 (evt. via Skype)
Test 2 28 mei 2019 (locatie: Fokker Elmo, Hoogerheide)
Presentatie prototype    20 juni 2018  (Locatie: Fokker Elmo, Hoogerheide)


Gedurende het gehele proces zal er in de weken dat er geen update gesprekken gepland staan een vast moment (dag/uur) zijn voor telefonisch contact tussen Fokker Elmo en de ontwerpers/studios om feedback te krijgen en keuzes in het proces af te stemmen.

Vragen?

Heb je nog vragen naar aanleiding van dit What if Lab? Neem dan contact op met programmamanager Dries van Wagenberg via [email protected]