Met de groei en ontwikkeling van smart mobility wordt de infrastructuur complexer. Steeds meer hardware, software en communicatiestromen moeten met elkaar samenwerken. Om de kans op denkfouten en het risico van schade te verkleinen moeten de uitgangspunten en de belangrijkste ontwerpkeuzes al voor de start van een project worden getoetst, vinden algemeen directeur Hans de Man en commercieel directeur Jan Martijn Teeuw van Soltegro.
Hoe ontstaan ontwerpfouten in een ontwikkelproces?
De Man: “In het verleden deed elke discipline autonoom waar hij goed in was, bijvoorbeeld bij het ontwikkelen van een tunnel. De mensen die verantwoordelijk waren voor elektrotechniek, civiele techniek en werktuigbouw maakten hun eigen ontwerp. Die ontwerpen werden uiteindelijk geïntegreerd en voorzien van een laag software voor de bediening, besturing, beveiliging en signalering. Niet zelden werd pas in de eindfase van een traject vastgesteld dat de elementen niet goed in elkaar pasten. Dat iets niet functioneerde in de samenhang waarvoor het was bedacht.”
Wat kunnen daar de consequenties van zijn?
Teeuw: “Dat een of meerdere partijen hun ontwerp moeten aanpassen. Iets wat al was gebouwd, moest worden afgebroken en opnieuw worden gebouwd. Met alle kosten van dien. Die faalkosten bedroegen soms vele procenten van de projectsom. Enerzijds was er een financieel probleem. Anderzijds zorgde het voor vertraging en voor onrust. ‘Komt dit wel goed? Functioneert het straks wel?’ Er werd wel getest, maar pas op het moment dat de systemen al klaar waren. Dat is te laat. Dan kost het relatief veel geld om fouten te herstellen. Een tunnel bijvoorbeeld is uitgerust met ruim vijftig verschillende systemen, die zijn bedoeld om incidenten te voorkomen, te detecteren en snel en effectief te kunnen handelen bij onverwachte gebeurtenissen, zoals autopech of een ongeval. Tijdens het ontwerp al (virtueel) testen verkleint de kans dat je iets over het hoofd ziet.”
Hoe kun je faalkosten voorkomen?
De Man: “In de ‘oude wereld’ produceerde elke discipline die bij een project was betrokken een enorme stapel papier. Het nadeel van papier is dat het zichzelf niet kan controleren op consistentie. Tekst laat ruimte voor interpretatieverschillen en nuance, waardoor je het risico loopt dat er fouten ontstaan. Als je de papierwinkel overboord zet en gebruik maakt van de structuur en eenduidigheid van slimme technologie dan kun je vanaf de ontwerpfase van een project de consequentie van elke keuze in kaart brengen. Alle disciplines zijn integraal met elkaar verbonden. Je kunt nog voordat er een spade in de grond is gegaan al testen in een virtueel ontwerp. Zo kun je vaststellen of er denkfouten zijn in de uitgangspunten.”
Kan virtual reality een rol spelen bij het beoordelen van de veiligheid, bijvoorbeeld in tunnels?
Teeuw: “Zeker. Er kan bijvoorbeeld worden getest hoe een tunnelsysteem functioneert als er brand is. Virtual reality kan bovendien helpen om een beeld te krijgen van het gedrag van mensen in een noodsituatie. Wat doen mensen als er brand uitbreekt in een tunnel? Rijden ze door? Of verlaten ze hun auto’s? En als ze dat doen, naar welke uitgang lopen ze dan? Je weet natuurlijk nooit hoe mensen in de praktijk zullen reageren, maar het nabootsen in de virtuele werkelijkheid geeft je wel een goede indicatie. Het is een inzicht dat je kunt verwerken in het definitieve tunnelontwerp.”
De Man: “Tijdens een virtual realitytour concluderen gebruikers al snel of iets een optimale oplossing is. Een voorbeeld is de virtuele beleving in tunnels zonder middentunnelkanaal. In deze tunnels moet je vluchten via een andere verkeersbuis, maar die moet dan wel vrij zijn van verkeer. Bij brand en rook is die buis enkele minuten afgesloten omdat mensen anders in het wilde weg de andere rijbaan oprennen waar nog auto’s rijden. Als alternatief werd onder andere geopperd om sensoren te gebruiken bij het vaststellen of de rijbaan al vrij is van auto’s. Zodra dit het geval is kunnen de vluchtdeuren open en kunnen mensen naar de uitgang. Daarnaast kan er boven de gesloten vluchtdeur met verlichte tekens worden aangegeven hoe kort de wachttijd nog is. Dat geeft psychologisch veel meer rust dan wachten voor een gesloten deur zonder tijdsaanduiding. De praktijk heeft inmiddels geleerd dat de virtuele ervaring tot innovatieve oplossingen kan leiden waarmee de kwaliteit van een systeem wordt verhoogd.”
Leent virtueel testen zich ook voor andere domeinen?
De Man: “Ja. Deze benadering is ook mogelijk bij auto’s met intelligente systemen. De intelligentie zit nu nog aan de wegkant. In de auto beperkt die zich voornamelijk tot het brein van de bestuurder. Straks worden bepaalde functies van de wegkant door de auto uitgevoerd. Dan is het belangrijk dat je al heel vroeg kunt testen of de infrastructuur en de auto een vergelijkbaar IQ hebben; of ze elkaar begrijpen.”
Teeuw: “De uitdaging voor de verschillende autofabrikanten is om het individuele belang niet boven het collectieve projectsucces te stellen. Het is niet erg, zeker niet voor commerciële partijen, dat je een belang hebt. Maar je moet wel beseffen dat er ook een gezamenlijk belang is. Dat we met deze vorm van slimme mobiliteit waardevolle dingen doen voor mens en maatschappij. Waar het om gaat is een beheersbaar ontwerp, waardoor de systemen in al die verschillende automerken op precies dezelfde wijze communiceren met al die systemen langs de weg.”
Wat is jullie rol in dit geheel?
De Man: “Wij leveren integrale oplossingen voor technische vraagstukken door de integratie van automatisering, werktuigbouw en elektrotechniek. Op basis van een modelgebaseerde aanpak hebben we een eigen ontwerpmethodiek ontwikkeld. Alle projecteisen zijn erin verwerkt en de samenhang tussen de verschillende systemen is expliciet vastgelegd en wordt tijdens het ontwerp continu getoetst, waardoor de kans op fouten veel kleiner is. Het is geen garantie voor een 100 procent foutloos project, maar het geeft wel de zekerheid dat je naderhand geen grote aanpassingen meer hoeft te doen. De basis van onze werkwijze is dat de onoverzichtelijke papierwinkel plaats maakt voor een computermodel waarbij de consequentie van iedere ontwerpkeuze meteen doorwerkt in het hele systeem.”
Teeuw: “De gestandaardiseerde omgeving biedt op procesniveau een volledige traceerbaarheid. Zo kun je bijvoorbeeld eenvoudig terugvinden wat in het voorlopig ontwerp of definitief ontwerp als uitgangspunt is genomen. Laat je die gestructureerde aanpak los, dan zijn de verschillende onderdelen niet meer te overzien en is het moeilijk teruggrijpen naar eerdere beslissingen. Een gestructureerd engineeringproces, dat met de juiste tools wordt ondersteund, leidt tot aanzienlijk lagere faalkosten en een voorspelbare en kortere doorlooptijd van het project. Complexiteit simpel maken, daar gaat het om. Hoe simpeler, hoe beter. Verder is het belangrijk dat je altijd beseft dat het niet alleen gaat om systemen, techniek en technologie, maar vooral om mensen die veilig en comfortabel gebruik willen maken van een bepaalde oplossing.”
