eerlijke verdeelsleutels OV-gelden *interview klant

over

innovatie

en

technologie

NR.21 MEI 2014

/energieopslag in het smart grid *technologie

/Modified Off-The-Shelf *case

/eerlijke verdeelsleutels OV-gelden *interview klant

/even je droom printen? *trends & hypes

[ 04

/inhoud [03 /voorwoord *welke trends en hypes kunnen we verwachten?

[04 /technologie *energieopslag in het smart grid Wat zijn de technische mogelijkheden?

[08 /visie *samen sterk voor slimme energie Van proeftuin naar akker.

[10 /case *Modified Off-The-Shelf

[ 12

Van project naar product.

[12 /interview klant *eerlijke verdeelsleutels OV-gelden Complexe technologie in backoffice.

[14 /trends & hypes *even je droom printen? De reikwijdte van 3D-printen onder de loep.

[16 /medewerker aan het woord *in gesprek met Marten Lootsma

/voorwoord Objective bestaat nu tien jaar en als we terugkijken op het afgelopen decennium is er veel veranderd op technologiegebied. Wie kan zich tegenwoordig nog een wereld zonder tablets en smartphones voorstellen? Ten tijde van de eerste Objective werd er over deze (nu alledaagse) devices gesproken als toekomstige technologie! Tien jaar geleden was Voice over IP een technisch nieuwtje en potentiële booming business voor telecommaatschappijen en internetproviders. Echter, waar twee vechten gaat een derde er mee vandoor, want partijen zoals Skype hebben deze markt veroverd.

Jan van der Wel Algemeen directeur

In 2004 stond Wifi aan het begin van een grote sprong voorwaarts. Er werd toen beweerd dat er binnen een jaar Gifi zou zijn als opvolger. Gifi zou de standaard worden waarmee draadloos gigabytes per seconde getransporteerd zouden kunnen worden. Uiteindelijk lukt dit tot op de dag van vandaag in de praktijk nog niet en heet het nog steeds Wifi. De ingezette trend van steeds sneller qua communicatie en verwerkingssnelheid, en steeds meer geheugen zet door. Inmiddels zijn we overal bereikbaar en beschikken we vrijwel altijd over snel internet.

>>welke trends en hypes zullen in de komende tien jaar passeren? In de komende tien jaar zal deze trend doorzetten. Welke trends en hypes zullen in het komende decennium de revue passeren? Welke technologieën gaan wij toepassen en gebruiken? Zal de zorgrobot zijn intrede hebben gedaan? Bedienen we apparatuur met onze gedachten en nemen computers ook cognitieve zaken van ons over? Wordt ‘big data’ inderdaad gebruikt voor snellere besluitvorming? Hoe staat het dan met Internet of Things? Kan iedereen over tien jaar naast 3D-printen ook 3D-scannen? Doen cyberfysische systemen zoals de autonome auto hun intrede? Het is leuk om te filosoferen over hoe mensen en technologie over tien jaar samen gaan en wat de mogelijkheden dan zijn. Hoe het er precies uit zal zien, weet niemand. Er komen ongetwijfeld interessante trends en hypes voorbij. Aan ons de taak om steeds de zinvolle technologietrends eruit te pikken om deze technologieën creatief te combineren in werkende producten en systemen. Een uitdaging die wij met veel enthousiasme aangaan. In deze Objective laten we alvast zien wat ons nu bezighoudt.

Veel leesplezier toegewenst!

/technologie

Energieopslag in het smart grid Wat zijn de technische mogelijkheden? Onze energievoorziening gaat de komende decennia fors op de schop. Duurzame bronnen als wind en zon nemen het over van kolen en gas. Een grote bottleneck van duurzame energie is het fluctuerende aanbod, dat zelden gelijk loopt met de vraag. Opslag van energie is een oplossing, maar wel een lastige. Want hoe sla je stroom op voor een straat, een wijk of zelfs een hele stad?

Ons huidige energiesysteem werkt met grote energiecentrales die continu stroom produceren. Afhankelijk van de vraag kan de producent meer of minder stroom leveren. Dat is anders bij duurzame energie, waar het aanbod wordt gestuurd door klimatologische omstandigheden, niet door de vraag. Het mooie van duurzame energie is dat de bronnen gratis en onuitputtelijk zijn. De zon schijnt gratis en zonnepanelen worden steeds goedkoper. Maar ‘s avonds als de vraag naar stroom piekt, laat de zon het afweten. En zonder wind staan windturbines stil. Het is soms letterlijk alles of niks. Nu springen de grote energiecentrales nog bij als het aanbod uit zon en wind te gering is. Maar met de toename van gebruik van duurzame energie wordt dat steeds lastiger. Dus zijn er vormen van energieopslag nodig om duurzame energie tijdens dalmomenten op te vangen en die energie beschikbaar te stellen tijdens piekmomenten. Welke techniek het meest geschikt is, hangt af van de toepassing. Meer dan alleen accu’s Energie kun je op heel veel manieren opslaan. Nu nog schiet iedereen in de ‘accu-reflex’. “Sla het overschot maar op in de accu’s van de elektrische auto’s.” Maar wat als die op het werk staan of bij de winkel? Accu’s spelen zeker een rol. Maar er zijn veel meer mogelijkheden voor energieopslag, elk met vooren nadelen. Kleinschalige, lokale opslag kan bijvoorbeeld per huis in accu’s of door omzetting in warmte of kou van het huis of de koel-vriesapparatuur.

Accu’s kunnen ook op grotere schaal worden ingezet, om een hele buurt van opslag te voorzien. Experimenten daarmee lopen nu al, zoals valt te lezen in het artikel in Objective 18 over Smart Storage dat elektriciteit opslaat voor een woonwijk. Een accupakket ter grootte van een transformatorhuisje kan ongeveer 200 woningen ruim 2 uur van elektriciteit voorzien. Als experiment is dit een goede schaal. Maar voordat zoiets als standaard opslag inzetbaar is, is er nog veel werk te doen. Zowel in de technische periferie als in het hart van de accu’s. Chemische en elektrische opslag Een accu is een chemische vorm van opslag, waarbij elektriciteit via een elektrochemische reactie wordt opgeslagen. Daarbij gaat energie verloren, de accu wordt warm. Bovendien vraagt het reactietijd, zowel bij laden als ontladen. Dat is ook het geval bij de elektrische auto: je tankt niet in een minuut je accu vol. Omgekeerd kunnen accu’s ook geen grote vermogens in korte tijd leveren, ze moeten beheerst worden ontladen. De chemische omzetting kost tijd. Snel opslaan en ontladen kan wel met condensatoren, de meest pure vorm van elektrische opslag. Hier wordt elektriciteit als lading opgeslagen, zonder chemische omzetting. Dat maakt ook zeer hoge piekbelastingen mogelijk. Het rendement is dus hoog doordat er geen omzetverlies optreedt. Echter, de interne lekweerstand is niet oneindig hoog, doordat de lading langzaamaan wegvloeit treedt hier een klein verlies op. Condensatoren hebben de laatste jaren een enorme technologische vlucht gemaakt en zijn

een factor honderd goedkoper geworden in 10 jaar. De huidige ‘supercapacitors’ hebben het formaat van een koffiemok en slaan met een capaciteit van wel 5000 Farad dezelfde lading op als een AA-batterij. Dankzij de geringe interne weerstand kunnen condensatoren zeer snel laden en ontladen, zonder noemenswaardige warmteontwikkeling. Die eigenschap maakt ze bijzonder geschikt voor het leveren en opslaan van piekstromen. Mechanische opslag Piekstromen kun je ook opslaan en genereren met een vliegwiel-dynamo combinatie. Een techniek die onder andere wordt gebruikt in centrales voor peak shaving, het opvangen van fluctuaties in de netspanning. Een vliegwiel heeft een hoog rendement, tot wel 99%, maar de apparatuur is te fors en onderhoudsgevoelig voor grootschalige energieopslag. Waterkracht is een andere vorm van mechanische opslag die Nederland gebruikt. We sturen ons stroomoverschot via een dikke kabel naar Noorwegen waar het als waterkrachtenergie wordt opgeslagen. Een technologie die we in eigen land kunnen gebruiken is persluchtopslag. Zoals je een ballon opblaast en laat leeglopen, kun je ook een ondergrondse holte volpompen met perslucht. Denk aan een oude mijn of een bestaande geologische structuur. Bij grote stroomvraag drijft de perslucht turbines aan. Een persluchtinstallatie is vrij prijzig, maar dan heb je ook wat: ze kunnen uren tot wel dagen energie leveren, met een piekvermogen van enkele honderden megawatts.

>>er zijn meer mogelijkheden voor energieopslag, elk met voor- en nadelen

>>opslag helpt om stroom lokaal te houden

Thermische opslag Energieopslag in de vorm van kou of warmte kent vele varianten. Nu al worden grote koel- en vriespakhuizen gebruikt als buffer. Bij een overschot aan elektriciteit wordt extra gekoeld en bij een tekort mag de temperatuur weer wat oplopen. Een echte energieopslag, bedoeld om de kou of warmte later weer terug naar elektriciteit om te zetten, is niet te prefereren. Er gaat te veel energie verloren bij de omzetting naar warmte en weer terug naar elektriciteit. Onze traditionele stroomproductie loopt via een thermische tussenstap, waarbij stoom een turbine aandrijft. Het rendement van deze productie is maar zo’n 50-60%. Toch wordt er wel met warmteopslag gewerkt. In Spanje staat een installatie die zonneenergie opslaat in gesmolten zout. Op momenten dat de zon niet schijnt wordt de warmte omgezet in elektriciteit. De centrale heeft een vermogen van 20 MW en kan dat 15 uur volhouden zonder zon. De centrale kan 75% van het jaar stroom leveren. Omzetting van energie in brandstof Een laag rendement van een opslagtechniek hoeft geen belemmering te zijn. Als je gratis energie in overvloed hebt, wil je best wat verliezen accepteren bij energieopslag. Zeker als dat je probleem met continuïteit oplost, zoals in de Spaanse zonnecentrale. Die gedachtegang gaat ook op voor de omzetting naar (vloeibare) brandstof, een praktisch medium dat we al eeuwen kennen als energieopslag. Als je dat toch eens voor elkaar kan krijgen. Gratis brandstof uit zon en wind. De alchemie van de 21e eeuw. Brandstof uit lucht of mest Toch is deze omzetting al zo oud als het leven op onze planeet. Immers, planten zetten zonne-energie om in brandstof, waarbij ze CO2 uit de lucht opnemen en zuurstof afgeven. Al onze huidige fossiele brandstoffen zijn langs deze weg ontstaan. Het zou dus een mooie manier zijn om deze processen nu te gebruiken om overtollige energie op te slaan als brandstof. In het ideale geval maak je brandstof uit energie die je over hebt en CO2 uit de lucht. Technisch is dat mogelijk, en het gebeurt al in laboratoria. Maar dit is wel toekomstmuziek. Je hoeft echter niet te beginnen met lucht. Mest en ander biologisch afval zijn ook prima uitgangsmateriaal om vloeibare brandstof te maken. Mest dient nu al als grondstof voor vergistingsinstallaties die er methaan van maken. Met een aantal extra biochemische stappen kun je er vloeibare brandstof van maken.

Brandstof is compact Het grote voordeel van vloeibare brandstof is dat het aansluit op de bestaande situatie: je kunt het makkelijk opslaan, transporteren en distribueren via de bestaande kanalen. Je hoeft er geen nieuwe netwerken voor aan te leggen of motoren voor te ontwikkelen. Bovendien is brandstof de meest compacte manier om energie op te slaan. Geen ander opslagmedium bevat meer energie (kWh) per liter. Houd het lokaal Opslag helpt om stroom lokaal te houden. Het is een hulpmiddel om zoveel mogelijk zelf opgewekte energie ook zelf te gebruiken. Dat is immers het meest efficiënt. Zo vermijd je ook nog energiebelasting. Die betaal je over energie die je inkoopt, maar ontvang je vooralsnog niet bij verkoop van je overschot. Bovendien is het netwerk gebaat bij het lokaal houden van stroom: dat voorkomt overbelasting van het netwerk en transport over grote afstanden. Lokale opslag is geen oplossing als je structureel meer produceert dan je zelf nodig hebt. Dan kun je het overschot beter direct aan de buren verkopen. Een belangrijke vraag is dan wie vraag en aanbod bij elkaar brengt, in welke vorm en met welke infrastructuur.

>> het energienetwerk kan pas echt ‘smart’ worden als we energie kunnen opslaan en regelen Business case Naast het rendement zijn prijs en technische haalbaarheid belangrijk om een opslagmethode te beoordelen. Veel technologieën voor opslag en omzetting zijn nog erg duur. Accu’s worden steeds beter en goedkoper. Maar om een woonwijk te bedienen, moet een opslagsysteem megawatts aan vermogen leveren. Dan heb je nog steeds heel veel accu’s en dus heel veel geld nodig. Het onderzoek naar energieopslag gaat door, waarbij de aandacht vooral uitgaat naar materiaalkunde en chemie. Grafeen staat bijvoorbeeld volop in de aandacht als materiaal om accu’s een serieuze boost te geven. Stroom lokaal houden en opslaan voor dalmomenten vraagt ook om meet- en regeltechniek. Er moet bekend zijn wanneer stroom moet worden opgeslagen en wanneer de reserves moeten worden aangesproken. Daar zijn nog stappen te zetten, zoals het netwerk uitrusten met meet- en regeltechniek die nodig is voor een goed gebruik van opslag geïntegreerd in het net. Technolution werkt nu al mee aan de technologie die daar straks bij komt kijken: meet- en regeltechniek om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen, communicatie, verrekenmodellen en betaalsystemen. Waar moet de stroom vandaan komen en waar moet het naartoe? Wie moet wie betalen, hoe en hoeveel? Dat is allemaal te automatiseren. Energieopslag is essentieel Het energienetwerk kan pas echt smart worden als we energie kunnen opslaan en regelen. Dat vraagt om technische aanpassingen in infrastructuur, maar ook veranderingen in politiek en regelgeving. Er lopen al veel experimenten met opslag van energie, maar het opschalen naar het grote geheel is nog een hele grote stap. De transitie naar een duurzame energievoorziening is onontkoombaar. We kunnen niet doorgaan op de huidige weg, met fossiele brandstoffen die eindig zijn en het milieu vervuilen. Daar moeten we nu mee aan de slag en energieopslag is daarin een essentieel aspect.

/visie

Samen sterk voor slimme energie Van proeftuin naar akker John maakt zich klaar voor zijn werkdag. Onderweg stelt hij via zijn smartphone de warmtepomp, wasmachine en vaatwasser in, zodat ze hun werk doen wanneer de energie het goedkoopst is. Misschien wel via zonnepanelen van een van zijn buren! Droom? Technisch kan het al, praktisch blijft het beperkt tot pilots. Hoe schalen we op voor heel Nederland? Snel veranderende wereld De werking van het hoogwaardige Nederlandse energienetwerk staat onder steeds grotere druk. Een tekenend voorbeeld hiervan is het bericht dat het Duitse RWE miljarden euro’s verlies op haar energiecentrales in Nederland maakt. Gek genoeg, vooral op efficiëntere gascentrales die de afgelopen jaren niet meer rendabel waren door goedkope kolen. Daarnaast veroorzaken nieuwe spelers op de energiemarkt - zoals de consument die tegelijkertijd producent wordt - grotere fluctuaties in het net dan voorheen het geval was. Dit vraagt steeds meer flexibiliteit van het netwerk. Tegelijkertijd vormt - mede door de goedkope instroom vanuit Duitsland - de energieprijs een factor die leidt tot desinvesteringen in duurzame energie-ontwikkelingen. Hoe buigen we al deze ‘problematiek’ om tot een stimulans voor een duurzaam energienetwerk?

Iedereen direct voordeel Het energiesysteem komt langzaam in een spagaat: centrale regulering wordt steeds moeilijker, maar de enorme fluctuaties vragen meer flexibiliteit en sturing. De bestaande top-down ontworpen systemen voldoen in deze constructie niet langer. Ook het onderhouden ervan gaat ons als belastingbetaler steeds meer kosten. Een nieuwe aanpak is daarmee niet langer vrijblijvend, maar bittere noodzaak. Alleen door de netten slimmer te maken, kunnen we de bestaande capaciteit van het huidige energienetwerk beter benutten en tegelijkertijd de gevraagde flexibiliteit bieden. In de volksmond: ‘smart grids’.

>>dé manier om te innoveren Naast kostenbesparing levert de omvorming naar deze smart grids bovendien direct nog meer voordelen op. De consument merkt dit aan een lagere energierekening, de netbeheerder ziet een lagere belasting van het netwerk tijdens pieken en leveranciers profiteren van de betere spreiding in verbruik. Individuele smart innovaties bieden deze mogelijkheid al op kleine schaal aan. Ook oplossingen uit onze eigen praktijk zoals Jouw Energie Moment, de Smart Storage Unit, Smart Charging, de Slimme Meter en de Ectual laten zien dat er nu al veel winst te behalen valt.

Groei door samenwerking Toch blijkt opschalen naar provinciaal of zelfs landelijk niveau voor veel van deze innovaties moeilijk. Er is namelijk geen sluitende business case te maken voor één individuele partij. Door de complexiteit sluit de oplossing van de ene partij onvoldoende aan op de oplossing van een ander. Zo gaat veel geld, tijd en inspanning verloren. Om smart grids volwassen te laten worden, zullen gezamenlijk innovatieve oplossingen bedacht moeten worden, met open standaarden als basis. Door de ‘aansluitingen’ bij de eindgebruiker en leverancier te standaardiseren, creëren we daartussen een speelveld waarin de markt kan excelleren met innovatieve oplossingen. Daar profiteert uiteindelijk iedereen van. Samenwerkingsverbanden zoals het Flexiblepower Alliance Network (FAN), Virtual Infrastructure Operating System (VIOS) en Kostenreductie Instrumentatie (KRIS) laten zien dat met deze aanpak ruimte komt voor nieuwe smart oplossingen en optimalisaties die wel goed op elkaar aansluiten. Smart grids bieden namelijk kansen voor alle deelnemers.

>>niet langer vrijblijvend, maar bittere noodzaak! Autonoom smart grid Een mooi voorbeeld van zo’n samenwerking tussen energieleverancier, netbeheerder en consument is het project Jouw Energie Moment van Enexis in Breda. Door de gezamenlijke aanpak is het systeem autonoom in staat om een slimme wasmachine en warmtepomp in te schakelen. Precies op het voor alle partijen gunstigste moment en vanuit de best passende bron(nen), zoals zonnepanelen in de directe omgeving en tegen de gunstigste prijs. In het project blijkt dat verschuiving van de energievraag naar het moment dat het aanbod het hoogst is praktisch goed haalbaar is. Het voorbeeld illustreert ook waar op een ander vlak winst te behalen is. Verschillende partijen (vooral consumenten) ervaren nu nog een groot ‘Big Brother-gevoel’ bij de verschillende slimme oplossingen. Vooral als dit van hogerhand wordt opgelegd, zoals de vanuit Europa verplichte uitrol van slimme meters. Door ervaringen in de praktijk blijkt men daar veel positiever naar te gaan kijken. Pilots zoals Jouw Energie Moment en de Ectual voor Enexis laten bovendien zien dat inzicht in het energieverbruik naast een besparing van vijf tot zeven procent ook zorgt voor bewustwording. De gebruikers geven aan dat ze zich veel meer bewust zijn van hun eigen energieverbruik. Maar ook hoe zij onderdeel zijn van het lokale energienet en wat hun bijdrage daarin kan zijn. Zeker met de verwachte stijging van de energieprijzen, zal deze bewustwording alleen maar groeien en daarmee de groei van decentrale opwekking en lokale netten stimuleren.

>>voor smart grids op grote schaal zijn partijen met innovatieve technologie nodig

Opschalen De pilots zijn natuurlijk nog steeds beperkt in omvang. Maar in onze ogen is dit wel dé manier om ons energiesysteem te innoveren. Alleen met een gezamenlijke blauwdruk krijgen smart grids een omvang die voldoende grootschalig en volwassen is. En alleen met deze volwassen smart grids zijn we in staat om het energiesysteem in Nederland op korte termijn degelijk, betrouwbaar en toekomstbestendig te houden. Maar hoe pakken we de vorming van de gezamenlijke blauwdruk aan? En hoe kunnen we vanuit de bestaande pilots snel de overstap maken naar een werkelijk grootschalige aanpak? Vanaf deze plek daarom de oproep aan iedereen om ook mee te denken, mogelijkheden te verkennen en samen ideeën te concretiseren. We hebben nu de geweldige kans om ons prachtige energiesysteem naar de nieuwe en noodzakelijke behoefte aan te passen. Dus heeft u ideeën? Laat ze horen, dan kunnen we samenwerken!

/case

Modified Off-The-Shelf Van project naar product

Totaal verschillende markten kunnen soms opvallend vergelijkbare wensen hebben. Daarvoor kan een universele oplossing ontwikkeld worden. Een soort basisproduct dat voor 90% af is. De laatste 10% wordt op maat gemaakt voor een specifieke klant of toepassing. Zo verandert een project in een product. Een voorbeeld: een operatiekamer en een verkeerscentrale vertonen opvallende overeenkomsten. Op beide locaties wordt veel met beelden gewerkt. Maar de eisen die een chirurg aan een röntgenbeeld stelt zijn totaal anders dan die van een verkeersmanager. Toch hebben deze verschillende gebruikers ook veel overlap in wensen. Beiden hebben verschillende systemen en werkplekken die door middel van een netwerk met elkaar gekoppeld zijn. De wens is om de systemen en werkplekken flexibel te gebruiken. Voorbeelden hiervan zijn het combineren van input vanuit meerdere systemen op één groot scherm of vanaf verschillende werkplekken hetzelfde systeem kunnen bedienen. Om de systemen en werkplekken goed en flexibel te benutten stromen grote hoeveelheden data en signalen via verschillende kanalen. Om hier meer structuur in aan te brengen, zijn klanten op zoek naar oplossingen, het liefst iets wat snel inzetbaar is. Een bestaand product dus of anders een platform dat snel is aan te passen.

Universele oplossing plus maatwerk De vraag naar een flexibel basisproduct klinkt steeds vaker. Dit wordt Modified Off-The-Shelf genoemd; een product dat met een kleine aanpassing geschikt is te maken voor de klant. Niet iets om in een webshop te verkopen. Nee, het blijft maatwerk dat om samenwerking met de klant vraagt, om het voor zijn specifieke situatie verder aan te passen. Juist vanwege dat maatwerk is zo’n product prima te combineren met een projectorganisatie. Eigenaarschap Een projectenorganisatie die zelf producten voert, is letterlijk eigenaar van het product. Eigenaarschap is een begrip dat in projecten vaak wordt gebruikt om aan te geven wie verantwoordelijk is voor problemen die opduiken. Het staat voor de wens van een klant om een vraag volledig uit te besteden, om ‘ontzorgd’ te worden. Stel dat de klant alleen een ontwerp uitbesteedt om het daarna zelf te (laten) produceren. Als in productie blijkt dat het ontwerp niet goed is, zit de klant met de problemen. Door de hele keten uit te besteden, ligt het eigenaarschap eenduidig bij de ontwikkelaar. Doet zich ergens een probleem voor, dan lost de ontwikkelaar het op. Hij bewaakt het totaalplaatje, van ontwerp tot eindproduct, en kan nu ook optimaliseren op kwaliteit en kostprijs of features verbeteren samen met de klant.

Concurrentie Een zelfde product voor meerdere klanten inzetten, dat kan gevoelig liggen, dus daar moet de producteigenaar zorgvuldig mee omgaan. Verkeersmanagement en healthcare zijn geen concurrenten, dus dat zal niet snel tot bezwaren leiden. Ook binnen één domein hoeft het geen probleem te zijn. Bedrijven weten heel goed met welke technologieën ze zich onderscheiden van hun concurrent. Die willen ze meestal zelf ontwikkelen. Wat daarbuiten valt, kan als standaard product (commodity) worden ingekocht. Zelfs als die commodity ook aan de concurrent wordt verkocht. Want het was immers geen unieke technologie. Dat moet een ontwikkelaar wel goed aanvoelen: is het product dat ik nu maak een commodity, of iets wat tot de kernwaarden van de klant behoort? En betaalt de klant mee aan de ontwikkeling van het product? Of koopt hij een door ons ontwikkeld product, dat wij ook voor andere klanten en andere domeinen bruikbaar maken. Dan is het bijna een off-the-shelf-product, waar de ontwikkelingskosten al in zijn verwerkt. Ontwikkelingskosten en andere geldstromen Een ontwikkelaar die zijn product bij meerdere partijen kan toepassen, kan ook de ontwikkelingskosten verdelen over de partijen. De klant is daarmee goedkoper uit en bovendien hoeft hij zijn R&D-budget niet aan te spreken om toch de gewenste innovatie te doen.

Universeel netwerkproduct: SigmaXG SigmaXG is zo’n Modified Off-The-Shelf product, ontwikkeld door Technolution. Het is een oplossing om de werkplek onafhankelijk van de apparatuur in te richten. SigmaXG transporteert data zoals beelden, audio, USB en bedieningscommando’s tussen werkplek en apparatuur. Alle beelden en gebruikersinterfaces komen samen op één groot scherm, waarop de gebruiker werkt met muis en toetsenbord. De infrastructuur is gebaseerd op 10-gigabit (Gb) ethernet. Commando’s en data gaan allemaal over dezelfde 10Gb ethernetverbinding. Vandaar de naam Sigma, het wiskundige symbool voor optelling en integratie. Het integreert de apparaten die een klant al heeft en bouwt er een nieuw systeem mee.

Het geld voor de inkoop van een bestaand product komt immers uit een ander budget. En omdat het direct toepasbaar is, kan hij op zijn beurt ook weer gaan verkopen en komen er geldstromen op gang. Het bedenken van een product dat in basistechnologie breed inzetbaar is, deed Technolution eerder al met de MobiBoxx en de SmartBoxx. Die laatste is voortgekomen uit het idee om een ultieme domoticaintegrator te maken, met alle denkbare interfaces voor apparatuur in en om het huis. Een generiek product dat wordt aangepast aan de wensen van de klant. Vanwege het generieke karakter is het ook inzetbaar als wegkantsysteem, bijvoorbeeld voor het gladheidmeldsysteem of voor de bediening van bruggen.

>>producten op maat Door naar verschillende markten en toepassingen te kijken zijn wij in staat om de overeenkomsten en verschillen helder in kaart te brengen. Daarmee definiëren we producten en deelproducten die in verschillende markten toepasbaar zijn. In de meeste gevallen zullen we zo’n product samen met de klant optimaliseren voor zijn specifieke wensen en behoeften. Van een generiek product dat we op de plank leggen, komen we via een project tot een klantspecifiek product: Modified Off-The-Shelf.

Toepassingsgebieden SigmaXG Deze technologie is overal te gebruiken waar veel met beeld en data wordt gewerkt. Bijvoorbeeld in de operatiekamer waar de arts op het grote scherm boven de interventietafel de nodige data van de apparatuur ziet. Ook als er geen fysiek contact met de apparatuur nodig is, biedt de technologie uitkomst, zoals bij verkeersmanagement, beveiliging en broadcasting. Hoewel deze toepassingen veel overlap hebben, zijn er ook belangrijke verschillen. Het is dus geen ‘one size fits all’. Medische toepassingen vereisen een minimale vertraging in de beelden, vanwege de oog-handcoördinatie. Alle beeldinformatie is belangrijk, dus data weggooien is uit den boze. Beeldinformatie wordt hier compact verstuurd, zonder informatieverlies; compation in plaats van compression. Camerabeelden voor beveiliging of verkeersmanagement mogen best een kleine vertraging hebben. De kwaliteit van de beelden is hier al minder omdat ze vaak gecomprimeerd uit de camera komen. Het aantal beeldbronnen dat over de kabel moet, is echter veel groter. De mediawereld (broadcasting) gebruikt markt-eigen interfaces: SDI is hier de standaard om camerabeeld te transporteren en daar kan SigmaXG ook mee overweg.

Toepassingsvoorbeelden met apparatuur op vier locaties verbonden met het netwerk via SigmaXG

A.

A. Healthcare B. Verkeer B.

/interview klant

Eerlijke verdeelsleutels OV-gelden Complexe technologie in backoffice Naast gemak voor de reiziger, heeft de introductie van de OV-chipkaart een extra voordeel voor vervoerders. Hun vergoeding wordt sindsdien exact berekend op basis van de gemaakte reizen. Geen steekproeven en percentages meer, maar daadwerkelijk gereisde kilometers. De volgende stap wordt hierin gezet, door ook de verdeelsleutels bij abonnementen te baseren op werkelijk gemaakte ritten. Tel daarbij de ontwikkeling van contactloos betalen op en je snapt dat Trans Link Systems voor een serieuze technologische ontwikkeling staat.

Uniek in de wereld Onze huidige OV-chipkaart is gebaseerd op een model dat inmiddels al meer dan een decennium overal in de wereld standaard wordt ingezet. “Ons systeem is afkomstig uit Hongkong. Daar werken ze met de Octopus-kaart. Precies hetzelfde. Net als de Oyster-kaart in Londen”, legt Hugo Laarakkers uit. Hij is als Manager Ontwikkeling bij Trans Link Systems (TLS) verantwoordelijk voor onder andere innovatie. “Wat de situatie in Nederland uniek maakt, is dat ons land als enige één kaart heeft die voor alle vormen van openbaar vervoer gebruikt kan worden. Weinig mensen in Nederland weten dat, maar dat dit is gelukt, is best iets om trots op te zijn.” Offline intelligentie Het huidige systeem werkt met een pre-paid kaart waarbij het saldo en eventuele producten op de kaart staan. Met deze ‘platte portemonnee’ check je in bij de zogenaamde level één apparatuur, het poortje. In het poortje zit de intelligentie die het tarief berekent en dit - rekening houdend met eventuele korting - van het saldo van de kaart haalt. Het poortje werkt volledig offline. Dat was nodig omdat de netwerken in de tijd dat dit systeem werd ontwikkeld traag en onbetrouwbaar waren. Het poortje verzamelt alle data en stuurt die op een geschikt moment, bij een gunstige verbinding door naar TLS. Bijvoorbeeld als de bus ’s avonds in de garage staat. En hiermee doet TLS waarvoor het is opgericht: “We halen geld op bij de partij waar het geld op de kaart is geladen en bewaren dat in de zogenaamde float. We keren dat geld vervolgens uit aan de vervoerders waarmee is gereisd. Met de oude strippenkaart vond de uitkering plaats op basis van handmatige steekproeven en werden de vervoerders pas heel laat betaald. Het huidige systeem is dus al een enorme verbetering, want de vervoerders krijgen hun geld hierdoor vrijwel direct.”

Naar slimme backoffice Toch lijkt het erop dat ook dit huidige systeem zijn langste tijd gehad heeft. De vervoerders willen namelijk af van de vaste ’oude’ verdeelsleutels die nog gelden bij abonnementen en willen ook hier volledig betaald worden naar werkelijk gereden ritten. “De oplossing ligt in een slim backoffice-systeem dat in zeer korte tijd heel veel data kan verwerken tot ritten en ritprijzen. Daarnaast zorgt de groeiende behoefte naar contactloos betalen via bankpassen en smartphones dat we ook hierin een stap willen maken. Een contactloze bankpas kan - naast identificatie - verder niets. We hebben dus een intelligente backoffice nodig voor deze berekeningen,” legt Hugo uit. Dit rekensysteem, de Fare Calculation Engine (FCE), is in staat om snel de juiste prijs voor een gemaakte rit bij elke vervoerder te berekenen. “Eigenlijk is het in de basis heel simpel, maar de complexiteit van ons Nederlandse vervoers- en tarievensysteem maakt het enorm ingewikkeld om de prijs van een reis te berekenen”, zegt Hugo. “Neem bijvoorbeeld het nieuwe idee van reizen op rekening: je kunt dan gewoon reizen met het openbaar vervoer zonder product of saldo op je kaart en krijgt elke maand achteraf een factuur. Maar hiervoor moet de FCE eerst de rit construeren en dan de ritprijs bepalen. Op het perron wordt je treinreis gelijk geregistreerd, maar het stuk dat je vervolgens met de bus reist komt pas een dag later de backoffice in. Dan moeten we niet twee keer het starttarief rekenen als je binnen een half uur bent overgestapt.” Intensieve samenwerking “De ontwikkeling van de FCE is een mooie co-creatie met Technolution”, aldus Hugo. “We hebben begin 2013 bekeken wie dit met ons zou kunnen. Dit is maatwerk en het gaat om miljoenen transacties per dag. We zochten daarom een partij die dicht bij ons staat, onze sector goed kent en onze taal spreekt.

Maar die ook in mentaliteit aansluit, meedenkt, en proactief oplossingsgedreven is.” De twee partijen kennen elkaar goed, want Technolution doet voor TLS al tien jaar de certificering van complexe logica. Voor dit project kwam dat prima uit. “Vanuit TLS hebben we de kennis over de complexiteit van het tarievenstelsel. Wij hebben dus wel diepe kennis over alle regels, maar niet de kennis over hoe je dat dan implementeert. En dat is waar Technolution al jaren mee bezig is: implementatiekennis en er een werkend systeem van maken. Er is een intensieve samenwerking tussen de mensen die echt weten waar ze het over hebben. In het werkproces naar de eindoplossing toe denken we allemaal proactief mee. Dat werkt gewoon erg goed.” Hugo Laarakkers, Manager Ontwikkeling

Hergebruik van kennis Samen is onderzocht of het systeem überhaupt te realiseren was. Met een nauwkeurigheidseis van 99,8% voor het eindproduct lag de lat hoog. Een interne pilot met maandelijkse reisgegevens uit de regio Rotterdam moest uitsluitsel geven. “Na een bouwperiode van zes maanden bleek dat we direct bij de eerste test in een beperkt geografisch gebied, de hoge betrouwbaarheid konden realiseren. ‘Het kan dus’, zeiden we vorig jaar zomer tegen elkaar. Dan gaan we nu implementeren.” Door goed te kijken naar wat er goed en fout ging bij andere landen met hetzelfde systeem en door hergebruik van kennis, werd de referentie-implementatie omgebouwd tot de FCE. “Door die efficiëntieslag konden we afgelopen januari live voor fase 1; het berekenen van verdeelsleutels voor de abonnementen. Dat was een kleine, relatief veilige stap. Ter vergelijking: Londen is al zeven jaar bezig, maar wij zijn na één jaar al vergevorderd met deze nieuwe manier van betalen en verdelen,” vertelt Hugo met bescheiden trots.

Spannende eerste stap In april is begonnen met een praktijkproef samen met de Rotterdamse RET. Consumenten reizen sindsdien met hun OV-chipkaart voor het eerst volgens het nieuwe systeem. “De echte spannende fase, want nu gebruiken we de FCE voor het opstellen van een rekening. Consumenten kunnen aan de betrouwbaarheid van het systeem gaan twijfelen als er dingen niet kloppen, bijvoorbeeld als de heenreis niet evenveel kost als de terugreis. Als de proef goed gaat, wordt de FCE verder verrijkt en uitgebreid. Hierna volgt mogelijk ook het technisch realiseren van contactloos betalen met bankpas en telefoon.” aldus Hugo.

>>hoge nauwkeurigheid Klaar voor de toekomst De FCE geeft straks meer inzicht in het reizen en dat leidt tot nieuwe proposities voor onze klanten en de reizigers. “Door het toevoegen van logica kunnen we het systeem uitbreiden, bijvoorbeeld met een maximaal dagtarief. De reiziger kan dan overal heen reizen, terwijl er nooit meer afgerekend wordt dan bij een abonnement. Bovendien wordt het dan interessant om te kijken of het systeem generiek is in te zetten. Is het misschien geschikt te maken voor andere landen? Dat zou interessant zijn om kosten terug te verdienen. Misschien wordt het systeem daarmee ook goedkoper. Maar voorlopig nog niet. De FCE is vooral nodig om met de tijd mee te kunnen. De dure poortjes blijven de komende jaren dus nog gewoon bestaan. Maar met de FCE loopt Nederland voorop in deze ontwikkeling en laten we tevens ook naar de buitenwereld zien dat we een innovatieland zijn.”

/trends & hypes

Even je droom printen? De reikwijdte van 3D-printen onder de loep Star Trek Nog maar kort geleden was een 3D-printer een apparaat dat alleen in een Star Trek-serie voorkwam. Inmiddels zijn er steeds meer partijen die zich bezig houden met de fabricage, de verkoop en het gebruik van het apparaat. Eigenlijk is het vreemd dat deze ontwikkeling nog zo lang op zich heeft laten wachten. Plat gezegd is namelijk alles wat je nodig hebt een aantal motoren, een eenvoudige computer om alles aan te sturen en natuurlijk het printbare materiaal. Deze technologie is al een tijd goed beschikbaar (lees: eenvoudig en goedkoop te produceren). Magisch Wat maakt de 3D-printer voor de consument dan zo’n magisch apparaat? Waarschijnlijk is de droom die er mee samenhangt de grootste drijfveer. De droom van science fiction-achtige taferelen waarbij bijvoorbeeld eten ter plekke gefabriceerd kan worden. Of waarbij een kapot onderdeel eenvoudig en op locatie geprint en vervangen kan worden. Het past bovendien bij de ontwikkeling waarbij - na een periode van verregaande digitalisering en virtualisering - de belangstelling voor de fysieke wereld toeneemt. Net zoals het past in de ontwikkeling om de maakindustrie op lokaal niveau te vergroten.

Horden overwinnen Toch blijkt 3D-printen in de praktijk nog niet zo eenvoudig. De grootste obstakels zijn nog niet geslecht. Allereerst zijn er de hoge kosten voor de aanschaf van het apparaat en het - relatief dure printmateriaal. Daarnaast blijkt het maken van een 3D-ontwerp de nodige specialistische kennis te vergen. En tot slot spelen kwaliteit en tijd voor het proces een belangrijke rol. Net echt Om met die laatsten te beginnen: wil een 3D-printer voor de doorsnee consument een universeel apparaat worden zoals de koelkast en het koffieapparaat, dan moet het prints kunnen produceren met een kwaliteit die niet van ‘echt’ te onderscheiden is. De meeste producten in ons huishouden zijn uit diverse materialen samengesteld. En verschillende materialen - waaronder metalen - combineren op één printer kan bij de consumentenprinter nog niet: voor de consumentenprinters is voorlopig namelijk alleen nog maar het ABS- (bekend van de Lego-steentjes of computerkasten) of PLA-kunststof (bekend van onder meer medische toepassingen zoals hechtdraad en schroeven voor het herstellen van fracturen) beschikbaar. Dat maakt het huidige printresultaat niet of nog maar beperkt geschikt voor de dagelijkse praktijk.

Daarnaast wil de consument een zo kort mogelijke productietijd. De 3D-printers die op dit moment beschikbaar zijn voor de consumentenmarkt doen er lang over om een eenvoudig ontwerp als bijvoorbeeld een pindabakje te printen. Het ‘even’ een kapot onderdeel printen voor bijvoorbeeld een montageservice wordt daarmee iets voor de toekomst: het duurt nu nog simpelweg te lang om een reserveonderdeel ter plaatse te printen. Gevangen in 3D Een volgend obstakel is het maken van een - bruikbaar - 3D-ontwerp. Dit vraagt kennis van geavanceerde tekensoftware en dat is niet voor iedereen weggelegd. Er zijn inmiddels wel ontwikkelingen om gebruikersvriendelijke 3D-tekensoftware te maken, maar daarvan blijven de mogelijkheden tot nu toe beperkt. Een andere mogelijkheid om tot nieuwe ontwerpen te komen is dupliceren van voorwerpen met behulp van een 3D-scanner. Ook die ontwikkeling staat nog in de kinderschoenen. De resultaten daarvan zijn - hoewel veelbelovend - nog niet echt bruikbaar voor het consumentengebruik. Een van de grootste teleurstellingen van de ‘early adopters’ is dan ook dat zij, eenmaal een 3D-printer in het bezit, beperkt zijn tot het downloaden van al bestaande ontwerpen. Terwijl de kracht van het - additieve - 3D-printen zit in de schier oneindige ontwerpmogelijkheden van producten die tot nu toe niet te vervaardigen waren met substractieve technieken zoals frezen. De groepen die op dit moment wel steeds meer gebruik maken van de consumenten-3D-printers zijn dan ook degenen die de ontwerpkennis in huis hebben en met die kennis 3D-prototypes kunnen ontwikkelen. Denk bijvoorbeeld aan architecten, kunstenaars en fanatieke hobbyisten. Duur Tot slot spelen de hoge kosten van aanschaf en verbruik de snelle omarming van het 3D-printen parten. Zelfs de meest eenvoudige 3D-printer is duur in aanschaf. En eenmaal goed aan de praat blijkt het printen van een ontwerp veel materiaal te kosten. Het maken van een gadget zoals een hoesje voor een smartphone of een kleine behuizing voor een microcomputer zoals de Raspberry Pi wordt daarmee zo kostbaar dat een snelle zoektocht op internet veel meer waar voor

je geld oplevert. Zelfs professionals die veel aan prototyping doen, besteden het printen van hun ontwerp daarom liever uit aan gespecialiseerde copyshops in plaats van zelf alle apparatuur in huis te halen. Andere route Daarmee wijkt de ontwikkeling van het 3D-printen af van die van de ‘gewone’ 2D-printer. De laatste ontwikkelde zich via het industriële en professionele platform naar copyshops en via de werkvloer en fanatieke hobbyisten tenslotte naar de individuele consument. Het 2D-printen werd - eenmaal betaalbaar genoeg - breed omarmd. Het grootste verschil: de meeste mensen kunnen wel omgaan met tekst of een plaatje, maar (nog) niet met een 3D ontwerp. Niet meer weg te denken Ondanks alle obstakels is 3D-printen voor een groeiend aantal markten niet meer weg te denken. Hoewel het 3D-printen zelf voorlopig voorbehouden blijft aan de professionele, industriële markt, neemt de vraag ernaar steeds grotere vormen aan. Mede door het uitbreiden van productmogelijkheden (lees: meer soorten materialen en een praktisch bruikbare kwaliteit) en het ontstaan van betere verdienmodellen. Daarmee komt het punt dichterbij dat het voor bijvoorbeeld een onderdelenshop rendabel wordt om een professionele 3D-printer aan te schaffen. Hebbes! Is 3D-printen daarmee een hype of een nieuwe, onomkeerbare trend? Voor de consumentenmarkt is er op dit moment zeker sprake van een hype. Iedereen wil er eentje ‘voor de heb’. En omdat je er in potentie mooie dingen mee kunt doen. In tegenstelling tot het industriële en professionele platform blijft een 3D-printer voor deze groep daarom voorlopig een mooie gadget. Prima geschikt om sieraden en speelgoed te printen. Maar de echte realisatie van de droom blijft voor veel consumenten uit vanwege de beperkingen. Zodra het voor de consument eenvoudig wordt gemaakt om zelf te kunnen ontwerpen, de snelheid van het apparaat (flink) toeneemt en de kwaliteit van de geprinte producten verbetert, zal ook voor deze groep de omarming ervan vooral een kwestie van tijd en minder een kwestie van geld zijn.

>>zelfs professionals besteden het printen van hun ontwerp uit

/medewerker aan het woord

Marten Lootsma *je kunt zelf richting geven aan je ontwikkeling Marten Lootsma werkt sinds 2008 bij Technolution als system designer. Hoewel hij specialist is in robotica en mechatronica, maakt hij ook graag uitstapjes naar andere vakgebieden. Zo draaide hij mee in het home automation-project, waar een continue wisselwerking plaatsvond tussen hobby en commercieel werk.

/colofon Objective is een uitgave van Technolution B.V. Alle eerder verschenen uitgaven van Objective zijn te downloaden op www.technolution.eu/ objective Verspreiding Controlled circulation voor relaties van Technolution Technolution B.V. Burgemeester Jamessingel 1 2803 WV GOUDA The Netherlands T +31(0)182 59 40 00 E [email protected] I www.technolution.eu

Hobby & de klant “Drie jaar geleden is een aantal collega’s op eigen initiatief het Smart Buildings Project gestart, om met elkaar home automation te onderzoeken en zelf thuis toe te passen. Aan dit project is in Objective 17 al eens aandacht besteed. Snel daarna kwam vanuit een klant de vraag naar een home automation-systeem. Een systeem dat de consument bewust maakt van zijn verbruik en prikkelt om zuiniger met energie om te gaan. Ik heb voor deze klant een deelsysteem ontwikkeld dat de inkomende energie meet en waarmee je de start van een vaatwasser of wasmachine automatisch kunt inplannen wanneer netstroom goedkoop is of gratis duurzame energie beschikbaar is. Dat is weer als basis gebruikt om verder te gaan met het hobby-project. In het Smart Buildings Project ontwikkelden we oplossingen die handig waren voor commerciële projecten, en omgekeerd. Daar zat bewust een sterke wisselwerking tussen, zodat we beide trajecten optimaal konden benutten. Ik heb dus ook home automation-toepassingen voor mijn eigen huis gemaakt. Ik vind het leuk om mijn energieverbruik te meten en te monitoren en zo bewust met energie bezig te zijn. En het verhoogt je comfort. Je kunt scenario’s maken zodat je met één druk op de knop een bepaalde lichtintensiteit voor de hele huiskamer kunt kiezen om een bepaalde sfeer te creëren.

De link met hardware Home automation was voor mij een uitstapje naar technische informatiesystemen. Ik kom meer uit de embedded softwarehoek, de machine-to-machine software en dan vooral voor in-car en hightechsystemen. Ik werk aan het aansturen van de hardware. Dit soort software is er heel nauw op gericht om de hardware bepaalde taken te laten doen. Zoiets als wat printerdrivers doen op een pc, maar dan voor hightechmachines. Een voorbeeld van zo’n hightechsysteem waar ik aan gewerkt heb is een elektronenlithografiemachine die afbeeldingen op chips projecteert. De beeldinformatie wordt opgeleverd als een digitaal bestand van wel een terabyte in omvang. Dat moet in korte tijd op de siliciumschijven worden geprojecteerd en dat gaat dus met enorme datastromen gepaard. Mijn dagelijks werk is vooral software schrijven, maar de ontwikkeling van hardware en software loopt vaak parallel. Ik ben betrokken bij de ontwikkeling van de hardware, zodat vanuit software-oogpunt juiste keuzes worden gemaakt. En als er tijdens de ontwikkeling een wijziging nodig is van een hardware-prototype, dan zit ik ook wel eens met de soldeerbout in de hand. Richting geven aan ontwikkeling Vanwege mijn ervaring met home automation was ik steeds vaker actief in dit soort projecten. Maar mijn achtergrond is robotica en mechatronica en ik wilde me graag weer op dat gebied focussen. Dat heb ik aangegeven en daar wordt door Technolution werk van gemaakt. Er wordt rekening gehouden met je ambities en welke kant je met je ontwikkeling op wil. Software vind ik leuk, maar ik zie het toch vooral als een gereedschap. Het gaat mij veel meer om wat je met die software doet. De achterliggende vraagstukken vind ik interessanter. Bij robotica en mechatronica zijn het vooral fysische en wiskundige problemen die je moet oplossen en daar gaat het mij juist om.”