Symposium Intelligente systemen in de zorg, KU Leuven, 9 maart 2012.
Iedereen heeft een groot aantal Embedded Systemen in zijn omgeving, maar weet niet dat ze er zijn. Embedded Sytemen doen hun nuttige werk namelijk "achter de schermen": door elektronica en software slim te combineren en te integreren in een apparaat of machine ontstaan nieuwe toepassingsmogelijkheden die eenvoudiger te bedienen zijn en die bovendien een stuk goedkoper op de markt gebracht kunnen worden dan met conventionele technieken. Dit heeft wel tot gevolg dat de embedded systemen zelf elk jaar complexer worden (om aan de buitenkant simpeler te worden). Het ontwerpen en bouwen van dit soort systemen is dus een stevige technische uitdaging. Een van de belangrijkste voorwaarden is dat de professionals van verschillende vakgebieden goed kunnen samenwerken, vooral over de grenzen van hun eigen vakgebied. Een andere voorwaarde is dat ontwerpers van alle intellectuele niveaus nauw met elkaar moeten samenwerken om het onderste uit de kan te kunnen halen. In de regio Zuidoost Nederland, in een brede strook rond de A67, is een groot aantal bedrijven in de maakindustrie van wereldklasse gevestigd. Het is de maatschappelijke taak van onderwijsinstellingen in het algemeen en Fonts Hogescholen in het bijzonder om voldoende studenten op hoog gekwalificeerd niveau op te leiden, zodat deze bedrijven op wereldniveau kunnen blijven concurreren. Daar wil het Lectoraat Architectuur van Embedded Systemen zo veel mogelijk aan bijdragen door relevant toegepast onderzoek uit te voeren.
AANLEIDING In het RAAK-MKB project ‘Gelijkspanning breng(t) je verder’ heeft De Haagse Hogeschool, specifiek de opleiding Elektrotechniek, ervaren dat de opkomst van het onderwerp ‘Gelijkspanning’ (ook wel DC) in het beroepenveld sterk samenhangt met ontwikkelingen in het vakgebied van ‘Vermogenselektronica’ of ‘Power Eletronics’. Het beroepenveld vraagt steeds vaker om steeds meer kennis op dit vakgebied, in het kader van bijvoorbeeld de energietransitie, Smart Grids, Internet-of-Things etc. Om deze kennis op een goed gestructureerde wijze over te dragen aan studenten, moeten er een aantal belemmeringen worden weggewerkt. Een van deze belemmeringen is de beperkte beschikbaarheid van kennis; het vakgebied is relatief nieuw en nog sterk in ontwikkeling. Binnen De Haagse Hogeschool is door de opleiding Elektrotechniek (met kennis van de nog weg te werken belemmeringen) de bewuste keuze gemaakt om zich binnen Nederland te willen profileren met het onderwerp ‘Gelijkspanning’. Vanuit het eerdere RAAK-MKB project ‘Gelijkspanning breng(t) je verder’ werden hiertoe een eerste vak en practicum ontwikkeld: Vermogenselektronica 1. Hierin worden beginselen van DC-DC omvormers behandeld. DC-DC omvormers zorgen voor het transformeren van DC-spanningen, om energie bij hoge spanningen en dus lage verliezen te kunnen transporteren. Vanaf het huidige collegejaar (2015-2016) is ook een tweede vak op dit gebied toegevoegd aan het curriculum: Vermogenselektronica 2: hierin worden DC-AC omvormers op hoofdlijnen behandeld. Deze omvormers zorgen ervoor dat veel gebruikte types motoren aangedreven kunnen worden met gelijkspanning. Deze hoofdlijnen staan in de ogen van het beroepenveld nog (te) ver af van toepassingen waarmee zij werken. Daarbij moet gedacht worden aan bijvoorbeeld elektrische mobiliteit (specifieke types motoren), verlichting (DC-DC), distributietechnieken (DC-DC op hogere vermogens) of slimme netten (integratie van energietechniek, communicatietechnologie en regeltechniek / embedded systems). DOELSTELLING Het doel van het project is het opstellen van een implementatiewijze ter verdere invulling van de onderwerpen ‘Gelijkspanning’ en ‘Vermogenselektronica’ in het curriculum van de opleiding Elektrotechniek voor de teamleider van Elektrotechniek van De Haagse Hogeschool om de gewenste profilering te kunnen realiseren. ACTIVITEITEN Vanuit de curriculum commissie van de opleiding Elektrotechniek wordt opdracht gegeven aan een apart team om het implementatievoorstel voor te bereiden. Hierin werken twee docent/onderzoekers samen met de teamleider en enkele extern specialisten. In vijf opeenvolgende stappen wordt op een top-down manier gewerkt aan 1. Formuleren competenties voor DC 2. Hoofdstromen curriculum inrichten 3. Uitwerken vakinhoudelijke gebieden Elektrotechniek (‘leeg vel papier’) 4. Koppelen opzet aan bezetting en kennis in het team en bij partners 5. Voorbereiden besluitvorming RESULTAAT Op deze wijze wordt een heldere visie ontwikkeld op het benodigde onderwijs om het onderwerp gelijkspanning gestructureerd aan te kunnen bieden. Daarbij gaat het om vakinhoudelijke kennis in vakken, met bijbehorende practica en projecten. Om deze kennis goed aan te bieden wordt nadrukkelijk ook de samenwerking met andere kennisinstellingen (zoals Zuyd Hogeschool en de TU-Delft) gezocht.
Mobiliteit zorgt voor bereikbaarheid van producten, diensten en mensen, maar mag niet ten koste gaan van de leefbaarheid van onze dorpen en steden. Mobiliteit van de toekomst moet schoner, stiller, efficiënter en veiliger, en dan ook nog betaalbaar en inclusief zijn voor burgers, bedrijven en de samenleving als geheel. In de SPRONG-groep Future-proof Automotive SoluTions (FAST) opereren Fontys en Hogeschool Arnhem Nijmegen als kern van een consortium met bedrijven, kennisinstellingen en regionale overheden. Zes lectoraten van Fontys en HAN gaan samen aan de slag. Kennis over voertuigtechniek en intelligente mobiliteit van Fontys en HAN wordt samengebracht met expertise over logistiek, bedrijfskunde, creatieve economie (verwaarding, lange-termijn-denken, verbeeldingskracht), sociale impact van mobiliteitsinnovaties, recht en ethiek. Doel Het doel van SPRONG-groep FAST is de doorgroei en versterking van een multidisciplinaire onderzoeksgroep tot een krachtige SPRONG-groep die bijdraagt tot een versnelling van de transitie naar emissieloze, autonome mobiliteitssystemen voor collectief personenvervoer en goederenvervoer. Beoogd wordt bij te dragen aan maatschappelijke uitdagingen rondom energietransitie, het verlagen van CO2 en NOx emissies door mobiliteit en transport, alsook aan het verbeteren van het concurrerend vermogen van de Nederlandse economie in de betrokken sectoren door in impactvolle projecten de synergie tussen beroepspraktijk, onderzoek en onderwijs te versterken. Focus De inhoudelijke focus van de SPRONG-groep richt zich op het collectief personenvervoer en goederenvervoer, van voertuigtechniek tot logistieke systemen, met aandacht voor veranderende verdienmodellen. De methodologische focus ligt bij het inzetten van digitale technologie voor multidisciplinair onderzoek en co-creatie met overheid, bedrijfsleven en maatschappelijke organisaties. Hiertoe wordt een gezamenlijk Virtual Mobility Lab gestart waar onderwijs, onderzoek en bedrijfsleven samenwerken met behulp van digitale tools, zoals Digital Twins, Business-Proces-Modeling en Technology Impact-Tools. Hiermee is het mogelijk om de impact te bestuderen van (technologische) vernieuwing bij het product op mens en omgeving (en vice-versa) alsook de gevolgen voor de betrokken stakeholders.
Na een grondige analyse van de behoefte in de markt door middel van bilaterale gesprekken en een workshop, komt HAN Automotive Research (HAN AR) tot de conclusie dat het werkveld behoefte heeft aan ondersteuning bij het optimaliseren van ontwerp en aansturing van de elektrische en hybride aandrijvingen voor hun (proto-)voertuigen en -machines. De complexiteit van eisen, randvoorwaarden en technische mogelijkheden is moeilijk te overzien en te vertalen naar een succesvol product, dat aan de wensen van de klant voldoet. Het Intemas project beoogt genoemde bedrijven te ondersteunen bij dit belangrijke werk, door een voldoende gedetailleerde analyse van het lastproces (bijvoorbeeld: snelheid tegen de tijd), een wetenschappelijk gefundeerd ontwerp van het energiemanagement systeem (EMS) en een voorstel voor de dimensionering van de deelsystemen (batterij, verbrandingsmotor, e.d.). Het EMS is een systeem dat voortdurend het meest optimale werkpunt kiest voor de diverse energiesystemen aan boord van het voertuig. Deze keuze wordt bepaald op basis van eisen en wensen in termen van o.a. emissies, energieverbruik, prestaties en/of kosten. De HAN wil eigen kennis en ervaring combineren met die van diverse bedrijven en de groep regeltechniek van de Hochschule Rhein Waal om tot nieuwe inzichten en oplossingen te komen en deze te implementeren in het MKB. Veel bij HAN AR bestaande kennis en ervaring (besturingstechniek, modelontwikkeling, veiligheidsconcepten, testtechnieken) is opgedaan met de auto-industrie. Met Intemas willen we ons werkterrein uitbreiden richting de Agro-industrie, een bedrijfstak met veel potentie vanwege haar omvang en stand van techniek. Een kruisbestuiving tussen beide domeinen kan met relatief weinig inspanning tot grote voordelen leiden. Belangrijke deliverables van Intemas project zijn: TCO analyse van diverse producten, een softwaretool voor dimensionering van deelsystemen, Rapport EMS in praktische toepassingen en minimaal 2 demonstrators (elektrische fiets en een hybride trekker). Het bouwen van de demonstrators behoort niet tot het Intemas project; dit zal door de partner-bedrijven worden gedaan. Door de lange ervaring opgedaan in meerdere aanverwante (Raak) projecten, een promotieonderzoek op dit gebied en veel hands-on ervaring kan HAN AR van grote meerwaarde zijn voor de MKB?s en ook belangrijk bijdragen aan een nieuwe kennisbasis voor onderwijs op bachelor en master niveau, gericht op een meer systeem georiënteerde probleemaanpak.
