Industrial Engineering
Cover
194133_18072024_Productietechnologie_1.pdf
Summary
## H1: Inleiding tot de industriële productietechnologie
De hedendaagse industriële productietechnologie ondergaat een "her-uitvinding" met een focus op minimale druk op het levensmilieu, zowel qua grondstoffen- en energieverbruik als qua output (milieueffecten). Innovatie hierin is cruciaal voor marketing, competitie en vereist aanzienlijk onderzoek en ontwikkeling (R&D). De pijlers voor een toekomstgerichte economie en industrie zijn: slimme technologische innovatie, energiezuinigheid en hernieuwbare energiebronnen, duurzaam materiaalbeheer, en globalisering van de economie en industrie met een mondiale visie [ ] [3](#page=3).
Productietechnologie wordt gedefinieerd als de systematische toepassing van wetenschappelijke kennis en inzichten om de maatschappij te voorzien van goederen en diensten [ . Productie zelf is het voortbrengen van maatschappelijke producten om behoeften te bevredigen, gedreven door de maatschappelijke vraag naar bijvoorbeeld duurzame mobiliteit, betere gezondheid en communicatie [ . Technologie is de toepassing van wetenschap om natuurproducten te bewerken ten behoeve van de industrie [ ] [3](#page=3).
Industriële productieprocessen (manufacturing) zijn geëvolueerd van handmatige vervaardiging naar geautomatiseerde, computergestuurde processen [ . Een industrieel product omvat naast het product zelf ook productieprocessen, apparatuur, organisatie, logistiek en marketing [ ] [3](#page=3).
### Omschrijving en situering
Een **product** is alles wat tegen een bepaalde prijs op de markt gebracht kan worden om aan een maatschappelijke behoefte te voldoen. Producten kunnen worden onderverdeeld in:
* **Goederen**: Tastbaar.
* Consumentengoederen (bv. voeding, vervoersmiddelen) [ ] [4](#page=4).
* Kapitaalgoederen (bv. machineonderdelen, treinsporen) [ ] [4](#page=4).
* **Diensten**: Niet tastbaar (bv. onderwijs, veiligheid) [ ] [4](#page=4).
Het **industrieel productieproces (manufacturing)** kent twee benaderingen:
* **Technologische benadering**: Toepassing van mechanische, thermische, etc. processen om de geometrie, eigenschappen of samenstelling van een startproduct te wijzigen. Dit gaat gepaard met afval en bijproducten [ ] [4](#page=4).
* **Economische benadering**: Creëren van toegevoegde waarde en vermarktbare producten, wat bijdraagt aan het Bruto Binnenlands Product (BBP) [ ] [4](#page=4).
### Sectoren van de industrie
De industriële productie kan economisch worden onderverdeeld in sectoren:
* **Primaire sector**: Agrarische sector (ontginning grondstoffen, levering voedsel) [ ] [4](#page=4).
* **Secundaire sector**: Industriële sector (verwerken van producten uit de primaire sector) [ ] [4](#page=4).
* **Tertiaire sector**: Dienstensector (doorverkopen van producten uit de secundaire sector aan de consument, winst nastreven) [ ] [4](#page=4).
* **Quartaire sector**: Niet-commerciële sector (door de overheid gesubsidieerde bedrijven die geen winst nastreven) [ ] [4](#page=4).
De structurering van economische en industriële activiteiten wordt gedaan via de **NACE-classificatie (NACE Rev. 2)**, een Europees referentiekader voor statistische ordening [ . Overkoepelend hierop staat de **ISIC (International Standard Industrial Classification of all economic activities)**, een VN-structuur [ ] [4](#page=4).
### Historische context
De industriële revoluties hebben de productietechnologie ingrijpend veranderd:
* **1e IR (vanaf 1780)**: Mechanisatie en stoomkracht. Kenmerken: grote bedrijven, centralisatie van productiemiddelen, transport via spoorwegen en stoomschepen [ ] [4](#page=4).
* **2e IR (vanaf 1900)**: Massaproductie en elektrificatie. Kenmerken: opkomst elektriciteit, vervanging ijzer door staal, chemische reacties [ ] [5](#page=5).
* **3e IR (vanaf 1950)**: Ruimtevaart, micro-elektronica, automatisering, computers. Kenmerken: efficiënte globalisering, computergestuurde processen [ ] [5](#page=5).
* **4e IR (vanaf 2000)**: Miniaturisatie, micro- en nanotechnologie, biotechnologie, duurzame ontwikkeling. Kenmerken: digitale verbinding van fabrieken en machines (smart factory), snelle marktvraag [ ] [5](#page=5).
* **Miniaturisatie**: Toename van nauwkeurigheid in productiebewerkingen [ ] [5](#page=5).
* **Micro-/Nanotechnologie**: Manipulatie en meting op sub-micrometer en sub-nanometer schaal [ ] [5](#page=5).
* **Biotechnologie**: Gebruik van levende organismen voor industriële doeleinden (groene, witte, rode, blauwe biotech) [ ] [5](#page=5).
### Produceren in een industriële omgeving
Van ambachtelijke bedrijfjes naar industriële ondernemingen leidt tot functionele specialisatie:
* **Bedrijfsfuncties**: Gelijksoortige taken worden bijeengebracht in organisatorische eenheden (bv. productontwikkeling, productie, marketing). [ ] [5](#page=5).
#### Productontwikkeling
Dit omvat twee fasen:
* **Productplanning**: Signaleren van maatschappelijke behoeften en genereren van nieuwe productideeën. Dit omvat vastleggen van producteigenschappen, hoeveelheden en prijzen. De taak van marketing is hierin cruciaal [ ] [5](#page=5).
* **Productontwerp**: Omzetten van het productconcept naar een gedetailleerd ontwerp (vorm, materiaal). Dit is essentieel vóór de start van de productie en vereist technische kennis van technologen en ingenieurs [ ] [5](#page=5).
Bij productontwerp wordt rekening gehouden met:
* **Stakeholders**: Belanghebbenden zoals leveranciers, klanten, banken en management [ ] [6](#page=6).
* **Programma van eisen**: Ordenen en verbinden van (vaak tegenstrijdige) eisen, wat vak- en sociale kennis vereist [ ] [6](#page=6).
* **Productlevenscyclus**: Een product doorloopt verschillende fasen (R&D, groei, maturiteit, daling), wat invloed heeft op de ontwerpkeuzes [ ] [6](#page=6).
#### Technologische benadering van productontwerp
De **levenscyclusanalyse (LCA)** is essentieel om te voldoen aan duurzaamheidseisen en analyseert de materiaal- en energiestromen van begin tot einde [ . De productiecyclus omvat grondstofwinning, productie, distributie, gebruik en afvalverwerking. Streven is naar **product recovery** (terugwinnen van producten uit afgedankte materialen), hergebruik en recycling [ ] [6](#page=6).
* **Design for refuse**: Producten ontwerpen om als afval te worden afgevoerd [ ] [6](#page=6).
* **Design for recycling**: Grondstoffen terugwinnen voor hergebruik en de cyclus sluiten (circulaire benadering) [ ] [6](#page=6).
* **Cradle to cradle**: De filosofie dat gerecycleerde producten hun kwaliteit behouden (upcycling) en afval als voedsel wordt beschouwd. Dit moet vanaf het begin van de productontwikkeling geïntegreerd worden [ ] [6](#page=6).
#### Marketing benadering van productontwerp
De productlevenscyclus kent verschillende fasen:
1. **R&D**: Lage verkoopcijfers, product bekend maken, monopolie [ ] [7](#page=7).
2. **Groeifase**: Product wordt bekend, eerste concurrenten komen op, veel competitie [ ] [7](#page=7).
3. **Maturiteitsfase**: Weinig innovatie, massaproductie, prijs is cruciaal [ ] [7](#page=7).
4. **Daling**: Verkoopcijfers dalen, product verouderd [ ] [7](#page=7).
#### Productie technologisch bekeken
Een **productieproces** is een reeks geordende gebeurtenissen waarbij een ingangsproduct wordt omgezet in een gewenst uitgangsproduct met toegevoegde waarde [ ] [7](#page=7).
* **Technisch productieproces**: Chronologische ordening en keuze van bewerkingen ligt bij de mens (bv. auto productie) [ ] [7](#page=7).
* **Natuurlijk productieproces**: Weinig menselijke invloed (bv. fotosynthese) [ ] [7](#page=7).
**Soorten productieprocessen**:
* **Stuksproductie**: Stuk voor stuk, hoge kostprijs, unieke specificaties, arbeidsintensief [ ] [7](#page=7).
* **Serieproductie**: Efficiëntere machines, lagere kostprijs, minder klantenspecificatie (mass-customization), minder arbeidsintensief [ ] [7](#page=7).
* **Continue/flowproductie**: Proces stopt vrijwel nooit, bulkproducten, lage arbeidsinzet, hoge initiële investering [ ] [7](#page=7).
**Process engineering**: Ontwikkeling en optimalisatie van productieprocessen door het bestuderen en kwantificeren van eenheidsoperaties [ ] [7](#page=7).
Een productieproces bestaat uit opeenvolgende **eenheidsoperaties**:
* **Mechanisch**: Uitoefenen van mechanische krachten (verandering van vorm/afmeting) [ ] [7](#page=7).
* **Fysisch/natuurkundig (thermisch)**: Verandering van eigenschappen/toestand (temperatuur, aggregatietoestand) [ ] [7](#page=7).
* **(Bio-)chemisch**: Verandering van stof door chemische reactie, verkrijgen van nieuwe stof [ ] [7](#page=7).
Productieprocessen doorlopen verschillende schalen: Laboschaal, Pilootschaal, Proeffabriek, Productiefabriek [ ] [8](#page=8).
**Procesvoorstelling**:
* **Blokschema**: Eenheidsoperaties voorgesteld als rechthoeken met stromen [ ] [8](#page=8).
* **Stromingsschema's/flowsheets**: Gedetailleerder dan blokschema's [ ] [8](#page=8).
* **Materiaal- & energiebalansen**: Boekhouding van stromen [ ] [8](#page=8).
#### Productie economisch bekeken
Kosten zijn cruciaal in de productiekostprijs. Er zijn verschillende kostenfactoren:
* **Uitvoeringskosten ($K_U$)**: Kosten die per product terugkomen (materiaalkosten, machinekosten, directe arbeid) [ ] [8](#page=8).
* **Kosten voor herhaalopdrachten ($K_{HO}$)**: Voorbereidende kosten per fabricageserie (administratieve werkvoorbereiding, inrichtkosten) [ ] [8](#page=8).
* **Voorbereidingskosten/eenmalige kosten ($K_{VB}$)**: Kosten voor de totaalserie (technische werkvoorbereiding, productgebonden uitrusting) [ ] [8](#page=8).
* **Indirecte kosten voor productiefaciliteiten ($F_{OF}$) (overhead)**: Indirecte kosten van productieafdelingen (inkoop, planning) [ ] [8](#page=8).
De productiekostprijs ($K_{FI}$) van een onderdeel uit fabricageserie $i$ wordt berekend als:
$$K_{FI} = F_{OF} \cdot \left(K_U + \frac{K_{HO}}{X_i} + \frac{K_{VB}}{Y}\right)$$
waarbij $Y = \sum_{k=1}^{i} X_k$ [ ] [8](#page=8).
De kost van een geassembleerd product ($K_{FT}$) bestaande uit $n$ onderdelen is:
$$K_{FT} = F_{OF} \cdot K_{AS} + \sum_{i=1}^{n} K_{FI}$$
waarbij $K_{AS}$ de kosten van assemblage zijn [ ] [8](#page=8).
Daarnaast zijn er nog algemene overheadkosten:
* **Bedrijfsoverhead ($F_{OB}$)**: Kwaliteitsdienst, personeelszaken, management [ ] [9](#page=9).
* **Verkoopoverhead ($F_{OV}$)**: Voorraad-, afleverings- en nazorgkosten [ ] [9](#page=9).
De uiteindelijke verkoopprijs ($K_V$) is:
$$K_V = F_W \cdot F_{OV} \cdot F_{OB} \cdot K_{FT}$$
waarbij $F_W$ de winstfactor is [ ] [9](#page=9).
#### Productie organisatorisch bekeken
##### Productiesysteem en zijn omgeving
Een **productiesysteem** is een complex van mensen en middelen dat, in geordend verband, producten voortbrengt [ . Systemen worden geclassificeerd op basis van [9](#page=9):
* **Mate waarin het klantenorder de productie stuurt (KOOP)**: Hoe diep de klantwens doordringt in het proces [ ] [9](#page=9).
* **Seriegrootte van de orders**: Massaproductie (grote aantallen, weinig klantinbreng) tot enkelstuks/projectmatige productie (één stuk, veel klantinbreng) [ ] [9](#page=9).
* **Plaats in de bedrijfskolom**: Van basisproductie (grondstoffen) tot fabricage (onderdelen) en assemblage (eindproduct) [ ] [9](#page=9).
* **Inrichting van de productieafdelingen**:
* **Lijnstructuur**: Vaste route voor elk onderdeel, typisch voor massaproductie [ ] [9](#page=9).
* **Afdelingsstructuur/departementale structuur**: Grote bezettingsgraad van machines binnen afdelingen, maar moeilijk op elkaar af te stemmen, wat leidt tot bottlenecks en langere doorlooptijden [ ] [10](#page=10).
* **Celstructuur**: Minifabrieken die onafhankelijk werken, wat leidt tot kortere doorlooptijden, meer flexibiliteit en minder voorraad, maar lagere totale bezettingsgraad [ ] [10](#page=10).
##### Goederenstroombesturing (logistiek)
**Logistiek** organiseert, plant, stuurt en voert goederen-, geld-, informatie- en mensstromen om te zorgen voor de juiste voorraad tegen de beste prijs op elke plaats en elk moment [ . Het omvat het plannen en efficiënt uitvoeren van bevoorrading en is nauw verbonden met supply chain management [ ] [10](#page=10).
**Voorraadsystemen**:
* **Voorraadgestuurd systeem (JIT - Just-In-Time)**: Bestelling geplaatst wanneer voorraad onder een minimum komt; gebaseerd op waargenomen verbruik en levertijd [ ] [10](#page=10).
* **Programmagestuurd systeem (MRP - Material Requirements Planning)**: Voorraden baseren op verwachte eindproductgebruik; centraal gepland [ ] [10](#page=10).
##### Organisatiestructuur
* **Hiërarchische indeling**: Lijnorganisatie (eenhoofdige leiding), Lijnstaforganisatie (advies), Functionele organisatie (bindend advies), Matrixorganisatie (projectmanager over functies heen) [ ] [10](#page=10).
* **Indeling naar opbouw productiestructuur**:
* **Productgerichte organisatie**: Eén verantwoordelijke per productgroep (massaproductie) [ ] [11](#page=11).
* **Procesgerichte organisatie**: Eén verantwoordelijke per bewerking (kleine serieproductie) [ ] [11](#page=11).
Oplossingen voor problemen bij grote organisaties (trage besluitvorming) zijn **platte organisaties** (verantwoordelijkheden lager leggen) en **lean production** (verspilling uitbannen, kernactiviteiten uitvoeren) [ ] [11](#page=11).
#### Rol van de ingenieur
Verschillende ingenieursrollen zijn cruciaal:
* **Ontwerpingenieur**: Productontwerp, economische haalbaarheid, materiaalkennis [ ] [11](#page=11).
* **Procesingenieur**: Efficiëntie van eenheidsoperaties [ ] [11](#page=11).
* **Materiaalingenieur**: Materiaaleigenschappen en nieuwe toepassingen [ ] [11](#page=11).
* Samenwerking tussen ingenieurs is essentieel [ ] [11](#page=11).
#### Productiekwaliteit
**Kwaliteit** is de mate waarin een product bruikbaar is voor het gestelde doel ("fitness for use") en voldoet aan de verwachtingen van de klant. De prijs/prestatieverhouding moet optimaal zijn [ ] [11](#page=11).
**Integrale kwaliteitszorg**: Alle stappen van het productieproces moeten kwalitatief hoogwaardig zijn. Dit vereist:
1. **Responsabilisering**: Iedereen is verantwoordelijk voor de kwaliteit van zijn werk [ ] [11](#page=11).
2. **Duidelijke verwachtingen**: Iedereen kent zijn eigen verwachtingen en criteria [ ] [11](#page=11).
3. **Kwaliteitshantering**: Vastleggen en volgen van procedures (bv. ISO-normen) [ ] [11](#page=11).
4. **Traceerbaarheid**: Alles binnen het bedrijf moet traceerbaar zijn [ ] [11](#page=11).
**Accreditatie**: Een label dat een bedrijf krijgt als het aan kwaliteitsnormen voldoet (bv. ISO-normen), zoals vastgelegd door de Internationale Organisatie voor Standaardisatie [ ] [11](#page=11).
#### Criteria voor het beoordelen van het productiesysteem
Bij het beoordelen van een productiesysteem zijn de volgende criteria van belang:
1. **Productiekosten**: Afhankelijk van de productiegrootte en seriegrootte [ ] [12](#page=12).
2. **Productiesnelheid**: Goede afstemming van eenheidsoperaties en automatisering [ ] [12](#page=12).
3. **Flexibiliteit**: Aanpassingsvermogen aan dynamische vraag en betrouwbaarheid [ ] [12](#page=12).
4. **Kwaliteit**: Productie-eigenschappen, prijs, levertijd, service. De uitvalfractie ($u$) is een belangrijke maatstaf [ ] [12](#page=12).
5. **Milieueffecten**: Voorkomen van schadelijke stoffen en effecten, milieugerichte productontwikkeling en productie (MET-factoren: Materiaal, Energie, Toxiciteit) [ ] [12](#page=12).
### Industriële productiekenmerken
De hedendaagse industriële productie wordt gekenmerkt door:
* **Marktkenmerken**: Wereldmarkt, overcapaciteit, veeleisende klanten [ ] [12](#page=12).
* **Productkenmerken**: Hoge productcomplexiteit, veel varianten, korte levenscycli en levertijden, hoge kwaliteitseisen, druk op productiekosten [ ] [12](#page=12).
Grondstoffen en energie (inputs) moeten zo zuinig mogelijk worden gebruikt, met oog op de effecten op het klimaat (outputs) [ . Parameters als de **Earth overshoot day** (dag waarop de mens alles heeft verbruikt wat de aarde jaarlijks kan produceren/aanvullen) en de **ecologische voetafdruk** zijn hierbij belangrijk [ ] [13](#page=13).
## H2: Materie & grondstoffen
**Materie** is alles wat massa en volume heeft en komt voor in verschillende aggregatietoestanden [ . Een **materiaal** is een verwerkte stof die deel uitmaakt van een product of halffabricaat [ ] [14](#page=14).
### Structuur van materie
Stoffen bestaan uit atomen, de kleinste deeltjes van een stof. Atomen verbinden zich via chemische bindingen en kunnen worden geclassificeerd als organisch (afgeleid van levende organismen) of anorganisch (niet-levende organismen) [ ] [14](#page=14).
* **Elementen/elementaire stoffen**: Zuivere stoffen die niet verder chemisch of elektrisch ontleed kunnen worden. Hun eigenschappen zijn periodiek gerelateerd aan hun structuur, wat wordt weergegeven in het periodiek systeem [ ] [14](#page=14).
* **Mengsels**:
* **Heterogeen**: Componenten zijn onderscheidbaar (bv. gesteenten) [ ] [14](#page=14).
* **Homogeen**: Componenten zijn niet onderscheidbaar [ ] [14](#page=14).
#### Opbouw van een atoom
Een atoom bestaat uit een kern (met protonen en neutronen) en elektronen die daaromheen bewegen. Protonen hebben een positieve lading, elektronen een negatieve lading en neutronen zijn neutraal. In een neutraal atoom is het aantal protonen gelijk aan het aantal elektronen ($Z$, het atoomnummer) [ ] [14](#page=14).
* Massa proton/neutron $\approx 2000 \times$ massa elektron.
* De massa van het atoom ($A$) is de som van protonen en neutronen ($A = \#\text{protonen} + \#\text{neutronen}$) [ ] [15](#page=15).
* De massa wordt voornamelijk bepaald door de kern, wat resulteert in een enorme massadichtheid in de kern [ ] [15](#page=15).
**Standaard eenheden**:
* 1 a.m.u. (atomaire massa-eenheid) = $1.6605620 \times 10^{-27}$ kg [ ] [15](#page=15).
* 1 mol = $6.022 \times 10^{23}$ deeltjes (getal van Avogadro, $N_A$) [ ] [15](#page=15).
**Massadefect**: De massa van de afzonderlijke deeltjes is groter dan de massa van het atoom als geheel. Het "verloren" massadeel wordt omgezet in energie ($E=mc^2$) [ ] [15](#page=15).
#### Isotopen
Isotopen zijn atomen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen, wat leidt tot verschillende fysische eigenschappen, terwijl het chemisch gedrag (bepaald door elektronen) gelijk blijft [ ] [15](#page=15).
#### Atoommodellen
* **Model van Bohr**: Elektronen bewegen in specifieke banen (schillen) rond de kern. Atomen kunnen van schil wisselen, wat energie vereist. Het aantal elektronen per schil is maximaal $2n^2$, waarbij $n$ het hoofdkwantumgetal is. De buitenste schil bevat de valentie-elektronen (maximaal 8) [ ] [15](#page=15).
* **Kwantummechanica**: Elektronen gedragen zich als deeltjes en golven. De exacte plaats en energie van een elektron is niet te bepalen, maar de waarschijnlijkheid van aanwezigheid wordt beschreven door orbitalen [ ] [15](#page=15).
**Orbitaal**: Ruimte rond de kern waar een elektron met een bepaalde energie waarschijnlijk aanwezig is. De energie van orbitalen neemt toe met het hoofdkwantumgetal ($n$).
* **Niveau 1**: 1s-orbitaal (bolvormig) [ ] [16](#page=16).
* **Niveau 2**: 2s-orbitaal (bolvormig, grotere straal) en 2px, 2py, 2pz-orbitalen (peervormig, gericht langs de assen) [ ] [16](#page=16).
* **Niveau 3**: 3s, 3p, 3d-orbitalen [ ] [16](#page=16).
**Elektronenverdeling**:
* **Aufbauprincipe**: Elektronen vullen eerst de orbitalen met het laagste energieniveau [ ] [16](#page=16).
* **Regel van Hund**: Orbitalen op hetzelfde energieniveau worden eerst één voor één gevuld voordat dubbele bezetting plaatsvindt [ ] [16](#page=16).
* **Pauli-principe**: In een orbitaal kunnen maximaal twee elektronen zitten, die een tegengestelde spin moeten hebben [ ] [16](#page=16).
#### Atoombindingen en moleculen
De eigenschappen van een atoom worden sterk bepaald door het aantal valentie-elektronen. Atomen streven naar een stabiele edelgasconfiguratie. Bindingen kunnen plaatsvinden via:
* **Ionbinding/heteropolaire binding**: Aantrekking tussen positief en negatief geladen ionen, gevormd door elektrontransfer tussen metaal en niet-metaal. Vormt een ionrooster (bv. NaCl) [ ] [17](#page=17).
* **Covalente binding**: Delen van elektronenparen tussen atomen. Atoomorbitalen overlappen, wat leidt tot molecuulorbitalen.
* $\sigma$-binding: Ontstaat door lineaire overlap van s- en/of p-orbitalen [ ] [17](#page=17).
* $\pi$-binding: Ontstaat door zijdelingse overlap van p-orbitalen [ ] [17](#page=17).
* **Hybridisatie**: Vermenging van atoomorbitalen om nieuwe bindingsorbitalen te vormen (bv. $sp^3$ in CH$_4$, $sp^2$ in C$_2$H$_4$, $sp$ in C$_2$H$_2$) [ ] [17](#page=17).
* **Metaalbinding**: Delen van valentie-elektronen door een rooster van positieve metaalionen, waardoor een "elektronengas" ontstaat dat de ionen bijeenhoudt. Dit verklaart de geleidbaarheid en vervormbaarheid van metalen [ ] [18](#page=18).
#### Eigenschappen verbonden aan structuur
* **Bindingslengte**: Optimale afstand tussen atomen, bepaald door een evenwicht tussen aantrekkings- en afstotingskrachten [ ] [18](#page=18).
* **Interatomaire bindingsenergie**: De energiewinst die optreedt bij het vormen van een binding, equivalent aan de energie die nodig is om de binding te verbreken [ ] [18](#page=18).
* **Bindingssterkte**: De energie die vrijkomt bij binding. $\sigma$-bindingen zijn sterker dan $\pi$-bindingen [ ] [18](#page=18).
#### Elektronegativiteit en polariteit
* **Elektronegativiteit (EN)**: De aantrekkingskracht van een atoomkern op de elektronen in een covalente binding. Een verschil in EN tussen twee atomen in een binding leidt tot een **polaire covalente binding** met partieel geladen deeltjes ($\pm\partial$) [ ] [18](#page=18).
* Als $\Delta \text{EN} < 0.4$: apolaire covalente binding [ ] [18](#page=18).
* Als $0.4 < \Delta \text{EN} < 2$: polaire covalente binding [ ] [18](#page=18).
* Als $\Delta \text{EN} > 2$: ionbinding [ ] [18](#page=18).
* **Polariteit**: Moleculen kunnen polair zijn door ongelijke ladingsverdeling, wat intermoleculaire krachten veroorzaakt [ ] [19](#page=19).
#### Intermoleculaire krachten
Secundaire bindingen (Van der Waalskrachten) treden op tussen moleculen:
1. **Dipool-dipool krachten (Keesom)**: Tussen permanente dipolen [ ] [19](#page=19).
2. **Dipool-geïnduceerde dipool krachten (Debye)**: Tussen een permanente dipool en een geïnduceerde dipool [ ] [19](#page=19).
3. **Geïnduceerde dipool-geïnduceerde dipool krachten (London)**: Tussen geïnduceerde dipolen [ ] [19](#page=19).
Deze krachten bepalen fysische eigenschappen zoals kook- en smeltpunt. **Waterstofbruggen** zijn een sterkere vorm van intermoleculaire kracht, die optreedt tussen waterstofatomen gebonden aan een elektronegatief atoom en een ander elektronegatief atoom [ ] [19](#page=19).
#### Aggregatietoestanden
De aggregatietoestand wordt bepaald door de balans tussen interne kinetische energie van moleculen en de sterkte van intermoleculaire krachten [ ] [20](#page=20).
* **Gassen**: Kinetische energie >> intermoleculaire krachten. Samendrukbaar, hoge thermische expansie, lage viscositeit, kleine dichtheid, oneindig mengbaar. De ideale gaswet beschrijft hun gedrag: $pV = nRT$ [ ] [20](#page=20).
* **Vloeistoffen**: Intermoleculaire krachten houden moleculen in een vast volume, maar kinetische energie laat beperkte beweging toe. Minder samendrukbaar dan gassen, diffusie is mogelijk maar trager [ ] [20](#page=20).
* **Vaste stoffen**: Intermoleculaire krachten >> kinetische energie. Moleculen trillen rond vaste posities. Ze kunnen een kristallijne (ordelijk patroon, eenheidscel) of amorfe (geen herhalend patroon) structuur hebben [ ] [20](#page=20).
#### Faseovergangen
* **Endotherm**: Energieopname (vast $\to$ vloeistof $\to$ gas: smelten, verdampen) [ ] [21](#page=21).
* **Exotherm**: Energieafgifte (gas $\to$ vloeistof $\to$ vast: condenseren, stollen) [ ] [21](#page=21).
* **Smeltpunt**: Energie verbruikt om intermoleculaire krachten te breken [ ] [21](#page=21).
* **Kookpunt**: Energie verbruikt om intermoleculaire krachten te breken, moleculen krijgen volledige translatie [ ] [21](#page=21).
* **Toestandsdiagramma**: Geeft relatie tussen druk, temperatuur en faseovergangen weer. Kook- en smeltpunten zijn drukafhankelijk [ ] [21](#page=21).
### Industriële grondstoffen
**Primaire grondstoffen**: Elementaire stoffen, verbindingen of mengsels die uit de natuur worden gewonnen voor productie of energieopwekking. Ze kunnen worden gewonnen uit de atmosfeer, hydrosfeer, biomassa, natuurlijke energiestromen of delfstoffen [ ] [22](#page=22).
* **Aardkorst**: Bestaat uit gesteenten (magmatisch, sedimentair, metamorf) en mineralen (silicium en zuurstof zijn de belangrijkste elementen) [ ] [23](#page=23).
* **Delfstoffenontginning**: Via dagbouw, schachtbouw of aanboring [ ] [24](#page=24).
* **Economische relevantie**: Mineralen zijn cruciaal voor landbouw en industrie. Ertsmineralen bevatten waardevolle metalen [ ] [24](#page=24).
* **Kritische grondstoffen**: Stoffen met een hoog aanbodrisico en economische belangrijkheid [ ] [24](#page=24).
## H3: Energie
De **energieketen** omvat: ontginning van primaire energiebronnen, energieconversie en -distributie naar energiedragers, en eindconsumptie [ ] [25](#page=25).
* **Energie**: Vermogen om verandering te veroorzaken of nuttige arbeid te leveren [ ] [25](#page=25).
* **Arbeid (W)**: Inspanning geleverd door een krachtbron om een voorwerp te verplaatsen: $W = F \cdot \Delta x$. De SI-eenheid is Joule (J) [ ] [26](#page=26).
* **Vermogen (P)**: Energie per tijdseenheid: $P = E / \Delta t$. De SI-eenheid is Watt (W) [ ] [26](#page=26).
**Wetten van de thermodynamica**:
* **Eerste wet (behoud van energie)**: Totale energie in een gesloten systeem blijft constant, enkel omzettingen zijn mogelijk [ ] [26](#page=26).
* **Tweede wet**: Streven naar minimale vrije energie en maximale entropie (wanorde). Energiedegradatie (afname energiekwaliteit of exergie) treedt op [ . Perpetuum mobile is onmogelijk [ ] [26](#page=26).
### Primaire energiebronnen
Deze worden onderverdeeld in hernieuwbare en niet-hernieuwbare bronnen. Fossiele brandstoffen (aardolie, aardgas, steenkool) domineren nog steeds, maar hernieuwbare bronnen nemen toe [ ] [27](#page=27).
#### Fossiele energiebronnen
Ontstaan uit organisch materiaal onder hoge druk en temperatuur, in afwezigheid van zuurstof. Bij verbranding produceren ze CO$_2$ en H$_2$O, met mogelijk SO$_x$ en NO$_x$ als verontreinigingen [ ] [27](#page=27).
* **Aardolie**: Ontstaat uit zeeorganismen die bedolven worden. Bestaat uit koolwaterstoffen. Winning gebeurt in meerdere fasen (primair, secundair, tertiair) [ -28 [27](#page=27).
* **Aardgas**: Vaak samen met aardolie gevonden, bestaat voornamelijk uit methaan. Wordt beschouwd als een schonere energiebron dan steenkool [ . Transport gebeurt via pijpleidingen of als LNG (Liquefied Natural Gas) [ ] [28](#page=28).
* **Steenkool**: Ontstaat uit veen via bruinkool en steenkool naar antraciet. Goedkoop, maar vervuilender dan aardgas [ ] [28](#page=28).
#### Nucleaire energiebronnen
Maken gebruik van energie in de atoomkern (intra-atomaire bindingsenergie).
* **Kernsplijting (fissie)**: Grote atoomkernen (U, Pu) vallen uiteen na bombardement met neutronen, waarbij energie en extra neutronen vrijkomen die een kettingreactie kunnen veroorzaken (bv. in kerncentrales). Uranium moet verrijkt worden voor efficiënt gebruik [ ] [30](#page=30).
* **Kernfusie**: Samensmelten van lichte atoomkernen (waterstofisotopen), wat zeer hoge temperaturen en druk vereist. Potentieel een zeer schone en overvloedige energiebron, maar technologie is nog in ontwikkeling [ -31 [30](#page=30).
#### Hernieuwbare energiebronnen
* **Zonnestraling**: Levert enorme hoeveelheden energie. Energie-inhoud van een foton is $E = h \cdot \nu = h \cdot c/\lambda$. Beschikbaarheid wordt beïnvloed door reflectie, absorptie en verstrooiing [ -33 [32](#page=32).
* **Windenergie**: Ontstaat door ongelijke opwarming van de aarde door de zon. Vermogensdichtheid is evenredig met de derde macht van de windsnelheid ($P_W = \frac{1}{2} \rho v^3$) [ ] [33](#page=33).
* **Biomassa**: Organische grondstoffen van plantaardige of dierlijke oorsprong, die kunnen worden omgezet in biobrandstoffen of energie. Fotosynthese is het primaire productieproces [ ] [34](#page=34).
* **Waterkracht**: Benutting van de potentiële energie van waterstromen [ ] [34](#page=34).
* **Geothermische energie**: Gebruik van aardwarmte voor verwarming of elektriciteitsopwekking [ ] [35](#page=35).
#### Energieconversie
Processen zoals **raffinage** van aardolie en de productie van **biobrandstoffen** (bio-ethanol, biodiesel) zetten primaire energiebronnen om in bruikbare energiedragers [ -38 [36](#page=36).
* **Destillatie**: Scheiding van componenten op basis van kookpunten [ ] [36](#page=36).
* **Fermentatie**: Biochemische omzetting van suikers naar ethanol [ ] [38](#page=38).
* **Transesterificatie**: Omzetting van plantaardige oliën naar biodiesel [ ] [39](#page=39).
#### Elektriciteitsproductie
* **Fossiele energiebronnen**: Verbranding in een ketel, stoomproductie, aandrijving van turbines, opwekking van elektriciteit door een alternator. Rendementen zijn vaak laag (35-40% voor klassieke centrales, 57-60% voor STEG-centrales) [ -42 [41](#page=41).
* **Nucleaire energiebronnen**: Warmte uit kernsplijting wordt gebruikt voor stoomproductie, met een gesloten kringloopsysteem (primair en secundair) [ -43 [42](#page=42).
* **Hernieuwbare energiebronnen**:
* **Fotovoltaïsche systemen**: Rechtstreekse omzetting van lichtenergie naar elektrische energie via zonnecellen (silicium) [ ] [44](#page=44).
* **Windturbines**: Omzetting van kinetische energie van wind naar elektrische energie [ ] [45](#page=45).
* **Biomassa**: Verbranding voor warmte- en elektriciteitsproductie [ ] [46](#page=46).
* **Brandstofcellen**: Elektrochemische omzetting van chemische energie (bv. waterstof) naar elektrische energie, met hoge efficiëntie en zonder emissies, mits de waterstof duurzaam geproduceerd is [ ] [47](#page=47).
## H4: Eenheidsoperaties in de productietechnologie
Eenheidsoperaties zijn fundamentele processtappen die gebaseerd zijn op principes van fysische transportverschijnselen (momentum-, warmte- en massatransfer) en thermodynamica.
### Grondslag van eenheidsoperaties
* **Drijvende kracht (DK)**: Het verschil in een thermodynamische eigenschap (bv. druk, temperatuur, concentratie) dat een proces aandrijft.
* **Weerstand**: De oppositie tegen het proces, gerelateerd aan kinetiek.
* **Flux**: De snelheid waarmee iets getransporteerd wordt per oppervlakte-eenheid, bepaald door DK en weerstand: $\text{Flux} = \frac{\text{capaciteit}}{\text{oppervlakte}} = \frac{\text{drijvende kracht}}{\text{weerstand}}$ [ ] [51](#page=51).
### Fysische transportverschijnselen
1. **Stroming (momentumtransfer)**: Verplaatsing van fluïda of vaste stoffen door een drukverschil ($\Delta p$). Het Reynoldsgetal ($Re$) bepaalt de stromingsregimes (laminair, turbulent) [ ] [51](#page=51).
2. **Warmtetransfer**: Verplaatsing van thermische energie door een temperatuurverschil ($\Delta T$). Gebeurt via conductie (warmtegeleiding), convectie (menging van materie) en straling (elektromagnetische golven) [ ] [51](#page=51).
3. **Massatransfer**: Verplaatsing van moleculen (stof) binnen een matrix. Dit kan gebeuren via advectie (meebewegen met bulkstroom), moleculaire diffusie (individuele moleculen) en eddy-diffusie (macroscopische menging) [ ] [51](#page=51).
**Behoudswetten**: Massa en energie blijven behouden ($\sum \text{input} = \sum \text{output} + \sum \text{accumulatie}$). In steady-state processen is de accumulatie nul [ ] [51](#page=51).
### Opslag en transport van grondstoffen en materialen
* **Fluïda (gassen en vloeistoffen)**: Gassen hebben geen vast volume en vereisen opslag onder druk (CNG) of in vloeibare vorm (LNG). Transport gebeurt via pijpleidingen, waarbij pompen (centrifugaal, verdringer) en compressoren drukverschillen overwinnen [ ] [52](#page=52).
* **Vaste stoffen**: Opslag in silo's of buitenlucht, met rekening houden met afschuifhoek en vocht/temperatuur. Transport gebeurt mechanisch (banden, schroeven) of pneumatisch/hydraulisch (met lucht/vloeistof) [ ] [53](#page=53).
### Warmteoverdracht
Het verplaatsen van energie als thermische energie door temperatuurverschil ($\Delta T$).
* **Conductie**: Via moleculaire trillingen, voornamelijk in vaste stoffen. Flux $= \lambda \cdot A \cdot \frac{\Delta T}{\Delta x}$ [ ] [54](#page=54).
* **Convectie**: Door menging van fluïda (gedwongen of natuurlijke). Flux $= h_c \cdot A \cdot (T_W - T)$ [ ] [55](#page=55).
* **Straling**: Via elektromagnetische golven. Flux $= h_s \cdot A \cdot (T_W - T)$ [ ] [55](#page=55).
De globale warmtedoorgangscoëfficiënt ($K$) relateert de totale warmtestroom aan de temperatuurverschillen en oppervlakten, met een globale weerstand $\frac{1}{K} = \frac{1}{h_i} + \frac{\Delta x_A}{\lambda} + \frac{1}{h_o}$ [ ] [56](#page=56).
**Warmtewisselaars**: Apparaten die warmte overdragen tussen twee fluïda via een scheidingswand (platenwisselaar, tubulaire wisselaar) [ . Configuratie (gelijkstroom, tegenstroom) beïnvloedt de efficiëntie [ ] [57](#page=57).
### Mengen
Het proces om een homogeen mengsel te verkrijgen, essentieel voor het bevorderen van reacties en uniformiteit. Moeilijkheidsgraad hangt af van de eigenschappen van de componenten. Mengen kan mechanisch (roeren, mengen met apparatuur) of via fluïdisatie [ -58 [57](#page=57).
### Scheidingsprocessen
Deze processen splitsen mengsels op in componenten, vaak met energievereisten. Ze zijn gebaseerd op verschillende scheidingsmechanismen, zoals fasecreatie, fasetoediening of het gebruik van een barrière [ ] [59](#page=59).
#### Mechanisch-fysische scheidingsprocessen
* **Zeven**: Scheiding op basis van deeltjesgrootte via zeven of roosters [ ] [60](#page=60).
* **Flotatie**: Scheiding op basis van bevochtigbaarheid via schuimvorming met luchtbellen [ ] [60](#page=60).
* **Magnetische scheiding**: Scheiden van magnetische van niet-magnetische deeltjes [ ] [61](#page=61).
* **Elektrische scheiding**: Scheiden op basis van elektrische eigenschappen (geleidend vs. niet-geleidend) [ ] [61](#page=61).
* **Filtratie**: Scheiden van vaste deeltjes uit een fluïdum via een permeabel medium. Onderscheid tussen zeeffiltratie, dieptefiltratie en koekfiltratie [ ] [61](#page=61).
* **Bezinking/sedimentatie**: Scheiding op basis van deeltjesgrootte en dichtheid in een bezinkingstank [ . De drijvende kracht is het verschil tussen zwaartekracht ($F_g = m_v \cdot g$) en Archimedeskracht ($F_A = m_f \cdot g$) [ ] [63](#page=63).
* **Centrifugatie & cyclonen**: Gebruiken centrifugale kracht ($F_c = m \cdot v_c^2 / r$) voor snellere scheiding op basis van dichtheid of grootte [ -65 [64](#page=64).
#### Fysisch-chemische scheidingsprocessen
Scheiden van homogene mengsels, vaak door het creëren van een tweede fase.
* **Drogen**: Verwijderen van water door verdamping of sublimatie. Gebruikt convectie, conductie of straling voor warmtetoediening [ ] [66](#page=66).
* **Indamping & kristallisatie**: Concentreren van oplossingen door verdamping van het oplosmiddel, gevolgd door het vormen van kristallen [ -70 [69](#page=69).
* **Destillatie**: Scheiden van componenten op basis van verschil in vluchtigheid (kookpunt) [ . Fractionele destillatie verhoogt de scheidingsefficiëntie door meerdere stappen [ ] [71](#page=71) [72](#page=72).
* **Adsorptie & stripping**: Selectief overbrengen van componenten van de ene naar de andere fase (gas $\leftrightarrow$ vloeistof). Stripping is het omgekeerde proces van absorptie [ -74 [73](#page=73).
* **Extractie**: Overbrengen van componenten uit een voedingsmateriaal naar een andere vloeistoffase (solvent) via selectieve massatransfer [ ] [77](#page=77).
* **Ionenuitwisseling**: Uitwisseling van ionen met een vast medium [ ] [78](#page=78).
* **Chromatografie**: Scheidingstechniek gebaseerd op de verdeling van componenten tussen een mobiele en stationaire fase [ ] [79](#page=79).
#### Sorbentia en apparatuur
**Sorbentia** (bv. actieve kool, silicagel, zeolieten) zijn materialen met een groot specifiek oppervlak en hoge selectiviteit voor adsorptie. Apparatuur omvat slurry contractoren, cyclische batch operaties, moving bed en simulated moving bed operaties [ -81 [80](#page=80).
## H5: Productietechnologie in de chemische industrie
De chemische industrie is dynamisch en vernieuwend, met een centrale rol in de economie. Ze is heterogeen in haar producten en processen, variërend van bulkchemicaliën tot fijnchemicaliën en life sciences [ -83 [82](#page=82).
### Chemische reacties en reactorconcepten
Chemische processen omvatten zowel eenheidsoperaties als chemische reacties. **Katalysatoren** versnellen reacties.
* **Batch reactor**: Discontinue proces, flexibel voor kleine volumes, traag en hoge werkingskosten [ ] [84](#page=84).
* **Semi-batch reactor**: Een of meer reagentia worden stapsgewijs toegevoegd of verwijderd [ ] [84](#page=84).
* **Doorstroomreactor (continu proces)**: Continue aanvoer van reagentia en afvoer van producten, stabiele samenstelling en lagere werkingskosten, ideaal voor bulkproducten [ ] [84](#page=84).
### De petrochemische industrie
Verwerkt aardolie tot brandstoffen, polymeren en farmaceutische grondstoffen. Zeven basisproducten (building blocks) vormen de basis voor de meeste organische stoffen [ . Raffinage omvat scheiding (destillatie, vacuümdestillatie), conversie (kraken, reforming, alkylatie) en chemische nabehandeling (ontzwaveling) [ -86 [85](#page=85).
### Kunststoffen en kunststofverwerkingstechnologie
Kunststoffen zijn synthetisch vervaardigde polymeren. Ze worden ingedeeld op basis van hun structuur (lineair, vertakt, vernet) en hun gedrag bij temperatuurverandering (thermoplasten, elastomeren, thermoharders) [ -87 [86](#page=86).
**Verwerkingstechnieken**:
* **Oervormen**: Gieten, persen, sinteren, extrusie, kalanderen [ -89 [88](#page=88).
* **Omvormen**: Blaasprocessen, thermovormen [ ] [90](#page=90).
* **Spuitgieten**: Meest toegepaste proces voor massaproductie van thermoplasten [ ] [89](#page=89).
### Farmaceutische industrie
Behoort tot de life sciences, produceert fijnchemicaliën met hoge toegevoegde waarde. Het ontwikkelingsproces is langdurig en complex, met fasen als basisonderzoek, geneesmiddelenevaluatie, klinisch onderzoek en opschaling [ . De focus op duurzaamheid en **groene chemie** (bv. industriële biomassa) is cruciaal [ ] [91](#page=91).
## H6: Productietechnologie in de metaalindustrie
De metaalindustrie houdt zich bezig met de winning, zuivering en bewerking van metalen. Metalen worden ingedeeld in ferrometalen (ijzerhoudend) en non-ferrometalen [ ] [92](#page=92).
### Ertsverwerking en metallurgie
Metalen worden uit ertsen gewonnen en vereisen verschillende bewerkingsstappen: breken, malen, afscheiden, roosten, sinteren en opzuiveren via pyrometallurgie (hitte-gebaseerd) of hydrometallurgie (met zuren/basen) [ ] [94](#page=94).
### IJzer- en staalbereiding
* **IJzerertsverwerking**: Aanrijken van ijzerhoudende mineralen, gevolgd door sinteren of pelletiseren voor het hoogovenproces [ ] [95](#page=95).
* **Hoogovensproces**: Smelten van ijzererts met cokes (als brandstof en reductiemiddel) en toeslagstoffen (kalk) om ruwijzer te produceren. Onzuiverheden vormen slak [ ] [95](#page=95).
* **Staalbereiding**: Raffinage van ruwijzer door oxidatie van koolstof en onzuiverheden in haardovens, elektro-ovens of oxystaalfabrieken om staal te verkrijgen [ ] [96](#page=96).
#### Staallegeringen
Legeringen van ijzer en koolstof (en andere elementen) om eigenschappen zoals hardheid, sterkte en corrosiebestendigheid te verbeteren. Roestvast staal bevat chroom ($\ge 10.5\%$) dat een beschermende oxidelaag vormt (passivering) [ -98 [97](#page=97).
### Vormgeving en bewerking van metalen
* **Oervormtechnieken**: Poedermetallurgie, gieten (zandgieten, matrijsgieten, spuitgieten) [ ] [98](#page=98).
* **Omvormtechnieken**: Plastische deformatie van metalen in vaste toestand.
* **Massieve omvorming**: Walsen, extruderen, trekken, smeden [ ] [99](#page=99).
* **Plaatomvorming**: Buigen, rek-vormen, forceren, dieptrekken [ ] [100](#page=100).
* **Scheiden, afnemen & verbinden**: Knippen, ponsen, verspanende bewerkingen (draaien, boren, frezen), lassen, solderen, lijmen, klinken, etc. [ ] [101](#page=101).
* **Warmte- & oppervlaktebehandelingen**: Harden, temperen, gloeien, polijsten, carboneren, galvaniseren om eigenschappen te modificeren [ ] [102](#page=102).
---
## Veelvoorkomende fouten om te vermijden
* Het verwarren van de principes van absorptie (oplossen in de fase) en adsorptie (binding aan het oppervlak).
* Het incorrect toepassen van de wetten van de thermodynamica, met name de tweede wet die de beperkingen op energietransformaties aangeeft.
* Het onderschatten van de invloed van intermoleculaire krachten op de fysische eigenschappen van materialen.
* Fouten in het toepassen van de juiste eenheidsoperaties voor specifieke scheidings- of mengproblemen.
* Het niet correct interpreteren of toepassen van de verschillende industriële revoluties en hun impact op productietechnologie.
* Het vergeten van de economische aspecten, zoals kostenberekeningen ($K_U, K_{HO}, K_{VB}, F_{OF}$) en de verkoopprijsformules.
* Het verwarren van de verschillende classificatiesystemen (bv. NACE, ISIC) of het niet correct toepassen ervan.
* Onjuiste berekeningen of conceptuele misvattingen bij het omgaan met chemische reacties, kinetiek of thermodynamica in chemische reactoren.
* Gebrek aan begrip van de verschillende soorten energiebronnen (fossiel, nucleair, hernieuwbaar) en hun specifieke voor- en nadelen.
* Het niet correct toepassen van de principes van duurzame ontwikkeling en circulaire economie in de context van productieprocessen.
Glossary
## Woordenlijst
| Term | Definitie |
|---|---|
| Duurzame ontwikkeling | Een ontwikkeling die tegemoetkomt aan de levensbehoeften van de huidige generatie, zonder die van de toekomstige generaties tekort te doen. |
| Productie | Het voortbrengen van maatschappelijke producten, het scheppen van nuttigheid en het bevredigen van maatschappelijke behoeften. |
| Technologie | De leer van bewerkingen die natuurproducten moeten ondergaan om ze ten dienste van de industrie te laten functioneren, dus het toepassen van wetenschappelijke kennis. |
| Industriële productieproces (manufacturing) | Het toepassen van mechanische, thermische, etc. processen op startproducten (grondstoffen/ruwe materialen) om een (half)afgewerkt product te verkrijgen, met als doel toegevoegde waarde te creëren. |
| NACE-classificatie | Een Europees referentiekader om economische activiteiten statistisch te ordenen en te analyseren, opgebouwd uit vier niveaus (secties, afdelingen, groepen, klassen). |
| Eenheidsoperatie | Een opeenvolgende bewerking of processtap binnen een groter productieproces, die gebaseerd is op fundamentele wetenschappelijke principes en in diverse industrietakken inzetbaar is. |
| Levenscyclusanalyse (LCA) | Een methode om de milieu-impact van een product of proces over de gehele levenscyclus te beoordelen, vanaf grondstofwinning tot afvalverwerking. |
| Cradle to cradle | Een filosofie waarbij producten zo worden ontworpen dat hun materialen na gebruik opnieuw van hoge kwaliteit kunnen worden hergebruikt, wat leidt tot een circulaire economie. |
| Massa-customization | Het aanpassen van massaproducten aan individuele klantwensen zonder de efficiëntie van massaproductie te verliezen. |
| Klanten Order Ontkoppel Punt (KOOP) | Een punt in het productieproces waar de wens van de klant doordringt in de productie; hoe verder dit punt richting de grondstoffen ligt, hoe meer inspraak de klant heeft. |
| Logistiek | De organisatie, planning, besturing en uitvoering van goederen-, geld-, informatie- en mensstromen binnen een productieproces om te zorgen voor de juiste voorraad op de juiste plaats en tijd. |
| Productiesysteem | Een begrensd complex van mensen en middelen, georganiseerd om een reeks bij elkaar passende producten voort te brengen. |
| Kwaliteit | De mate waarin een product bruikbaar is voor het gestelde doel (fitness for use) en voldoet aan de verwachtingen van de klant, inclusief prijs/prestatie verhouding. |
| Energie-efficiëntie | De mate waarin energie wordt gebruikt om een bepaalde output (product, dienst) te realiseren; een lagere energie-intensiteit per eenheid product. |
| Petrochemische industrie | Een tak van de chemische industrie die aardolie verwerkt tot diverse producten zoals brandstoffen, polymeren en grondstoffen voor andere industrieën. |
| Polymeren | Macromoleculen opgebouwd uit herhalende monomere eenheden, die de basis vormen voor kunststoffen, rubbers en vezels. |
| Metaalbewerking | Het proces van het vormen, veranderen en verbinden van metalen om producten met specifieke vormen en eigenschappen te verkrijgen. |
Cover
2.3 Productieproces vs 20250929.pdf
Summary
# Operationeel beheer en productieprocessen
Dit onderwerp verkent de fundamenten van operations management, van de logistieke stromen tot de evaluatie van productie-efficiëntie [4](#page=4).
### 1.1 Het productieproces
Het productieproces omvat drie hoofdfasen: inkomende logistiek, de operaties zelf (productie) en uitgaande logistiek [4](#page=4).
#### 1.1.1 Logistieke stromen
* **Inkomende logistiek:** Betreft de aanvoer van grondstoffen en hulpstoffen. Een belangrijke uitdaging hierbij is het waarborgen van een tijdige aanvoer [24](#page=24) [30](#page=30).
* **Interne logistiek:** Dit is het aansturen van de goederenstroom van grondstoffen en halffabricaten binnen het productieproces. Een andere uitdaging is het zorgen voor voldoende plaats voor tussenvoorraden, waarbij het benutten van de hoogte en het waarborgen van gemakkelijke bereikbaarheid belangrijk zijn. Ook het zorgen voor voldoende aangepast intern transport is een kritiek punt [24](#page=24) [34](#page=34) [36](#page=36).
* **Uitgaande logistiek:** Omvat de distributie van de geproduceerde goederen [4](#page=4).
#### 1.1.2 Productiestrategieën en hun OEE-focus
Verschillende productiestrategieën kenmerken zich door specifieke focuspunten voor de Overall Equipment Effectiveness (OEE) [19](#page=19) [20](#page=20) [21](#page=21) [22](#page=22) [23](#page=23).
* **Stukproductie:** Kenmerkend voor producten die aan unieke specificaties voldoen, is de hoge kostprijs en arbeidsintensiviteit. De OEE-focus ligt hier primair op *Performance* en *Quality* [19](#page=19).
* **Serieproductie:** Produceert series van 50 tot 10.000 eenheden. Hoewel de kostprijs lager is, is er minder ruimte voor klantspecifieke eisen. Automatisering maakt dit minder arbeidsintensief, maar productieverlies kan optreden door omstellingen van machines naar andere producten. De OEE-focus omvat hier *Availability*, *Performance* en *Quality* [20](#page=20).
* **Massaproductie:** Hier worden meer dan 10.000 eenheden geproduceerd, vaak met transportbanden en gespecialiseerde werkplekken. Deze productievorm is sterk geautomatiseerd en kapitaalintensief, wat leidt tot relatief lage eenheidskosten door hoge afzetvolumes. De OEE-focus is hier breed: *Availability*, *Performance* en *Quality* [21](#page=21).
* **Continue of flowproductie:** Productie draait hier volcontinu voor maanden met een beperkt aantal producten in het gamma. Dit is zeer kapitaalintensief met een beperkt aantal medewerkers. De OEE-focus is ook hier breed: *Availability*, *Performance* en *Quality* [22](#page=22).
* **Additive manufacturing (3D-printen):** Maakt kleine serieproductie goedkoper doordat er per stuk geproduceerd kan worden zodra de programmering gereed is. Het maakt speciale vormen mogelijk die met conventionele machines niet haalbaar zijn. Vaak worden tientallen printers in één fabriekshal ingezet [23](#page=23).
#### 1.1.3 Productiestromen
* **Divergente productie:** Een proces waarbij één input leidt tot meerdere outputs [25](#page=25) [26](#page=26).
* **Parallelle productie:** Verschillende productielijnen werken gelijktijdig, vaak voor eenzelfde product of productfamilie. Een voorbeeld is medicijnproductie, waarbij vloeibare en vaste componenten afzonderlijk verwerkt worden alvorens te worden samengevoegd en verpakt [27](#page=27).
* **Serieproductie:** Productie van opeenvolgende eenheden die grotendeels identiek zijn [28](#page=28).
* **Convergentie:** Het omgekeerde van divergente productie, waarbij meerdere inputs samenkomen om één output te creëren [29](#page=29).
#### 1.1.4 Documentatie in productie
Essentieel voor een gestroomlijnd productieproces zijn de Bill of Materials (BOM) en de Bill of Process (BOP) [30](#page=30) [33](#page=33).
* **Bill of Materials (BOM):** Een uitgebreide, hiërarchische lijst van alle grondstoffen, componenten, sub-assemblages en andere benodigdheden voor de productie van een eindproduct [30](#page=30) [33](#page=33).
* **Bill of Process (BOP):** Een productie document dat de specifieke reeks operaties, productiemethoden, gereedschappen, machines en arbeidskrachten beschrijft die nodig zijn om een product te creëren. Het dient als een uitgebreide "routekaart" en workflow voor de productie, ter aanvulling op de BOM [30](#page=30) [32](#page=32) [33](#page=33).
#### 1.1.5 Materiaalbeheer en planning
Tijdige aanvoer van grond- en hulpstoffen wordt ondersteund door planning en Material Requirement Planning (MRP)-software. Opslag van tussenvoorraden vereist efficiënt ruimtegebruik en goede bereikbaarheid [30](#page=30) [33](#page=33) [34](#page=34) [35](#page=35).
### 1.2 Meting van efficiëntie: KPI Overall Equipment Effectiveness (OEE)
De Overall Equipment Effectiveness (OEE) is een sleutelindicatieve prestatie (KPI) voor het meten van de efficiëntie van productieapparatuur. De OEE berekent de mate waarin apparatuur productief wordt ingezet door de prestaties te meten ten opzichte van de theoretisch mogelijke productie in de geplande productietijd. De OEE wordt berekend op basis van drie componenten: Availability, Performance en Quality [18](#page=18) [5](#page=5) [6](#page=6).
$$ \text{OEE} = \text{Availability} \times \text{Performance} \times \text{Quality} $$
#### 1.2.1 Availability (Beschikbaarheid)
Availability meet het verlies van beschikbaarheid door apparatuurstoringen en gepland stilstand. Dit omvat situaties waarin machines en apparatuur korter draaien dan gepland, bijvoorbeeld door storingen of onderhoud [6](#page=6).
* Verantwoordelijkheid ligt bij de technische dienst en onderhoud voor machineaspecten, en bij planning voor materiaalaspecten [6](#page=6).
#### 1.2.2 Performance (Prestatie)
Performance meet het prestatieverlies door korte stilstandtijden en cyclustijdverlies. Dit treedt op wanneer de productie op een lagere snelheid plaatsvindt dan feitelijk mogelijk zou zijn [6](#page=6).
* Verantwoordelijkheid ligt bij de productieleiding voor menselijke aspecten, inkoop voor materiaalaspecten, en R&D voor ontwerpaspecten [6](#page=6).
#### 1.2.3 Quality (Kwaliteit)
Quality meet het kwaliteitsverlies door opstartproblemen van machines en slechte kwaliteit. Dit gebeurt wanneer producten niet aan de specificaties voldoen en opnieuw bewerkt moeten worden of onbruikbaar zijn [6](#page=6).
* Controle ligt bij de kwaliteitsdienst [6](#page=6).
> **Tip:** Een OEE van 65% zoals in het voorbeeld wordt vaak als een gemiddelde score beschouwd, wat aangeeft dat er aanzienlijke ruimte is voor verbetering [6](#page=6).
### 1.3 Samenvatting productiecyclus
De productiecyclus omvat een reeks stappen, van langetermijnplanning tot kostenanalyse [44](#page=44).
* **Lange termijn planning:** Kan leiden tot voorraadplanning en behoefte aan investeringen in kennis, mensen en machines [44](#page=44).
* **Productontwerp vertalen:** Vertalen van productontwerp naar materialen (BOM), machines (BOP), werkinstructies en gereedschappen [44](#page=44).
* **Productie:** Transformatie van grondstof naar halffabricaat naar eindproduct [44](#page=44).
* **Voortgangscontrole:** Monitoren van het productieproces [44](#page=44).
* **Kwaliteitscontrole:** Zorgen dat producten voldoen aan de specificaties [44](#page=44).
* **Kostenanalyse:** Voorcalculatie en nacalculatie van productiekosten [44](#page=44).
---
# Klantontkoppelpunt (KOOP)
Het klantontkoppelpunt (KOOP) is een strategisch belangrijk concept dat een optimale balans zoekt tussen productiekosten en leveringsflexibiliteit voor de klant. Het correct plaatsen van het KOOP stelt bedrijven in staat om kosten te verlagen door productie te baseren op prognoses, terwijl tegelijkertijd de doorlooptijd en flexibiliteit verbeteren door productie te sturen op basis van specifieke klantorders. Een effectieve KOOP-strategie leidt tot lagere voorraadkosten, een betere afstemming op klantwensen en een verbeterd bedrijfsimago door snelle en kwalitatief hoogwaardige leveringen [8](#page=8).
### 2.1 Definitie en Doel van het KOOP
Het klantorderontkoppelpunt (KOOP) definieert het punt in de waardeketen waar de beslissingen met betrekking tot productie en voorraadbeheer overgaan van forecast-gedreven naar order-gedreven. Het primaire doel van het strategisch plaatsen van het KOOP is het balanceren van de efficiëntie van productie, die vaak baat heeft bij het produceren op basis van prognoses en het aanleggen van voorraden, met de noodzaak om flexibel in te spelen op de klantvraag en een hoge leversnelheid te garanderen [8](#page=8).
### 2.2 De Impact van KOOP-plaatsing
#### 2.2.1 Invloed op Productiekosten en Leveringsflexibiliteit
De plaatsing van het KOOP heeft een directe impact op de afweging tussen productiekosten en leveringsflexibiliteit. Door het KOOP vroeg in het proces te plaatsen (dichter bij de leverancier), kan een bedrijf meer produceren op basis van voorspellingen, wat leidt tot hogere productie-efficiëntie en mogelijk lagere productiekosten per eenheid. Echter, dit gaat ten koste van de flexibiliteit om snel in te spelen op specifieke klantorders en kan leiden tot hogere voorraadkosten [8](#page=8).
Omgekeerd, door het KOOP laat in het proces te plaatsen (dichter bij de klant), kan een bedrijf sneller reageren op individuele klantvragen en de leveringstijden verkorten, wat de leveringsflexibiliteit verhoogt. Dit vereist echter vaak dat productieprocessen op afroep draaien of dat er halffabricaten op voorraad zijn, wat de productiekosten kan verhogen en de efficiëntie kan verminderen [8](#page=8).
#### 2.2.2 Impact op Voorraadkosten en Klanttevredenheid
De keuze van het KOOP beïnvloedt significant de voorraadkosten. Een KOOP dat verder van de klant af ligt, kan leiden tot hogere voorraden van eindproducten die mogelijk niet verkocht worden, wat resulteert in hogere opslag-, rente- en verouderingskosten. Daarentegen kan een KOOP dat dichter bij de klant ligt, de behoefte aan eindvoorraad verminderen, maar kan leiden tot hogere voorraden van grondstoffen of halffabricaten om de snelle reactietijd te faciliteren [35](#page=35) [8](#page=8).
Klanttevredenheid wordt direct beïnvloed door de snelheid en betrouwbaarheid van leveringen. Een strategisch geplaatst KOOP dat zorgt voor een snelle doorlooptijd en nauwkeurige leveringen kan de klanttevredenheid aanzienlijk verbeteren en bijdragen aan een positief merkimago. Het vinden van de juiste balans is cruciaal om aan klantverwachtingen te voldoen zonder de operationele kosten onnodig te laten oplopen [8](#page=8).
### 2.3 Voorbeelden en Toepassingen
De principes van het KOOP zijn toepasbaar in diverse sectoren. Een simplistisch voorbeeld is de vergelijking tussen een bakker die brood bakt op basis van voorspellingen voor de volgende dag (vroege KOOP voor efficiëntie) en een bakker die specifieke taarten op bestelling maakt (late KOOP voor flexibiliteit). Complexere waardeketens, zoals in de zuivelindustrie, illustreren de verschillende fasen waar een KOOP kan worden geplaatst, zoals bij de verpakking van melk of de intermi-productie van fruitpreparaten. Het concept van het KOOP wordt ook wel geassocieerd met het "lean manufacturing" principe waarbij de flow van producten door de productieketen gemaximaliseerd wordt [14](#page=14) [8](#page=8) [9](#page=9).
> **Tip:** Visualiseer de waardeketen en identificeer de punten waar de beslissingen veranderen van "wat verwachten we te verkopen" naar "wat heeft de klant precies besteld". Dit helpt bij het bepalen van potentiële KOOP-locaties.
> **Voorbeeld:** Een autofabrikant kan de productie van basiscomponenten (zoals motoren) forecast-gedreven doen en de assemblage van specifieke voertuigconfiguraties (kleur, opties) order-gedreven. Het assemblagepunt zou dan het KOOP kunnen zijn [8](#page=8).
---
# Productieplanning en investeringsbeslissingen
Dit gedeelte behandelt de verschillende niveaus van productieplanning, van strategische langetermijnbeslissingen over investeringen in machines en technologie tot dagelijkse machineplanning, en de afwegingen bij uitbesteding ('make or buy').
### 3.1 Productieplanning niveaus
Productieplanning kent verschillende niveaus met uiteenlopende tijdsbestekken en beslissingscomplexiteit. Een afweging, of 'trade-off', is een keuze waarbij het verbeteren van het ene aspect ten koste gaat van een ander [38](#page=38).
#### 3.1.1 Lange termijn planning
* **Horizon:** 3 tot 5 jaar [39](#page=39).
* **Kenmerken:** Moeilijk omkeerbaar [39](#page=39).
* **Beslissingen:** Investeringen in machines en technologie [39](#page=39).
* **Overwegingen:** Vraagvoorspelling, capaciteitstoewijzing, voorraadplanning op fabrieksniveau per jaar [39](#page=39).
#### 3.1.2 Korte termijn planning
* **Kenmerken:** Dagelijkse machineplanning (scheduling) en voorraadplanning op fabrieksniveau [39](#page=39).
### 3.2 Stimuleren van investeringen
Verschillende mechanismen kunnen investeringen stimuleren:
* Subsidies [40](#page=40).
* Garanties [40](#page=40).
* Verhoogde investeringsaftrek [40](#page=40).
* Innovatiesteun [40](#page=40).
* Buitenlandse directe investeringen (BDI) [40](#page=40).
### 3.3 De 'make or buy' afweging (investeren of uitbesteden)
De 'make or buy' beslissing betreft de afweging of een bedrijf een product of dienst zelf produceert of inkoopt bij een externe leverancier [42](#page=42).
#### 3.3.1 Operationele voordelen van uitbesteding
* **Focus op kernactiviteiten:** Door niet-essentiële taken uit te besteden, kan een bedrijf zich volledig concentreren op kerncompetenties en strategische ontwikkeling [42](#page=42).
* **Toegang tot expertise en vaardigheden:** Gespecialiseerde kennis en vaardigheden kunnen worden ingekocht die intern kostbaar zouden zijn om te ontwikkelen [42](#page=42).
* **Flexibiliteit en schaalbaarheid:** Makkelijker inspelen op seizoensgebonden pieken en dalen door tijdelijk extra capaciteit in te huren zonder vaste personeelskosten [42](#page=42).
#### 3.3.2 Operationele nadelen van uitbesteding
* **Minder controle:** Het bedrijf geeft controle over het werkproces en het uiteindelijke resultaat deels uit handen [43](#page=43).
* **Kwaliteitsrisico:** Er is een risico op mindere kwaliteit indien geen geschikte partner wordt gekozen, wat kan leiden tot ontevreden klanten en reputatieschade [43](#page=43).
* **Afhankelijkheid:** Het bedrijf wordt afhankelijk van de kwaliteit en snelheid van de externe partij, wat een risico kan vormen bij onverwachte gebeurtenissen [43](#page=43).
---
# Doelstellingen en afwegingen in productiemanagement
Dit onderwerp behandelt de fundamentele doelstellingen van productiemanagement en introduceert het concept van afwegingen ('trade-offs') bij het nemen van managementbeslissingen.
### 4.1 Doelstellingen van productiemanagement
De primaire doelstellingen binnen productiemanagement omvatten het bereiken van klanttevredenheid, het waarborgen van kwaliteit en het optimaliseren van het gebruik van middelen [37](#page=37).
#### 4.1.1 Klantentevredenheid
Een cruciale doelstelling is het realiseren van klanttevredenheid. Dit wordt vaak gemeten aan de hand van de Voice of the Customer (VOC), wat impliceert dat de productiefunctie de wensen en eisen van de klant zo goed mogelijk moet vervullen [37](#page=37).
#### 4.1.2 Kwaliteit
Het waarborgen van kwaliteit is een andere fundamentele doelstelling. Kwaliteit binnen productie kan worden gedefinieerd als het garanderen dat de Voice of the Process (VOP) binnen de gestelde limieten van de Voice of the Customer (VOC) blijft. Dit betekent dat de processen stabiel en voorspelbaar moeten zijn om aan de klantverwachtingen te voldoen [37](#page=37).
#### 4.1.3 Optimalisatie van middelen
Een derde belangrijke doelstelling is de optimalisatie van middelen (Voice of the Business - VOB) . Dit houdt in dat de beschikbare middelen, zoals arbeid, machines en materialen, zo efficiënt mogelijk worden ingezet om de bedrijfsdoelstellingen te ondersteunen en winstgevendheid te maximaliseren [37](#page=37).
### 4.2 Afwegingen ('trade-offs') in managementbeslissingen
In productiemanagement, net als in vele andere managementcontexten, is het nemen van beslissingen vaak gebonden aan het concept van 'trade-offs' ] [38](#page=38).
> **Definitie:** Een 'trade-off' is een keuze waarbij het verbeteren of verkrijgen van het ene aspect ten koste gaat van een ander aspect. Het impliceert een compromis waarbij een nadeel wordt geaccepteerd in ruil voor een gewenst voordeel [38](#page=38).
#### 4.2.1 Voorbeelden van trade-offs
Trade-offs komen in diverse vormen voor binnen productiemanagement. Enkele veelvoorkomende voorbeelden zijn:
* **Snelheid versus nauwkeurigheid:** Bij de uitvoering van een project kan een hogere snelheid ten koste gaan van de nauwkeurigheid, en vice versa [38](#page=38).
* **Kosten versus kwaliteit:** Het verlagen van productiekosten kan soms leiden tot een vermindering van de productkwaliteit, terwijl het nastreven van de hoogste kwaliteit hogere kosten met zich meebrengt.
* **Flexibiliteit versus efficiëntie:** Een productiesysteem dat zeer flexibel is en snel kan schakelen tussen verschillende producten, is mogelijk minder efficiënt in termen van doorlooptijd of kosten per eenheid dan een systeem dat is geoptimaliseerd voor één specifiek product.
Het managen van deze afwegingen vereist een diepgaand begrip van de verschillende doelstellingen en de onderlinge relaties daartussen om beslissingen te nemen die de algehele prestaties van het productiesysteem maximaliseren.
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Bedrijvenlandschap | Het algemene economische en concurrentiële kader waarin een bedrijf opereert, inclusief factoren zoals marktomstandigheden, concurrentie en technologische ontwikkelingen. |
| Productieproces | De reeks stappen en activiteiten die worden uitgevoerd om grondstoffen om te zetten in afgewerkte producten, inclusief alle bewerkingen, assemblage en kwaliteitscontroles. |
| Operations management | Het vakgebied dat zich bezighoudt met het ontwerpen, beheren en verbeteren van processen die goederen en diensten produceren, met als doel efficiëntie, kwaliteit en winstgevendheid te maximaliseren. |
| Inkomende logistiek | Het beheer van de materiaalstroom van leveranciers naar de productie-eenheid, inclusief ontvangst, opslag en distributie van grondstoffen en componenten. |
| Operaties (productie) | Het centrale deel van het productieproces waarbij grondstoffen worden omgezet in halffabricaten of afgewerkte producten door middel van diverse bewerkingen en assemblagestappen. |
| Uitgaande logistiek | Het beheer van de materiaalstroom van de productie-eenheid naar de eindklant, inclusief opslag, orderpicking, verpakking en transport van afgewerkte producten. |
| KPI | Een Key Performance Indicator (Sleutelprestatie-indicator) is een meetbare waarde die aangeeft hoe effectief een bedrijf of proces zijn kritieke bedrijfsdoelstellingen behaalt. |
| OEE (Overall Equipment Effectiveness) | Een veelgebruikte KPI in productieomgevingen die de effectiviteit van apparatuur meet door rekening te houden met beschikbaarheid, prestatie en kwaliteit van de productie. De formule is OEE = Beschikbaarheid x Prestatie x Kwaliteit. |
| Beschikbaarheid | Een component van OEE die de mate meet waarin apparatuur operationeel is en beschikbaar voor productie, rekening houdend met gepland en ongepland stilstand. |
| Prestatie | Een component van OEE die de snelheid meet waarmee apparatuur produceert in vergelijking met de theoretisch mogelijke snelheid, rekening houdend met kleine stilstanden en cyclustijdverlies. |
| Kwaliteit | Een component van OEE die de efficiëntie meet van het produceren van goede producten, rekening houdend met defecten, nabewerking en afkeur van producten. |
| Klantontkoppelpunt (KOOP) | Het strategische punt in de productieketen waar de productie van een product overgaat van forecast-gestuurde productie naar ordergestuurde productie, wat de balans tussen kosten en leveringsflexibiliteit beïnvloedt. |
| Stukproductie | Een productiemethode waarbij producten op maat en volgens unieke specificaties worden vervaardigd, vaak in kleine aantallen, wat leidt tot hogere kosten en meer arbeidsintensiteit. |
| Serieproductie | Een productiemethode waarbij een reeks van een bepaald aantal eenheden (bijvoorbeeld 50 tot 10.000) wordt geproduceerd, wat leidt tot lagere kosten en meer mogelijkheden voor automatisering, maar minder ruimte voor klantspecifieke eisen. |
| Massaproductie | Een productiemethode waarbij zeer grote volumes van gestandaardiseerde producten worden geproduceerd, vaak met behulp van transportbanden en geautomatiseerde systemen, wat resulteert in lage eenheidskosten. |
| Continue of flowproductie | Een productiemethode waarbij de productie continu doorloopt, vaak maandenlang, met een beperkt gamma aan producten en een zeer kapitaalintensieve en sterk geautomatiseerde opzet. |
| Additive manufacturing | Een productiemethode, ook bekend als 3D-printen, waarbij producten laag voor laag worden opgebouwd uit materiaal, wat kleine serieproductie goedkoper maakt en de vervaardiging van complexe vormen mogelijk maakt. |
| Interne Logistiek | Het beheer van de goederenstroom binnen de productie-eenheid, van de ontvangst van materialen tot aan de verzending van afgewerkte producten, inclusief het beheren van tussenvoorraden en interne transport. |
| Divergente productie | Een productieproces waarbij één grondstof of halffabricaat wordt omgezet in meerdere verschillende eindproducten. |
| Parallelle productie | Een productieproces waarbij verschillende productielijnen of machines tegelijkertijd onafhankelijk van elkaar werken om verschillende productvarianten of componenten te produceren. |
| Convergentie | Een productieproces waarbij meerdere componenten of halffabricaten samenkomen om één eindproduct te vormen. |
| Bill of Materials (BOM) | Een uitgebreide, hiërarchische lijst van alle grondstoffen, componenten, sub-assemblages en andere artikelen die nodig zijn om een eindproduct te vervaardigen. |
| Bill of Process (BOP) | Een productiedocument dat de specifieke reeks bewerkingen, productiemethoden, gereedschappen, machines en arbeid die nodig zijn om een product te creëren, gedetailleerd beschrijft; het fungeert als een uitgebreide productieworkflow. |
| Material Requirement Planning (MRP) software | Software die helpt bij het plannen van de benodigde materialen en componenten voor de productie, gebaseerd op de vraagvoorspelling, voorraadniveaus en productieschema's. |
| Trade-off | Een afweging waarbij de verbetering of verwerving van het ene aspect ten koste gaat van een ander aspect, zoals de afruil tussen snelheid en nauwkeurigheid. |
| Lange termijn planning | Productieplanning met een horizon van meerdere jaren (bijvoorbeeld 3 tot 5 jaar), gericht op strategische beslissingen zoals investeringen in machines, technologie en capaciteitsplanning op fabrieksniveau. |
| Dagelijkse machineplanning (scheduling) | De planning van specifieke taken en productietijden voor individuele machines op dagelijkse basis om de productie te optimaliseren. |
| Buitenlandse directe investeringen (BDI) | Investeringen gedaan door een bedrijf in een ander land, vaak gericht op het opzetten van productie-eenheden of het verwerven van bestaande bedrijven om de markt te betreden of uit te breiden. |
| Make or buy? | Een strategische beslissing waarbij een bedrijf moet kiezen of het een product of dienst zelf intern gaat produceren ('make') of dat het dit extern gaat inkopen ('buy'). |
| Kerncompetenties | De unieke vaardigheden en capaciteiten die een bedrijf onderscheiden van zijn concurrenten en die bijdragen aan zijn concurrentievoordeel. |
Cover
BELANGRIJK_productietechnologie-samenvatting.pdf
Summary
# Inleiding tot de industriële productietechnologie
Dit onderwerp introduceert de fundamentele concepten van industriële productietechnologie, waarbij de definitie, de economische en technologische aspecten, en het belang van duurzaamheid worden verkend.
## 1.1 Omschrijving en situering
### 1.1.1 Definitie van productie
Productie komt voort uit een vraag of maatschappelijke behoefte. In economische zin wordt productie gezien als het voortbrengen van maatschappelijke goederen, het creëren van nuttigheid en het bevredigen van maatschappelijke behoeften [1](#page=1).
### 1.1.2 Definitie van technologie
Technologie omvat de natuurkundige, (bio-)chemische processen die worden gebruikt om te produceren. Het is de leer van bewerkingen die natuurproducten moeten ondergaan om ze ten dienste van de industrie te laten functioneren. Technologie kan ook worden gezien als de leer van bewerkingen, mechanische hulpmiddelen en de methoden die samenhangen met fabricage [1](#page=1).
* **Toegepaste wetenschappen**: Dit houdt in dat wetenschappelijke kennis wordt benut om oplossingen te vinden [1](#page=1).
### 1.1.3 Definitie van productietechnologie
Productietechnologie is de systematische toepassing van wetenschappelijke kennis en inzichten om een maatschappij of gemeenschap te voorzien van goederen en diensten [1](#page=1).
* **Goederen**: Tastbare producten [1](#page=1).
* **Diensten**: Niet-tastbare producten [1](#page=1).
* **Consumentgoed**: Een goed bedoeld voor particulier gebruik [1](#page=1).
* **Kapitaalgoed**: Een goed bedoeld voor gebruik door een onderneming, zoals gebouwen of sporen [1](#page=1).
* **Product**: Alles wat op de markt kan worden gebracht tegen een bepaalde prijs [1](#page=1).
* **Manufacturing**: Dit betekent letterlijk "met de hand vervaardigen" en omvat tegenwoordig ook geautomatiseerde en computergestuurde processen [1](#page=1).
#### 1.1.3.1 Technologisch aspect van productie
Dit aspect omvat de toepassing van fysische, mechanische, (bio-)chemische of thermische processen voor het wijzigen van de geometrie, eigenschappen of samenstelling van een ingangsproduct, met als doel een halffabricaat of eindproduct te verkrijgen [1](#page=1).
#### 1.1.3.2 Economisch aspect van productie
De nadruk ligt hierbij op het creëren van toegevoegde waarde en het produceren van een vermarktbaar product [1](#page=1).
### 1.1.4 Duurzaamheid (Definitie van Brundtland)
Duurzaamheid wordt gedefinieerd als het voldoen aan de behoeften van de huidige generatie zonder de kansen te hypothekeren voor de volgende generatie om aan hun behoeften te voldoen. Dit is een brede definitie die verschillende aspecten omvat [1](#page=1):
* **Economisch**: Profit, prosperity [1](#page=1).
* **Ecologisch**: Planet [1](#page=1).
* **Sociologisch**: People [1](#page=1).
Het doel is om een evenwicht te vinden tussen deze drie pijlers, ook wel de "3P's" genoemd, wat leidt tot maatschappelijk verantwoord ondernemen (MVO) [1](#page=1).
### 1.1.5 Het nieuw industrieel beleid (NIB)
Het NIB richt zich op vier kernpunten [2](#page=2):
1. Inzetten op slimme technologische innovatie [2](#page=2).
2. Zuinig omgaan met energiebronnen [2](#page=2).
3. Duurzaam materiaalbeheer [2](#page=2).
4. Internationale afzetmarkt opzoeken [2](#page=2).
### 1.1.6 Economische sectoren
Er zijn verschillende manieren om economische sectoren in te delen:
1. **Traditionele indeling**:
* **Primaire sector**: Levert grondstoffen en voedsel (bv. landbouw, visserij, delfstoffenwinning) [2](#page=2).
* **Secundaire sector**: Omvat alle bedrijven en activiteiten die grondstoffen verwerken, waaronder industriële productie [2](#page=2).
* **Tertiaire sector (Dienstensector)**: Commerciële diensten die gericht zijn op winstmaximalisatie [2](#page=2).
* **Quartaire sector**: Niet-commerciële dienstensector, vaak gesubsidieerd door de overheid (bv. publieke diensten) [2](#page=2).
2. **NACE-indeling (Nomenclature des Activités économiques dans la Communauté Européenne)**: Een statistische classificatie van economische activiteiten binnen de Europese Gemeenschap. Deze indeling kent verschillende niveaus [2](#page=2):
* Secties (met lettercode) [2](#page=2).
* Afdelingen (rubriek met 2 cijfers) [2](#page=2).
* Groepen (rubriek met 3 cijfers) [2](#page=2).
* Klassen (rubriek met 4 cijfers) [2](#page=2).
* Sectie C omvat de industrie en is opgedeeld in 24 afdelingen [2](#page=2).
3. **ISIC-indeling (International Standard Industrial Classification)**: Een wereldwijde overkoepelende classificatie van economische activiteiten, bestaande uit 21 afdelingen [2](#page=2).
## 1.2 Historische context
### 1.2.1 Eerste industriële revolutie (circa 1780)
De eerste industriële revolutie kenmerkte zich door de uitvinding van de stoommachine. Dit leidde tot de toepassing van principes uit de natuurkunde, mechanica en productietechniek voor het ontwerpen van werktuigen en de opkomst van de mechanische industrie [2](#page=2).
* **Veranderingen**: Grootschalige industriële bedrijven vervingen kleine ambachtelijke werkplaatsen. Productiemiddelen werden gebundeld in georganiseerde verbanden [2](#page=2).
* **Transport**: De opkomst van spoorwegen en stoomscheepvaart maakte vervoer over grote afstanden mogelijk, wat het afzetgebied vergrootte [2](#page=2).
* **Infrastructuur**: De machine-industrie en civiele werken, zoals spoorlijnen, bruggen en waterwegen, ontwikkelden zich [2](#page=2).
* **Resultaat**: Dit resulteerde in een systematische groei van de capaciteit, mogelijkheden en het afzetgebied [2](#page=2).
### 1.2.2 Tweede industriële revolutie (circa 1900)
Deze revolutie werd gekenmerkt door elektrificatie, de vervanging van ijzer door staal, de ontwikkeling van de verbrandingsmotor, de exploitatie van aardolie, en de opkomst van ruimtevaart, IT en micro-elektronica [2](#page=2).
### 1.2.3 De (mogelijke) Derde industriële revolutie
Deze revolutie, die mogelijk nog gaande is, wordt gedreven door:
* **Miniaturisatie**: De opkomst van micro- en nanotechnologie, waarbij schalen van $10^{-9}$ meters worden bereikt. Dit maakt precisiefabricage op sub-100 micrometer schaal mogelijk. Producten die op nanoschaal worden vervaardigd, hebben unieke en specifieke eigenschappen [2](#page=2).
* **Biotechnologie**: De studie en het gebruik van levende organismen (al dan niet genetisch gemanipuleerd) voor de productie van chemische stoffen, materialen en bio-energie [2](#page=2).
> **Tip**: Het is essentieel om de definities van de kernbegrippen (productie, technologie, productietechnologie) goed te onthouden, evenals de drie pijlers van duurzaamheid (People, Planet, Profit). Begrijp ook de historische context van de industriële revoluties, omdat deze de basis hebben gelegd voor moderne productietechnologieën.
---
# Productieprocessen en organisatorische aspecten
Dit onderdeel verkent de diversiteit aan productieprocessen, van specifieke stukproductie tot continue fabricage, en behandelt de economische dimensies zoals kosten en prijzen, evenals de organisatiestructuren binnen productiebedrijven en de cruciale rol van ingenieurs.
### 2.1 Het productieproces en procestechnologie
Een productieproces kan worden gedefinieerd als een reeks van gebeurtenissen (reacties en operaties), geordend in de tijd, die een ingangsproduct omzetten in een gewenst eindproduct met toegevoegde waarde. Dit kan technisch van aard zijn, waarbij menselijke competentie een sleutelrol speelt, of natuurlijk, zoals fotosynthese, waar menselijke invloed beperkter is [4](#page=4).
#### 2.1.1 Soorten productieprocessen
Er zijn verschillende benaderingen voor productieprocessen, elk met eigen kenmerken en toepassingen:
* **Stukproductie:** Productie vindt één voor één plaats, wat leidt tot hoge kostprijzen en een arbeidsintensief karakter. Dit type productie is projectgestuurd, waarbij elk project een eigen planning kent en het product unieke specificaties kan hebben [4](#page=4).
* **Serieproductie:** Hierbij worden meerdere producten in één productiecyclus vervaardigd. Dit resulteert in een lagere klantgerichtheid, maar ook in lagere arbeidsintensiteit en dalende kostprijzen dankzij de inzet van duurdere machines. Mass-customization, waarbij klantspecifieke zaken op grotere schaal worden verwerkt, valt hier ook onder. Productieonderbrekingen zijn hier enkel nodig voor instel-, omstel- en schoonmaakredenen [4](#page=4).
* **Flowproductie of continue productie:** Dit proces wordt continu uitgevoerd en is nooit stopgezet. Het kenmerkt zich door bulkproducten, zoals in de petrochemische industrie en hoogovens. Level production vereist hoge investeringen in een fabriek, wat leidt tot lage arbeids- en operatiekosten en dus zeer lage kostprijzen. Dit proces kenmerkt zich door een vaste capaciteit en navenante bezetting. Een nadeel is de beperkte inspraak voor de klant [4](#page=4).
#### 2.1.2 Eenheidsoperaties en proces engineering
* **Eenheidsoperaties:** Dit zijn individuele bewerkingen die materiaal- en energiestromen omzetten in een nieuw fabricaat. Ze omvatten mechanische, fysische en biochemische processen die, afhankelijk van de toepassing, slechts minimaal aangepast worden [5](#page=5).
* **Proces engineering (procestechnologie):** De ontwikkeling en optimalisatie van productieprocessen valt hieronder. Ingenieurs bestuderen eenheidsoperaties en zetten deze optimaal in voor bestaande en nieuwe productieprocessen [5](#page=5).
* **Mechanische bewerkingen:** Hierbij worden mechanische krachten op de te bewerken stof uitgeoefend, waarbij de wezenlijke eigenschappen van de stof vast blijven [5](#page=5).
* **Fysische bewerkingen:** Fysische krachten worden gebruikt om de toestand van de stof te veranderen, terwijl het wezen van de stof constant blijft [5](#page=5).
* **Biochemische processen:** Deze processen veranderen de stof wel door de chemische samenstelling aan te passen, zoals bij een verbrandingsreactie. Een **katalysator** is een stof die een proces versnelt zonder zelf verbruikt te worden, en een **enzym** is een biochemische katalysator [5](#page=5).
#### 2.1.3 Procesontwikkeling
De ontwikkeling van een nieuw proces doorloopt verschillende schalen:
1. **Laboratoriumschaal:** Experimenten door deskundigen, gebaseerd op ervaring, kennis en literatuur, om een methode te vinden en de ontdekkingsvolgorde van bewerkingen te bepalen onder gecontroleerde omstandigheden en parameterstudie. Het **rendement** is hierbij cruciaal: de verhouding tussen werkelijk verkregen omgezette producten en de maximaal mogelijke opbrengst, met als doel het verlies van grondstof in bijproducten te minimaliseren [5](#page=5).
2. **Pilootschaal (semi-technische schaal):** Uitvoering onder meer realistische omstandigheden, minder gecontroleerd [5](#page=5).
3. **Proeffabriek:** Een volledige fabriek om ervaring op te doen en defecten of productieonderbrekingen efficiënt op te vangen [5](#page=5).
4. **Productiefabriek:** De daadwerkelijke productie [5](#page=5).
#### 2.1.4 Schematische weergave van processen
* **Blokschema's:** Gebruiken rechthoeken en pijlen om de volgorde van bewerkingen en de richting van de grondstoffenflow weer te geven, waarbij elke rechthoek één eenheidsoperatie representeert [5](#page=5).
* **Stromingsschema's (flowsheets):** Tonen machines en apparaten met behulp van eenvoudige rechthoeken en lijnen. PID (proces and instrumental diagram) is een specifiek type hiervan [5](#page=5).
* **Materiaal- en energiebalansen:** Een "boekhouding" die alle ingaande en uitgaande hoeveelheden bijhoudt. Een materiaalbalans specificeert de grootte en samenstelling van alle voorkomende hoeveelheden [5](#page=5).
### 2.2 Productiekosten en verkoopprijzen
#### 2.2.1 Productiekosten
Productiekosten omvatten zowel vastgelegde kosten (door keuzes in materiaal, machines, etc.) als gemaakte kosten (reeds betaalde kosten) [6](#page=6).
* **Kostprijscalculatie:**
* **Offertecalculatie:** Een voorontwerp waarbij materiaal- en bewerkingskosten worden berekend, vaak voordat het ontwerp definitief is [6](#page=6).
* **Voorcalculatie:** Na orderacceptatie en definitieve uitwerking worden productiekosten, bewerkings- en behandelingstijden ingeschat [6](#page=6).
* **Nacalculatie:** Na afronding van het product worden bewerkingstijden en werkelijk gemaakte kosten berekend [6](#page=6).
> **Tip:** 80% van de verwachte kosten wordt al in de productontwikkelingsfase (LCA) bepaald, terwijl de werkelijke kosten pas later gemaakt worden. Belangrijke beslissingen moeten dus vroeg in het proces genomen worden [6](#page=6).
De productiekostprijs bestaat uit:
* **Uitvoeringskosten (KU):** Kosten die voor elk product terugkomen, zoals materiaalkosten per onderdeel, machinekosten per onderdeel, directe arbeidskosten en gereedschapswisselkosten [6](#page=6).
* **Kosten voor herhaalopdrachten (KHO):** Voorbereidende kosten die voor elke fabricageserie opnieuw gemaakt moeten worden, waaronder administratieve werkvoorbereiding, inricht- en aankoopkosten. Deze worden gedeeld door het aantal fabricageseries ($X_i$) [6](#page=6).
* **Voorbereidingskosten of eenmalige kosten (KVB):** Kosten die één keer voor de totaalserie worden gemaakt en over alle onderdelen worden afgeschreven, zoals technische werkvoorbereiding en productgebonden uitrusting. Deze worden gedeeld door de totaalserie ($Y$) [6](#page=6).
* **Indirecte kosten voor productiefaciliteiten (overheadkosten):** Kosten van niet-direct producerende afdelingen zoals inkoop, planning, gebouwen en verlichting. Deze worden meegenomen door de nominale fabricagekosten te vermenigvuldigen met de overheadfactor fabricage ($F_{OH} > 1$) [6](#page=6).
#### 2.2.2 Formules voor kostenberekening
De productieprijs ($K_{FI}$) van een onderdeel uit fabricageserie $i$ wordt berekend als:
$$ K_{FI} = F_{OH} \ast \left( K_U + \frac{K_{HO}}{X_i} + \frac{K_{VB}}{Y} \right) $$
waarbij $\sum_{i=1}^{k} X_i$ de totaalserie betreft [7](#page=7).
De productiekostprijs ($K_{FT}$) van een geassembleerd product, bestaande uit $n$ onderdelen, is de som van de productiekostprijzen van de afzonderlijke delen plus de kosten van assemblage ($K_{AS}$):
$$ K_{FT} = F_{OH} \ast K_{AS} + \sum_{i=1}^{n} K_{FI} $$
Naast de productiefaciliteiten overhead, zijn er ook de overheadfactor bedrijf ($F_{OB}$) voor diensten zoals kwaliteitsdienst, personeelszaken en management, en de overheadfactor verkoop ($F_{OV}$) voor voorraad- en afleveringskosten [7](#page=7).
De winstfactor ($F_W$) is de verhouding tussen verkoopprijs en totale productkosten. De uiteindelijke verkoopprijs ($K_V$) wordt dan [7](#page=7):
$$ K_V = F_W \ast F_{OV} \ast F_{OB} \ast K_{FT} $$
### 2.3 De organisatie van het productiebedrijf
#### 2.3.1 Het productiesysteem en zijn omgeving
Een **productiesysteem** is een complex van mensen en middelen, samengebracht om gelijkaardige producten voort te brengen. Het bestaat uit deelsystemen voor informatie- en materiaalstromen. De omgeving omvat de markt, afnemers, concurrenten, leveranciers en de maatschappij als geheel. Marktkenmerken zoals wereldmarkt, overcapaciteit en kritische klanten, evenals product- en proceskenmerken zoals productcomplexiteit, veel varianten, korte levensduur en levertijden, vereisen aanpassingen in het bedrijfsbeleid binnen de geldende wetten en richtlijnen [7](#page=7).
**Classificatie van productiesystemen:**
1. **Sturing door klantenorder:**
* **Productie op voorraad:** Gebaseerd op afzetprogramma's [7](#page=7).
* **Productie op order:** Ontwerpen en produceren op basis van specifieke klantorders [7](#page=7).
* **Klantenorder ontkoppelpunt (K.O.O.P.):** Het punt in de productieketen vanaf waar de productie door de klantenorder wordt gestuurd. Een K.O.O.P. die links in de keten ligt, geeft veel klantinspraak (bv. huis bouwen), terwijl een K.O.O.P. rechts in de keten weinig tot geen inspraak biedt (bv. tv). Een K.O.O.P. in het midden laat beperkte inspraak toe, zoals bij het kiezen van opties voor een auto [7](#page=7).
2. **Seriegrootte van orders:**
* **Massaproductie:** 100.000 tot 1.000.000 stuks per jaar (geen K.O.O.P.) [8](#page=8).
* **Serieproductie:** Enkele tot 100.000 stuks per jaar, met eenmalige of meermalige orders [8](#page=8).
* **Enkelstuks/projectmatige productie:** Eén tot enkele producten (maximale K.O.O.P.) [8](#page=8).
3. **Plaats in de bedrijfskolom:** De opeenvolgende stappen van grondstof tot eindklant [8](#page=8).
* **Basisproductiesysteem:** Primaire grondstof → basisproduct [8](#page=8).
* **Omzettingssysteem:** Basisproduct → halffabricaat [8](#page=8).
* **Fabricagesysteem:** Halffabricaten → product fabricagesysteem [8](#page=8).
* **Assemblagesysteem:** Product fabricagesysteem → eindproduct [8](#page=8).
4. **Inrichting van productieafdelingen:**
* **Lijnstructuur:** Een "lopende band" waarbij elk onderdeel een vaste lijn doorloopt met gelijke tijd per stap, typisch voor massaproductie [8](#page=8).
* **Departementale of afdelingsstructuur:** Elke afdeling heeft één functie, gebruikt in serieproductie. Nadelen zijn afstemmingsproblemen, vertragingen en lange doorlooptijden met voorraadkosten als gevolg, maar de bezettingsgraad binnen een afdeling is hoog [8](#page=8).
* **Celstructuur:** Elke cel functioneert als een mini-fabriekje. Voordelen zijn hoge flexibiliteit, korte doorlooptijd en kleinere voorraden, maar de bezettingsgraad is lager [8](#page=8).
#### 2.3.2 Goederenstroombesturing
**Logistiek** omvat het plannen en efficiënt uitvoeren van bevoorrading voor goederen-, geld-, informatie- en mensenstromen, van ontwikkeling en inkoop tot productie en distributie, tegen optimale kosten. **Supply chain management (SCM)** verbetert processen en samenwerking met leveranciers en afnemers voor een beter functioneren [9](#page=9).
**Plannings- en besturingssystemen:**
* **Voorraadgestuurd systeem:** Houdt de voorraad per punt bij. Wanneer de voorraad onder het bestelniveau daalt, wordt een bestelling geplaatst, rekening houdend met het verbruik [9](#page=9).
* **JIT (just-in-time):** Leveringen in kleine hoeveelheden, soms meerdere keren per dag. Voordelen zijn flexibiliteit en lage voorraadkosten, maar het is risicovol; producten die niet op tijd geleverd worden, kunnen leiden tot productiestops [9](#page=9).
* **Programmagestuurd systeem:** Gaat uit van bekende of verwachte bestellingen van eindproducten om de behoefte aan grondstoffen in te schatten, zoals bij **MRP (material requirement planning)** [9](#page=9).
#### 2.3.3 Organisatorische structuren
Organisatiestructuren kunnen worden ingedeeld naar hiërarchie, bouw van de productiestructuur, geografische spreiding en platheid:
* **Hiërarchische indeling:**
* **Lijnorganisatie:** Iedereen heeft één baas [10](#page=10).
* **Lijn-staf organisatie:** Eénhoofdige leiding met bijstand van stafunctionarissen die advies geven maar geen beslissingsbevoegdheid hebben [10](#page=10).
* **Functionele organisatie:** Stafadvies wordt definitief en heeft beslissingsbevoegdheid, vereist duidelijke afspraken [10](#page=10).
* **2-dimensionale matrixorganisatie:** Projectmanagers voor specifieke projecten, met horizontale relaties die de hiërarchie niet volgen [10](#page=10).
* **Indeling naar productiestructuur:**
* **Productgerichte organisatie:** Eén verantwoordelijke per productgroep (productmanagers), met diepgaande productkennis. Gebruikt bij massaproductie in lijnstructuur [10](#page=10).
* **Procesgerichte organisatie:** Eén afdelingshoofd per type proces (procesmanagers), die verschillende productsoorten beheert. Gebruikt in serieproductie (cel- of afdelingsstructuren) [10](#page=10).
* **Geografisch gedeelde organisatie:** Opsplitsing per regio, belangrijk bij handel. Multinationals gebruiken vaak complexe matrixstructuren die regionale en productgerichte indelingen combineren [10](#page=10).
* **Platte organisatie & Lean production:** Verplaatsen van verantwoordelijkheden naar lagere niveaus (bv. autonome groepen). Organisatieverkleining en -vereenvoudiging door uitbesteding en focus op kerntaken [10](#page=10).
#### 2.3.4 Rol van de ingenieur
Ingenieurs spelen een cruciale rol in het productieproces:
* **Ontwerpingenieurs (design engineers):** Selecteren materialen en productieprocessen, vereisen kennis van materiaaleigenschappen en technologische aspecten [10](#page=10).
* **Procesingenieurs (manufacturing engineers):** Selecteren, coördineren en organiseren specifieke processen en apparatuur tijdens de productie, vereisen diepgaande kennis van fundamentele principes en toepassingsmogelijkheden [10](#page=10).
* **Materiaalingenieurs (material engineers):** Ontwikkelen materialen met gewenste eigenschappen en hebben inzicht in het gedrag van materialen tijdens de productie [10](#page=10).
Communicatie tussen ingenieurs onderling is essentieel [10](#page=10).
### 2.4 Productkwaliteit
Productkwaliteit is de mate waarin een product bruikbaar is voor het gestelde doel ("fitness for use") of overeenkomt met de verwachtingen van de klant. De prijs-prestatieverhouding moet optimaal zijn [11](#page=11).
* **Marktonderzoek:** Een goede screening van de markt en marktvraagonderzoek zijn essentieel [11](#page=11).
* **Totale kwaliteitszorg/waarborging:** Wordt gewaarborgd door het volgen van vastgelegde procedures en werkmethoden [11](#page=11).
* **ISO-normen:** Internationale normen voor kwaliteitssystemen, die eisen stellen aan het systeem maar niet de implementatiemethode. In België is BELAC hiervoor geaccrediteerd [11](#page=11).
Voor kwaliteitsborging zijn de volgende punten belangrijk: elke werknemer is verantwoordelijk voor zijn werk, dient te weten wat er van hem verwacht wordt, en een kwaliteitsdraaiboek zorgt voor borging. Een kwaliteitscertificaat levert voordelen op voor public relations, concurrentievoordeel en juridische aspecten [11](#page=11).
### 2.5 Criteria voor het beoordelen van het productiesysteem
Bij het beoordelen van een productiesysteem worden diverse criteria gehanteerd:
* **Productiekosten:**
* **Eenmalige kosten:** Eén keer gemaakt per vervaardiging, verdeeld over de totaalserie [11](#page=11).
* **Kosten voor herhaalopdrachten:** Gemaakt per serie of herhalingsorder [11](#page=11).
* **Repeterende/uitvoeringskosten:** Komen voor elk product terug [11](#page=11).
* **Seriegrootte-effect:** De grootte van de serie heeft invloed op de kostprijs [11](#page=11).
* **Productiesnelheid:** Hoge productiesnelheid leidt tot lage repeterende kosten, maar de eenmalige kosten en kosten voor herhaalopdrachten kunnen hoog zijn. De snelheden van opeenvolgende processen moeten op elkaar worden afgestemd [11](#page=11).
* **Flexibiliteit:** De mate waarin het systeem kan worden aangepast aan nieuwe of gewijzigde producten, andere productaantallen, wensen van de afnemer, en kortere, betrouwbare levertijden [11](#page=11).
* **Kwaliteit:** Omvat producteigenschappen, prijs, levertijd en service. De uitvalsfractie ($u$, slechte producten) en opbrengst ($O = 1 - u$) zijn hierbij relevant [11](#page=11).
* **Milieueffecten:** Dit betreft voornamelijk het remediëren van vervuiling en verantwoorde afvalverwerking. **Milieuzorg** richt zich op het voorkomen van schadelijke stoffen en effecten. Een vervangend milieuvriendelijker proces moet minstens gelijkwaardig en uitvoerbaar zijn. Het ontwerp heeft de grootste impact op milieueffecten, aangezien het materiaal en de productiemethode vastlegt [11](#page=11).
---
# Materie, energie en de chemische industrie
Hier is de samenvatting voor het onderwerp "Materie, energie en de chemische industrie" op basis van het verstrekte document.
## 3 Materie, energie en de chemische industrie
Dit deel van de cursus behandelt de fundamentele bouwstenen van materie en energie, hun interacties, en hoe deze kennis wordt toegepast in de chemische industrie, met specifieke aandacht voor petrochemie en kunststofverwerking.
### 3.1 Structuur van materie
Materie omvat alles met massa en volume, voorkomend in vaste, vloeibare en gasvormige toestanden. Stoffen zijn opgebouwd uit atomen, de kleinste eenheden van materie. Organische stoffen bevatten koolstof en zijn afgeleid van levende organismen, terwijl anorganische stoffen dit niet doen. Er zijn ongeveer 109 elementen bekend, waarvan 90 natuurlijk voorkomen. Elementen zijn onontbindbare stoffen, geordend in het periodiek systeem. Zuivere stoffen hebben een vaste samenstelling, zoals water (H₂O). Mengsels kunnen heterogeen (met zichtbare fasegrenzen) of homogeen (zonder zichtbare fasegrenzen) zijn [13](#page=13).
#### 3.1.1 Opbouw van een atoom
Een atoom bestaat uit een kern (met protonen en neutronen) en elektronen die zich in banen rond de kern bewegen. Protonen zijn positief geladen, neutronen zijn neutraal, en elektronen zijn negatief geladen. Protonen en neutronen worden nucleonen genoemd. Een atoom is neutraal omdat het aantal protonen gelijk is aan het aantal elektronen. Het massagetal ($A$) is de som van protonen en neutronen, terwijl het atoomnummer ($Z$) het aantal protonen (en dus elektronen) aangeeft. Het massagetal komt niet altijd exact overeen met de werkelijke massa door het massadefect, veroorzaakt door de energie die vrijkomt bij de vorming van intra-atomaire bindingen ($E=mc^2$) [13](#page=13) [14](#page=14).
**Isotopen** zijn atomen van hetzelfde element met een gelijk atoomnummer ($Z$) maar een verschillend aantal neutronen, wat leidt tot verschillende fysische eigenschappen [14](#page=14).
Verschillende modellen beschrijven de atoomstructuur:
* **Atoommodel van Bohr:** Elektronen bevinden zich in concentrische bolschillen rond de kern. De $n$-de schil kan maximaal $2n^2$ elektronen bevatten. De buitenste schil streeft naar een stabiele **octetstructuur** (8 elektronen, behalve Helium met 2) en bepaalt de chemische eigenschappen. Elektronen in de buitenste schil worden **valentie-elektronen** genoemd [14](#page=14).
* **Kwantummechanica (Schrödinger):** Elektronen gedragen zich als deeltjes en golven. De **golfvergelijking van Schrödinger** beschrijft de energie van elektronen. **Orbitalen** zijn ruimtes waar een elektron met een bepaalde energie het meest waarschijnlijk kan worden aangetroffen. Orbitalen bevinden zich op energieniveaus bepaald door het hoofdkwantumgetal $n$, waarbij het maximale aantal elektronen per niveau $2n^2$ is [14](#page=14).
* **1S-orbitaal:** Bolvormig [15](#page=15).
* **2S-orbitaal:** Heeft een nodus (zone zonder elektronen) en een grotere straal dan het 1S-orbitaal [15](#page=15).
* **2P-orbitaal:** Bestaat uit drie energetisch gelijkwaardige orbitalen ($2p_x$, $2p_y$, $2p_z$) met een peervormige lobbenstructuur, symmetrisch rond de assen geplaatst [15](#page=15).
**Elektronenverdeling** volgt drie principes:
* **Aufbauprincipe:** Orbitalen met de laagste energie worden eerst gevuld [15](#page=15).
* **Regel van Hund:** Bij energetisch gelijke orbitalen worden deze eerst één voor één gevuld voordat een tweede elektron wordt toegevoegd [15](#page=15).
* **Pauli-principe:** Elk orbitaal kan maximaal twee elektronen bevatten, met tegengestelde spin [15](#page=15).
#### 3.1.2 Atoombindingen en moleculen
Valentie-elektronen bepalen de chemische bindingsmogelijkheden. **Edelgassen** hebben een volledig gevulde buitenste elektronenschil en zijn chemisch inert. Andere atoomsoorten streven naar deze **edelgasconfiguratie** of **octetstructuur** door bindingen aan te gaan, waarbij **moleculen** ontstaan [16](#page=16).
Er zijn drie soorten primaire (intramoleculaire) bindingen:
1. **Ionbinding (heteropolaire binding):** Ontstaat door de aantrekking tussen positief en negatief geladen ionen, waarbij elektronen worden overgedragen. Typisch voor anorganische stoffen (metaal + niet-metaal) [16](#page=16).
2. **Covalente binding (homopolaire binding):** Ontstaat doordat valentie-elektronen gemeenschappelijk worden gedeeld tussen atomen. Vooral bij niet-metalen en organische stoffen [16](#page=16).
* **Sigma ($\sigma$)-binding:** Ontstaat door lineaire, symmetrische overlap van atoomorbitalen, langs de as tussen de kernen [16](#page=16).
* **Pi ($\pi$)-binding:** Ontstaat door zijdelingse overlap van parallelle p-orbitalen, loodrecht op de as tussen de kernen [17](#page=17).
**Hybridisatie** is de aanpassing van atoomorbitalen na interactie binnen een molecuul, leidend tot energetisch en geometrisch equivalente nieuwe orbitalen:
* **Sp³-hybridisatie:** Het koolstofatoom vormt vier $\sigma$-bindingen, resulterend in een tetraëderstructuur (bijvoorbeeld CH₄) [17](#page=17).
* **Sp²-hybridisatie:** Bij dubbele bindingen. Drie orbitalen hybrideren, terwijl één 2p-orbitaal onveranderd blijft voor de $\pi$-binding. De drie $sp^2$-orbitalen liggen in hetzelfde vlak en maken een hoek van 120° met elkaar [18](#page=18).
* **Sp-hybridisatie:** Twee $sp$-orbitalen vormen $\sigma$-bindingen, en de twee overgebleven 2p-orbitalen vormen $\pi$-bindingen [19](#page=19).
3. **Metaalbinding:** Gemeenschappelijke valentie-elektronen bewegen vrij over een rooster van positief geladen metaalionen. Dit zorgt voor geleidbaarheid en vervormbaarheid [19](#page=19).
**Bindingslengte** is de optimale afstand tussen twee atomen, en **interatomaire bindingsenergie** is de energie die nodig is om de binding te verbreken. $\pi$-bindingen zijn zwakker dan $\sigma$-bindingen, wat invloed heeft op de totale bindingsenergie [19](#page=19) [20](#page=20).
#### 3.1.3 Elektronegativiteit en polariteit
**Elektronegativiteit (EN)** is de aantrekkingskracht van een atoomkern op de elektronen in een covalente binding [20](#page=20).
* $\Delta \text{EN} < 0.4$: **Covalente binding** (bijvoorbeeld H-H).
* $0.4 < \Delta \text{EN} < 2$: **Polaire covalente binding**, met vorming van dipolen (bijvoorbeeld H-F) [20](#page=20).
* $\Delta \text{EN} > 2$: **Ionbinding** (bijvoorbeeld Na-Cl) [20](#page=20).
Een **permanente dipool** ontstaat bij bindingen tussen atomen met verschillende elektronegativiteit, wat leidt tot deelladingen ($\delta$). **Apolaire moleculen** zijn symmetrisch, waardoor de centra van positieve en negatieve lading samenvallen. **Geïnduceerde dipolen** ontstaan door de beweging van elektronen, waarbij de lading tijdelijk niet evenredig verdeeld is [21](#page=21).
#### 3.1.4 Intermoleculaire krachten
Dit zijn fysieke krachten **tussen** moleculen (secundaire bindingen), zwakker dan primaire chemische bindingen, maar bepalend voor smelt-/kookpunten, mengbaarheid en stijfheid [21](#page=21).
* **Van der Waalskrachten:**
* **Keesom-krachten:** Dipool-dipool interacties (bijvoorbeeld tussen HF-moleculen). Waterstofbruggen in H₂O zijn een sterke vorm hiervan [21](#page=21).
* **Debye-krachten:** Dipool-geïnduceerde dipool interacties (bijvoorbeeld tussen een dipool en CCl₄) [21](#page=21).
* **London-krachten:** Geïnduceerde dipool-geïnduceerde dipool interacties [21](#page=21).
Onderliggende factoren voor Van der Waalskrachten zijn de **polariseerbaarheid** (mate waarin elektronenverdeling verstoord kan worden) en de grootte van het **contactoppervlak** tussen moleculen [21](#page=21).
#### 3.1.5 Aggregatietoestand
De **aggregatietoestand** (vast, vloeibaar, gas) wordt bepaald door druk en temperatuur, en de kinetische energie van moleculen (translatie, vibratie, rotatie, elektronisch) [22](#page=22).
* **Gas:** Sterk samendrukbaar, grote thermische uitzetting, lage viscositeit, kleine dichtheid, oneindig mengbaar. De **ideale gaswet** beschrijft hun gedrag: $pV = nRT$ [22](#page=22).
* **Vloeistof:** Moleculen zijn dichter opeen, intermoleculaire krachten houden het volume vast, maar translatie en rotatie zijn beperkt mogelijk. Eigenschappen: beperkte samendrukbaarheid, diffusie, en viscositeit [22](#page=22).
* **Vaste stof:** Kinetische energie is laag, intermoleculaire krachten domineren. Moleculen vormen vaak een ordelijk patroon (**kristallijne structuur**) of een ongeordend patroon (**amorfe stof**) [23](#page=23).
Faseovergangen vereisen energie. Gas $\rightarrow$ vloeistof $\rightarrow$ vast is exotherm, terwijl vast $\rightarrow$ vloeistof $\rightarrow$ gas endotherm is [23](#page=23).
### 3.2 Industriële grondstoffen
**Primaire grondstoffen** komen uit de natuur en worden gebruikt voor productie [24](#page=24).
#### 3.2.1 Opbouw en samenstelling van de aardkorst
De aardkorst bestaat voornamelijk uit zuurstof, silicium en aluminium. Gesteenten worden ingedeeld in magmatische, sedimentaire en metamorfe gesteenten. Belangrijke mineralen zijn kwarts (glasindustrie), veldspaat, rutiel (TiO₂), korund (Al₂O₃), haliet (voedingsindustrie) en grafiet [25](#page=25).
#### 3.2.2 Ontginning van delfstoffen
Delfstoffen worden gewonnen via mijnbouw, waaronder dagbouw, schachtbouw en aanboren [25](#page=25).
#### 3.2.3 Economische en industriële relevantie van delfstoffen
Ertsmineralen bevatten waardevolle metalen (bv. looderts, zinkerts). Industriële mineralen hebben diverse toepassingen (bv. kwarts voor glas, calciet voor kalk) [25](#page=25).
#### 3.2.4 Grondstoffen in België
België is sterk afhankelijk van import voor grondstoffen. De toevoerzekerheid van grondstoffen wordt beoordeeld op basis van schaarste en economisch belang [26](#page=26).
### 3.3 Energie
#### 3.3.1 Inleiding
Energie is essentieel voor productie en is gekoppeld aan milieu, economie en technologie. De energieketen omvat ontginning, conversie/distributie en eindconsumptie [27](#page=27).
#### 3.3.2 Energie: definitie en kwantificatie
**Energie** is het vermogen om verandering te veroorzaken of nuttige arbeid te leveren. De SI-eenheid van energie is **joule (J)**. Andere eenheden zijn calorieën, ton of oil equivalent (toe) en barrel of oil equivalent (boe) [27](#page=27).
De **wetten van de thermodynamica** zijn hierbij relevant:
1. **Wet van behoud van energie:** Energie kan niet verloren gaan of gecreëerd worden, enkel worden omgezet [28](#page=28).
2. **Tweede wet:** Systemen streven naar minimale energie-inhoud en maximale entropie (wanorde) [28](#page=28).
**Vermogen** is de hoeveelheid energie per tijdseenheid, met SI-eenheid Watt (J/s) [28](#page=28).
#### 3.3.3 Primaire energiebronnen
Energiebronnen worden onderverdeeld in fossiele, nucleaire en hernieuwbare bronnen [28](#page=28).
##### 3.3.3.1 Fossiele energiebronnen
Deze bronnen (steenkool, olie, aardgas) zijn gevormd uit prehistorisch organisch materiaal onder hoge druk en temperatuur [28](#page=28).
* **Aardolie:** Een mengsel van koolwaterstoffen met 5-50 koolstofatomen, ontstaan uit zee-organismen. Winning gebeurt via primaire, secundaire (pompen, gasinjectie) en tertiaire (thermische, chemische methoden) methoden [29](#page=29).
* **Aardgas:** Bestaat voornamelijk uit methaan (CH₄). Milieuvriendelijkste fossiele brandstof met een schone verbrandingsreactie. Transport gebeurt onder druk (CNG, LNG) [30](#page=30).
* **Steenkool:** Gevormd uit plantenresten, met een toenemend koolstofgehalte, hardheid en verbrandingswarmte van veen tot antraciet/grafiet. Milieuvervuilend, maar goedkoop en energierijk [30](#page=30).
**Voor- en nadelen fossiele brandstoffen:**
* **Voordelen:** Bekende winningstechnieken, eenvoudige omzetting, beschikbaar in diverse fasen [30](#page=30).
* **Nadelen:** Eindige voorraden, ongelijke geografische verdeling, emissies, stijgende kostprijs [30](#page=30).
##### 3.3.3.2 Nucleaire energiebronnen
Hierbij worden intra-atomaire bindingen verbroken, met een veel grotere energieopbrengst dan bij fossiele brandstoffen [30](#page=30).
* **Kernsplijting (fissie):** Zware kernen splitsen, waarbij energie vrijkomt volgens $E=mc^2$. Dit kan leiden tot een **kettingreactie**, die beheerst moet worden met een moderator om neutronen af te remmen. Verrijking van uranium (verhoging van $^{235}$U/ $^{238}$U ratio) is vaak nodig. Kernenergie produceert geen conventionele luchtvervuiling, maar wel radioactief afval met een bepalende halfwaardetijd [31](#page=31) [32](#page=32).
* **Kernfusie:** Kernen van lichtere atomen smelten samen. Dit vereist extreem hoge temperaturen en druk en wordt nog commercieel onderzocht. Een voorgestelde reactie is deuterium + tritium $\rightarrow$ helium + neutron + energie [32](#page=32).
**Voor- en nadelen nucleaire energiebronnen:**
* **Voordelen:** Geen CO₂, NOx, SOx emissies, grote energieopbrengst, relatief goedkope splijtstof [33](#page=33).
* **Nadelen:** Veiligheidsimago (kernwapens), hoge kosten en bouwtijd van centrales, beperkte splijtstofvoorraad, radioactief afval [33](#page=33).
##### 3.3.3.3 Hernieuwbare energiebronnen
Deze bronnen zijn 100% hernieuwbaar wanneer de productiesnelheid gelijk is aan de consumptiesnelheid [33](#page=33).
* **Zonnestraling:** De primaire energiebron voor de aarde. De **zonneconstante** bedraagt 1350 W/m² buiten de dampkring. Energie-input op aarde is gekoppeld aan golflengte ($E=h\nu = hc/\lambda$). Ongeveer 30% van de zonnestraling wordt weerkaatst (albedo) [34](#page=34).
* **Windenergie:** Ontstaat door ongelijke opwarming van de aarde en rotatie van de aarde. De vermogensdichtheid ($P_w$) is afhankelijk van de luchtdichtheid ($\rho$) en de windsnelheid ($v$) tot de derde macht: $P_w = \frac{1}{2}\rho v^3$ [35](#page=35).
* **Biomassa:** Afgeleid van zonne-energie via fotosynthese (6CO₂ + 6H₂O $\rightarrow$ 6O₂ + C₆H₁₂O₆). Wordt ingedeeld in generaties op basis van grondstof (suiker-/oliehoudende gewassen, energieteelten, afvalstromen, algen). Kan omgezet worden in bio-ethanol of biodiesel. Kan ook via thermo-chemische vergassing/pyrolyse tot syngas worden verwerkt of anaeroob vergisten tot biogas [35](#page=35) [36](#page=36) [38](#page=38) [39](#page=39) [40](#page=40).
* **Waterkracht:** Energie uit de beweging van water, omgezet via turbines in elektriciteit. Energiedichtheid wordt bepaald door de hoogte van de golven [36](#page=36).
* **Geothermische energie:** Aardwarmte kan gebruikt worden voor verwarmen of elektriciteitsopwekking [37](#page=37).
**Voor- en nadelen hernieuwbare energiebronnen:**
* **Voordelen:** Schoon, onuitputtelijk, overal beschikbaar, levert constant vermogen (waterkracht, geothermisch) [37](#page=37).
* **Nadelen:** Grote oppervlaktes nodig, fluctuerend aanbod, kosten, esthetische impact, geluid, schaduw, vogelsterfte (wind, zon) [35](#page=35).
### 3.4 Energieconversie: van primaire energiebron tot vermarktbaar product
#### 3.4.1 Van aardolie tot klassieke brandstoffen
Raffinage van aardolie omvat destillatie, conversie en chemische nabehandeling. Producten zijn LPG, benzine (met octaangetal voor klopvastheid), kerosine, diesel (met cetaangetal voor ontbranding) en bitumen [38](#page=38).
#### 3.4.2 Van biomassa tot biobrandstof
* **Bio-ethanol:** Geproduceerd uit natuurlijke suikers via fermentatie, destillatie en pervaporatie [38](#page=38).
* **Biodiesel:** Geproduceerd uit plantaardige oliën via verzeping en verestering (transesterificatie). Wordt beschouwd als CO₂-neutraal [39](#page=39).
* **Synthese- en biogas:** Geproduceerd via thermo-chemische processen of anaerobe vergisting [40](#page=40).
#### 3.4.3 Elektriciteitsproductie
Elektriciteit is de verplaatsing van elektrische ladingen (elektronen) veroorzaakt door een potentiaalverschil (spanning). Onderscheid tussen gelijkspanning (DC) en wisselspanning (AC) [41](#page=41).
* **Klassieke thermische elektriciteitscentrale:** Verbranding van fossiele brandstoffen produceert stoom die een turbine aandrijft, gekoppeld aan een alternator voor elektriciteitsopwekking. Rendement is 35-40% [42](#page=42).
* **Combi- en STEG-centrales:** Combinatie van gasturbine en stoomturbine, met hogere rendementen (tot 60%) [43](#page=43).
* **Warmtekrachtkoppeling (WKK):** Produceert zowel elektriciteit als warmte, met focus op warmte als hoofdproduct [43](#page=43).
* **Kerncentrales:** Gebruiken warmte uit kernsplijting om stoom te produceren [44](#page=44).
* **Hernieuwbare energiebronnen:**
* **Fotovoltaïsche cel (zonnecel):** Zet licht direct om in elektrische energie via halfgeleiders [45](#page=45).
* **Windturbines:** Converteren windenergie via rotorbladen, tandwielkast en generator naar elektriciteit. De geleverde energie is afhankelijk van windsnelheid, rotorbladoppervlakte en onderlinge afstand [46](#page=46) [47](#page=47).
* **Biomassa:** Verbranding of omzetting naar biogas voor elektriciteits- en warmteopwekking [47](#page=47).
* **Brandstofcellen:** Elektrochemische omzetting van chemische energie naar elektrische energie. Vereisen een bron van waterstof (H₂), die momenteel voornamelijk uit fossiele brandstoffen wordt gewonnen [48](#page=48).
### 3.5 Eenheidsoperaties in de productietechnologie
Eenheidsoperaties zijn processen die gepaard gaan met fysische transportverschijnselen: momentumtransfer (stroming), warmtetransfer en massatransfer. Deze transporten worden gedreven door gradiënten ($\Delta p$, $\Delta T$, $\Delta c$) [49](#page=49).
* **Opslag en transport:** Gassen worden indien mogelijk vloeibaar gemaakt voor opslag en transport. Vloeistoffen worden in tanks opgeslagen en via pompen getransporteerd. Gassen worden getransporteerd met ventilatoren of compressoren. Vaste stoffen worden opgeslagen in de buitenlucht of silo's en getransporteerd via mechanische, pneumatische of hydraulische methoden [50](#page=50) [52](#page=52).
* **Warmteoverdracht:**
* **Conductie:** Inwendige energieoverdracht door uitwisseling van kinetische energie tussen moleculen. Beschreven door Fourier's wet: $\Phi = \lambda A \frac{\Delta T}{\Delta x}$ [53](#page=53).
* **Convectie:** Overdracht door beweging van fluïdum. Kan vrij of geforceerd zijn. Beschreven door Newton's wet van afkoeling: $\Phi = h_c A (T_w - T)$ [54](#page=54).
* **Straling:** Energie-uitstraling afhankelijk van temperatuur en aard van het oppervlak. Beschreven door Stefan-Boltzmann wet: $\Phi = h_s A (T_w - T)$ [54](#page=54).
* **Warmtewisselaars** (tubulaire, platen, multitubulaire) worden gebruikt voor warmteoverdracht tussen fluïda [55](#page=55).
* **Mengen:** Samenvoegen van stoffen om homogeniteit te bereiken. Kan gebeuren tussen gassen, vloeistoffen, vaste stoffen of combinaties daarvan. Technieken omvatten roeren, fluïdizatie en pneumatisch transport [57](#page=57) [58](#page=58).
* **Scheidingsprocessen:** Splitsen van mengsels in gewenste deelstromen [60](#page=60).
* **Mechanisch-fysische processen:** Scheiden op basis van deeltjesgrootte (zeven, filtratie), bevochtigbaarheid (flotatie), of elektro-magnetische eigenschappen [60](#page=60).
* **Fysisch-chemische processen:** Gebruikt voor homogene mengsels, vaak met de creatie van een tweede fase.
* **Drogen:** Verwijderen van water door verdamping of sublimatie [67](#page=67).
* **Indamping en kristallisatie:** Concentreren van oplossingen door het wegkoken van het oplosmiddel [69](#page=69).
* **Destillatie:** Scheiden van verbindingen op basis van verschil in kookpunt/vluchtigheid. Enkelvoudige en fractionele destillatie worden toegepast [70](#page=70) [71](#page=71) [72](#page=72).
* **Absorptie en stripping:** Selectieve massa-overdracht tussen gas- en vloeistoffasen in kolommen (platen-, gepakte kolommen) [73](#page=73) [74](#page=74) [75](#page=75).
* **Extractie:** Selectieve massa-overdracht van componenten naar een ander oplosmiddel. Kan plaatsvinden tussen vloeistoffen of tussen vaste stoffen en vloeistoffen [76](#page=76) [78](#page=78) [79](#page=79).
* **Adsorptie en desorptie:** Selectieve binding van stoffen aan het oppervlak van een vast medium (adsorbent). Gebruikt in verschillende apparatuur zoals slurry contactoren, cyclische batch operaties en moving bed operaties [80](#page=80) [82](#page=82).
* **Ionenuitwisseling:** Ionen met gelijke lading verdringen elkaar van een vast oppervlak van een ionenuitwisselaar [81](#page=81).
* **Chromatografie:** Scheidingstechnieken gebaseerd op verdeling tussen een mobiele en een stationaire fase [81](#page=81).
* **Membraanscheiding:** Scheiding via selectieve massa-overdracht door een semi-permeabel membraan [83](#page=83).
### 3.6 De chemische industrie
De chemische industrie is cruciaal voor de toegevoegde waarde en richt zich op organische en anorganische chemie, parachemie, verwerkende chemie, life sciences en andere activiteiten [84](#page=84) [85](#page=85).
#### 3.6.1 Chemische processen en producten
Processen zijn onderverdeeld in eenheidsoperaties en chemische reacties. Producten worden ingedeeld naar chemische oorsprong (organisch/anorganisch), productieproces (continu/discontinu) en markt (handelsgoederen/fijn chemicaliën) [84](#page=84).
#### 3.6.2 De markt voor chemische producten
De markt is conjunctuurgevoelig en internationaal, met een grote vraag vanuit de industrie zelf. Innovatie is essentieel [84](#page=84).
#### 3.6.3 De chemische industrie en België en Vlaanderen
België is een belangrijk chemieland met diverse subsectoren, vertegenwoordigd door organisaties zoals Essencia [85](#page=85).
#### 3.6.4 Chemische reacties en reactieconcepten
**Katalysatoren** versnellen reacties zonder zelf verbruikt te worden. **Chemische reactoren** zijn vaten waarin reacties plaatsvinden, onderverdeeld in batch-, semi-batch- en doorstroomreactoren [85](#page=85).
#### 3.6.5 De petrochemische industrie
Verwerkt aardolie tot brandstoffen en grondstoffen voor polymeren en de farmaceutische industrie. Kernactiviteiten omvatten scheiding, conversie (kraken, reforming, alkylatie, polymerisatie) en chemische nabehandeling. Er is een trend naar een bio-gebaseerde industrie [85](#page=85) [86](#page=86).
#### 3.6.6 De kunststoffen en kunststofverwerkingstechnologie
**Kunststoffen** zijn synthetisch vervaardigde polymeren, opgebouwd uit herhalende monomeren (macromoleculen). Voordelen zijn lage dichtheid en corrosiebestendigheid, nadelen zijn beperkte stijfheid en temperatuurbestendigheid [86](#page=86).
* **Synthese en indeling:** Polymeren ontstaan via additie- of condensatiepolymerisatie. Indeling is gebaseerd op macromoleculaire structuur (lineair, vertakt, vernet) [87](#page=87).
* **Thermoplasten:** Vervormbaar boven een bepaalde temperatuur, omkeerbaar proces [88](#page=88).
* **Elastomeren (rubbers):** Flexibel, keren snel terug naar oorspronkelijke vorm na belasting, ondergaan vulkanisatie [88](#page=88).
* **Thermoharders:** Vormen een fijnmazig driedimensionaal netwerk, sterker maar brosser, ontleden bij verhitting [88](#page=88).
* **Verwerkingstechnieken:**
* **Oervormen:** Gieten, persen, sinteren, extruderen, kalanderen, spuitgieten [89](#page=89) [90](#page=90).
* **Omvormen (voor thermoplasten):** Extrusie-blaasproces, spuitgiet-blaasproces, folieblazen, thermovormen [91](#page=91) [92](#page=92).
* **Verdere verwerking:** Scheiden, verbinden, oppervlaktebehandeling [93](#page=93).
#### 3.6.7 De farmaceutische industrie
Deze industrie focust op producten met hoge toegevoegde waarde, met een langdurig en complex ontwikkelingsproces voor geneesmiddelen [93](#page=93).
#### 3.6.8 From fosil based to bio-based industrie
Duurzame ontwikkeling streeft naar een oneindig doorlopende economie. De groene chemie kent 12 principes, gericht op afvalpreventie, efficiëntie, minder toxiciteit en het gebruik van hernieuwbare grondstoffen. Belangrijke drijfveren zijn valorisatie van landbouwoverschotten, hernieuwbare grondstoffen en groene technologie. Landbouwproducten kunnen als grondstof dienen voor niet-voedingssectoren, mits technische uitvoerbaarheid en economische concurrentiepositie. Uitdagingen zijn efficiëntieverbetering, schaalgrootte en synergieën [94](#page=94).
---
# Metaalindustrie en metaalbewerkingstechnologie
Dit gedeelte behandelt de metaalindustrie, inclusief de productie van ijzer en staal, non-ferro metalen en de metallurgische processen zoals pyrometallurgie en hydrometallurgie, evenals diverse technieken voor de vormgeving, bewerking en behandeling van metalen.
### 6.1 De metaalindustrie: activiteiten en karakteristieken
De metaalindustrie houdt zich bezig met de vervaardiging, samenstelling en verwerking van metalen. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen ferrometalen (legeringen op basis van ijzer) en non-ferrometalen (alle andere metalen). Grondstoffen kunnen primair (uit ertsconcentraten) of secundair (uit residuen zoals schroot) afkomstig zijn. Bij recycling wordt onderscheid gemaakt tussen upcycling (geen kwaliteitsverlies) en downcycling (kwaliteitsverlies). Industriële activiteiten omvatten ertsvoorbereiding, metallurgie (productie van metaallegeringen) en metaalbewerking (omzetten naar bruikbare materialen) [95](#page=95).
#### 6.1.1 IJzer- en staalindustrie
Staal is een legering van ijzer en koolstof met een koolstofgehalte tussen 0,6% en 2%. De staalproductie is energie- en milieubelastend, omvangrijk, kapitaalintensief en conjunctuurgevoelig, maar ook innovatief en technologisch hoogstaand [96](#page=96).
#### 6.1.2 Non-ferro-industrie
De non-ferro-industrie, waartoe bedrijven als Umicore behoren, is eveneens kapitaalintensief, hoogtechnologisch, globaal en conjunctuurgevoelig. Deze sector kenmerkt zich door een hogere toegevoegde waarde en is complexer en duurder dan de staalindustrie [96](#page=96).
### 6.2 Ertsvoorbereiding en metallurgie
Ertsvoorbereiding (mineral processing) omvat het verkleinen van deeltjesgrootte en het scheiden, zuiveren en opconcentreren van mineralen op basis van fysisch-chemische eigenschappen. Vervolgens wordt het metaalrijke ertsconcentraat thermisch behandeld via processen als roosteren, sinteren en pelletiseren. Verdere zuivering vindt plaats via metallurgische processen, onderverdeeld in pyrometallurgie (hitte-gebaseerde processen) en hydrometallurgie (extractie met zuren en basen) [97](#page=97).
#### 6.2.1 Algemene procesbeschrijving
Bij ertsvoorbereiding wordt ganggesteente gescheiden van de waardevolle mineralen. Scheidingsprocessen maken gebruik van verschillen in deeltjesgrootte, dichtheid, hydrofobiciteit en magnetische/elektrostatische eigenschappen. Thermische behandelingen zoals roosteren (omzetten van sulfiden naar oxiden), sinteren (aaneenkitten door verhitting) en pelletiseren (agglomereren) bereiden het materiaal voor [97](#page=97).
Pyrometallurgie maakt gebruik van verschillen in oxidatie/reductiegedrag, smeltpunt, dampdruk, dichtheid en mengbaarheid. Smelten in combinatie met chemische reacties is hierbij cruciaal [97](#page=97).
Hydrometallurgie extraheert metaalinhoud selectief met behulp van zuren of basen. Het geëxtraheerde materiaal wordt vervolgens opgewerkt via onder andere solvent-solventextractie, ionenuitwisseling of membraanscheiding, waarna het zuivere metaal wordt afgescheiden via indamping, kristallisatie of elektrolyse [97](#page=97).
#### 6.2.2 Metallurgische productie van ruwijzer en staal
De productie van ruwijzer en staal omvat ijzerertsvoorbereiding, het hoogovenproces en staalbereiding [98](#page=98).
##### 6.2.2.1 IJzerertsvoorbereiding
IJzeroxides worden gewonnen uit grondstoffen als taconiet, hematiet en magnetiet. Deze worden geconcentreerd door flotatie en vervolgens gesinterd of gepelletiseerd [98](#page=98).
##### 6.2.2.2 Hoogovenproces
In de hoogoven worden gepelletiseerde ijzererts, cokes en kalksteen samengevoegd. Cokes dient als brandstof, zorgt voor warmte en reduceert ijzeroxide tot ijzer. Kalksteen bindt silicaten tot slak en helpt verontreinigingen te verwijderen. De zuurstof in de lucht reageert met cokes tot koolstofdioxide, dat vervolgens met meer cokes reageert tot koolmonoxide (CO), het actieve reductiemiddel voor ijzeroxide. Gesmolten ijzer wordt onderaan de oven afgetapt als ruwijzer [99](#page=99).
De chemische reacties in de hoogoven zijn:
$$C + O_2 \rightarrow CO_2$$
$$C + CO_2 \rightarrow 2CO + warmte$$ [99](#page=99).
##### 6.2.2.3 Staalbereiding
Staal is een legering van ijzer en koolstof met een koolstofgehalte tussen 0,6% en 2%. Zuiver ijzer bevat 0,005% koolstof en is zacht en zwak. Gietijzer, met een koolstofgehalte > 2%, is zwaar, sterk en bros. Ruwijzer, met 4-5% koolstof en onzuiverheden, is hard maar niet sterk en moet verder gezuiverd worden [99](#page=99).
Er zijn drie hoofdtypen raffinageprocessen:
* **Haardovenproces:** Ruwijzer met veel schroot wordt in een ondiepe oven verwerkt. Lucht wordt toegevoegd om koolstof te oxideren. Dit proces is relatief traag [100](#page=100).
* **Elektro-ovenproces:** De oven wordt geladen met schroot, waarbij een elektrische vlamboog tussen grafietelektroden en de lading zorgt voor smelting. Dit proces is sneller, levert zuiverder metaal, maar verbruikt veel energie [100](#page=100).
* **Oxystaalsuces:** Een peervormig vat bevat schroot en ruwijzer. Zuurstof wordt in het metaal geblazen om koolstof te oxideren. Dit is een zelfonderhoudend proces dat warmte genereert [100](#page=100).
##### 6.2.2.4 Staallegeringen: wat en waarom?
Legeringen worden gemaakt om metalen te versterken en corrosie tegen te gaan. Metaalkristallen bestaan uit positief geladen ionen, bijeengehouden door een wolk van valentie-elektronen. Kristalfouten, zoals dislocatielijnen, beïnvloeden de eigenschappen van metalen significant. Het toevoegen van vreemde elementen aan het kristalrooster beperkt de bewegelijkheid van dislocaties en verstevigt het metaal via vaste oplossingsharding [100](#page=100).
Specifiek voor staal wordt onderscheid gemaakt tussen:
* **Koolstofstaal:** Koolstof is het belangrijkste legerings- of versterkende element (< 2% koolstof) [100](#page=100).
* **Gelegeerde staalsoorten:** Naast koolstof bevatten deze staalsoorten aanzienlijke hoeveelheden andere elementen (bv. Mn, Si, Cu, Ni, Ti). Laaggelegeerde staalsoorten hebben minder dan 5% legeringselementen (excl. koolstof), terwijl hooggelegeerde staalsoorten meer dan 5% bevatten. Roestvaste staalsoorten (INOX) vallen onder de hooggelegeerde staalsoorten en bevatten minimaal 10,5% chroom, wat bescherming biedt tegen corrosie [100](#page=100).
Corrosie is de ongewenste chemische aantasting van een metaal door zijn omgeving, waarbij atomen worden geoxideerd. Een gepassiveerd oppervlak en een oxidehuid (zoals dichroomtrioxide in roestvast staal) kunnen dit proces afremmen .
### 6.3 Technologie voor de vormgeving en bewerking van metalen
De vormgeving en bewerking van metalen omvat oervormtechnieken, omvormtechnieken, technieken voor scheiden, afnemen en verbinden, en warmte- en oppervlaktebehandelingen .
#### 6.3.1 Oervormtechnieken
* **Vloeibare vormgeving of gieten:** Gesmolten metaal wordt in een gietvorm gegoten en laat men stollen .
* **Discontinu gietproces:** Staal wordt in een ingotvorm gegoten, wat kan leiden tot inhomogeniteiten en krimpeffecten zoals segregatie en slinkholten. Ongekalmeerd staal stolt met een zuiverdere huid dan het centrum. Gekalmeerd staal, waarbij zuurstof wordt verwijderd, is zuiverder en minder poreus .
* **Continugieten:** Gesmolten staal wordt continu gegoten in een gekoelde gietvorm, waarbij een dikke massieve huid moet ontstaan. Dit proces is alleen geschikt voor gekalmeerd staal .
* **Poedermetallurgie:** Metalen poeder wordt in een vorm samengeperst en door gloeien (sinteren) verkregen tot een solide structuur zonder daadwerkelijk te smelten. Poeders kunnen worden verkregen door atomiseren van gesmolten staal of door chemische reductie van ijzererts .
#### 6.3.2 Omvormtechnieken
Omvormen is het plastisch veranderen van de vorm van een vast lichaam, waarbij de materiaalsamenhang en massa behouden blijven .
* **Massieve omvormtechnieken:**
* **Walsen:** De doorsnede van een werkstuk wordt door drukkrachten met walsrollen veranderd. Dit kan langswalsen, schuinwalsen, vlakwalsen en profielwalsen omvatten .
* **Warmwalsen:** Werkstukken worden in gloeiende toestand gewalst, wat leidt tot dynamische rekristallisatie en vorming van een oxidehuid .
* **Koudwalsen:** Werkstukken worden bij kamertemperatuur gewalst, wat leidt tot versteviging door het dichter bijeenbrengen van dislocaties .
* **Extruderen:** Materiaal wordt door een matrijsopening geperst met behulp van een stempel .
* **Trekken:** De dwarsdoorsnede van een staaf, draad of buis wordt gereduceerd of gevormd door het door een matrijs te trekken .
* **Smeden:** Omvorming door drukkrachten, hetzij vrij smeden (met minder gedefinieerd gereedschap) of matrijssmeden (met een specifieke matrijs) .
* **Plaatomvormingstechnieken:**
* **Buigen:** Plaatmateriaal wordt lokaal gerekt en gecomprimeerd .
* **Rekvormen of strekbuigen:** Platen worden aan de randen vastgeklemd en door een stempel in vorm getrokken, waarbij de dikte afneemt .
* **Forceren:** Platen worden tegen een draaiende mal gedrukt om omwentelingslichamen te vormen .
* **Dieptrekken:** Omvormproces voor het vervaardigen van producten met gesloten contouren uit plaatmateriaal .
#### 6.3.3 Scheiden, afnemen en verbinden van metaalproducten
* **Scheiden:** Overtollig materiaal wordt verwijderd zonder de structuur te veranderen. Technieken zijn knippen, ponsen (inwendige begrenzing) en uitsnijden/stansen (uitwendige begrenzing) .
* **Afnemen of verspanen:** Materiaal wordt in de vorm van spanen verwijderd. Belangrijk zijn de hoofd-/snijbeweging en de voedingsbeweging .
* **Verbinden:**
* **Met gebruik van verbindingsmateriaal:**
* **Lasverbindingen:** Delen worden plaatselijk gesmolten of in deegachtige toestand gebracht .
* **Soldeerverbindingen:** Een tussenlaag met een lager smeltpunt dan de onderdelen wordt gesmolten en gestold .
* **Lijm- of kitverbindingen:** Verbinding via het uitharden van een dunne laag organisch materiaal .
* **Met gebruik van verbindingselementen:** Dit kan door plastische vervorming (bv. klinknagels) of zonder plastische vervorming (bv. schroeven, bouten en moeren) .
* **Vormverbindingen:** De verbinding komt tot stand door de vorm van de onderdelen zelf, zonder extra materialen of elementen .
#### 6.3.4 Warmte- en oppervlaktebehandelingen van metalen
Eigenschappen van metalen zijn afhankelijk van chemische samenstelling en kristalstructuur .
* **Warmtebehandelingen:** Veranderen de bulk eigenschappen door opwarming en afkoeling .
* **Harden en veredelen:** Verhoging van hardheid en treksterkte door fasetransformatie (bv. omzetting naar martensietstructuur in staal) gevolgd door snelle afkoeling (afschrikken) .
* **Ontlaten of temperen:** Vermindert brosheid en verhoogt taaiheid van gehard metaal door verhitting op lagere temperaturen. Veredelen combineert afschrikken en hoogontlaten voor een verhoogde weerstand .
* **Precipatieharden:** Versteviging van non-ferrometalen door uitscheiding van legeringselementen die roosterfouten veroorzaken .
* **Gloeien:** Nodig om gehard gereedschap te kunnen bewerken of om metaal na koude omvorming te herstellen. Verschillende vormen zijn rekristallisatie gloeien, zacht gloeien en normaal-/homogeen gloeien .
* **Oppervlaktebehandelingstechnieken:**
* **Veranderen van oppervlaktegesteldheid:** Zoals polijsten om ruwheid te verminderen en glans te verhogen .
* **Veranderen van fysisch-chemische of structurele eigenschappen van een dunne oppervlaktelaag:**
* **Conditioneren:** Wijzigt eigenschappen zonder samenstelling te veranderen .
* **Converteren:** Wijzigt de samenstelling van een dunne laag .
* **Carboneren:** Verhoogt koolstofgehalte in de oppervlaktelaag .
* **Nitreren:** Vormt een zeer harde nitridelaag op speciaal gelegeerde staalsoorten .
* **Bekleden van het oppervlak:** Aanbrengen van een laag ander materiaal, bijvoorbeeld ter bescherming tegen corrosie .
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Productietechnologie | De wetenschappelijke kennis en inzichten systematisch toepassen om de maatschappij of gemeenschap te voorzien van behoeften en verlangens, in termen van goederen en diensten. |
| Manufacturing | Letterlijk 'met de hand vervaardigen', maar in de moderne context omvat het vervaardigingsprocessen met geautomatiseerde en computergestuurde processen. |
| Duurzaamheid | Het voldoen van de behoeften van de huidige generatie zonder de kansen van de volgende generatie om aan hun behoeften te voldoen, te hypothekeren. |
| NACE-indeling | Nomenclature des Activités économiques dans la Communauté Européenne; een statistische classificatie van economische activiteiten die wordt gebruikt om sectoren te indelen. |
| ISIC-indeling | International Standard Industrial Classification; een wereldwijde overkoepelende classificatie van economische activiteiten. |
| Miniaturisatie | Het proces van het verkleinen van componenten en producten, vaak geassocieerd met micro- en nanotechnologie, waarbij producten op sub-100 μm schaal precisiefabricage vereisen. |
| Productontwikkeling | Omvat productplanning (signaleren van behoeften en genereren van ideeën) en productontwerp (uitwerken van concepten tot gedetailleerde ontwerpen). |
| Productlevenscyclus | De reeks fasen die een product doorloopt, van ontwikkeling tot aan het einde van zijn levensduur, inclusief productie, distributie, gebruik en terugname. |
| LCA (Life Cycle Analysis) | Een methode om de milieu-impact van een product gedurende de gehele levenscyclus te analyseren, van grondstofwinning tot afdanking. |
| Downcycling | Een vorm van recycling waarbij de kwaliteit van het gerecyclede materiaal achteruitgaat in vergelijking met de oorspronkelijke grondstof. |
| Upcycling | Een vorm van recycling waarbij het gerecyclede materiaal (minstens) dezelfde kwaliteit behoudt als de oorspronkelijke grondstof, of zelfs verbetert. |
| Productieproces | Een reeks van gebeurtenissen (reacties en operaties), geordend in de tijd, waarbij een ingangsproduct wordt omgezet in het gewenste eindproduct met toegevoegde waarde. |
| Eenheidsoperaties | Afzonderlijke bewerkingsstappen in een productieproces die materiële en energiestromen omzetten in een nieuw fabricaat, waarbij fysieke, mechanische of biochemische processen betrokken zijn. |
| Procestechnologie | De studie van de in de industrie voorkomende mechanische, fysische, chemische en biochemische eenheidsbewerkingen, en het optimaliseren van productieprocessen. |
| Rendement | De verhouding van de werkelijk verkregen omgezette producten ten opzichte van de maximaal mogelijke opbrengst, wat aangeeft hoeveel grondstofverlies er is in bijproducten. |
| Materiaalbalans | Een boekhouding van alle hoeveelheden die een proces ingaan en uitgaan, met specifieke aandacht voor de grootte en samenstelling van alle voorkomende hoeveelheden. |
| Productiekosten | De totale kosten die gemaakt worden bij de productie van een product, inclusief uitvoeringskosten, herhaalopdrachten, voorbereidingskosten en overheadkosten. |
| Productieprijs (KFI) | De prijs van een onderdeel dat uit een fabricageserie komt, berekend met een formule die uitvoeringskosten, kosten voor herhaalopdrachten en voorbereidingskosten omvat, vermenigvuldigd met een overheadfactor. |
| Productiekostprijs (KFT) | De totale kostprijs van een geassembleerd product, bestaande uit de kostprijzen van de afzonderlijke delen plus de kosten van assemblage, vermenigvuldigd met relevante overheadfactoren. |
| Productiesysteem | Een begrensd complex van mensen en middelen, samengebracht om in geordend verband gelijkaardige producten voort te brengen. |
| Klantenorder ontkoppelpunt (KOOP) | Het punt in de productieketen waaraf de productie door de klantenorder wordt gestuurd. Een KOOP dat links ligt betekent veel klantenspraak, terwijl een KOOP rechts ligt weinig klantenspraak betekent. |
| Goederenstroombesturing | Het plannen en effectief en efficiënt uitvoeren van bevoorrading, wat geldt voor goederen-, geld-, informatie- en mensenstromen, gericht op een optimaal functioneren tegen optimale kosten. |
| JIT (Just-In-Time) | Een leveringssysteem waarbij leveringen in kleine hoeveelheden, soms meerdere malen per dag, plaatsvinden om voorraden te minimaliseren en flexibiliteit te maximaliseren. |
| MRP (Material Requirement Planning) | Een planningssysteem dat uitgaat van bekende of verwachte bestellingen van eindproducten om de behoefte aan grondstoffen en componenten te plannen. |
| Productkwaliteit | De mate waarin een product bruikbaar is voor het gestelde doel (fitness for use) en overeenkomt met de verwachtingen van de klant. |
| ISO-normen | Internationale normen voor het opzetten van een kwaliteitssysteem, die eisen stellen waaraan het systeem moet voldoen, maar niet de specifieke werkwijze voorschrijven. |
| Flexibiliteit (productiesysteem) | De mate waarin een productiesysteem kan worden aangepast aan nieuwe of gewijzigde producten, andere productaantallen, wensen van de afnemer of kortere levertijden. |
| Milieueffecten | De impact van een product of proces op het milieu, waaronder vervuiling, afvalverwerking en de uitputting van natuurlijke hulpbronnen. |
| Ecologische voetafdruk | Een parameter die in hectare weergeeft hoeveel grond er nodig is om alle grondstoffen te ontwikkelen voor een bepaald product of levensstijl. |
| Earth Overshoot Day (EOD) | De dag van het jaar waarop de mensheid alle natuurlijke hulpbronnen heeft verbruikt die de aarde in datzelfde jaar kan regenereren. |
| Materie | Alles wat in de kosmos massa en volume heeft, en kan voorkomen in de fysische toestanden vast, vloeibaar en gasvormig. |
| Atoom | De kleinste hoeveelheid materie waaruit stoffen zijn opgebouwd, bestaande uit een kern (protonen en neutronen) en elektronen die eromheen bewegen. |
| Isotopen | Atomen van hetzelfde element die een gelijke kernlading (aantal protonen) maar een verschillend aantal neutronen hebben, wat leidt tot verschillende fysische, maar identieke chemische eigenschappen. |
| Valentie-elektronen | De elektronen in de buitenste elektronenschil van een atoom, die bepalend zijn voor de chemische eigenschappen en bindingsmogelijkheden. |
| Edelgasconfiguratie (octetstructuur) | Een stabiele toestand van een atoom waarbij de buitenste elektronenschil acht elektronen bevat, wat edelgassen kenmerkt en waar andere atomen naar streven door bindingen aan te gaan. |
| Orbitaal | De ruimte rond de atoomkern waar een elektron met een bepaalde energie met een hoge waarschijnlijkheid (meestal 90%) kan worden aangetroffen. |
| Aufbauprincipe | Een principe dat stelt dat orbitalen gevuld moeten worden beginnend met de orbitalen met de laagste energie. |
| Regel van Hund | Een regel die aangeeft dat wanneer er meerdere orbitalen met gelijke energie beschikbaar zijn, elk orbitaal eerst één elektron krijgt voordat er een tweede elektron wordt toegevoegd. |
| Pauli-principe | Een principe dat stelt dat elk orbitaal maximaal twee elektronen kan bevatten, en dat deze elektronen tegengesteld moeten draaien (tegengestelde spin moeten hebben). |
| Atoombinding (intramoleculaire binding) | De krachten die atomen bij elkaar houden om moleculen te vormen, zoals ionbindingen en covalente bindingen. |
| Ionbinding (heteropolaire binding) | Een binding die tot stand komt door de elektrostatische aantrekkingskracht tussen positief en negatief geladen ionen, ontstaan door de overdracht van een elektron van het ene atoom naar het andere. |
| Covalente binding (homopolaire binding) | Een binding waarbij valentie-elektronen gemeenschappelijk worden gedeeld tussen twee atomen, wat leidt tot de vorming van moleculen. |
| Sigma (σ) binding | Een covalente binding die ontstaat door de lineaire overlap van twee atoomorbitalen langs de as tussen de kernen van de atomen. |
| Pi (π) binding | Een covalente binding die ontstaat door de zijdelingse overlap van twee parallelle p-orbitalen, wat leidt tot een binding loodrecht op de as tussen de kernen. |
| Hybridisatie | Het proces waarbij atoomorbitalen van een atoom zich vermengen om nieuwe hybride orbitalen te vormen met specifieke geometrische en energetische eigenschappen, ter verklaring van bindingsstructuren. |
| Metaalbinding | Een binding waarbij de gemeenschappelijke valentie-elektronen zich vrij door een metaalkristal bewegen, wat zorgt voor de cohesie van positief geladen metaalionen en de elektrische geleidbaarheid. |
| Elektronegativiteit | De relatieve aantrekkingskracht die een atoomkern uitoefent op de elektronen van een covalente binding. |
| Polariteit (binding/molecuul) | Het gevolg van een ongelijke verdeling van ladingen in een binding of molecuul, veroorzaakt door verschillen in elektronegativiteit, wat leidt tot de vorming van dipolen. |
| Intermoleculaire krachten (secundaire bindingen) | Fysische aantrekkingskrachten tussen moleculen of moleculen en ionen, die zwakker zijn dan chemische bindingen maar belangrijke fysische eigenschappen bepalen, zoals smelt- en kookpunten. |
| Van der Waalskrachten | Een algemene term voor intermoleculaire krachten die ontstaan door tijdelijke of permanente dipolen in moleculen. |
| Waterstofbrug | Een specifieke, sterke vorm van dipool-dipoolinteractie tussen een waterstofatoom gebonden aan een sterk elektronegatief atoom (zoals O, N of F) en een ander elektronegatief atoom. |
| Londonkrachten | Intermoleculaire krachten die ontstaan door tijdelijke, geïnduceerde dipolen in moleculen als gevolg van fluctuaties in de elektronendichtheid. |
| Aggregatietoestand | De macroscopische fysische toestand van een stof (vast, vloeibaar of gasvormig), afhankelijk van druk en temperatuur, bepaald door de kinetische energie van de moleculen en de intermoleculaire krachten. |
| Ideale gaswet | Een wet die de relatie beschrijft tussen druk, volume, temperatuur en het aantal mol van een ideaal gas: $PV = nRT$. |
| Viscositeit | De mate van stroperigheid van een vloeistof, die de weerstand tegen stroming aangeeft en bepaald wordt door de sterkte van de intermoleculaire krachten. |
| Kristalstructuur | De geordende ruimtelijke rangschikking van atomen, ionen of moleculen in een kristal, gekenmerkt door herhalende eenheidscellen. |
| Amorfe stof | Een stof waarin de atomen of moleculen geen geordende, herhalende ruimtelijke structuur vertonen, in tegenstelling tot kristallijne stoffen. |
| Faseovergang | Het proces waarbij een stof verandert van de ene aggregatietoestand naar de andere, zoals smelten, verdampen of sublimeren, wat gepaard gaat met energie-uitwisseling. |
| Primaire grondstoffen | Elementaire stoffen, verbindingen of mengsels die rechtstreeks uit de natuur worden gewonnen voor productieprocessen. |
| Bodem | De bovenste laag van de aardkorst, waarin het bodemvormingsproces plaatsvindt uit moedermateriaal. |
| Gesteenten | Natuurlijke aggregaten van mineralen, gevormd door geologische processen zoals stolling, sedimentatie of metamorfose. |
| Mijnbouw | Het proces van het aan de aarde onttrekken van delfstoffen, zoals gesteenten, mineralen, vloeistoffen of gassen, met gespecialiseerde apparatuur. |
| Ertsmineralen | Mineralen die economisch winbare concentraties van waardevolle metalen bevatten. |
| Industriële mineralen | Mineralen die worden gebruikt voor andere industriële toepassingen dan de winning van metalen, zoals grondstoffen voor glas of pigmenten. |
| Supply risk | Het risico op schaarste van een grondstof, dat afhangt van fysieke aanwezigheid, verdeling, winbaarheid en technologische mogelijkheden voor herwinning. |
| Energie | Het vermogen om verandering te veroorzaken of nuttige arbeid te leveren, uitgedrukt in joule (J) als SI-eenheid. |
| Thermodynamica | De tak van de fysica die zich bezighoudt met energie, arbeid, warmte en de wetten die hun omzetting en transport regelen. |
| Eerste wet van de thermodynamica (behoud van energie) | Stelt dat energie niet verloren kan gaan of uit het niets kan ontstaan, maar alleen kan worden omgezet van de ene vorm naar de andere. |
| Tweede wet van de thermodynamica | Beperkt de spontane omzetting van energie, stellend dat systemen streven naar minimale energie-inhoud en maximale entropie (wanorde). |
| Perpetuum mobile | Een hypothetisch apparaat dat continu arbeid kan leveren zonder externe energiebron, wat onmogelijk is volgens de wetten van de thermodynamica. |
| Vermogen | De hoeveelheid energie die per tijdseenheid wordt omgezet, verbruikt of vrijgesteld, uitgedrukt in watt (W) of joule per seconde (J/s). |
| Fossiele energiebronnen | Energiebronnen zoals steenkool, olie en aardgas, gevormd uit prehistorisch levend materiaal onder hoge druk en temperatuur. |
| OPEC | Organization of the Petroleum Exporting Countries; een organisatie van olie-exporterende landen die invloed heeft op de wereldwijde olieproductie en -prijzen. |
| Raffinage van aardolie | Het proces van het scheiden en omzetten van ruwe olie in verschillende bruikbare producten, zoals benzine, kerosine en diesel, door middel van destillatie, conversie en chemische nabehandeling. |
| Destillatie | Een fysisch-chemische scheidingstechniek om stoffen in een oplossing te scheiden op basis van hun verschillende kookpunten, door herhaaldelijk verdampen en condenseren. |
| Kraken (scheikundig) | Een chemische techniek waarbij grotere organische moleculen worden omgezet in moleculen met een lager moleculair gewicht, vaak door thermische of katalytische processen. |
| Oktangetal | Een maat voor de klopvastheid van benzine, die aangeeft hoe goed de brandstof ongecontroleerde verbranding in een verbrandingsmotor weerstaat. |
| Cetaangetal | Een maat voor de ontbrandingseigenschappen van dieselbrandstof, die aangeeft hoe snel de brandstof ontbrandt onder druk. |
| Biomassa | Alle organische en hernieuwbare grondstoffen en materialen van plantaardige of dierlijke oorsprong, bestemd voor industriële toepassingen of energieopwekking. |
| Fotosynthese | Het biologische proces waarbij planten zonlichtenergie gebruiken om kooldioxide en water om te zetten in glucose en zuurstof. |
| Bio-ethanol | Een alcoholische brandstof geproduceerd uit de fermentatie van suikers uit biomassa, zoals suikerriet of maïs. |
| Biodiesel | Een biobrandstof geproduceerd uit plantaardige oliën of dierlijke vetten door middel van veresteringsprocessen. |
| Syngas (synthesegas) | Een brandbaar gasmengsel, voornamelijk bestaande uit koolmonoxide (CO) en waterstof (H2), geproduceerd door vergassing van biomassa of fossiele brandstoffen. |
| Anaerobe vergisting | Een biologisch proces waarbij organisch materiaal wordt afgebroken in afwezigheid van zuurstof door micro-organismen, wat leidt tot de productie van biogas (voornamelijk methaan en CO2). |
| Methaan | Het eenvoudigste alkaan ($CH_4$), een belangrijk bestanddeel van aardgas en een product van anaerobe vergisting. |
| Elektriciteitsproductie | Het proces van het omzetten van verschillende energiebronnen in elektrische energie. |
| Wisselspanning (AC) | Elektrische spanning waarbij de polariteit periodiek van richting verandert, gegenereerd door een alternator. |
| Gelijkspanning (DC) | Elektrische spanning waarbij de polariteit constant blijft, opgewekt door een generator of batterij. |
| STEG-centrale (Stoom- en Gasturbine Elektrische centrale) | Een gecombineerde cyclus centrale die zowel een gasturbine als een stoomturbine gebruikt om elektriciteit op te wekken, wat resulteert in een hoger rendement. |
| Warmtekrachtkoppeling (WKK) | Een proces waarbij zowel elektriciteit als warmte tegelijkertijd worden opgewekt uit één enkele brandstofbron, wat leidt tot een hogere totale energie-efficiëntie. |
| Kernsplijting (kernfissie) | Een kernreactie waarbij de kern van een zwaar atoom (zoals uranium-235) splitst in twee lichtere kernen, waarbij veel energie en neutronen vrijkomen. |
| Moderator | Een materiaal (zoals grafiet of water) dat wordt gebruikt in kernreactoren om de kinetische energie van snelle neutronen te verminderen, zodat ze effectiever kunnen worden geabsorbeerd door splijtbaar materiaal en een kettingreactie kunnen onderhouden. |
| Radioactief afval | Materiaal dat radioactieve isotopen bevat en schadelijk kan zijn voor de volksgezondheid en het milieu, waarbij de opslag en het beheer cruciaal zijn. |
| Kernfusie | Een kernreactie waarbij de kernen van lichte atomen samensmelten tot een zwaardere kern, waarbij enorme hoeveelheden energie vrijkomen. Dit proces is de basis voor de energieproductie in sterren. |
| Tokamak | Een torusvormige reactor die wordt gebruikt voor kernfusieonderzoek, waarbij een sterk magnetisch veld wordt gebruikt om het hete plasma op zijn plaats te houden. |
| Fotovoltaïsche cel (zonnecel) | Een halfgeleiderapparaat dat lichtenergie rechtstreeks omzet in elektrische energie via het fotovoltaïsche effect. |
| Halfgeleider | Een materiaal dat eigenschappen vertoont tussen die van een geleider en een isolator, en waarvan de elektrische geleidbaarheid kan worden beïnvloed door temperatuur of de toevoeging van onzuiverheden (doping). |
| Windturbine | Een machine die de kinetische energie van de wind omzet in mechanische rotatie-energie, die vervolgens door een generator wordt omgezet in elektrische energie. |
| Brandstofcel | Een elektrochemisch apparaat dat chemische energie uit een brandstof (zoals waterstof) en een oxidant (zoals zuurstof) direct omzet in elektrische energie, warmte en water. |
| Redoxreactie | Een chemische reactie waarbij zowel oxidatie (verlies van elektronen) als reductie (winst van elektronen) plaatsvinden. |
| Eenheidsoperaties (chemische industrie) | Fysische transportverschijnselen die optreden in chemische processen, zoals momentum-, warmte- en massatransfer. |
| Momentumtransfer | Het transport van impuls in een fluïdum of deeltjesmassa, wat zich manifesteert als stroming, weerstand of drukverliezen. |
| Warmtetransfer | Het transport van thermische energie van een gebied met een hogere temperatuur naar een gebied met een lagere temperatuur, via conductie, convectie of straling. |
| Massatransfer | De netto beweging van een stof in een mengsel van een locatie met een hogere concentratie naar een locatie met een lagere concentratie, via advectie, moleculaire diffusie of turbulente diffusie. |
| Reynaldsgetal (Re) | Een dimensieloos getal dat de verhouding tussen inertiële krachten en viskeuze krachten in een stromend fluïdum weergeeft, en dat wordt gebruikt om te bepalen of de stroming laminaar of turbulent is. |
| Conductieve warmteoverdracht | Warmteoverdracht die plaatsvindt door directe energie-uitwisseling tussen moleculen in een materiaal, zonder bulkverplaatsing van het materiaal zelf. |
| Convectieve warmteoverdracht | Warmteoverdracht die plaatsvindt door de verplaatsing van fluïdumpakketten, zoals warme lucht of water, die thermische energie met zich meedragen. |
| Elektromagnetische straling | Energie die wordt uitgestraald in de vorm van elektromagnetische golven, zoals infraroodstraling, die warmte kan overbrengen zonder contact. |
| Warmtewisselaar | Een apparaat dat wordt gebruikt om warmte over te dragen tussen twee vloeistoffen of gassen die niet direct met elkaar in contact komen, via geleidende wanden. |
| Mengsel | Een samenvoeging van twee of meer stoffen die niet chemisch met elkaar reageren, waarbij de componenten hun eigen identiteit behouden. |
| Homogeen mengsel | Een mengsel waarin de componenten uniform verdeeld zijn en niet zichtbaar gescheiden kunnen worden, zoals een opgeloste zoutoplossing in water. |
| Heterogeen mengsel | Een mengsel waarin de componenten niet uniform verdeeld zijn en zichtbare grensvlakken tussen de fasen bestaan, zoals een suspensie van zand in water. |
| Fluïdizatie | Een proces waarbij een vaste deeltjesbed wordt geSuspendeerd in een opwaartse stromende gas- of vloeistofstroom, waardoor het zich gedraagt als een fluïdum. |
| Scheidingsprocessen | Technieken die worden gebruikt om mengsels op te splitsen in hun afzonderlijke componenten of gewenste deelstromen, gebaseerd op verschillen in fysisch-chemische eigenschappen. |
| Zeven | Een mechanisch-fysisch scheidingsproces dat vaste deeltjes scheidt op basis van hun deeltjesgrootte, door ze door openingen van uniforme afmetingen te laten passeren. |
| Flotatie | Een proces dat vaste stoffen scheidt op basis van hun bevochtigbaarheid, waarbij luchtbellen hydrofobe deeltjes naar het oppervlak transporteren om te worden afgescheiden. |
| Filtratie | Een scheidingsproces waarbij een vloeistof of gas door een poreus medium wordt geleid om vaste deeltjes te verwijderen, gebaseerd op verschillen in deeltjesgrootte. |
| Sedimentatie | Een scheidingsproces gebaseerd op verschillen in deeltjesgrootte en dichtheid, waarbij zwaardere deeltjes bezinken onder invloed van zwaartekracht en Archimedeskracht. |
| Centrifugatie | Een scheidingsproces dat gebruik maakt van centrifugale kracht om deeltjes te scheiden op basis van hun massa of dichtheid, door het mengsel snel te laten roteren. |
| Cycloon | Een apparaat dat centrifugale krachten gebruikt om vaste stofdeeltjes uit een gasstroom te scheiden, vergelijkbaar met een stofzuiger. |
| Drogen | Het verwijderen van kleine hoeveelheden water of een ander oplosmiddel uit een product door verdamping of sublimatie, om de stabiliteit of houdbaarheid te verlengen. |
| Indamping | Een proces waarbij een oplossing wordt geconcentreerd door het wegkoken van het oplosmiddel, vaak om vaste stoffen terug te winnen of een geconcentreerde oplossing te verkrijgen. |
| Kristallisatie | Het proces waarbij vaste kristallijne deeltjes worden gevormd uit een homogene fase, zoals een oververzadigde oplossing, door het afnemen van de oplosbaarheid van een stof. |
| Destillatie | Een scheidingsproces dat verschillende verbindingen in een vloeibare oplossing scheidt op basis van verschillen in vluchtigheid (kookpunt), door verdampen en condenseren. |
| Absorptie (scrubbing) | Een proces waarbij gassen in contact worden gebracht met een vloeistof waarin selectief één of meer verbindingen oplossen, om gassen te zuiveren of waardevolle componenten te recupereren. |
| Stripping (desorptie) | Het omgekeerde proces van absorptie, waarbij verbindingen selectief uit een vloeistof worden overgebracht naar een gasfase. |
| Extractie | Een scheidingsproces waarbij componenten uit een uitvoeringsmateriaal worden overgebracht naar een selectieve vloeistoffase (solvent) via selectieve massatransfer. |
| Leaching (vast-vloeistofextractie) | Het proces waarbij een geschikt solvent wordt gebruikt om verbindingen uit een vaste matrix op te lossen en te transporteren. |
| Adsorptie | Een proces waarbij atomen, moleculen of ionen vanuit een fluïdum selectief diffunderen naar het oppervlak van een vast materiaal (adsorbens) en daar worden gebonden door zwakke fysische krachten. |
| Desorptie | Het omgekeerde proces van adsorptie, waarbij de geadsorbeerde stoffen van het oppervlak van het adsorbens worden verwijderd. |
| Ionenuitwisseling | Een proces waarbij ionen met een positieve of negatieve lading in een vloeistofoplossing gelijkaardige ionen met dezelfde lading verdringen van het vaste oppervlak van een ionenuitwisselaar. |
| Chromatografie | Een groep scheidingstechnieken die steunen op de verdeling van verbindingen tussen twee niet-mengbare fasen: een mobiele fase (gas of vloeistof) en een stationaire fase (vaste stof, viskeuze vloeistof of ionenuitwisselaar). |
| Sorbentia | Materialen die worden gebruikt in adsorptie-, ionenuitwisselings- of chromatografische processen om selectief componenten uit een fluïdum op te nemen. |
| Membraanscheiding | Een scheidingsproces dat gebruik maakt van selectieve massatransfer door een semi-permeabel membraan, onder invloed van een concentratie- of drukverschil. |
| Chemische industrie | Een sector die zich bezighoudt met de productie van chemische stoffen en producten door middel van chemische reacties en eenheidsoperaties. |
| Eenheidsoperaties (chemische processen) | Fysische transportverschijnselen die optreden in chemische processen, zoals momentum-, warmte- en massatransfer. |
| Chemische reacties | Processen waarbij atomen en moleculen worden geherrangschikt om nieuwe stoffen te vormen, met de omzetting van energie. |
| Katalysator | Een stof die de snelheid van een chemische reactie versnelt of efficiënter maakt zonder zelf verbruikt te worden. |
| Petrochemische industrie | Een tak van de chemische industrie die zich bezighoudt met de verwerking van aardolie en aardgas tot brandstoffen, grondstoffen voor kunststoffen en andere chemische producten. |
| Polymeren | Grote moleculen (macromoleculen) die zijn opgebouwd uit zich herhalende kleinere moleculaire eenheden (monomeren) die aan elkaar gekoppeld zijn. |
| Kunststoffen | Synthetisch vervaardigde polymere materialen, vaak met toevoegingen om eigenschappen te verbeteren, en die op diverse manieren kunnen worden gevormd en bewerkt. |
| Thermoplasten | Kunststoffen die bij verhitting plastisch vervormbaar worden en bij afkoeling weer stollen; dit proces is omkeerbaar. |
| Thermoharders | Kunststoffen die tijdens het polymerisatieproces een fijnmazige driedimensionale netwerkstructuur vormen en bij verhitting niet vervormen maar ontleden. |
| Elastomeren (synthetische rubbers) | Polymeren met rubberachtige eigenschappen, gekenmerkt door een hoge elasticiteit en het vermogen om na vervorming snel terug te keren naar hun oorspronkelijke vorm. |
| Oervormingstechnieken | Primaire verwerkingsprocessen van kunststoffen in viskeuze toestand, zoals gieten, persen en extruderen, om de basisvorm van het product te creëren. |
| Omvormtechnieken | Secundaire verwerkingsprocessen van kunststoffen, vaak in de rubberfase, om de oorspronkelijke vorm aan te passen, zoals blazen of thermovormen. |
| Farmaceutische industrie | Een sector die zich bezighoudt met de ontwikkeling, productie en distributie van geneesmiddelen, waarbij langdurig onderzoek en ontwikkeling cruciaal zijn. |
| Groene chemie | Een reeks principes die gericht zijn op het ontwerpen van chemische producten en processen die de negatieve impact op mens en milieu minimaliseren, door onder andere afvalpreventie, energie-efficiëntie en het gebruik van hernieuwbare grondstoffen. |
| Biogebaseerde economie | Een economisch systeem dat gericht is op het duurzaam gebruik van biomassa en hernieuwbare grondstoffen als basis voor de productie van energie, materialen en chemicaliën. |
| Metaalkunde | De wetenschap die zich bezighoudt met de vervaardiging, samenstelling, eigenschappen en verwerking van metalen en metaallegeringen. |
| Ferrometalen | Metalen die ijzer bevatten als hoofdbestanddeel, zoals staal en gietijzer. |
| Non-ferrometalen | Alle metalen en metaallegeringen die geen ijzer als hoofdbestanddeel hebben, zoals aluminium, koper en nikkel. |
| Upcycling (metaal) | Het recyclen van metalen zonder kwaliteitsverlies, waarbij de oorspronkelijke eigenschappen behouden blijven. |
| Downcycling (metaal) | Het recyclen van metalen waarbij de kwaliteit van het materiaal achteruitgaat. |
| Poedermetallurgie | Een fabricagetechniek waarbij metallische poeders worden samengeperst en vervolgens worden gesinterd om metalen onderdelen te produceren. |
| Walsen | Een metaalbewerkingsproces waarbij metaalplaten of -staven tussen draaiende walsrollen worden geleid om hun dikte, vorm en mechanische eigenschappen te veranderen. |
| Extruderen | Een proces waarbij materiaal (vaak kunststof of metaal) onder druk door een matrijs wordt geperst om een doorlopend profiel te vormen. |
| Smeden | Een metaalbewerkingsproces waarbij metaal plastisch wordt vervormd door middel van drukkrachten, vaak met behulp van hamers of persen, om de gewenste vorm te verkrijgen. |
| Verbindingstechnieken | Methoden om onderdelen van metaal of andere materialen aan elkaar te bevestigen, zoals lassen, solderen, lijmen of mechanische bevestigingen. |
| Warmtebehandeling (metaal) | Processen die de microstructuur en eigenschappen van metalen veranderen door gecontroleerde opwarming en afkoeling, zoals harden, ontlaten en gloeien. |
| Oppervlaktebehandeling (metaal) | Technieken die worden toegepast om de eigenschappen van het metaaloppervlak te veranderen, zoals polijsten, coaten of harden door carboneren of nitreren. |
| Corrosie | De ongewenste chemische of elektrochemische aantasting van een metaal door zijn omgeving, wat leidt tot degradatie van het materiaal. |
| Vacuümdestillatie | Een destillatieproces dat wordt uitgevoerd onder verminderde druk, waardoor stoffen met hoge kookpunten bij lagere temperaturen kunnen verdampen en gescheiden worden. |
| Extractie (chemie) | Een scheidingsproces waarbij een component selectief wordt opgelost en overgebracht van de ene fase (bv. vast of vloeibaar) naar een andere fase (meestal een vloeistof of solvent). |
| Adsorptie | Een proces waarbij moleculen zich aan het oppervlak van een vast materiaal hechten, vaak gebruikt voor zuivering van gassen en vloeistoffen. |
| Sorbentia | Materialen die worden gebruikt in adsorptieprocessen om stoffen selectief op te nemen van een fluïdum. |
| Ionenuitwisseling | Een selectief scheidingsproces waarbij ionen uit een oplossing worden uitgewisseld met ionen die gebonden zijn aan een vast harsachtig materiaal. |
| Chromatografie | Een reeks scheidingstechnieken gebaseerd op de differentiële verdeling van componenten tussen een mobiele en een stationaire fase. |
Cover
HCO 2 ergonomie
Summary
# Mensgebonden factoren en belastbaarheid
Oké, hier is de samenvatting voor het examen, gefocust op "Mensgebonden factoren en belastbaarheid".
## 1. Mensgebonden factoren en belastbaarheid
Dit gedeelte behandelt de invloed van menselijke factoren op de werkbelasting en hoe ergonomie streeft naar duurzame inzetbaarheid door rekening te houden met de belastbaarheid van de werknemer.
### 1.1 Het mens-werk systeem
Het mens-werk systeem beschouwt de persoon, de taak en de omgeving als onderling beïnvloedende elementen. Een cruciaal aspect binnen ergonomie is het vinden van een evenwicht tussen belasting (de eisen die het werk stelt) en belastbaarheid (de capaciteit van de werknemer om aan deze eisen te voldoen). Dit principe is de kern van duurzame inzetbaarheid van medewerkers, ongeacht hun leeftijd.
### 1.2 Factoren van belasting
Belasting verwijst naar de eisen die een werktaak stelt aan de werknemer. Deze kunnen worden onderverdeeld in fysieke, sensorische en psychosociale belasting.
#### 1.2.1 Fysieke belasting
Fysieke belasting betreft de krachten die op het lichaam inwerken tijdens werkactiviteiten. Dit kan zowel statisch als dynamisch zijn.
* **Statische belasting:** Hieronder valt werk uitgevoerd in een vaste houding, zoals zittend, staand of liggend. Het correct toepassen van natuurlijke krommingen van het lichaam is hierbij essentieel.
* **Zittend werk:** Kan leiden tot het niet respecteren van natuurlijke krommingen als de houding niet correct is.
* **Staand werk:** Vereist ergonomische aanpassingen van de werkplek, zoals verstelbare werkbladen en een goede voetenruimte, om de fysiologische krommingen te behouden.
* **Dynamische belasting:** Dit omvat de krachten die het lichaam ervaart tijdens beweging.
* **Risicofactoren bij dynamische belasting:**
* Werken met een gebogen of getorste rug.
* Werken boven schouderhoogte.
* Ver reiken zonder of met zware lasten.
* Veelvuldig herhalen van dezelfde beweging (elke beweging < 4 seconden).
* Duwen en trekken met handen boven schouders of onder de heupen.
* Krachtuitoefening langer dan 5 minuten zonder onderbreking.
* Extra krachtuitoefening met ondersteuning van externe structuren.
* **Sectoren met veel dynamische belasting:** Bouw, zorg en industrie.
* **Arbeidsanalyse:** Is noodzakelijk om risicofactoren bij dynamische belasting te identificeren en aan te passen, zowel in werk als in het dagelijks leven.
#### 1.2.2 Sensorische belasting
Sensorische belasting ontstaat door de inzet van de zintuigen (zien, horen, ruiken, smaken, voelen) bij het verwerken van informatie. De omgeving kan hierbij een grote rol spelen.
* **Analyse van sensorische belasting:**
* **Visueel:** Contrasten, regelafstanden, begrijpelijke pictogrammen, duidelijke communicatie, waarschuwingssignalen.
* **Auditief:** Geluid, lawaai (subjectief, kan leiden tot fysieke en psychosociale klachten). Muziek kan bij correcte toepassing de sfeer en productie verbeteren bij taken met lage cognitieve belasting.
* **Overige zintuigen:** Temperatuur, geurhinder.
* **Combinatie van belasting:** Vaak is er sprake van een combinatie van sensorische en psychosociale belasting (bv. een denktaak gecombineerd met auditieve prikkels).
* **Belang van aanpassing:** Een juiste verlichting (sterkte, luminantie, contrasten) en geluidsbeheersing zijn cruciaal.
#### 1.2.3 Psychosociale belasting
Psychosociale belasting heeft betrekking op psychologische, mentale, emotionele en sociale aspecten van werk. Het verwijst naar de mate waarin werknemers stress ervaren door werkgerelateerde oorzaken.
* **Psychologische belasting:**
* **Cognitieve aspecten:** Verwerking van informatie, coderen, analyseren, omzetten in actie (bv. smartphone met veel meldingen, volle mailbox).
* **Mentale aspecten:** Verwerking van prikkels via de zintuigen (bv. telefoontje tijdens een overleg).
* **Emotionele aspecten:** Omgaan met eigen emotionaliteit en die van anderen.
* **Sociale belasting:** Betreft interpersoonlijke omgangsvormen en competenties.
* **Oorzaken van stress:** Geweld, pesten, ongewenst gedrag, werkdruk, slechte communicatie, onduidelijke rollen, onaangekondigde veranderingen.
* **Informatieverwerkend systeem:** Mensen verwerken prikkels (input), coderen, analyseren, zetten deze om in actie (output) en evalueren deze. Dit proces kan leiden tot mentale, cognitieve of emotionele belasting.
* **Coping:** De manier waarop men met stress omgaat (veerkracht).
* **Ergonomie:**
* **Cognitieve ergonomie:** Richt zich op het automatiseren van taken, structuur, werkgeheugen en piekbelastingen.
* **Organisatie ergonomie:** Behandelt werkdruk, stress, vermoeidheid, geweld, pesterijen en ongewenst seksueel gedrag.
### 1.3 Factoren van belastbaarheid
Belastbaarheid is de capaciteit van de werknemer om aan de werkbelasting te voldoen. Deze wordt beïnvloed door diverse mensgebonden factoren.
#### 1.3.1 Fysieke belastbaarheid
Fysieke belastbaarheid verwijst naar de fysieke capaciteiten van een persoon.
* **Leeftijd:** Biologische leeftijd is belangrijker dan kalenderleeftijd. Ergonomie streeft naar duurzame inzetbaarheid op elke leeftijd.
* **Sekse:** Lichamelijke biologische kenmerken die van invloed kunnen zijn op draagkracht, hoewel dit ook sectorgebonden kan zijn.
* **Antropometrie:** De studie van menselijke afmetingen en verhoudingen. Essentieel voor concept ergonomie (bv. de grootste moet erdoor, de kleinste moet er aan kunnen). Universal design is hierbij een belangrijk principe.
* **Conditie - Trainingsfactoren:** Fysiek uithoudingsvermogen, tempo, rust, techniek, souplesse en intensiteit beïnvloeden de belastbaarheid. Een goede conditie vergemakkelijkt activiteiten, verbetert herstel en vermindert de kans op blessures.
* **Fysiologie:** De wetenschap van levensnoodzakelijke functies en mechanismen. Ergonomie streeft naar het in stand houden van een gezond lichaam en let op situaties die afwijken van de normale lichaamsfuncties (bv. duikers, brandweerlui). Een gezond lichaam verhoogt de belastbaarheid.
#### 1.3.2 Sensorische belastbaarheid
Sensorische belastbaarheid is het vermogen om prikkels via de zintuigen te verwerken en adequaat te reageren.
* **Visuele waarneming:** Begrijpen wat men ziet, adaptatievermogen, gezichtsvermogen.
* **Gehoor:** Subjectief, beïnvloed door leeftijd en gehoorschade (afhankelijk van duur, luidheid en frequentie).
* **Reuk, Smaak:** Geurwaarneming is gekoppeld aan emoties en kan fungeren als alarmsignaal of essentieel zijn voor bepaalde beroepen (bv. sommelier, kok). Smaakvoorkeuren spelen ook een rol.
* **Voelen:** Tactiele prikkels, temperatuurwaarneming, drukgevoeligheid. Een klein plooitje kan al leiden tot klachten.
* **Evenwicht:** Het behouden van lichaamshouding tijdens statische en dynamische bewegingen.
#### 1.3.3 Psychosociale belastbaarheid
Psychosociale belastbaarheid is de mate waarin een persoon zich in staat voelt om te voldoen aan de eisen van het werk.
* **Leervermogen en gewenning:** Het vermogen om nieuwe informatie op te nemen en toe te passen, en de mate van bekendheid met het werk. Langdurige gewenning kan echter leiden tot bore-out.
* **Concentratie en aandacht:** De verwerkingscapaciteit voor informatie uit diverse bronnen.
* **Stress en coping:** De mate waarin werkbelasting de belastbaarheid overstijgt en hoe men met stress omgaat.
* **Jobtevredenheid en motivatie:** De mate van voldoening en de drijfveren die een werknemer heeft.
* **Persoonlijkheid, zelfbeeld en zelfvertrouwen:** Persoonlijke kenmerken die invloed hebben op werkprestaties en samenwerking.
* **Andere factoren:** Beperkingen, sociale status, sociaal netwerk en opleiding kunnen eveneens een rol spelen.
> **Tip:** Bij het analyseren van werkzaamheden is het cruciaal om zowel de belasting (de eisen van het werk) als de belastbaarheid (de capaciteiten van de werknemer) in kaart te brengen om een evenwicht te creëren en duurzame inzetbaarheid te bevorderen.
> **Voorbeeld:** Een ergotherapeut beoordeelt de fysieke belastbaarheid van een cliënt door rekening te houden met hun leeftijd, conditie en antropometrische maten, en vergelijkt dit met de fysieke eisen van een specifieke taak, zoals het tillen van een zware patiënt. Dit helpt bij het adviseren over aanpassingen aan de taak of de omgeving.
---
# Taakgebonden factoren
Dit deel van de studiehandleiding focust op de inhoud en het ontwerp van taken, inclusief de benodigde tools en de analyse van werkzaamheden, waarbij het belang van ergonomische principes bij het ontwerpen van taken voor primaire preventie wordt benadrukt.
### 2.1 Taakinhoud
De taakinhoud beschrijft *wat* een werknemer moet doen, dit is de functieomschrijving. Het omvat de specifieke opdracht, hoe de taak uitgevoerd moet worden (methoden, protocollen, leermomenten, opleiding, ondersteuning), en onder welke omstandigheden de taak plaatsvindt. Deze omstandigheden zijn altijd gekoppeld aan de arbeidsomstandigheden, zoals veiligheid, contact met collega's en de mogelijkheid om de werkplek te verlaten.
### 2.2 Taakontwerp
Taakontwerp vindt plaats vóór het productieproces of de levering van diensten, en het hanteren van ergonomische principes hierbij is essentieel voor **primaire preventie**. Het taakontwerp vormt de basis voor de ergotherapeut bij het analyseren van een functie of taak. Enkele aandachtspunten bij taakontwerp zijn gebaseerd op het taakkarakteristiekenmodel van Robbins:
* **Variatie in vaardigheden:** Het vereisen van verschillende activiteiten die diverse talenten aanspreken.
* **Taakidentiteit:** Het kunnen afronden van een compleet en identificeerbaar stuk werk.
* **Belang van de taken:** De invloed die de taak heeft op het leven van anderen.
* **Autonomie:** De vrijheid en onafhankelijkheid van de werknemer om de werkindeling en procedures te bepalen.
* **Feedback:** Het verkrijgen van informatie over hoe effectief het werk is.
#### 2.2.1 Tools en analyse van taken
Om de taakuitvoering te analyseren, inclusief de belasting en risico's, moet dit gebeuren vanuit de werkvloer. De **taakanalyse** is een essentieel onderdeel van de ergonomische risicoanalyse en heeft als doel:
* Identificeren van risicovolle handelingen.
* Vaststellen in welke taken deze handelingen voorkomen.
* Doorvoeren van aanpassingen in de taak, de persoon of de omgeving ter bevordering van het welzijn van de werknemer.
Een **jobanalyse** is een activiteitenanalyse die helpt om alle handelingen binnen een functie in kaart te brengen, met als doel gezondheid, veiligheid en welzijn te waarborgen.
> **Tip:** Probeer je eigen job te analyseren en identificeer de 'vermoeiende' handelingen. Dit helpt om de concepten van taakinhoud en taakontwerp beter te begrijpen.
> **Example:** Bij het ontwerpen van een nieuwe productielijn is het taakontwerp cruciaal. In plaats van repetitieve, monotone taken, kan het ontwerp variatie in vaardigheden bieden door bijvoorbeeld medewerkers roulatieschema's te geven tussen verschillende assemblagestations. Dit vergroot de taakidentiteit en potentieel de autonomie, wat leidt tot een beter taakontwerp en primaire preventie van werkgerelateerde klachten.
---
# Omgevingsgebonden factoren
Omgevingsgebonden factoren beschrijven de invloeden van de directe werkomgeving op de werknemer, die de gezondheid, veiligheid en het welzijn kunnen beïnvloeden. Deze factoren omvatten verlichting, geluid, klimaat en trillingen.
### 5.3.1 Licht en verlichting
Verlichting op de werkplek omvat de verlichtingssterkte (hoeveelheid licht op een oppervlak) en luminantie (helderheid van het werkoppervlak en de weerkaatsing daarvan). Het gezichtsveld wordt opgedeeld in drie zones: het taakgebied, de directe omgeving en de achtergrond.
* **Sterkte en luminantie:** De benodigde lichtsterkte varieert afhankelijk van de taak en het taakgebied. Een gelijkmatige lichtverdeling is essentieel.
* **Contrasten:** Adequate contrasten zijn belangrijk voor de visuele waarneming, bijvoorbeeld bij ouderen of mensen met dementie.
* **Invloed op de werknemer:** Te weinig licht kan leiden tot een gebogen houding, terwijl te veel licht kan resulteren in verblinding, hoofdpijn en vermoeidheid.
* **Reflecties:** Het vermijden van reflecties op werkbladen of schermen (door bijvoorbeeld de plaatsing ten opzichte van ramen) is cruciaal.
* **Daglicht:** Hoewel nog niet altijd wettelijk vastgelegd, is daglicht een belangrijke factor voor welzijn en productiviteit.
* **Specifieke taken:** Taken zoals naaien of precisiewerk vereisen specifieke verlichtingscondities.
> **Tip:** Een goede verlichting draagt bij aan een prettige en veilige werkomgeving door visuele vermoeidheid te verminderen en nauwkeurigheid te verhogen.
### 5.3.2 Geluid en lawaai
Geluid op de werkplek kan subjectief als hinderlijk worden ervaren. Lawaai wordt gedefinieerd als aanhoudend storend geluid dat lichamelijke reacties teweegbrengt, zoals een hogere hartslag, gehoorschade en zelfs maagzweren.
* **Subjectiviteit:** Wat voor de ene persoon hinderlijk is (bv. het geluid van een glasbak), kan voor de ander acceptabel zijn (bv. muziek tijdens het studeren).
* **Gevolgen van lawaai:** Langdurige blootstelling aan lawaai kan leiden tot fysieke klachten zoals maagaandoeningen, hoge bloeddruk, hart- en vaatziekten, hoofdpijn en ergernis. Het kan ook leiden tot psychosociale belasting zoals isolement, angsten en concentratieproblemen.
* **Muziek op de werkplek:** Goed toegepaste muziek, met name bij taken met lage cognitieve belasting, kan de sfeer verbeteren en de productie verhogen.
* **Oplossingen:**
* Opsporen en beperken van de oorzaak van het geluid.
* Verhinderen van de voortplanting van het geluid.
* Gebruik van gehoorbescherming.
> **Voorbeeld:** Het niveau van geluid wordt gemeten in decibel ($dB$). Een concert kan bijvoorbeeld 100 $dB$ bereiken, wat aanzienlijk hinderlijk kan zijn.
### 5.3.3 Klimaat
Het klimaat op de werkplek omvat de luchtkwaliteit, luchtvochtigheid, temperatuur en luchtverplaatsing/ventilatie.
* **Luchtkwaliteit:** De samenstelling van de lucht en de waargenomen frisheid (via ventilatie of een open raam) zijn belangrijk. Goede ventilatie kan de productiviteit verhogen.
* **Luchtvochtigheid:** Te droge lucht kan leiden tot kriebelhoest en geïrriteerde ogen. Te vochtige lucht maakt transpireren moeilijk en kan een plakkerig gevoel geven, wat ook condensatie kan veroorzaken.
* **Temperatuur:** Te hoge temperaturen zijn nadelig voor spierarbeid. Te koude temperaturen worden vaak langer verdragen maar geven een onbehaaglijk gevoel, kunnen leiden tot verminderde voeding en vertragen processen.
* **Ventilatie en luchtverplaatsing:** Goede ventilatie zorgt voor een frisse luchtkwaliteit. Luchtverplaatsing is nodig, maar mag niet leiden tot tocht en hinder. Comfort is hierbij essentieel.
> **Tip:** Een comfortabel klimaat verhoogt de concentratie, vermindert vermoeidheid en draagt bij aan het algehele welzijn van de werknemer.
### 5.3.4 Trillingen
Trillingen op de werkplek kunnen worden onderverdeeld in globale trillingen (bv. veroorzaakt door machines of transport) en hand-arm trillingen (bv. bij kappers, bouwvakkers, tandartsen).
* **Globale trillingen:** Deze beïnvloeden het gehele lichaam.
* **Hand-arm trillingen:** Deze richten zich op de handen en armen.
* **Gevolgen:** Langdurige blootstelling aan trillingen, vaak in combinatie met geluid, kan leiden tot rug- en gewrichtsproblemen door microtrauma's.
> **Voorbeeld:** Het gebruik van elektrisch gereedschap door een bouwvakker kan leiden tot hand-arm trillingen, wat op termijn gezondheidsklachten kan veroorzaken.
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Ergonomische Risicoanalyse | Een systematische beoordeling van de werkplek, taken en omgeving om potentiële risico's voor de gezondheid en veiligheid van de werknemer te identificeren en te evalueren. |
| Fysieke Belasting | De krachten die op het lichaam inwerken tijdens werkzaamheden, zowel statisch (aanhouden van een houding) als dynamisch (beweging van het lichaam). |
| Sensorische Belasting | De input van informatie door de zintuigen (zicht, gehoor, reuk, smaak, gevoel) en de invloed van omgevingsfactoren die hiermee verband houden op de werknemer. |
| Psychosociale Belasting | De psychologische en sociale aspecten van werk die stress kunnen veroorzaken, zoals werkdruk, conflicten, ongewenst gedrag, en de interactie met collega's en leidinggevenden. |
| Belastbaarheid | De capaciteit van een individu om fysieke, sensorische en psychosociale belastingen te weerstaan, beïnvloed door factoren zoals leeftijd, conditie, gezondheid en persoonlijkheid. |
| Statische Belasting | Het aanhouden van een bepaalde lichaamshouding gedurende een langere periode, wat kan leiden tot vermoeidheid en overbelasting van spieren en gewrichten. |
| Dynamische Belasting | De belasting op het lichaam tijdens beweging, waarbij krachten worden gegenereerd om de actie uit te voeren, inclusief het herhalen van bewegingen en het tillen van lasten. |
| Taakinhoud | Beschrijft wat een werknemer moet doen, inclusief de functieomschrijving, de opdracht en de omstandigheden waaronder de taak moet worden uitgevoerd. |
| Taakontwerp | Het proces van het uitdenken en structureren van taken, waarbij ergonomische principes al in de conceptfase worden toegepast om risico's te minimaliseren (primaire preventie). |
| Omgevingsgebonden factoren | Elementen in de werkomgeving die de werknemer kunnen beïnvloeden, zoals verlichting, geluid, temperatuur, luchtvochtigheid en trillingen. |
| Verlichtingssterkte | De hoeveelheid licht die op een oppervlak valt, gemeten in lux, en die cruciaal is voor de visuele waarneming tijdens werkzaamheden. |
| Luminantie | De helderheid van een werkvlak of object, gemeten in candela per vierkante meter, die de visuele waarneming en de weerkaatsing van licht beïnvloedt. |
| Klimaat | De combinatie van temperatuur, luchtvochtigheid, luchtkwaliteit en luchtverplaatsing op de werkplek, die invloed heeft op het comfort en de productiviteit van de werknemer. |
| Trillingen | Mechanische vibraties die het lichaam kunnen belasten, onderverdeeld in globale trillingen (het hele lichaam) en hand-arm trillingen (specifieke lichaamsdelen). |
| Antropometrie | De studie van de menselijke afmetingen en verhoudingen, essentieel voor het ontwerpen van werkplekken en gereedschappen die passen bij de variëteit aan gebruikers. |
| Fysiologie | De wetenschap die de levensnoodzakelijke functies en de bijbehorende mechanismen van het lichaam bestudeert, zoals stofwisseling, bloedsomloop en orgaanfuncties. |
Cover
Les 1_Wat is LEAN_2024-09-25.pptx
Summary
# Definitie en kernprincipes van lean
Lean is een managementsysteem dat gericht is op het creëren van waarde voor alle belanghebbenden door het elimineren van verspillingen, met een sterke nadruk op klanttevredenheid.
### 1.1 Wat is lean?
De LEAN THINKING-filosofie kan worden beschouwd als een managementsysteem dat processen en systemen ontwikkelt waarin waarde voor alle belanghebbenden wordt gecreëerd, terwijl tegelijkertijd allerlei vormen van verspilling worden geëlimineerd. De klemtoon ligt hierbij op klanttevredenheid, specifiek die van de eindgebruiker.
### 1.2 De vijf lean principes
De kern van de lean-filosofie wordt gevormd door vijf fundamentele principes:
#### 1.2.1 Identificeer waarde
Waarde wordt gedefinieerd vanuit het perspectief van de klant. Activiteiten die waarde toevoegen, zijn activiteiten waarvoor de klant bereid is te betalen. Alle andere activiteiten worden beschouwd als verspilling. Het creëren van tevredenheid bij alle stakeholders is hierbij essentieel. Dit kan gemeten worden aan de hand van aspecten zoals:
* Kwaliteit
* Kosten
* Stiptheid
* Innovatie
* Veiligheid
* Moraal
* Milieu
#### 1.2.2 Teken de waardestroom
Dit principe houdt in dat de volledige stroom van activiteiten die nodig is om een product of dienst te leveren, van begin tot eind, in kaart wordt gebracht. Dit omvat zowel de stappen die waarde toevoegen als de stappen die verspilling veroorzaken. Door de waardestroom te visualiseren, worden knelpunten, wachttijden en overbodige handelingen zichtbaar.
#### 1.2.3 Creëer flow
Nadat de waardestroom is geïdentificeerd en in kaart is gebracht, is het doel om een continue en soepele doorstroming van producten of diensten te realiseren. Dit betekent het minimaliseren van onderbrekingen, wachttijden en het in batches werken. De focus ligt op het laten bewegen van werk door het proces zonder stagnatie.
#### 1.2.4 Realiseer pull-productie
In een pull-systeem wordt de productie gestuurd door de daadwerkelijke vraag van de klant. Producten of diensten worden pas geproduceerd wanneer er vraag naar is, in plaats van te produceren op basis van prognoses (push-systeem). Dit minimaliseert voorraden en overproductie. Het marktvraag stuurt de lijn aan via een pull-signaal.
#### 1.2.5 Streef naar perfectie
Dit principe benadrukt de continue verbetering. Het doel is om voortdurend te zoeken naar manieren om verspillingen te elimineren, de kwaliteit te verhogen en de efficiëntie te verbeteren. Dit is een iteratief proces dat nooit eindigt. Innovatieve methoden zoals 'poka yoke' (foutpreventie) en 'bron-controle' (controle bij de bron) dragen bij aan dit streven naar perfectie.
> **Tip:** De lean-filosofie kent ook een hiërarchie van verspillingen: Muri (overbelasting), Mura (ongelijkheid/variatie) en Muda (verspilling). Muda is de meest bekende en omvat de volgende zeven traditionele verspillingen (vaak aangevuld met een achtste):
> 1. **Overproductie:** Meer maken dan gevraagd, of te vroeg produceren. Dit leidt vaak tot andere verspillingen.
> 2. **Wachten:** Wachten op een gebeurtenis, op toe te leveren materiaal, op ontbrekende informatie.
> 3. **Transport:** Onnodig verplaatsen van materialen of producten. Dit creëert vertragingen en verbruikt middelen.
> 4. **Gebrekkige processen:** Onnodige controles, gebrek aan standaardisatie, suboptimalisatie.
> 5. **Voorraad:** Te veel voorraad die kapitaal niet laat renderen, ruimte inneemt, problemen camoufleert en de doorlooptijd vergroot.
> 6. **Bewegingen:** Onnodige fysieke bewegingen van medewerkers, zoals buigen, strekken of verplaatsen.
> 7. **Fouten:** Productiefouten die leiden tot verspilling van materiaal, tijd, arbeid en ruimte, en imagoschade veroorzaken.
> 8. **Ongebruikte skills/competenties van personeel:** Het niet benutten van de kennis en vaardigheden van medewerkers.
> **Tip:** De implementatie van lean principes kan leiden tot significante verbeteringen, waaronder:
> * Vermindering van lead time met 70-90%.
> * Vermindering van cycle time met 50-80%.
> * Vermindering van responstijden met meer dan 75%.
> * Vermindering van productontwikkeling met 70%.
> * Vermindering van kwaliteitskosten met 80%.
> * Vermindering van footprint met 30-50%.
> * Vermindering van operationele kosten met 50%.
> * Verbetering in customer service met meer dan 90%.
> * Verbetering in participatie en moraal van medewerkers.
> * Verhoging van productiviteit met 15-55% per jaar.
> * Reductie van voorraden met meer dan 70%.
> * Verbetering van return on investment met meer dan 90%.
---
# Analyse van verspillingen in processen
De LEAN THINKING-filosofie identificeert en elimineert verspillingen binnen processen om maximale waarde voor alle stakeholders te creëren, met een sterke focus op klanttevredenheid.
### 2.1 De 8+1 verspillingen (Muda)
De oorspronkelijke Lean-filosofie focust op zeven types verspilling (Muda), aangevuld met een achtste type. Deze verspillingen worden vaak gecategoriseerd in drie niveaus: Muri (overbelasting), Mura (variatie) en Muda (verspilling). De volgende verspillingen worden geïdentificeerd:
#### 2.1.1 Overproductie
Dit type verspilling treedt op wanneer er meer wordt geproduceerd dan er op dat moment gevraagd wordt. Grote lotgroottes dragen hier vaak toe bij. Overproductie leidt vaak tot andere vormen van verspilling.
#### 2.1.2 Wachten
Wachten kan verschillende oorzaken hebben:
* Wachten op een gebeurtenis
* Wachten op toe te leveren materiaal
* Wachten op ontbrekende informatie
#### 2.1.3 Transport
Onnodig transport van goederen of materialen creëert vertragingen, verbruikt middelen en vereist planning en controle.
#### 2.1.4 Gebrekkige processen
Dit omvat verschillende aspecten die de efficiëntie van processen belemmeren:
* Onnodige controles
* Gebrek aan standaardisatie
* Suboptimalisatie
#### 2.1.5 Voorraad
Voorraden, zowel grondstoffen als eindproducten, brengen diverse nadelen met zich mee:
* Kunnen beschadigd of verloren raken.
* Kapitaal wordt niet productief aangewend.
* Vereisen beheer.
* Nemen ruimte in beslag.
* Camoufleren problemen in het proces.
* Vergroten de doorlooptijd.
#### 2.1.6 Bewegingen
Ongewenste fysieke bewegingen van personeel tijdens het werkproces, zoals:
* Stappen en tillen
* Buigen en strekken
* Verplaatsen
#### 2.1.7 Fouten
Fouten leiden tot verspilling van materiaal, tijd, arbeid en ruimte. Ze kunnen ook schade aan het imago veroorzaken en resulteren in herstellingen en afval.
#### 2.1.8 Competenties van personeel niet gebruiken
Dit achtste type verspilling, vaak toegevoegd aan de oorspronkelijke zeven, betreft het onbenut laten van de vaardigheden, kennis en creativiteit van medewerkers.
#### 2.1.9 Overbelasting en Variatie (Muri & Mura)
Hoewel niet expliciet als aparte verspillingen genoemd in de typologie, worden de concepten 'overbelasting' en 'variatie' wel geïntroduceerd als onderliggende oorzaken van verspilling.
* **Overbelasting (Muri):** Dit verwijst naar situaties waarin processen of medewerkers te zwaar belast worden, wat kan leiden tot stress, ongelukken en verminderde kwaliteit.
* **Variatie (Mura):** Dit betreft schommelingen in de vraag, productie of processen. Variatie kan leiden tot pieken en leegloop, onregelmatig gedrag en een onvoorspelbare flow.
**Volgorde van belang:** De analyse suggereert een volgorde van belangrijkheid bij het aanpakken van deze problemen: eerst Muri (overbelasting), dan Mura (variatie) en tenslotte Muda (verspilling).
### 2.2 Gevolgen van verspillingen
De aanwezigheid van verspillingen in processen kan leiden tot significante negatieve gevolgen op verschillende gebieden, waaronder:
* Kwaliteit
* Kosten
* Stiptheid
* Innovatie
* Veiligheid
* Moraal
* Milieu
> **Tip:** Het systematisch identificeren en elimineren van deze verspillingen is cruciaal voor het verbeteren van de algehele prestaties van een organisatie.
### 2.3 De 5 Lean Principes in relatie tot verspillingen
De vijf Lean Principes bieden een raamwerk om verspillingen te identificeren en te elimineren:
1. **Identificeer waarde:** Begrijpen wat waarde is vanuit het perspectief van de klant is de eerste stap om te herkennen wat *geen* waarde toevoegt (oftewel, verspilling).
2. **Teken de waardestroom:** Het visualiseren van de gehele waardestroom, van begin tot eind, helpt bij het blootleggen van verspillingen in termen van transport, wachten, overproductie en onnodige bewegingen.
3. **Creëer flow:** Het realiseren van een continue, ononderbroken flow van producten of diensten minimaliseert wachttijden en verkleint de kans op voorraadopbouw.
4. **Realiseer pull-productie:** Productie wordt gestuurd door de vraag van de klant ('pull'), wat overproductie voorkomt.
5. **Streef naar perfectie:** Voortdurende verbetering door middel van methoden zoals Poka Yoke (foutpreventie) en broncontroles helpt bij het elimineren van fouten en het vermijden van herstellingen. Dit principe benadrukt het proactief voorkomen van problemen in plaats van reactief oplossen.
### 2.4 Lean-benadering versus Traditionele benadering
De Lean-benadering onderscheidt zich van een traditionele, reactieve benadering door de nadruk te leggen op preventie.
* **Lean/Proactieve benadering:**
* Voorkomt fouten.
* Onmiddellijke feedback van een fout.
* Snelle feedback van defect.
* Bron-controle.
* Poka Yoke.
* Design For Assembly (DFA).
* **Traditionele/Reactieve benadering:**
* (te) late feedback van defect.
* Kwaliteitscontroleur.
* Beoordelingscontrole.
* FMEA (kan zowel reactief als proactief zijn, maar in deze context geplaatst als een analyse achteraf).
> **Voorbeeld:** Bij het monteren van een onderdeel kan een traditionele benadering de fout pas detecteren nadat meerdere onderdelen zijn geassembleerd. Een Lean-benadering met Poka Yoke zou de assemblage al zo ontwerpen dat een fout eenvoudigweg niet gemaakt kan worden, of direct wordt gesignaleerd.
### 2.5 Resultaten van Lean-implementatie
Succesvolle implementatie van Lean kan leiden tot aanzienlijke verbeteringen, waaronder:
* Vermindering van lead time met 70-90%.
* Vermindering van cycle time met 50-80%.
* Vermindering van responstijden met meer dan 75%.
* Vermindering van productontwikkeling met 70%.
* Vermindering van kwaliteitskosten met 80%.
* Vermindering van footprint met 30-50%.
* Vermindering van operationele kosten met 50%.
* Verbetering in klantenservice met meer dan 90%.
* Verbetering in participatie en moraal van medewerkers.
* Verhoging van productiviteit met 15-55% per jaar.
* Reductie van voorraden met meer dan 70%.
* Verbetering van return on investment met meer dan 90%.
---
# Implementatie van lean principes: waardestroom, flow en pull
Dit onderwerp behandelt de praktische toepassing van Lean-principes door het in kaart brengen van de waardestroom, het creëren van continue flow en het realiseren van pull-productie, aangestuurd door de marktvraag.
### 3.1 De 5 Lean Principes
Lean Thinking is een managementsysteem gericht op het creëren van waarde voor alle stakeholders door verspilling te elimineren. De focus ligt op klanttevredenheid. De vijf kernprincipes zijn:
1. **Waarde:** Definiëren wat waarde betekent vanuit het perspectief van de klant.
2. **Waardestroom:** Het in kaart brengen van alle stappen, zowel waardetoevoegend als niet-waardetoevoegend, die nodig zijn om een product of dienst van begin tot eind te leveren.
3. **Flow:** Het creëren van een soepele, ononderbroken beweging van producten of diensten door het proces, zonder onderbrekingen of wachttijden.
4. **Pull:** Produceren wat de klant nodig heeft, wanneer de klant het nodig heeft, aangestuurd door de marktvraag.
5. **Perfectie:** Continu streven naar continue verbetering en het elimineren van alle vormen van verspilling.
### 3.2 Identificatie van Waarde en Verspilling
Waarde wordt bepaald door de klant. Het maximaliseren van waarde creëert tevredenheid bij alle stakeholders (klant, werknemers, eigenaars). Dit kan gemonitord worden via een teambord dat prestatie-indicatoren zoals kwaliteit, kosten, stiptheid, innovatie, veiligheid, moraal, milieu en resultaten bijhoudt.
Verspillingen, ook wel *Muda* genoemd, zijn activiteiten die geen waarde toevoegen voor de klant. Deze worden vaak georganiseerd in een hiërarchie:
* **Muri:** Overbelasting (bijvoorbeeld te hoge eisen aan personeel of machines).
* **Mura:** Variatie of inconsistentie (bijvoorbeeld pieken en dalen in de vraag of productie).
* **Muda:** Verspilling (de meest bekende categorie).
De 8 klassieke vormen van Muda zijn:
1. **Overproductie:** Meer produceren dan gevraagd, of grotere lotgroottes hanteren. Dit leidt vaak tot andere verspillingen.
2. **Wachten:** Wachten op materiaal, informatie, een gebeurtenis of een machine.
3. **Transport:** Onnodig verplaatsen van goederen of materialen, wat leidt tot vertragingen en extra middelen vereist.
4. **Gebrekkige processen:** Dit omvat zaken als onnodige controles, gebrek aan standaardisatie en suboptimalisatie van afdelingen.
5. **Voorraad:** Het aanhouden van overtollige voorraden, die kapitaal vastzetten, ruimte innemen, beschadigd kunnen raken, problemen kunnen maskeren en de doorlooptijd verlengen.
6. **Bewegingen:** Onnodige fysieke bewegingen van werknemers, zoals bukken, strekken of verplaatsen.
7. **Fouten (defecten):** Producten of diensten die niet voldoen aan de specificaties, wat leidt tot verspilling van materiaal, tijd, arbeid en ruimte, herstellingen en afval.
8. **Niet-gebruikte competenties:** Het niet benutten van de vaardigheden en creativiteit van personeel.
### 3.3 Tekenen van de Waardestroom (Value Stream Mapping - VSM)
Het in kaart brengen van de waardestroom is een cruciale stap in de implementatie van Lean. Het helpt om inzicht te krijgen in de huidige staat van processen en om knelpunten en verspillingen te identificeren. Een VSM toont alle stappen, zowel waardetoevoegend als niet-waardetoevoegend, van ruwe grondstoffen tot aan de eindklant. Het visueel maken van de stroom van materialen en informatie door het proces is essentieel. Dit omvat ook het identificeren van de tijd die aan elke stap wordt besteed (waardetoevoegend en niet-waardetoevoegend) en de doorlooptijd van het gehele proces.
### 3.4 Creëren van Flow
Nadat de waardestroom in kaart is gebracht en verspillingen zijn geïdentificeerd, is het doel om een continue flow te creëren. Dit betekent het elimineren van onderbrekingen, wachttijden en buffertanks tussen de processtappen.
* **Werkpost A, B, C:** In een ideale situatie worden producten naadloos van de ene werkpost naar de volgende verplaatst.
* **Label:** Duidelijke labels helpen bij het identificeren van de status en bestemming van producten of materialen.
* **Afgelijnde plaats voor één container:** Dit impliceert een gestandaardiseerde lay-out en een beperkte voorraad op de werkplek om wachttijden en overbodige bewegingen te minimaliseren.
Het creëren van flow vereist een herontwerp van processen om ze soepeler en efficiënter te maken.
### 3.5 Realiseren van Pull-Productie
Pull-productie is gebaseerd op het principe dat productie wordt gestart wanneer er daadwerkelijke vraag is vanuit de volgende stap in het proces of vanuit de eindklant. In tegenstelling tot 'push'-systemen, waarbij producten worden geproduceerd op basis van een planning ongeacht de actuele vraag, stuurt de marktvraag hier de productie aan.
* **Pull-signaal:** Een signaal (bv. een lege container, een Kanban-kaart) geeft aan dat de volgende stap klaar is om meer te ontvangen of dat er vraag is vanuit de klant.
* **Productstroom:** De productstroom wordt pas geactiveerd door dit pull-signaal.
Dit principe minimaliseert overproductie en overtollige voorraden, en zorgt ervoor dat de organisatie alleen produceert wat nodig is, wanneer het nodig is.
### 3.6 Streven naar Perfectie
Dit principe staat voor een continue cyclus van verbetering. Het gaat verder dan het simpelweg elimineren van verspillingen en omvat een proactieve benadering van kwaliteitsborging en procesoptimalisatie.
* **Kwaliteitscontrolemethoden:**
* **Bron-controle:** Kwaliteitscontroles direct aan de bron van de activiteit om fouten te voorkomen.
* **Poka-yoke (Foolproofing):** Mechanismen die het onmogelijk maken om fouten te maken, of die fouten direct detecteren.
* **FMEA (Failure Mode and Effects Analysis):** Een proactieve methode om potentiële faalwijzen te identificeren en preventieve maatregelen te nemen.
* **Kwaliteitscontroleur:** Traditionele rollen waarbij fouten worden opgespoord.
* **Informatieve controle:** Controle gebaseerd op informatie die beschikbaar is over het proces.
* **Beoordelingscontrole:** Een latere vorm van controle, die minder effectief is dan bron-controle.
* **Verschil tussen traditioneel en Lean/proactief:** De traditionele benadering is reactief (fouten worden gedetecteerd na productie), terwijl de Lean/proactieve benadering gericht is op het voorkomen van fouten.
* **QCDISME:** Een acroniem dat vaak wordt gebruikt in de context van productie-optimalisatie, staande voor Quality, Cost, Delivery, Innovation, Safety, Morale, Environment.
* **Resultaten van Lean implementatie:**
* Vermindering van lead time (70-90%).
* Vermindering van cycle time (50-80%).
* Vermindering van responstijden (> 75%).
* Vermindering van productontwikkeling (70%).
* Vermindering van kwaliteitskosten (80%).
* Vermindering van footprint (30-50%).
* Vermindering van operationele kosten (50%).
* Verbetering in klantenservice (> 90%).
* Verbetering in participatie en moraal van het personeel.
* Verhoging productiviteit (15-55% per jaar).
* Reductie van voorraden (> 70%).
* Verbetering van return on investment (> 90%).
---
# Streven naar perfectie en resultaten van lean
Dit principe van lean omvat het continue nastreven van verbetering en het implementeren van methoden om fouten te voorkomen, wat leidt tot significante resultaten in diverse bedrijfsaspecten.
### 5.1 Het streven naar perfectie
Het streven naar perfectie binnen lean is een fundamenteel principe dat gericht is op het continu verbeteren van processen en het elimineren van verspillingen. Dit houdt in dat fouten zoveel mogelijk voorkomen moeten worden, in plaats van achteraf te worden gecorrigeerd.
#### 5.1.1 Methodes voor foutpreventie
Om het streven naar perfectie te ondersteunen, worden diverse methoden ingezet:
* **Poka yoke**: Dit zijn mechanismen of systemen die ontworpen zijn om menselijke fouten te voorkomen of onmiddellijk te detecteren tijdens een proces. Ze zorgen ervoor dat een handeling alleen correct kan worden uitgevoerd.
* **Broncontrole (Source Inspection)**: Hierbij wordt de fout direct bij de bron aangepakt en gecorrigeerd. Het doel is om te voorkomen dat een fout überhaupt kan ontstaan of door kan stromen naar volgende stappen.
* **Informatieve controle**: Dit type controle verifieert of de juiste informatie aanwezig is en correct is, wat essentieel is voor het voorkomen van fouten in latere stadia.
* **Beoordelingscontrole**: Dit is een meer traditionele vorm van controle die defecten beoordeelt nadat ze reeds zijn ontstaan. Deze methode is reactief van aard.
* **FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)**: Een systematische methode om potentiële faalwijzen in een product of proces te identificeren, de effecten ervan te evalueren en maatregelen te nemen om deze te voorkomen of te mitigeren.
* **Design For Assembly (DFA)**: Een benadering waarbij het ontwerpproces rekening houdt met de maakbaarheid en assemblage van een product om complexiteit en potentiële fouten te verminderen.
#### 5.1.2 Lean vs. Traditionele benadering
De lean benadering van kwaliteit is proactief en gericht op preventie, terwijl de traditionele benadering vaak reactief is, met nadruk op kwaliteitscontroleur-gestuurde inspecties nadat fouten al zijn geconstateerd.
* **Lean/Proactieve benadering**: Voorkomt fouten, biedt onmiddellijke feedback van een fout.
* **Traditionele/Reactieve benadering**: Detecteert defecten (vaak te laat), biedt snelle feedback van defecten.
### 5.2 Resultaten van de toepassing van lean
De implementatie van de lean principes leidt tot significante en meetbare verbeteringen in diverse operationele en financiële aspecten van een organisatie.
#### 5.2.1 Kwantificeerbare verbeteringen
De toepassing van lean kan leiden tot indrukwekkende resultaten, waaronder:
* **Vermindering van lead time**: Vaak 70% tot 90%. Dit is de totale tijd die nodig is om een product of dienst van begin tot eind te leveren.
* **Vermindering van cycle time**: Vaak 50% tot 80%. De tijd die nodig is om één eenheid te produceren of een taak uit te voeren.
* **Vermindering van responstijden**: Meer dan 75%. De snelheid waarmee een organisatie reageert op klantvragen of marktveranderingen.
* **Vermindering van productontwikkeling**: Tot 70%. De tijd en middelen die nodig zijn om nieuwe producten te ontwikkelen en te lanceren.
* **Vermindering van kwaliteitskosten**: Tot 80%. Kosten die gepaard gaan met defecten, zoals herstelwerkzaamheden, afkeur en garantieclaims.
* **Vermindering van footprint**: 30% tot 50%. De fysieke ruimte die nodig is voor productie of operaties.
* **Vermindering van operationele kosten**: Tot 50%. De totale kosten van het runnen van de organisatie.
* **Verbetering in customer service**: Meer dan 90%. De tevredenheid en de kwaliteit van de dienstverlening aan klanten.
* **Verbetering in participatie en moraal van het personeel**: Dit draagt bij aan een positieve werkomgeving en hogere productiviteit.
* **Verhoging van productiviteit**: 15% tot 55% per jaar. De efficiëntie waarmee producten of diensten worden geleverd.
* **Reductie van voorraden**: Meer dan 70%. Het verlagen van de hoeveelheid opgeslagen materialen en eindproducten.
* **Verbetering van return on investment (ROI)**: Meer dan 90%. De winstgevendheid van investeringen in de organisatie.
#### 5.2.2 Belangrijke resultaatindicatoren (QCDISME)
Lean streeft naar verbetering op de volgende gebieden, vaak samengevat als QCDISME:
* **Q**ualiteit (Kwaliteit)
* **C**ost (Kosten)
* **D**elivery (Levering/Stiptheid)
* **I**nnovation (Innovatie)
* **S**afety (Veiligheid)
* **M**oral (Moraal)
* **E**nvironment (Milieu)
> **Tip:** Het continu nastreven van perfectie in lean is geen eindpunt, maar een reis van continue verbetering (Kaizen). Het gaat om het creëren van een cultuur waarin iedereen binnen de organisatie actief bijdraagt aan het identificeren en elimineren van verspillingen en het verbeteren van processen.
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Lean | Een managementsysteem dat processen en systemen ontwikkelt waarin waarde voor alle stakeholders wordt gecreëerd, terwijl tegelijkertijd alle vormen van verspilling worden geëlimineerd. De klemtoon ligt op klanttevredenheid. |
| Waarde | Wat de klant als nuttig of wenselijk beschouwt in een product of dienst. Het is de fundamentele focus in de lean filosofie. |
| Waardestroom | De totale reeks activiteiten die nodig zijn om een product of dienst van begin tot eind aan de klant te leveren, inclusief alle toegevoegde en niet-toegevoegde waarde. |
| Flow | Het creëren van een ononderbroken en soepele beweging van producten of diensten door een proces, zonder wachttijden of stagnaties. |
| Pull-productie | Een productiesysteem waarbij producten pas worden geproduceerd wanneer er vraag naar is, gestuurd door een signaal van de klant, in tegenstelling tot push-productie. |
| Perfectie | Het continue streven naar verbetering en het elimineren van alle verspillingen, met als doel het leveren van maximale waarde met minimale inspanning. |
| Verspilling (Muda) | Activiteiten die geen waarde toevoegen voor de klant en die vermeden of geëlimineerd moeten worden in een proces. Voorbeelden zijn overproductie, wachten, transport, gebrekkige processen, voorraad, bewegingen en fouten. |
| Overproductie | Het produceren van meer goederen dan nodig, of eerder dan nodig, wat leidt tot extra kosten voor opslag, beheer en mogelijke schade. |
| Wachten | Tijd die verloren gaat doordat middelen of personen stilstaan en wachten op de volgende stap in het proces, materiaal of informatie. |
| Transport | Het verplaatsen van materialen of producten tussen verschillende locaties, wat tijd, middelen en risico op schade of vertraging met zich meebrengt. |
| Gebrekkige processen | Processen die niet gestandaardiseerd zijn, onnodige controles bevatten, of leiden tot suboptimale resultaten en inefficiënties. |
| Voorraad | Materialen, halffabricaten of eindproducten die worden opgeslagen. Hoge voorraden kunnen kapitaal vastzetten, problemen maskeren en de doorlooptijd verlengen. |
| Bewegingen | Onnodige of inefficiënte bewegingen van personeel die geen waarde toevoegen, zoals bukken, strekken, tillen of verplaatsen. |
| Fouten | Defects of onvolkomenheden in producten of diensten die leiden tot herstellingen, afval, extra kosten en mogelijk imagoschade. |
| Poka yoke | Een mechanisme of methode die ontworpen is om menselijke fouten te voorkomen of onmiddellijk te detecteren tijdens een proces, waardoor defects worden geminimaliseerd. |
| Broncontrole | Een kwaliteitsborgingsmethode waarbij controles worden uitgevoerd aan de bron van de activiteit om te voorkomen dat defects zich verder in het proces verspreiden. |
| Lead time | De totale tijd die verstrijkt vanaf het moment dat een order wordt geplaatst tot aan de levering van het product of de dienst aan de klant. |
| Cycle time | De tijd die nodig is om één eenheid van een product of dienst te produceren of een specifieke taak uit te voeren binnen een proces. |
Cover
Les 2_De 5S-methode_2024-10-02.pptx
Summary
# Definitie en context van de 5S-methode
De 5S-methode is een gestructureerde aanpak voor werkplekorganisatie die veiligheid en efficiëntie verhoogt door middel van vijf opeenvolgende stappen.
### 1.1 De 5S-methode: definitie
De 5S-methode is een systematische benadering die stapsgewijs een werkplek reorganiseert om deze veiliger en efficiënter te maken.
### 1.2 Verbeterbare situaties die aanleiding geven tot de implementatie van 5S
Verschillende situaties op de werkvloer kunnen wijzen op de noodzaak van de 5S-methode:
* **Vertragingen bij productie:** Orders die aankomen op een rommelige en ongeorganiseerde werkplek, wat leidt tot wachttijden voordat werkzaamheden kunnen starten.
* **Belemmering van productflow:** Overbodige machines en installaties die een soepele doorstroming van producten hinderen.
* **Moeilijk vindbaar gereedschap:** Gereedschap dat nodig is voor een werkpost is moeilijk te lokaliseren, is vuil of is onlogisch gegroepeerd.
* **Overbevolkte werkplekken:** De vloer is bezaaid met producten en gereedschappen, met name tussen werkposten waar niet langer benodigde rekken met onderdelen staan of waar een overmatige hoeveelheid voorraaditems op de vloer ligt.
* **Visuele rommel:** Grote hoeveelheden producten en gereedschappen die de werkplek onoverzichtelijk maken.
> **Tip:** De aanwezigheid van dergelijke situaties is een duidelijk signaal dat er ruimte is voor verbetering door middel van een gestructureerde reorganisatie zoals de 5S-methode.
### 1.3 De vijf stappen van de 5S-methode
De 5S-methode bestaat uit vijf stappen, die elk een specifiek aspect van werkplekorganisatie adresseren:
#### 1.3.1 Scheiden (Seiri / Sort)
* **Doel:** Orde op zaken stellen door te bepalen wat essentieel is voor de werkplek en alleen dat te behouden.
* **Activiteiten:**
* Identificeer wat absoluut noodzakelijk is op de werkplek.
* Verwijder alle overbodige zaken.
* Breng overbodige items naar een aangewezen "red tag area".
* Voorzie deze items van een "red tag" en documenteer ze in een "red tag area logbook".
* Zorg ervoor dat de oorzaak van het ontstaan van overbodige items wordt aangepakt.
* **Resultaat:** Een werkplek die ontdaan is van onnodige spullen, wat leidt tot meer ruimte en overzicht.
> **Voorbeeld:** Gereedschap dat zelden wordt gebruikt, kan beter in een centraal magazijn worden opgeslagen dan op de individuele werkplek.
#### 1.3.2 Schikken (Seiton / Set or Straighten)
* **Doel:** Een geordende en efficiënte plaatsing van de overgebleven benodigdheden, met de nadruk op visueel management.
* **Activiteiten:**
* Organiseer de werkplek zodanig dat alles een vaste, logische plaats heeft.
* Maak visuele controles mogelijk door items, gereedschappen, uitrusting, inkomende en afgewerkte producten te identificeren en te markeren.
* Wijs vaste locaties aan, duidelijk gemarkeerd op de vloer, machine of werkpost.
* Zorg ervoor dat ontbrekend gereedschap wordt aangevuld.
* Maak het gemakkelijk om items terug te vinden en terug te plaatsen.
* **Resultaat:** Een werkplek waar elk item een duidelijke plaats heeft, wat zoektijd bespaart en zorgt dat alles op de juiste plek belandt.
> **Voorbeeld:** Gebruik van schaduwborden voor gereedschappen, duidelijke vloermarkeringen voor de plaatsing van materiaalbakken, en etikettering van apparatuur.
#### 1.3.3 Schoonmaken (Seiso / Shine or Scrub)
* **Doel:** Het grondig reinigen van de gehele werkplek, inclusief gereedschappen en uitrusting, en het handhaven van reinheid.
* **Activiteiten:**
* Reinig de werkplek, gereedschappen en uitrusting grondig.
* Houd de werkpost continu zuiver.
* Detecteer gemakkelijker problemen zoals olielekken wanneer apparatuur schoon is.
* Verhoog de veiligheid door het verwijderen van gevaarlijke substanties zoals gemorste bijtende producten, vetten en oliën.
* Zorg ervoor dat het eindproduct ook proper blijft.
* **Resultaat:** Een schone, veilige en prettige werkomgeving waarin afwijkingen snel zichtbaar worden.
> **Tip:** Schoonmaken is meer dan alleen reinigen; het is ook een inspectiemoment om potentiële problemen te identificeren.
#### 1.3.4 Standaardiseren (Seiketsu / Standardize)
* **Doel:** Het vastleggen en documenteren van de werkmethoden en procedures die zijn ontstaan uit de eerste drie stappen, om consistentie te waarborgen.
* **Activiteiten:**
* Bestudeer en documenteer de gebruikte werkmethode.
* Ontwikkel 'correcte' werkprocedures, geïllustreerd met foto's en tekeningen.
* Zorg dat deze documentatie gemakkelijk raadpleegbaar is op de werkpost.
* Neem tijd op in de taakomschrijving voor het uitvoeren van de eerste drie S'en.
* Maak van de aandacht voor 5S een routine om terugval naar oude gewoontes te voorkomen.
* **Resultaat:** Vaste procedures en visuele standaarden die ervoor zorgen dat de bereikte verbeteringen worden gehandhaafd en dat de aandacht voor 5S een vast onderdeel van het werk wordt.
> **Voorbeeld:** Het creëren van visuele werkinstructies met foto's die de correcte plaatsing van gereedschappen en materialen weergeven.
#### 1.3.5 Stimuleren en in stand houden (Shitsuke / Sustain)
* **Doel:** Het ontwikkelen van betrokkenheid en discipline om de 5S-praktijken te handhaven en continue verbetering te stimuleren.
* **Activiteiten:**
* Onderhoud de aangeleerde praktijken.
* Creëer zelfsturende werknemers die verantwoordelijkheid nemen voor 5S.
* Voer regelmatig audits uit om de naleving te controleren.
* Maak de voortgang zichtbaar.
* Breid het 5S-project uit naar andere delen van het bedrijf.
* Implementeer de 5S-methode met teams van werknemers om hun inzichten te waarderen.
* Zorg dat werknemers trots kunnen zijn op hun prestaties.
* **Resultaat:** Een cultuur van continue verbetering en discipline, waarin 5S een natuurlijke manier van werken is geworden.
> **Tip:** Regelmatige 5S-audits en het zichtbaar maken van resultaten motiveren medewerkers om betrokken te blijven.
### 1.4 Het nut van de 5S-methode
De implementatie van de 5S-methode brengt diverse voordelen met zich mee:
* **Verhoogde productiviteit:** Een efficiënt georganiseerde werkplek leidt tot kortere omsteltijden en een hogere output.
* **Verbeterde veiligheid:** Een opgeruimde en schone werkplek vermindert het risico op ongevallen.
* **Lagere kosten:**
* Lagere voorraadkosten doordat overtollige voorraden die rondslingeren worden gereduceerd.
* Lagere overheadkosten doordat kostbaar vloeroppervlak opnieuw beschikbaar komt.
* **Positief bedrijfsimago:** Een nette werkplek geeft een betere indruk aan medewerkers, bezoekers, klanten en leveranciers.
* **Werkplezier:** Werknemers ervaren verandering positief, wat kan leiden tot meer werkplezier en motivatie.
* **Promotionele waarde:** Een goed georganiseerd bedrijf is aantrekkelijker voor potentiële klanten.
### 1.5 Voorwaarden voor succesvolle implementatie van 5S
Om de 5S-methode succesvol te implementeren, zijn de volgende voorwaarden essentieel:
* **Betrokkenheid van alle niveaus:** Zorg voor brede participatie van medewerkers uit alle hiërarchische lagen.
* **Managementondersteuning:** De directie moet achter het initiatief staan en de eindverantwoordelijkheid dragen, inclusief actieve deelname aan 5S-meetings en -events.
* **Communicatie en training:** Organiseer infosessies om 5S uit te leggen, vragen te beantwoorden en draagvlak te creëren.
* **Bedrijfsspecifieke handleiding:** Ontwikkel een 5S-handleiding met duidelijke procedures, afgesproken formaten en aanduidingen (bijvoorbeeld voor red tags en signalisatieborden).
* **Inspecties en feedback:** De directie moet de werkvloer inspecteren en zowel positieve als constructieve feedback geven.
* **Voltooiing van het proces:** Stop niet halverwege de methode of na de vijfde stap.
* **Integratie met andere methoden:** Gebruik het momentum van 5S om andere verbeteringsmethoden te introduceren, zoals kostenreductie of zero defects.
* * *
# De vijf stappen van de 5S-methode
De 5S-methode is een gestructureerde aanpak die gericht is op het systematisch verbeteren van de werkplek, wat leidt tot verhoogde veiligheid en efficiëntie door middel van vijf opeenvolgende stappen.
### 3.1 Scheiden (Seiri, Sort)
De eerste stap, Scheiden, richt zich op het creëren van orde door duidelijk te bepalen wat strikt noodzakelijk is op de werkplek en alles wat overbodig is te verwijderen.
* **Doel:** Alleen de essentiële items op de werkplek behouden.
* **Methoden:**
* Veelgebruikte items moeten zich op of in de directe nabijheid van de werkplek bevinden.
* Zelden gebruikte items kunnen beter in een centraal magazijn worden opgeslagen.
* Overbodige items worden verwijderd en verzameld in een 'red tag area'.
* Items in de 'red tag area' krijgen een rode tag met relevante informatie en worden geregistreerd in een logboek. Dit zorgt ervoor dat ze nog steeds beschikbaar zijn voor andere werkplekken indien nodig.
* Het is cruciaal om de oorzaak van de aanwezigheid van overbodige items te analyseren en aan te pakken om herhaling te voorkomen.
> **Tip:** Het gebruik van een 'red tag area' en een bijbehorend logboek helpt bij het transparant maken van overtollige items en faciliteert hun herbestemming of uiteindelijke verwijdering.
### 3.2 Schikken (Seiton, Set or Straighten)
Na het scheiden van overbodige items, richt de stap Schikken zich op het systematisch organiseren van de overgebleven benodigdheden met een sterke nadruk op visuele managementprincipes.
* **Doel:** Een geordende en efficiënte werkplek creëren waar alles een duidelijke en toegankelijke plaats heeft.
* **Methoden:**
* Alle gereedschappen, uitrusting, rekken en materialen (zowel inkomend als afgewerkt) moeten duidelijk geïdentificeerd worden.
* Elk item krijgt een vaste, gemarkeerde plaats toegewezen. Deze markeringen kunnen op de vloer, machine of werkpost worden aangebracht.
* Het doel is om het terugvinden van items zo eenvoudig mogelijk te maken, waardoor werknemers tijd besparen die anders aan zoeken besteed zou worden.
* Visuele controles worden gefaciliteerd doordat het ontbreken van items direct zichtbaar is door de aanduidingen.
* Goede aanduidingen verhogen de kans dat items na gebruik op de juiste plaats worden teruggelegd.
> **Voorbeeld:** Een gereedschapskist met schuim met uitsparingen voor elk gereedschap is een effectieve manier om te visualiseren welk gereedschap aanwezig is en welk ontbreekt. Markeringen op de vloer die de positie van machines of opslagbakken aangeven, zijn ook essentieel.
### 3.3 Schoonmaken (Seiso, Shine, Scrub or Sweep)
De stap Schoonmaken omvat een grondige reiniging van de gehele werkplek, inclusief alle gereedschappen en apparatuur, met als doel de werkpost continu zuiver te houden.
* **Doel:** Een schone werkplek creëren en onderhouden om de efficiëntie, veiligheid en productkwaliteit te verbeteren.
* **Methoden:**
* Grondige reiniging van vloeren, oppervlakken, machines, gereedschappen en uitrusting.
* Schoonmaken dient ook als een vorm van inspectie: het helpt bij het vroegtijdig detecteren van problemen zoals olielekken, slijtage of beschadigingen.
* Een schone werkplek maakt het werk aangenamer en zorgt ervoor dat apparatuur sneller onderhouden of hersteld kan worden.
* Het verwijderen van potentieel gevaarlijke stoffen (bijtende producten, vetten, oliën) verhoogt de veiligheid aanzienlijk.
* Reinheid draagt ook bij aan de kwaliteit van het eindproduct door contaminatie te voorkomen.
> **Tip:** Plan schoonmaakroutines in als een integraal onderdeel van het werk, in plaats van het als een aparte, eenmalige taak te zien. Dit bevordert een continue staat van reinheid.
### 3.4 Standaardiseren (Seiketsu, Standardise)
Bij de stap Standaardiseren worden de best practices die uit de eerste drie stappen zijn voortgekomen, vastgelegd en geformaliseerd om consistentie te waarborgen en terugval naar oude gewoonten te voorkomen.
* **Doel:** De verbeteringen die door Scheiden, Schikken en Schoonmaken zijn bereikt, borgen door middel van duidelijke procedures en visuele standaarden.
* **Methoden:**
* Analyseer en documenteer de meest efficiënte werkmethoden.
* Creëer duidelijke, uitgeschreven werkprocedures, bij voorkeur geïllustreerd met foto's en tekeningen.
* Zorg ervoor dat deze documentatie gemakkelijk toegankelijk is op de werkplek.
* Integreer de tijd voor het uitvoeren van de eerste drie S'en in de dagelijkse taakomschrijvingen (jobbeschrijvingen).
* Visualiseer belangrijke informatie zoals 'reach zones' van werknemers en materiaalstromen met behulp van technieken zoals een 'string diagram'.
> **Voorbeeld:** Het creëren van een visueel werkinstructieblad met foto's die de correcte plaatsing van gereedschappen en materialen tonen, en die ook de te volgen stappen voor reiniging en inspectie omvat.
### 3.5 In stand houden (Shitsuke, Sustain)
De laatste stap, In stand houden, richt zich op het cultiveren van de discipline en betrokkenheid om de geïmplementeerde 5S-praktijken op lange termijn te handhaven en te verbeteren.
* **Doel:** Een cultuur creëren waarin de 5S-principes worden nageleefd als een natuurlijke gewoonte en discipline.
* **Methoden:**
* Ontwikkel de betrokkenheid en zelfdiscipline van werknemers om de aangeleerde praktijken te onderhouden.
* Creëer zelfsturende teams die verantwoordelijkheid nemen voor hun werkplek.
* Voer regelmatig audits uit om de naleving te controleren en verbeterpunten te identificeren.
* Maak de voortgang zichtbaar, bijvoorbeeld door middel van scoreborden of rapportages.
* Breid het 5S-project uit naar andere delen van het bedrijf.
* Implementeer de 5S-methode met teams van werknemers, waarbij hun inzichten en ideeën worden gewaardeerd. Dit verhoogt de motivatie en het eigenaarschap.
* Stimuleer trots op de eigen prestaties en de verbeteringen die aan het bedrijf worden geleverd.
> **Tip:** Succesvolle implementatie van deze stap vereist continue communicatie, training, erkenning en leiderschapsbetrokkenheid. Het zien van tastbare resultaten van de eerste vier stappen motiveert werknemers om de discipline te behouden.
* * *
# Het nut en de succesvoorwaarden van de 5S-methode
Hieronder volgt een gedetailleerde studiehandleiding voor het onderwerp "Het nut en de succesvoorwaarden van de 5S-methode", gebaseerd op de verstrekte documentatie.
## 4\. Het nut van de 5S-methode
De 5S-methode biedt een reeks aanzienlijke voordelen voor bedrijven die zich richt op het organiseren en optimaliseren van werkplekken. Deze voordelen strekken zich uit tot operationele efficiëntie, veiligheid, kostenbesparing en de algehele uitstraling van de organisatie.
### 4.1 Voordelen van de 5S-methode
* **Verhoogde productiviteit en kortere omsteltijden:** Een efficiënt georganiseerde werkplek minimaliseert de tijd die besteed wordt aan het zoeken naar gereedschap, materialen of informatie. Dit leidt direct tot een hogere output en kortere cyclustijden.
* **Verbeterde veiligheid:** Een schone, opgeruimde en geordende werkplek vermindert het risico op ongelukken. Potentiële gevaren zoals struikelblokken, uitglijders door oliën of gemorste vloeistoffen, en onveilige opslag van materialen worden geëlimineerd of significant gereduceerd.
* **Lagere voorraadkosten:** Door het elimineren van overtollige materialen en het creëren van een gestructureerd systeem voor het beheren van voorraden, wordt voorkomen dat materialen rondslingeren of verloren gaan, wat leidt tot lagere inventarisatiekosten.
* **Lagere overheadkosten:** Het vrijmaken van kostbaar vloeroppervlak dat voorheen werd ingenomen door overtollige machines, installaties of materialen, kan leiden tot efficiënter ruimtegebruik en lagere operationele kosten.
* **Positiever bedrijfsbeeld:** Een georganiseerde, schone en efficiënte werkplek straalt professionaliteit uit naar medewerkers, bezoekers, klanten en leveranciers. Dit draagt bij aan een positieve perceptie van het bedrijf en haar producten.
* **Verbeterde medewerkersbetrokkenheid en werkplezier:** Wanneer medewerkers ervaren dat hun inzichten worden gewaardeerd en hun werkomgeving verbetert, leidt dit tot meer betrokkenheid en vaak ook tot meer werkplezier. Dit kan de basis leggen voor een cultuur van continue verbetering.
* **Verbeterde promotie van het bedrijf:** Een bedrijf dat demonstratief goed georganiseerd en efficiënt is, kan dit gemakkelijker uitdragen naar potentiële klanten, wat een positieve invloed kan hebben op sales en marketing.
### 4.2 Potentiële verbeterbare situaties zonder 5S
De 5S-methode adresseert vaak terugkerende problemen in productieomgevingen en werkplekken:
* **Ongeordende werkposten:** Orders die moeten wachten tot een werkpost gereed is gemaakt voor productie, wat leidt tot vertragingen.
* **Belemmerde product flow:** Overtollige machines, installaties of opgestelde materialen die een vlotte doorstroming van producten in de weg staan.
* **Moeilijk vindbaar gereedschap:** Gereedschap dat nodig is voor een specifieke taak is niet direct beschikbaar of de zoektocht ernaar kost veel tijd.
* **Onlogische groepering van gereedschap:** Gereedschappen zijn vuil en onlogisch bij elkaar gelegd, wat de efficiëntie vermindert.
* **Vervuilde vloeren en werkplekken:** Producten, gereedschappen en materialen die de vloer bezaaien, wat leidt tot onveilige situaties en inefficiëntie.
* **Overtollige voorraden:** Grote hoeveelheden onderdelen of materialen die niet langer direct nodig zijn in het productieproces, nemen ruimte in en creëren rommel.
## 5\. Voorwaarden voor succesvolle implementatie van de 5S-methode
Een succesvolle implementatie van de 5S-methode vereist meer dan alleen het doorlopen van de vijf stappen; het vraagt om een strategische aanpak en duurzame inzet.
### 5.1 Essentiële voorwaarden
* **Betrokkenheid van het management:** Het management moet het initiatief volledig ondersteunen en erachter staan. De eindverantwoordelijkheid ligt bij de leidinggevenden.
* **Leiderschap door het management:** Managers moeten actief deelnemen aan 5S-bijeenkomsten en -evenementen. Zij moeten de leiding nemen en het goede voorbeeld geven.
* **Betrokkenheid van medewerkers op alle niveaus:** Het is cruciaal om zoveel mogelijk mensen uit verschillende hiërarchische lagen te betrekken bij het proces. Dit vergroot de acceptatie en draagt bij aan eigenaarschap.
* **Communicatie en training:** Organiseer heldere 5S-informatiesessies om de methode uit te leggen, de voordelen te benadrukken en eventuele vragen te beantwoorden.
* **Ontwikkeling van interne richtlijnen:** Creëer een specifieke 5S-handleiding voor het bedrijf die procedures, afgesproken formaten en aanduidingen documenteert (bijvoorbeeld voor rode kaarten of signaleringsborden).
* **Regelmatige inspectie en feedback:** Managers moeten de werkvloer regelmatig inspecteren en zowel positieve als constructieve feedback geven.
* **Volledige doorvoering van de methode:** Stop niet halverwege het proces. Zorg dat alle vijf de stappen zorgvuldig worden doorlopen en geïmplementeerd.
* **Continuïteit en uitbreiding:** Gebruik het initiële 5S-enthousiasme om door te gaan met andere verbeteringsmethoden, zoals kostenreductie of het nastreven van nul defecten. De 5S-methode is geen eindpunt, maar een startpunt voor verdere verbetering.
### 5.2 Ondersteunende hulpmiddelen en strategieën
Om de 5S-implementatie te ondersteunen, kunnen diverse hulpmiddelen worden ingezet:
* **Red Tag Area:** Een aangewezen gebied waar items worden verzameld die potentieel overbodig zijn. Deze items krijgen een "red tag" met relevante informatie en worden in een logboek bijgehouden. Dit maakt ze beschikbaar voor hergebruik elders, mocht dat nodig blijken.
* **Red Tag Area Logbook:** Een document waarin alle items met een rode kaart worden geregistreerd, inclusief hun kenmerken en de reden van plaatsing in de red tag area.
* **Visuele werkplekinrichting:** Gebruik van markeringen op de vloer, machines of werkposten om de exacte locatie van gereedschap, uitrusting en materialen aan te duiden. Dit maakt het direct duidelijk waar iets hoort en of iets ontbreekt.
* **Standaard werkprocedures:** Duidelijke, gedocumenteerde werkinstructies, vaak geïllustreerd met foto's, die de correcte manier van werken vastleggen.
* **Jobbeschrijvingen:** Opname van tijd voor de uitvoering van de eerste drie S'en (Scheiden, Schikken, Schoonmaken) in de officiële jobbeschrijvingen, om zo van 5S een routine te maken.
* **Regelmatige audits:** Periodieke controles om de naleving van de 5S-principes te meten en de voortgang te monitoren.
* **Zichtbaar maken van vordering:** Het communiceren van de resultaten en verbeteringen die met 5S worden behaald, om het enthousiasme te behouden en successen te vieren.
* **Teamwerk:** Implementeer de 5S-methode met teams van werknemers, zodat zij gezamenlijk verantwoordelijkheid nemen en van elkaar leren.
> **Tip:** Het succes van 5S hangt sterk af van het creëren van een cultuur waarin iedereen de verantwoordelijkheid voelt voor een opgeruimde en efficiënte werkplek. Zelfsturende medewerkers, die actief bijdragen aan continue verbetering, zijn het ultieme doel.
> **Voorbeeld:** Een bedrijf past de 5S-methode toe in haar magazijn. Na de implementatie zijn alle opslaglocaties duidelijk gemarkeerd, is overtollige voorraad verwijderd, en is het magazijn zo ingericht dat medewerkers de juiste onderdelen direct kunnen vinden. Dit leidt tot snellere orderpicking en minder fouten.
> **Tip:** Zorg ervoor dat de 'red tag area' regelmatig wordt opgeruimd of dat de items die erin belanden, daadwerkelijk worden beoordeeld en waar nodig worden afgevoerd of herplaatst. Anders wordt de 'red tag area' een opslagplaats voor meer rommel.
* * *
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
* Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
* Let op formules en belangrijke definities
* Oefen met de voorbeelden in elke sectie
* Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| 5S-methode | Een systematische aanpak om werkplekken te organiseren, wat resulteert in een veiligere en efficiëntere werkomgeving door middel van vijf opeenvolgende stappen. |
| Scheiden (Seiri / Sort) | De eerste stap van de 5S-methode, waarbij wordt bepaald wat absoluut noodzakelijk is op de werkpost en overbodige items worden verwijderd, vaak naar een zogenaamde "red tag area". |
| Schikken (Seiton / Set or Straighten) | De tweede stap gericht op het organiseren van de overgebleven items op de werkplek. Visuele controle en het toewijzen van vaste, gemarkeerde plaatsen voor gereedschappen en materialen staan hierbij centraal. |
| Schoonmaken (Seiso / Shine or Scrub) | De derde stap die inhoudt dat de gehele werkplek, inclusief gereedschappen en uitrusting, grondig wordt gereinigd. Dit verhoogt niet alleen het werkcomfort, maar maakt ook onderhoud en inspectie eenvoudiger. |
| Standaardiseren (Seiketsu / Standardise) | De vierde stap waarbij de werkmethode van de eerste drie stappen wordt gedocumenteerd in een werkprocedure, vaak geïllustreerd met foto's, om consistentie te waarborgen en terugval naar oude gewoontes te voorkomen. |
| In stand houden (Shitsuke / Sustain) | De vijfde en laatste stap, gericht op het ontwikkelen van de betrokkenheid en discipline om de aangeleerde 5S-praktijken te handhaven, inclusief regelmatige audits en het uitbreiden van het project naar de hele organisatie. |
| Red tag area | Een aangewezen zone waar overbodige items worden geplaatst, voorzien van een "red tag" en geregistreerd in een logboek, om hun beschikbaarheid voor andere werkposten te garanderen en de oorzaak van hun aanwezigheid te onderzoeken. |
| Visuele controle | Een methode binnen de 5S-methode, met name bij Schikken, die erop gericht is om de status van de werkplek in één oogopslag duidelijk te maken, bijvoorbeeld door middel van markeringen voor de plaats van gereedschappen of de hoeveelheid materialen. |
| Werkprocedure | Een gedocumenteerde beschrijving van hoe een specifieke taak moet worden uitgevoerd, vaak verrijkt met visuele elementen zoals foto's, wat essentieel is voor de standaardisatiefase van de 5S-methode. |
| Audit | Een systematische controle of beoordeling van de naleving van de 5S-principes en de effectiviteit van de implementatie ervan, cruciaal voor het in stand houden van de methode. |
Cover
Les 3_Standardised Work_2024-10-02.pptx
Summary
# Inleiding tot gestandaardiseerd werk en de historische achtergrond
Dit deel introduceert het concept van gestandaardiseerd werk, de historische wortels ervan met Fredrick Winslow Taylor, en de fundamentele principes. Er wordt ook een definitie gegeven en de voordelen van standaardisatie worden belicht.
## 1.1 Historische achtergrond
Fredrick Winslow Taylor wordt beschouwd als de grondlegger van 'gestandaardiseerd werk'. In zijn boek "The Principles of Scientific Management" uit 1911 stelde hij twee belangrijke principes:
* Er bestaat één beste manier om een taak uit te voeren.
* De juiste man moet op de juiste plaats worden gezet.
Deze ideeën vertegenwoordigden een paradigmaverschuiving van het ambachtelijke naar de industrialisatie en gestandaardiseerde werkprocedures. Dit leidde tevens tot specialisatie en de selectieve aanwerving van werknemers.
## 1.2 Definitie van gestandaardiseerd werk
Gestandaardiseerd werk wordt gedefinieerd als: "De beste tot op vandaag gevonden manier om een taak uit te voeren."
Gestandaardiseerd werk omvat:
* De specifieke volgorde van taken of acties.
* De "takt time".
* De gestandaardiseerde hoeveelheid "work-in-progress" (WIP).
> **Tip:** Volgens Masaaki Imai (Kaizen) is het onmogelijk om een proces te verbeteren zonder dat het eerst gestandaardiseerd is.
## 1.3 Argumenten voor standaardisering
Standaardisatie van werk biedt verschillende voordelen:
* Het levert voorspelbare en constante resultaten op.
* Het is een cruciale voorwaarde om procesverbeteringen te kunnen vaststellen.
* Het zorgt voor een consistente productkwaliteit.
* Het resulteert in een doordachte en veilige werkmethode, en vormt de basis voor verbeteracties.
* Probleemoplossing is eenvoudiger wanneer werkomstandigheden gestandaardiseerd zijn.
* Het biedt uitstekend trainingsmateriaal voor nieuwe werknemers.
## 1.4 De "House of Lean"
Gestandaardiseerd werk is een fundamenteel onderdeel van het "House of Lean" model.
## 1.5 Hulpmiddelen voor gestandaardiseerd werk
Verschillende documenten en technieken worden gebruikt om gestandaardiseerd werk te beschrijven en te implementeren:
### 1.5.1 Operator Instruction Sheet (OIS)
De Operator Instruction Sheet (OIS) is een document dat de stappen voor een operator beschrijft. Het proces omvat:
1. Het tekenen van een spaghettidiagram voor één volledige cyclus, met genummerde arbeidselementen (deeltaken).
2. Het noteren van deze nummers in oplopende volgorde in de kolom 'Sequence'.
3. Het vermelden van de naam van elk arbeidselement naast het bijbehorende nummer.
4. Het plaatsen van een markering voor elke arbeidselement in de juiste kolom (bijvoorbeeld NNVA, NVA, Auto, Steps). Soms is NNVA inbegrepen in NVA.
5. Het markeren van te dragen persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) of het doorstrepen van overbodige PBM. Dit kan alle te dragen PBM weergeven of enkel de extra PBM bovenop de standaarduitrusting.
6. Het toevoegen van een passend symbool in de kolom indien een arbeidselement bijzondere aandacht vereist.
### 1.5.2 Work Element Sheet (WES)
Het Work Element Sheet (WES) detailleert de uitvoering van specifieke arbeidselementen. De stappen zijn:
1. Visualiseren van de uitvoering van het arbeidselement, eventueel met een foto, en aangeven hoe het *niet* moet.
2. Vermelden van de naam van de elementaire handelingen in chronologische volgorde.
3. Nummeren van deze handelingen in oplopende volgorde in de kolom 'Sequence'.
4. Inkleren van het vakje voor elke elementaire handeling in de desbetreffende kolom. Soms is NNVA inbegrepen in NVA en vervalt de gele kleur. Andere classificaties zoals Auto (machinetijd) of Steps (stappen) zijn mogelijk.
5. Markeren van de te dragen persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) of doorstrepen van overbodige PBM. Dit kan alle te dragen PBM weergeven of enkel de extra PBM bovenop de standaarduitrusting.
### 1.5.3 Work Balance Board (WBB)
Het Work Balance Board (WBB) toont de beschikbare werktijd en de correcte volgorde van de deeltaken.
### 1.5.4 Work Analysis Sheet (WAS)
Het Work Analysis Sheet (WAS) is een instrument voor werketaak-analyse.
### 1.5.5 Spaghettidiagram
Een spaghettidiagram is een visuele weergave van de bewegingen of de route van een persoon of object. Het wordt gebruikt om onnodige bewegingen en inefficiëntie in kaart te brengen.
## 1.6 Principes van bewegingseconomie
De principes van bewegingseconomie, die nauw verwant zijn aan gestandaardiseerd werk, streven naar de meest efficiënte manier van werken:
### 1.6.1 Inschakelen van het menselijk lichaam
* Zorg voor een natuurlijk werkritme, vermijd discontinue bewegingen.
* Kies symmetrische bewegingen ten opzichte van de verticale as van het lichaam, die gelijktijdig starten en stoppen.
* Geef de voorkeur aan ballistische bewegingen boven positioneringshandelingen.
* Zorg ervoor dat geen van beide handen werkloos is en gebruik handen niet als houder.
* Schakel andere ledematen in waar mogelijk.
* Houd rekening met traagheidskrachten door bewegingen vloeiend te maken.
* Vereenvoudig de taak door:
* Oogcontacten te groeperen en te beperken.
* Onnodige taken, oponthoud en wachttijden te elimineren.
* De mate van benodigde precisie te reduceren.
* Het aantal controles te beperken.
* Slechts een beperkt aantal spiergroepen te gebruiken.
### 1.6.2 Inrichting van de werkomgeving
* Plaats werktuigen, grondstoffen en bedieningsorganen zo dicht mogelijk bij hun gebruiksplek.
* Schik alle elementen zodanig dat een optimale opeenvolging van bewegingen mogelijk is.
* Zorg voor een vaste plaats voor alles, wat automatisering bevordert.
* Ontwerp de werkplek ergonomisch (bv. comfortabele, in hoogte verstelbare stoelen met rugsteun, voldoende en reflectievrij licht, werkblad op ellebooghoogte, voetsteun).
### 1.6.3 Gebruik van hulpmiddelen
* Gebruik bankschroeven en klemmen om werkstukken vast te houden.
* Pas geleidingen en afschuiningen toe om de positionering van objecten te vergemakkelijken, wat minimale aandacht van de operator vereist.
* Maak gebruik van mechanische hulpmiddelen (katrol, hefboom, transportband, draaitafel) om menselijke inspanning te versterken of te verlichten.
* Ontwerp mechanische systemen en bedieningen ergonomisch (bv. gereedschappen boven de werkpost, voorzien van tegengewichten/veren).
* Benut de zwaartekracht als een gratis kracht (karakuri kaizen), bijvoorbeeld voor de aan- en afvoer van onderdelen via glijbanen, rollenbanen onder helling, of gekantelde bakken met onderdelen.
---
# Documentatie en analyse van werkprocessen
Dit gedeelte behandelt specifieke documenten en tools die gebruikt worden voor het analyseren, standaardiseren en verbeteren van werkprocessen.
### 2.1 Inleiding tot gestandaardiseerd werk
Gestandaardiseerd werk, een concept dat sterk geassocieerd wordt met Fredrick Winslow Taylor en zijn "The Principles of Scientific Management", stelt dat er een "beste manier" is om een taak uit te voeren en dat de juiste persoon op de juiste plaats moet zijn. Dit principe leidde tot een verschuiving van ambachtelijke naar industriële productiemethoden, gekenmerkt door specialisatie en gestandaardiseerde werkprocedures.
#### 2.1.1 Definitie van gestandaardiseerd werk
Gestandaardiseerd werk kan gedefinieerd worden als "de beste tot op heden gevonden manier om een taak uit te voeren". Het omvat:
* De specifieke volgorde van taken of acties.
* De takt time.
* De gestandaardiseerde hoeveelheid werk in uitvoering.
#### 2.1.2 Argumenten voor standaardisering
De standaardisering van werkprocessen biedt diverse voordelen:
* **Voorspelbare en constante resultaten:** Levert betrouwbare uitkomsten op.
* **Basis voor verbetering:** Standaardisatie is een cruciale voorwaarde om procesverbeteringen te kunnen vaststellen en evalueren.
* **Consistente productkwaliteit:** Zorgt voor een uniforme kwaliteit van de producten.
* **Veilige werkmethode:** Resulteert in een doordachte en veilige werkwijze.
* **Basis voor verbeteracties:** Dient als vertrekpunt voor verdere optimalisaties.
* **Gemakkelijkere probleemoplossing:** Problemen zijn beter te analyseren en op te lossen wanneer werkomstandigheden gestandaardiseerd zijn.
* **Efficiënt trainingsmateriaal:** Biedt uitstekend leermateriaal voor nieuwe werknemers.
### 2.2 Operator Instruction Sheet (OIS)
De Operator Instruction Sheet (OIS) is een document dat de gestandaardiseerde werkwijze voor een specifieke operator in detail beschrijft.
**Stappen voor het opstellen van een OIS:**
1. Teken een spaghettidiagram voor één volledige werkcyclus, waarbij de werkonderdelen (deeltaken) in volgorde genummerd worden.
2. Noteer deze nummers in oplopende volgorde in de kolom 'Sequence'.
3. Vermeld de naam van elk werkonderdeel naast het corresponderende nummer.
4. Plaats voor elk werkonderdeel een markering in de juiste kolom, die de aard van de activiteit classificeert (bijvoorbeeld NNVA - Niet-Nuttige Activiteit, NVA - Nuttige Activiteit, Auto - machinetijd, of Steps - stappen). Soms is NNVA inbegrepen in NVA.
5. Markeer de te dragen persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) of doorstreep de overbodige. Hierbij kan men ervoor kiezen om alle te dragen PBM weer te geven, of enkel de extra PBM bovenop de standaarduitrusting van de werknemers.
6. Als een werkonderdeel bijzondere aandacht vereist, wordt het passende symbool in de betreffende kolom toegevoegd.
### 2.3 Work Element Sheet (WES)
Het Work Element Sheet (WES) biedt een gedetailleerde analyse van een specifiek werkonderdeel, vaak opgedeeld in elementaire handelingen.
**Stappen voor het opstellen van een WES:**
1. Visualiseer de uitvoering van het werkonderdeel, bijvoorbeeld met een foto. Geef eventueel ook aan hoe het *niet* moet.
2. Vermeld de naam van de elementaire handelingen in chronologische volgorde en nummer ze in oplopende volgorde in de kolom 'Sequence'.
3. Kleur voor elke elementaire handeling het corresponderende vakje in de classificatiekolom. Soms is NNVA inbegrepen in NVA, waardoor de gele kleur (voor NNVA) vervalt. Andere classificaties zoals Auto (machinetijd) of Steps (stappen) zijn mogelijk.
4. Markeer de te dragen persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) of doorstreep de overbodige. Net als bij de OIS, kan men alle PBM of enkel de aanvullende PBM vermelden.
### 2.4 Work Balance Board (WBB)
Het Work Balance Board (WBB) is een tool die gebruikt wordt om de beschikbare werktijd te analyseren en de correcte volgorde van de deeltaken te waarborgen. Het helpt bij het balanceren van werkzaamheden over verschillende stations of operators.
### 2.5 Work Analysis Sheet (WAS)
Het Work Analysis Sheet (WAS) is een document dat dient voor een diepgaande analyse van werkprocessen. Het wordt vaak geassocieerd met methoden zoals die van Toyota.
### 2.6 Spaghettidiagram
Een spaghettidiagram is een visuele weergave van de bewegingen van een operator of materiaal binnen een werkruimte. Het wordt getekend door de gevolgde paden op een plattegrond te noteren, waardoor zichtbaar wordt waar veel beweging plaatsvindt, wat kan duiden op inefficiënties. Het nummeren van de werkonderdelen in volgorde op dit diagram helpt bij de analyse.
### 2.7 Principes van bewegingseconomie
De principes van bewegingseconomie zijn richtlijnen ontworpen om de efficiëntie en ergonomie van werkprocessen te maximaliseren door de fysieke inspanning en bewegingen van de mens te optimaliseren.
#### 2.7.1 Principes met betrekking tot het menselijk lichaam
* **Natuurlijk werkritme:** Zorg voor vloeiende, continue bewegingen in plaats van discontinue.
* **Symmetrische bewegingen:** Kies voor symmetrische bewegingen ten opzichte van de verticale lichaamsas, die gelijktijdig starten en stoppen.
* **Ballistische bewegingen:** Gebruik ballistische bewegingen (snelle, krachtige bewegingen met een vaste baan) in plaats van positioneerhandelingen (langzame, precieze plaatsingen).
* **Beide handen gebruiken:** Zorg ervoor dat beide handen continu betrokken zijn bij het werk en laat geen van beide handen werkloos. Gebruik handen niet als houder.
* **Andere ledematen inschakelen:** Maak indien mogelijk gebruik van andere ledematen.
* **Traagheidskrachten benutten:** Houd rekening met traagheidskrachten door bewegingen vloeiend te maken.
* **Vereenvoudiging van taken:**
* Groepeer en beperk oogcontacten.
* Elimineer onnodige taken, oponthoud en wachttijden.
* Reduceer de mate van precisie die vereist is.
* Beperk het aantal controles.
* Gebruik slechts een beperkt aantal spiergroepen.
#### 2.7.2 Principes voor het inrichten van de werkomgeving
* **Nabijheid:** Werktuigen, grondstoffen en bedieningsorganen moeten zich zo dicht mogelijk bij de plaats bevinden waar ze gebruikt worden.
* **Optimale opeenvolging:** Alle werktuigen, grondstoffen en bedieningsorganen moeten zo worden geplaatst dat ze een optimale opeenvolging van bewegingen toelaten.
* **Vaste plaats:** Alles moet een vaste plaats hebben om automatisering te bevorderen.
* **Ergonomisch ontwerp:** De werkplek moet ergonomisch ontworpen zijn, met bijvoorbeeld:
* Comfortabele, in hoogte regelbare stoelen met rugsteun.
* Voldoende en reflectievrij licht.
* Een werkblad op ellebooghoogte.
* Een voetsteun.
#### 2.7.3 Principes voor het gebruik van hulpmiddelen
* **Beperking van fysieke inspanning:** Gebruik hulpmiddelen die de menselijke fysieke inspanning beperken.
* Bankschroeven en klemmen kunnen werkstukken vasthouden.
* Geleidingen en afschuiningen kunnen helpen bij de positionering van voorwerpen, waardoor minder aandacht van de operator nodig is.
* Mechanische hulpmiddelen (katrol, hefboom, transportband, draaitafel) kunnen menselijke mogelijkheden versterken of de mens ontlasten.
* **Ergonomische mechanische systemen:** Mechanische systemen en bedieningen moeten ergonomisch ontworpen zijn, bijvoorbeeld gereedschappen boven de werkpost, voorzien van tegengewichten of veren.
* **Gebruik van zwaartekracht:** Maak gebruik van de zwaartekracht (karakuri kaizen), bijvoorbeeld voor de aan- en afvoer van onderdelen middels glijbanen, rollenbanen onder een helling, of gekantelde bakken met onderdelen.
---
# Principes van bewegingseconomie en ergonomie
Hier volgt een gedetailleerde samenvatting over de principes van bewegingseconomie en ergonomie, opgesteld als studiemateriaal voor een examen.
## 3. Principes van bewegingseconomie en ergonomie
Dit onderdeel behandelt principes om menselijke bewegingen te optimaliseren en de werkomgeving zo in te richten dat deze de werkprestaties bevordert, inclusief het gebruik van hulpmiddelen en ergonomisch ontwerp.
### 3.1 Standardised work
Standaardisatie van werk is de beste tot op heden gevonden methode om een taak uit te voeren. Het behelst de specifieke volgorde van taken/acties, de takt time, en de gestandaardiseerde hoeveelheid werk in uitvoering.
#### 3.1.1 Historische achtergrond
Fredrick Winslow Taylor wordt beschouwd als de grondlegger van 'standardised work'. In zijn boek "The Principles of Scientific Management" uit 1911 stelde hij dat er een "beste manier" bestaat om een taak uit te voeren en dat de "juiste man op de juiste plaats" essentieel is. Dit markeerde een verschuiving van ambacht naar industrialisatie en gestandaardiseerde werkprocedures, wat ook leidde tot specialisatie en selectieve aanwerving.
#### 3.1.2 Definities en argumenten voor standaardisering
* **Definitie:** Standaardised work is de beste tot op heden gevonden manier om een taak uit te voeren. Het omvat:
* De specifieke volgorde van taken/acties.
* De takt time.
* De gestandaardiseerde hoeveelheid work-in-progress.
* **Argumenten voor standaardisering:**
* Levert voorspelbare en constante resultaten.
* Is een voorwaarde om procesverbeteringen te kunnen vaststellen.
* Zorgt voor consistente productkwaliteit.
* Resultateert in een doordachte, veilige werkmethode en vormt de basis voor verbeteracties.
* Maakt probleemoplossing gemakkelijker.
* Dient als uitstekend trainingsmateriaal voor nieuwe werknemers.
#### 3.1.3 Documentatie van gestandaardiseerd werk
Verschillende documenten worden gebruikt om gestandaardiseerd werk vast te leggen en te communiceren:
* **Operator Instruction Sheet (OIS):** Dit document beschrijft de elementaire deeltaken van een werkcyclus.
1. Teken een spaghettidiagram voor één volledige cyclus met genummerde werk-elementen.
2. Schrijf deze nummers in stijgende volgorde in de kolom 'Sequence'.
3. Vermeld de naam van het werk-element naast haar nummer.
4. Zet voor elke werk-element een markering in de juiste kolom (bv. NNVA, NVA, Auto, Steps). Soms is NNVA inbegrepen in NVA.
5. Markeer de te dragen persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) of doorstreep overbodige. Men geeft alle te dragen PBM weer of enkel de extra PBM bovenop de standaarduitrusting.
6. Voeg bij werk-elementen die bijzondere aandacht vereisen het passende symbool toe.
* **Work Element Sheet (WES):** Dit document visualiseert en beschrijft de elementaire handelingen binnen een werk-element.
1. Visualiseer de uitvoering van het werk-element, bijvoorbeeld met een foto, en geef eventueel aan hoe het niet moet.
2. Vermeld de naam van de elementaire handelingen in chronologische volgorde.
3. Nummer deze handelingen in stijgende volgorde in de kolom 'Sequence'.
4. Kleur voor elke elementaire handeling het vakje in de betreffende kolom. Soms is NNVA inbegrepen in NVA, waardoor de gele kleur vervalt. Andere classificaties zoals Auto of Steps zijn mogelijk.
5. Markeer de te dragen PBM of doorstreep overbodige. Men geeft alle te dragen PBM weer of enkel de extra PBM bovenop de standaarduitrusting.
* **Work Balance Board (WBB):** Dit instrument helpt bij het analyseren van de beschikbare werktijd en de correcte volgorde van de deeltaken.
* **Work Analysis Sheet (WAS):** Wordt gebruikt voor analyse binnen gestandaardiseerd werk.
* **Spaghettidiagram:** Een visuele weergave van de bewegingen van een persoon of object, vaak gebruikt om inefficiënte routes en afstanden te identificeren.
### 3.2 Principes van bewegingseconomie
Bewegingseconomie richt zich op het optimaliseren van menselijke bewegingen om efficiëntie, veiligheid en welzijn te bevorderen.
1. **Schakel het menselijk lichaam in zoals het best functioneert:**
* Zorg voor een natuurlijk werkritme, vermijd discontinue bewegingen.
* Kies symmetrische bewegingen ten opzichte van de verticale as van het lichaam, die samen starten en stoppen.
* Genereer ballistische bewegingen in plaats van positioneerhandelingen.
* Laat geen van beide handen werkloos; gebruik handen niet als houder.
* Schakel andere ledematen in waar mogelijk.
* Houd rekening met traagheidskrachten door bewegingen vloeiend te maken.
* Vereenvoudig de job door:
* Oogcontacten te groeperen en te beperken.
* Onnodige taken, oponthoud en wachttijden te elimineren.
* De mate van benodigde precisie te reduceren.
* Het aantal controles te beperken.
* Slechts een beperkt aantal spiergroepen te gebruiken.
2. **Schik de werkomgeving zodanig dat zij de werkprestaties bevordert:**
* Werktuigen, grondstoffen en bedieningsorganen moeten zich zo dicht mogelijk bij de plaats waar ze gebruikt worden bevinden.
* Alle werktuigen, grondstoffen en bedieningsorganen moeten zo geplaatst worden dat zij een optimale opeenvolging van bewegingen toelaten.
* Alles moet een vaste plaats hebben; dit bevordert automatismen.
* De werkplek moet ergonomisch ontworpen zijn, bijvoorbeeld met comfortabele, in de hoogte regelbare stoelen met rugsteun, voldoende en reflectievrij licht, een werkblad op ellebooghoogte, en een voetsteun.
3. **Gebruik hulpmiddelen die de menselijke fysieke inspanning beperken:**
* Bankschroeven en klemmen kunnen het werkstuk vasthouden.
* Geleidingen en afschuiningen kunnen helpen bij de positionering van voorwerpen, waardoor de aandacht van de operator minder nodig is.
* Mechanische hulpmiddelen (katrol, hefboom, transportband, draaitafel) kunnen de menselijke mogelijkheden versterken of de mens ontlasten.
* Mechanische systemen en bedieningen moeten ergonomisch ontworpen zijn, bijvoorbeeld gereedschappen boven de werkpost, voorzien van tegengewichten of veren.
* **Gebruik de zwaartekracht:** Dit is een gratis kracht (karakuri kaizen). Gebruik bijvoorbeeld glijbanen, rollenbanen onder een helling, of gekantelde bakken met onderdelen voor aan- en afvoer van componenten.
> **Tip:** Bij het ontwerpen van een werkpost is het cruciaal om de principes van bewegingseconomie toe te passen om de efficiëntie te verhogen en de fysieke belasting van de werknemer te minimaliseren.
> **Voorbeeld:** Bij de preassemblage van een bout kan een werkpost worden ontworpen met een vaste bak met bouten op een ergonomische hoogte, een geleiding voor de moer, en een simpel handgereedschap dat de moer op de bout schroeft met minimale rotatie van de pols. De zwaartekracht kan worden benut door de bouten uit een licht hellende bak te laten stromen naar de greepzone.
---
# Oefening en literatuurlijst
Deze sectie behandelt een oefening gericht op het ontwerpen van een werkpost voor een preassemblage van een bout, inclusief de bijbehorende instructies en een literatuurlijst ter ondersteuning.
### 4.1 Oefening: ontwerp van een werkpost voor preassemblage van een bout
#### 4.1.1 Beschrijving van de oefening
De oefening daagt de student uit om een geschikte werkpost en een efficiënte werkcyclus te ontwerpen voor de preassemblage van een bout. Deze preassemblage is nodig op verschillende locaties binnen de eindassemblage. Een eerdere investeringsanalyse heeft aangetoond dat de bouw van een speciale machine voor deze taak economisch niet verantwoord is.
#### 4.1.2 Gevraagde output
Het ontwerp van de werkpost en werkcyclus moet de opeenvolgende handelingen van de cyclus in detail beschrijven.
### 4.2 Literatuurlijst
De volgende werken worden aangedragen ter ondersteuning en verdieping van de studiestof met betrekking tot gestandaardiseerd werk en aanverwante principes:
* Liker, ”The Toyota Way”
* Liker, Meier, ”The Toyota Way Fieldbook ”
* Bicheno , ”New toolbox for Lean”
* Quest Consulting Ltd, ”the Lean Toolbox”
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Gestandaardiseerd werk | De beste tot op heden gevonden manier om een taak uit te voeren, bestaande uit de specifieke volgorde van taken, de taktijd en de gestandaardiseerde hoeveelheid werk in uitvoering. |
| Fredrick Winslow Taylor | Beschouwd als de grondlegger van gestandaardiseerd werk, met belangrijke principes zoals het bestaan van een beste manier om een taak uit te voeren en het plaatsen van de juiste man op de juiste plaats. |
| Scientific Management | Een managementfilosofie die streeft naar het optimaliseren van de efficiëntie van industriële werkers door middel van wetenschappelijke analyse van werkprocessen, ontwikkeld door F.W. Taylor. |
| Operator Instruction Sheet (OIS) | Een document dat gedetailleerde instructies bevat voor het uitvoeren van een specifieke taak of werkonderdeel, inclusief de volgorde van acties en benodigde hulpmiddelen. |
| Work Element Sheet (WES) | Een document dat de elementaire handelingen binnen een werkonderdeel visualiseert en beschrijft, met aandacht voor kleurcodering van de aard van de handeling en vereiste persoonlijke beschermingsmiddelen. |
| Work Balance Board (WBB) | Een hulpmiddel dat wordt gebruikt om de beschikbare werktijd te visualiseren en de correcte volgorde van deeltaken te waarborgen, wat bijdraagt aan een gebalanceerde werkbelasting. |
| Work Analysis Sheet (WAS) | Een document dat wordt gebruikt voor het analyseren van werkprocessen, waarschijnlijk om inefficiënties te identificeren en verbeteringen voor te stellen, zoals gesuggereerd door de verwijzing naar The Toyota Way Fieldbook. |
| Spaghettidiagram | Een visuele representatie van de bewegingen van een werknemer of materiaal gedurende een werkcyclus, vaak gebruikt om onnodige verplaatsingen te identificeren en te elimineren. |
| Principes van bewegingseconomie | Richtlijnen voor het optimaal inzetten van het menselijk lichaam tijdens werk, met nadruk op natuurlijke, symmetrische en ballistische bewegingen, het vermijden van inactiviteit en het rekening houden met traagheidskrachten. |
| Ergonomie | De wetenschap die zich bezighoudt met de aanpassing van de werkomgeving aan de mens, met als doel het maximaliseren van efficiëntie, veiligheid en comfort door middel van een goed ontworpen werkplek. |
| Persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) | Apparatuur die is ontworpen om de drager te beschermen tegen verwondingen of ziekten die verband houden met het werk, zoals helmen, veiligheidsbrillen en handschoenen. |
| Taktijd | De beschikbare productietijd gedeeld door de vraag van de klant, die de snelheid bepaalt waarmee producten moeten worden voltooid om aan de vraag te voldoen. |
| Lean | Een managementfilosofie gericht op het maximaliseren van klantwaarde en het minimaliseren van verspilling, met nadruk op continue verbetering en efficiëntie. |
Cover
MEUBELTECHNOLOGIE p1-15.docx
Summary
# Overzicht van meubelbeslag en hun toepassingen
Dit topic geeft een overzicht van verschillende soorten meubelbeslagen, waaronder scharnieren, schuifsystemen, verbindingsbeslagen en ophangsystemen, en belicht hun voordelen en toepassingen in meubelconstructie.
## 1. Meubelbeslag: een algemeen overzicht
Meubelbeslag omvat een breed scala aan componenten die essentieel zijn voor de functionaliteit, montage en esthetiek van meubelen. Enkele veelvoorkomende categorieën zijn:
* Scharniersystemen
* Schuifladensystemen
* Verbindingsbeslagen
* Schuif- en vouwdeurmechanismen
* Ophangsystemen
* Scharen
* Dragers
* Sluitingen
* Handgrepen en ander sierbeslag
Grote fabrikanten in deze sector zijn onder meer Hettich, Blum, Mepla en Häfele.
### 1.1 Scharniersystemen
Scharniersystemen zijn cruciaal voor het bevestigen van deuren aan meubelkorpen en maken beweging mogelijk. Er zijn diverse typen, elk met specifieke toepassingen:
#### 1.1.1 Klassieke scharniersystemen
* **Pianoscharnier:** Een doorlopend scharnier dat over de gehele lengte van de deur of klep wordt geplaatst, ideaal voor lange, smalle toepassingen.
* **Vlakscharnieren:** Scharnieren die aan de binnenzijde van de deur en het corpus worden bevestigd en grotendeels onzichtbaar zijn wanneer de deur gesloten is.
* **Paumelles en fitsen:** Traditionele scharnieren waarbij de passtift (fits) in het scharnierblad wordt gestoken om de deur te verbinden met het corpus.
#### 1.1.2 Potscharnieren (onzichtbare scharnieren)
Potscharnieren worden gekenmerkt door hun esthetische voordelen, rationele werkwijze en regelbaarheid, wat ze populair maakt voor moderne meubelconstructies zoals buffetmeubelen en keukenkasten.
* **Structuur:** Bestaan typisch uit een pot die in de deur wordt gefreesd, een scharnierarm en een montageplaat voor bevestiging aan het corpus.
* **Voordelen:**
* **Esthetica:** Volledig onzichtbaar wanneer de deur gesloten is, wat een strakke uitstraling geeft.
* **Rationele montage:** Ontworpen voor efficiënte en snelle montage.
* **Regelbaarheid:** Bieden vaak driedimensionale verstelmogelijkheden (hoogte, diepte, zijwaarts) om een perfecte pasvorm te garanderen.
* **Kostprijs:** Hoewel initieel complexer, leiden de efficiëntie en esthetiek vaak tot een gunstige kostprijs-kwaliteitverhouding.
### 1.2 Schuifladensystemen
Schuifladensystemen maken het mogelijk laden soepel en efficiënt te openen en te sluiten. Ze variëren in materiaal en type mechanisme:
* **Grondstoffen:** Veelgebruikte materialen zijn kunststof en metaal (verzinkt, gelakt, geëpoxeerd).
* **Systemen:**
* **Looplijsten:** Eenvoudige systemen met wieltjes aan de onderzijde van de lade die in een profiel lopen.
* **Rolgeleiders:** Vergelijkbaar met looplijsten, maar vaak met bredere rollen voor soepeler lopen.
* **Tandemgeleiders:** Dubbele geleiderails die zorgen voor een zeer stabiele en soepele beweging, vaak met extra functies zoals soft-close.
* **Kooigeleiders:** Geleiders met kogellagers die een zeer hoge belastbaarheid en soepele werking garanderen.
### 1.3 Verbindingssystemen
Verbindingssystemen zijn cruciaal voor het stevig en vaak ook demontabel samenvoegen van meubelonderdelen.
* **Voordelen van demonteerbare systemen:**
* **Eenvoud van montage:** Maakt het voor de eindgebruiker gemakkelijker om meubels te assembleren.
* **Montagesnelheid:** Versnelt het productieproces aanzienlijk.
* **Mechanische sterkte:** Biedt een betrouwbare en duurzame verbinding.
* **Kostprijs:** Kan leiden tot lagere productiekosten door efficiëntie.
* **Esthetisch uitzicht:** Ontworpen om zo onopvallend mogelijk te zijn.
* **Typen verbindingen:**
* **Schroefverbindingen:** De meest basale vorm van verbinding met schroeven.
* **Excentrische verbindingen:** Gebruiken een ronde moer (excenter) die na het inschroeven van een spindel wordt gedraaid om de delen stevig samen te trekken. Dit is een veelgebruikt systeem in combinatie met het 32 mm-systeem.
* **Rugwandverbindingen:** Specifieke verbindingen voor het vastzetten van de rugwand van een meubel.
### 1.4 Ophangsystemen
Ophangsystemen worden gebruikt om meubels, zoals wandkasten, stevig aan de muur te bevestigen.
* **Kenmerken:** Veel ophangsystemen voor kasten bieden driedimensionale verstelmogelijkheden, waardoor de kast nauwkeurig horizontaal en verticaal kan worden uitgelijnd.
## 2. Het 32 mm-systeem
Het 32 mm-systeem is een industrieel gestandaardiseerd boorsysteem dat de rationalisatie en modulariteit in de meubelproductie sterk heeft bevorderd.
### 2.1 Begrip van het 32 mm-systeem
Het 32 mm-systeem is ontstaan uit de seriefabricage van metalen bureelmeubelen en is gebaseerd op een raster van 32 mm voor boringen en onderlinge afstanden.
* **Voordelen:**
* **Rationalisering in de productie:** Door doorgedreven industrialisatie en standaardisatie.
* **Gelijkheid:** Standaardisering zorgt voor compatibiliteit tussen beslagfabrikanten en meubelmakers.
* **Eenvoudige verwerking en montage:** Onderdelen zijn gemakkelijk te verwerken en te monteren.
* **Weinig kans op fouten:** De gestandaardiseerde afstanden minimaliseren montagefouten.
### 2.2 Toepassingsgebieden
De boringen in het 32 mm-systeem kunnen voor diverse toepassingen worden gebruikt:
* Verstelbare legplanken
* Potscharnieren
* Valscharnieren
* Grepen
* Excentrische verbindingsbeslagen
* Ladegeleiders
* Verbindingsschroeven
* Rugwandverbinders
* Sokkelverstellers
* Legplankdragers
### 2.3 Constructieprincipe algemeen
Het 32 mm-systeem is gebaseerd op een raster van boringen met specifieke afstanden en diameters.
* **Rijboringen:** Worden verticaal geboord met een onderlinge afstand van 32 mm.
* **Boordiameter:** De standaard boordiameter is 5 mm.
* **Asafstand tot de voorzijde:** De afstand van de hartlijn van de rijboring tot de voorzijde van het plaatmateriaal is 37 mm. Dit zorgt voor voldoende stevigheid en ruimte voor beslag.
* **Afstand tussen verticale boringen:** Moet deelbaar zijn door 32 mm voor consistentie in het raster.
* **Achterrand tot achterste boring:** Het is voordelig wanneer deze afstand ook 37 mm bedraagt, wat zorgt voor een symmetrisch boorpatroon.
#### 2.3.1 De rastertabel
De rastertabel is een hulpmiddel om de posities van de boringen te bepalen. De horizontale as vertegenwoordigt de eenheden, en de verticale as de tientallen van de afstand in millimeters.
#### 2.3.2 Hoogteberekening van het 32 mm-meubel
De totale hoogte van een meubelcorpus kan worden berekend met de formule:
$$ \text{Hoogte} = X + (2 \times B) $$
waarbij:
* $X$ staat voor de effectieve binnenhoogte, die een veelvoud is van 32 mm ($X = n \times 32$).
* $B$ staat voor de halve dikte van het plaatmateriaal, plus een correctie voor de montagepositie van het beslag. Bij een plaatdikte van 16 mm en een standaard drevelaansluiting (midden van de drevel op 7,5 mm van de plaatrand), is $B$ typisch 8,5 mm.
#### 2.3.3 Zaaglengte en zaagbreedte van de stijlen
* **Zaaglengte van de stijlen:** Verwijst naar de verticale afmeting van de zijpanelen. Er zijn doorgaans drie mogelijkheden afhankelijk van de constructie en het gebruikte beslag.
* **Zaagbreedte van de stijlen:** Verwijst naar de diepte van het meubel. De diepte kan berekend worden met:
$$ \text{Diepte} = Y + (2 \times 37) $$
waarbij:
* $Y$ de effectieve binnenbreedte is, een veelvoud van 32 mm ($Y = n \times 32$).
* 37 mm de boorafstand tot de zijkant van de plaat is.
#### 2.3.4 Hoogte van de sokkel
De hoogte van de sokkel van een meubel kan ook worden bepaald door veelvouden van 32 mm te gebruiken:
$$ \text{Sokkelhoogte} = n \times 32 $$
Er bestaan twee soorten sokkels: geïntegreerde sokkels (onderdeel van het corpus) en losse sokkels (aparte poten of frames).
### 2.4 Verwerkingsmethoden in het 32 mm-systeem
De verwerking van het 32 mm-systeem kan op verschillende niveaus plaatsvinden:
* **Manuele methode:** Met behulp van een boorlat voor handmatige boringen.
* **Semi-industriële methode:** Met een compacte boormachine, die een hogere precisie biedt dan handmatige methoden.
* **Industriële methode:** Met een CNC-machine (Computer Numerical Control), wat de hoogste precisie en efficiëntie garandeert voor seriefabricage.
## 3. Scharniersystemen in detail
Dit hoofdstuk gaat dieper in op de verschillende aspecten van scharniersystemen, met name potscharnieren.
### 3.1 Algemeenheden over scharniersystemen
#### 3.1.1 Positie van de deur ten opzichte van het corpus
De positionering van een deur ten opzichte van het meubelcorpus bepaalt de esthetiek en de montagemethode:
* **Inliggende deur (indek):** De deur valt volledig binnen de opening van het corpus.
* **Half opliggende deur (half opdek):** De deur dekt een deel van de opening van het corpus af, vaak in het midden.
* **Volledig opliggende deur (opdek):** De deur dekt de gehele opening van het corpus af en ligt aan de voorzijde van het corpus.
* **Opverliggende deur:** De deur hangt aan de buitenkant van het corpus, bijvoorbeeld bij lades in een keukenblok.
#### 3.1.2 Draairichting van de deur
De draairichting wordt bepaald vanuit het vooraanzicht:
* **Links draaiend:** Het scharnier is aan de linkerzijde van de deur geplaatst.
* **Rechts draaiend:** Het scharnier is aan de rechterzijde van de deur geplaatst.
Bij deuren die vanuit het midden openen, krijgt de rechterdeur doorgaans voorrang bij het openen om over elkaar heen te vallen.
### 3.2 Potscharnieren
Potscharnieren zijn een veelgebruikt type scharnier voor binnendeuren en meubeldeuren, bekend om hun onzichtbare montage.
#### 3.2.1 Onderdelen van een potscharnier
Een potscharnier bestaat uit meerdere componenten:
* **De pot van het scharnier:**
* **Materiaal:** Meestal vervaardigd uit gestampt bandstaal.
* **Boringen:** Beschikt over een groot gat (typisch 35 mm of 26 mm diameter) waarin het scharnierlichaam wordt geplaatst, en twee extra kleine gaten (8 mm of 10 mm diameter) voor bevestiging. De specifieke plaatsing van deze extra gaten kan per fabrikant verschillen.
* **De scharnierarm:**
* **Materiaal:** Gemaakt van staal.
* **Vormen:** Komt in verschillende vormen voor, zoals recht, gebogen of diepgebogen, om de positionering van de deur ten opzichte van het corpus aan te passen.
* **Het zelfsluitmechanisme:**
* **Functie:** Zorgt ervoor dat de deur automatisch sluit na het openen. Dit kan een geïntegreerde veer zijn (gedraaide veer of bladveer).
* **Werking:** Opent doorgaans tot ongeveer 10 tot 15 graden, waarna de veer de deur sluit. Bij sommige scharnieren is de veerkracht instelbaar.
* **De montageplaat:**
* **Materiaal:** Gemaakt van staal.
* **Functie:** Deze plaat wordt aan het corpus bevestigd en vormt het bevestigingspunt voor de scharnierarm.
* **Verstelbaarheid:** De montageplaat maakt driedimensionale verstelling van de deur mogelijk (hoogte, diepte, zijwaarts). Dit wordt bereikt door verschillende soorten montageschroeven:
* **Eendelige Montageschroeven:** Eenvoudige schroeven voor basisafstelling.
* **Tweedelige Excentrische schroef (Euroschroef):** Een systeem dat, vaak in combinatie met een excentrische schroef, fijnafstelling mogelijk maakt.
#### 3.2.2 Montagetechnieken voor potscharnieren
De montage van potscharnieren vereist specifieke hulpmiddelen en methoden voor zowel deuren als corpusdelen.
##### 3.2.2.1 Montagehulpmiddelen voor beslag
* **Spaanplaatschroeven:** Vernikkelde schroeven met een diameter van 3,5 mm, veelgebruikt voor de bevestiging van beslag.
* **Euroschroef of Systeemschroef:** Een vernikkelde schroef van 6 mm diameter, specifiek ontworpen voor het 32 mm-systeem.
* **Persdrevels:** Kunststof pluggen met een diameter van 8 mm of 10 mm die worden ingedrukt om onderdelen te verbinden.
* **Spreidrevels:** Kunststof of metalen pluggen die uitzetten in het boorgat om een stevige verbinding te creëren.
##### 3.2.2.2 Bevestiging van de montageplaten
De montageplaten worden op verschillende manieren aan het corpus bevestigd:
* **Schroefbevestiging:** Door gebruik te maken van spaanplaatschroeven, vaak met behulp van een boormal voor precisie.
* **Euroschroef of Spreidrevelschroef:** Wordt toegepast in combinatie met het 32 mm-systeem, waarbij de euroschroef in een excentrische moer aan de zijwand van het corpus wordt gedraaid.
* **Drevelverbinding verwerken:** Wordt toegepast bij machinale verwerking, waarbij drevels worden gebruikt om de montageplaat nauwkeurig te positioneren.
##### 3.2.2.3 Bevestiging van de scharnieren aan de deuren
De scharnierpot wordt aan de deur bevestigd met verschillende methoden:
* **Schroefbevestiging:** Met twee spaanplaatschroeven. Er bestaat een risico op scheef monteren van de scharnieren, wat de werking kan beïnvloeden.
* **Drevelbevestiging:** Machinale montage waarbij de scharnierpot wordt ingeperst, wat zorgt voor een zeer precieze en stevige bevestiging.
* **Snelbevestiging:** Een gecombineerde methode van schroef- en drevelbevestiging, die montagegemak biedt.
* **Klembevestiging:** Dit moderne montagesysteem maakt het mogelijk scharnieren zonder gereedschap te monteren.
> **Tip:** De klembevestiging biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van logistiek, verwerking en gebruiksgemak bij de klant.
**Voordelen van de klembevestiging:**
* **Logistiek:** Deuren kunnen voorgeboord worden en zijn direct klaar voor montage. Platte stapeling vermindert opslagruimte en verpakkingsmateriaal, wat leidt tot efficiënter en milieuvriendelijker transport.
* **Verwerking:** Platte, verpakte deuren zijn minder kwetsbaar voor beschadigingen, wat klachten en reparatiekosten reduceert.
* **Bij de klant:** Geen speciaal gereedschap nodig voor montage; voor demontage is slechts een schroevendraaier vereist. Dit verhoogt het gebruiksgemak en vergemakkelijkt recycling.
* **Milieu:** Scharnieren kunnen eenvoudig en snel uit de deur worden verwijderd, wat recycling bevordert.
---
# Het 32 mm-systeem in de meubelproductie
Dit topic focust op het 32 mm-systeem, een gestandaardiseerd productieprincipe dat efficiëntie en flexibiliteit bevordert in de meubelproductie.
## 2.1 Begrip
Het 32 mm-systeem is ontstaan uit de seriefabricage van metalen bureelmeubelen. Het biedt aanzienlijke voordelen door:
* **Rationalisering in de productie**: Door doorgedreven industrialisatie.
* **Gelijkheid**: Zorgt voor uniformiteit tussen de beslagfabrikant en de meubelmaker.
* **Eenvoudige verwerking en montage**: Vereenvoudigt de omgang met onderdelen.
* **Weinig kans op fouten**: Verlaagt de waarschijnlijkheid van montagefouten.
## 2.2 Toepassingsgebieden
De boringen volgens het 32 mm-systeem kunnen gebruikt worden voor een breed scala aan meubelbeslag en componenten, waaronder:
* Verstelbare legplanken
* Potscharnieren
* Valscharnieren
* Grepen
* Excentrisch verbindingsbeslag
* Ladegeleiders
* Verbindingsschroeven
* Rugwandverbinders
* Sokkelverstellers
* Legplankdragers
## 2.3 Constructieprincipe algemeen
Het kernprincipe van het 32 mm-systeem is gebaseerd op gestandaardiseerde rasterafstanden voor boringen.
### 2.3.1 Rijboringen
* De rijboringen worden verticaal geboord met een onderlinge afstand van 32 mm.
* De boordiameter is standaard 5 mm.
* De hartafstand van de rijboring tot de voorzijde van de plaat is 37 mm.
* De afstand tussen opeenvolgende verticale boringen dient deelbaar te zijn door 32 mm.
* Het is gunstig wanneer de afstand van de achterrand van de zijkant tot de achterste boring ook 37 mm bedraagt.
### 2.3.2 De rastertabel
De rastertabel wordt gebruikt om afstanden en posities te bepalen. De horizontale as geeft de eenheden aan, terwijl de verticale as de tientallen representeert.
### 2.3.3 Berekeningen voor meubelonderdelen
#### 2.3.3.1 Hoogteberekening van het corpus
De totale hoogte van een meubelcorpus wordt berekend met de volgende formule:
$$ HOOGTE = X + (2 \times B) $$
Waarbij:
* $X$ staat voor het aantal 32 mm-rastereenheden, dus $X = n \times 32$.
* $B$ staat voor de afstand van de rand van het plaatmateriaal tot de hartlijn van de boring. Standaard is $B = \frac{1}{2} \times \text{dikte van plaatmateriaal}$. Echter, deze afstand kan afwijken afhankelijk van het gebruikte montagesysteem. Bijvoorbeeld, bij een plaatdikte van 16 mm en een midden van de drevel op 7,5 mm van de plaat, is $B = 8.5$ mm.
#### 2.3.3.2 Zaallengte van de stijlen
Er zijn drie mogelijkheden voor de zaallengte van de stijlen, afhankelijk van de configuratie en het gewenste eindresultaat.
#### 2.3.3.3 Zaagbreedte van de stijlen
De breedte (diepte) van de stijlen wordt berekend met de volgende formule:
$$ DIEPTE = Y + (2 \times 37) $$
Waarbij:
* $Y$ staat voor het aantal 32 mm-rastereenheden, dus $Y = n \times 32$.
* $37$ mm is de standaard boorafstand tot de zijkant van de plaat.
#### 2.3.3.4 Hoogte van de sokkel
De hoogte van de sokkel wordt bepaald door het aantal 32 mm-rastereenheden:
$$ SOKKELHOOGTE = n \times 32 $$
Er zijn twee hoofdtypes sokkels te onderscheiden:
* Geïntegreerde sokkel
* Losse sokkel
## 2.4 Machinale verwerking
De verwerking van het 32 mm-systeem kan op verschillende niveaus van automatisering plaatsvinden:
* **Manuele methode**: Gebruik van een boorlat als hulpmiddel.
* **Semi-industriële methode**: Toepassing van een compacte boormachine.
* **Industriële methode**: Gebruik van een CNC-machine voor geautomatiseerde precisiebewerking.
---
# Gedetailleerde analyse van scharniersystemen
Dit topic behandelt de gedetailleerde analyse van scharniersystemen, met specifieke aandacht voor de positie en draairichting van deuren, de componenten van potscharnieren, en diverse montagetechnieken.
### 3.1 Algemeenheden
#### 3.1.1 Positie van de deur ten opzichte van het corpus
De positie van een deur ten opzichte van de ombouw (corpus) kan op verschillende manieren worden gedefinieerd:
* **Inliggende deur (indek):** De deur valt volledig binnen de omkadering van het corpus.
* **Half opliggende deur (half opdek):** De deur dekt deels een rand van het corpus af.
* **Volledig opliggende deur (opdek):** De deur sluit de gehele opening van het corpus volledig af.
* **Opverliggende deur:** Een specifiek type waarbij de deur (vaak een grotere deur) deels over de rand van het corpus heen valt.
#### 3.1.2 Draairichting van de deur
De draairichting van een deur wordt bepaald vanuit het vooraanzicht:
* **Links draaiend:** Het scharnier is aan de linkerzijde van de deur geplaatst in het vooraanzicht.
* **Rechts draaiend:** Het scharnier is aan de rechterzijde van de deur geplaatst in het vooraanzicht.
Bij meubels met twee deurtjes krijgt, bij het openen, de rechterdeur meestal voorrang.
### 3.2 Potscharnieren
Potscharnieren, oorspronkelijk gebruikt voor buffet- en keukenmeubilair, bieden esthetische voordelen, maken een rationele montage mogelijk, zijn regelbaar en economisch in prijs.
#### 3.2.1 Onderdelen
Een potscharnier bestaat uit meerdere componenten:
##### 3.2.1.1 De pot van het scharnier
Dit is het deel dat in de deur wordt gemonteerd.
* **Materiaal:** Meestal vervaardigd uit gestampt bandstaal.
* **Boringen:**
* Een groot gat met een diameter van 35 mm of 26 mm voor de pot zelf.
* Twee extra kleine gaten met diameters van 8 mm of 10 mm voor bevestiging. De precieze plaatsing van deze gaten kan per fabrikant verschillen.
##### 3.2.1.2 De scharnierarm
Dit verbindt de pot met de montageplaat.
* **Materiaal:** Vervaardigd uit staal.
* **Vormen:** Verkrijgbaar in verschillende vormen, zoals recht, gebogen of diepgebogen, afhankelijk van de vereiste openingshoek en de positie ten opzichte van het corpus.
##### 3.2.1.3 Het zelfsluitmechanisme
Dit mechanisme zorgt ervoor dat de deur zichzelf sluit.
* **Uitvoering:** Vaak onzichtbaar geïntegreerd in het scharnier.
* **Mechanisme:** Voorzien van een gedraaide veer of een bladveer.
* **Sluitpunt:** Sluit de deur doorgaans tot ongeveer 10° tot 15° voordat de deur volledig gesloten is. Bij sommige modellen kan de veerkracht ingesteld worden.
##### 3.2.1.4 De montageplaat
Dit is het deel dat aan het corpus wordt bevestigd en waar de scharnierarm op klikt of wordt geschroefd.
* **Materiaal:** Vervaardigd uit staal.
* **Functie:** Maakt driedimensionale verstelling van de deur mogelijk, voornamelijk in de hoogte.
* **Hoogteverstelling:**
* **Eendelige montageschroeven:** Eenvoudige schroeven voor bevestiging.
* **Tweedelige excentrische schroef (euroschoef):** Een systeem waarbij een excentrische schroef (vaak aangeduid als euroschoef) een precieze hoogteverstelling toelaat.
#### 3.2.2 Montagetechnieken
De montage van potscharnieren vereist specifieke hulpmiddelen en technieken, zowel voor de bevestiging van de montageplaat aan het corpus als voor de bevestiging van de scharnieren aan de deuren.
##### 3.2.2.1 Montagehulpmiddelen voor beslag
Dit zijn de onderdelen die gebruikt worden om het beslag (montageplaten, scharnieren) te bevestigen.
* **Spaanplaatschroeven:**
* **Afmeting:** Vernikkelde schroeven van 3,5 mm doorsnee.
* **Toepassing:** Gangbaar voor het bevestigen van montageplaten of scharnieren, vaak in combinatie met voorgeboorde gaten.
* **Euroschroef of Systeemschroef:**
* **Afmeting:** Vernikkelde schroef van 6 mm doorsnee.
* **Toepassing:** Specifiek ontworpen voor het 32 mm-systeem en wordt vaak gebruikt in combinatie met excentrische verbindingsbeslagen en montageplaten.
* **Persdrevels:**
* **Materiaal:** Kunststof.
* **Diameter:** 8 mm of 10 mm.
* **Toepassing:** Worden in de gaten van het corpus (rijboringen) gedrukt om de montageplaat te fixeren.
* **Spreidrevel:**
* **Materiaal:** Kunststof of metaal.
* **Toepassing:** Vergelijkbaar met persdrevels, maar de spreidende werking zorgt voor een stevigere fixatie in het gat.
##### 3.2.2.2 Bevestiging van de montageplaten
De montageplaten worden op verschillende manieren aan het corpus bevestigd:
* **Schroefbevestiging:**
* **Methode:** Bevestiging met spaanplaatschroeven.
* **Kenmerk:** Directe schroefverbinding in het plaatmateriaal.
* **Euroschroef of Spreidrevelschroef:**
* **Toepassing:** Specifiek ontworpen voor gebruik in combinatie met de rijboringen van het 32 mm-systeem. De euroschroef grijpt in een excentrisch element dat in het corpus is geplaatst.
* **Drevelverbinding verwerken:**
* **Toepassing:** Deze methode wordt voornamelijk toegepast bij machinale verwerking, waarbij drevels (houten of kunststof pennen) en lijm worden gebruikt om de montageplaat stevig te verankeren.
##### 3.2.2.3 Bevestiging van de scharnieren aan de deuren
De scharnieren zelf worden op verschillende manieren aan de deur bevestigd:
* **Schroefbevestiging:**
* **Methode:** Bevestiging met twee spaanplaatschroeven direct in de deuropening voor de pot.
* **Aandachtspunt:** Er bestaat een kans op schuin monteren van de scharnieren, wat de werking kan beïnvloeden.
* **Drevelbevestiging:**
* **Methode:** Machinale montage waarbij de scharnierpot met drevels in de deuropening wordt geperst. Dit garandeert een nauwkeurige en stabiele montage.
* **Snelbevestiging (Clip-on):**
* **Methode:** Een combinatie van schroef- en drevelbevestiging, waarbij het scharnier in de pot klikt of wordt geklemd nadat de pot met schroeven is bevestigd. Dit maakt de montage sneller en eenvoudiger.
* **Klembevestiging:**
* **Methode:** Montage van het scharnier aan de deur zonder het gebruik van gereedschap. De scharnierpot wordt direct in de reeds aanwezige uitsparing in de deur geklemd.
* **Voordelen:**
* **Comfort:** Ergonomisch en gebruiksvriendelijk.
* **Logistiek:** Deuren kunnen voorgeboord worden en zijn direct gereed voor inbouw. Elementen kunnen plat op elkaar gestapeld worden, wat ruimte bespaart tijdens transport en opslag.
* **Transport:** Minder verpakkingsmateriaal, zuinig en milieuvriendelijker.
* **Verwerking:** Plat ingepakte deuren zijn minder kwetsbaar voor schade, wat reclamaties reduceert.
* **Gebruiker:** Geen gereedschap nodig voor montage bij de klant (enkel voor demontage).
* **Milieu:** Het scharnier kan makkelijk en snel worden verwijderd voor recycling.
> **Tip:** Bij het monteren van scharnieren is het cruciaal om de juiste schroeven en bevestigingsmethoden te gebruiken die passen bij het plaatmateriaal en het type beslag om schade te voorkomen en een langdurige stabiliteit te garanderen.
> **Tip:** De 32 mm-systeemboringen bieden een uniforme basis voor diverse beslagen, inclusief potscharnieren, wat de modulariteit en efficiëntie in de meubelproductie bevordert. De afstand van 37 mm tot de voorzijde voor de boorpositie is een standaard die veel toepassingen mogelijk maakt.
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Meubelbeslag | Hardware die wordt gebruikt in meubels om functionaliteit, montage en esthetiek te verbeteren, zoals scharnieren, grepen en ladegeleiders. |
| Scharniersysteem | Een mechanisme dat twee objecten met elkaar verbindt, waardoor het ene object ten opzichte van het andere kan draaien. In meubels worden ze voornamelijk gebruikt voor deuren. |
| Schuifladesysteem | Een mechanisme dat het mogelijk maakt om lades soepel te openen en te sluiten, bestaande uit geleiders en soms rollen of kogellagers. |
| Verbindingsbeslag | Diverse onderdelen gebruikt om meubelpanelen met elkaar te verbinden, zoals schroeven, excentrische verbindingen en rugwandverbinders, voor een stevige en soms demonteerbare constructie. |
| Potscharnier | Een type scharnier dat in een uitgeboorde opening (pot) in het meubelpaneel wordt gemonteerd, waardoor het grotendeels onzichtbaar is vanuit de buitenkant van het meubel. |
| 32 mm-systeem | Een modulair raster- en boorsysteem in de meubelindustrie, gebaseerd op een standaardafstand van 32 mm tussen perforaties, wat efficiënte productie en montage mogelijk maakt. |
| Rijboring | Een reeks opeenvolgende gaten, meestal verticaal geboord met een vaste tussenafstand (vaak 32 mm), gebruikt voor de bevestiging van diverse beslagonderdelen. |
| Corpusonderdelen | De principale panelen of delen waaruit een meubelkorpus is opgebouwd, zoals zijpanelen, bodem en achterwand. |
| Zaaglengte | De afmeting van een paneel of stijl gemeten langs de langste zijde, na het zagen tot de gewenste maat. |
| Zaagbreedte | De afmeting van een paneel of stijl gemeten langs de kortste zijde, na het zagen tot de gewenste maat. |
| Sokkel | Het onderste deel van een meubelstuk, vaak gebruikt om het meubel van de vloer te scheiden en soms voorzien van verstelbare poten. |
| Machinale verwerking | Het bewerken van materialen met behulp van machines, zoals boren, zagen of frezen, voor precisie en efficiëntie in de productie. |
| CNC-machine | Computer Numerical Control machine; een computergestuurde machine die met grote precisie werkstukken kan bewerken door middel van geautomatiseerde bewegingen. |
| Inliggende deur | Een deur die volledig binnen de opening van het meubel valt en niet uitsteekt aan de voorzijde. |
| Opliggende deur | Een deur die deels of volledig over de rand van het meubel valt, waardoor deze aan de voorzijde zichtbaar is. |
| Scharnierarm | Het deel van een scharnier dat de verbinding vormt tussen de pot (of montageplaat) en de deur, en de beweging mogelijk maakt. |
| Zelfsluitmechanisme | Een ingebouwd mechanisme in een scharnier dat ervoor zorgt dat de deur automatisch sluit bij het bereiken van een bepaalde openingshoek. |
| Montageplaat | Een bevestigingsonderdeel aan de zijkant van het meubel, waaraan het scharnier wordt bevestigd en dat vaak hoogteverstelling van de deur toelaat. |
| Spaanplaatschroef | Een schroef met een scherpe punt en een grove draad, speciaal ontworpen voor het bevestigen in spaanplaat of vergelijkbare plaatmateriaal. |
| Euroschroef | Een veelgebruikte schroef in de meubelindustrie, vaak met een cilindrische kop, die gebruikt wordt voor de verbinding van diverse beslagen, inclusief het 32 mm-systeem. |
| Persdrevel | Een cilindrische pen, meestal van kunststof of metaal, die in voorgeboorde gaten wordt geperst om onderdelen te verbinden, vaak gebruikt in combinatie met schroeven. |
| Klembevestiging | Een montagemethode voor scharnieren waarbij geen gereedschap nodig is om het scharnier aan de deur of montageplaat te bevestigen, wat de montage aanzienlijk vereenvoudigt. |
Cover
PRODUCTIETECH_H1_SAMENVATTING (pdf)-merged.pdf
Summary
## 1. Inleiding tot Industriële Productietechnologie
### 1.1 Duurzaamheid en Maatschappelijk Verantwoord Ondernemen
Duurzame ontwikkeling, zoals gedefinieerd door Gro Harlem Bründtland, streeft ernaar te voldoen aan de behoeften van de huidige generatie zonder de kansen van toekomstige generaties te ondermijnen. Dit wordt vaak gevat onder maatschappelijk verantwoord ondernemen, gebaseerd op drie pijlers: 'People' (sociaal-maatschappelijk), 'Planet' (ecologisch) en 'Profit' (economisch, ook wel 'Prosperity' genoemd). De huidige focus ligt op een heruitvinding van processen met minimale druk op het leefmilieu, zowel aan de input- als aan de outputzijde. De Verenigde Naties stellen zeventien duurzaamheidsdoelstellingen (SDG's) voorop [1](#page=1).
### 1.2 Innovatie en Nieuw Industrieel Beleid
Innovatie is een cruciale marketingeigenschap die de competitiviteit verhoogt en vereist onderzoek en ontwikkeling (R&D). Een nieuw industrieel beleid richt zich op vier pijlers voor een sterke economie [1](#page=1):
1. Energiezuinigheid en hernieuwbare energiebronnen.
2. Duurzaam beheer van grondstoffen.
3. Exploratie van internationale afzetmarkten en mondiaal denken.
4. Inzet op innovatieve technologie [1](#page=1).
### 1.3 Omschrijving en Situering van Productietechnologie
Productietechnologie definieert men als de systematische toepassing van wetenschappelijke kennis en inzichten om de behoeften en verlangens van een maatschappij te voorzien in de vorm van goederen en diensten. Productie speelt in op maatschappelijke behoeften, waarbij technologie de oplossing biedt door wetenschap te vertalen in concrete toepassingen. Een product is alles wat tegen een bepaalde prijs op de markt gebracht kan worden om aan een maatschappelijke behoefte te voldoen [1](#page=1).
* **Goederen:** Tastbare zaken, onderverdeeld in kapitaalgoederen (door bedrijven gebruikt voor productie, bv. machines) en consumptiegoederen (door consumenten gekocht) [1](#page=1).
* **Diensten:** Niet-tastbare zaken, zoals onderwijs of veiligheid [1](#page=1).
Technologisch gezien omvat productietechnologie de omzetting van startmateriaal in meer verwerkte producten door mechanische, fysische of chemische processen, waarbij vaak bijproducten en afval ontstaan. Economisch gezien gaat het om het creëren van toegevoegde waarde, waarbij de marktwaarde van het product gedurende het proces stijgt [2](#page=2).
#### Sectoren van Economische Activiteit:
1. **Primaire sector (agrarisch):** Levert grondstoffen en voedsel (bv. landbouw, visserij) [2](#page=2).
2. **Secundaire sector (industrieel):** Converteert grondstoffen naar goederen (bv. fabrieken) [2](#page=2).
3. **Tertiaire sector:** Commerciële dienstensector [2](#page=2).
4. **Quaternaire sector:** Niet-commerciële diensten (bv. onderwijs, door overheid gesubsidieerd) [2](#page=2).
De NACE (Nomenclature Statistique des Activités Économiques dans la Communauté Européenne) classificatie orden de economische activiteiten binnen de EU, met een hiërarchische indeling in secties, afdelingen, groepen en klassen. Wereldwijd wordt dit overkoepeld door ISIC (International Standard Industrial Classification) [2](#page=2).
### 1.4 Historische Context van Productietechnologie
De ontwikkeling van productietechnologie kent verschillende industriële revoluties:
* **1e Industriële Revolutie (ca. 1780):** De uitvinding van de stoommachine door James Watt markeerde het begin van industrieel produceren en de opkomst van de mechanische industrie, als vervanging van ambachtelijk produceren. Dit leidde tot een capaciteitsverhoging door de organisatie van productie en machines [3](#page=3).
* **2e Industriële Revolutie (eind 19e - begin 20e eeuw):** Gekenmerkt door elektrificatie, de verbrandingsmotor, de vervanging van ijzer door staal en de opkomst van aardolie en stoomturbines, wat massaproductie mogelijk maakte [3](#page=3).
* **3e Industriële Revolutie (vanaf 1970):** De opkomst van de computer en automatisering, gekoppeld aan revoluties in ruimtevaart, micro-elektronica en informatietechnologie, faciliterde globalisering en schaalvoordelen [3](#page=3).
* **4e Industriële Revolutie (Industrie 4.0, 2000 - heden):** Digitale verbinding van fabrieken, machines en producten, resulterend in de 'smart factory' [3](#page=3).
Verder is er een enorme toename in de nauwkeurigheid van productiebewerkingen en materiaalbehandelingen, wat leidt tot miniaturisatie. Microtechnologie (tot 100 µm schaal) en nanotechnologie (tot 100 nm schaal) zijn hier voorbeelden van. Biotechnologie, met toepassingen in landbouw, geneeskunde en industrie (witte biotech), is eveneens een opkomende studie [3](#page=3).
## 2. Produceren in een Industriële Omgeving
### 2.1 Productontwikkeling
Productontwikkeling omvat zowel de productieplanning als het productontwerp [4](#page=4).
* **Productplanning:** Identificeert maatschappelijke behoeften (marketingtaak), bepaalt marktintroductiemomenten, producteigenschappen, verwachte aantallen en doelprijsstellingen [4](#page=4).
* **Productieontwerp:** Vormgeeft het idee met gedetailleerde ontwerpen (afmetingen, vorm, materiaal), technische tekeningen en computermodellen, rekening houdend met de benodigde technologische processen [4](#page=4).
Het **programma van eisen** verzamelt alle stakeholdersverwachtingen en randvoorwaarden, vaak tegenstrijdig, en vereist het opstellen van een relatieschema tussen functies, materialen en processen [4](#page=4).
#### Productlevenscyclus en Duurzaamheid
Bij productontwikkeling moet rekening gehouden worden met de gehele productlevenscyclus, inclusief afvalverwerking (Design for Reuse/Recycling) en grondstoffenrecuperatie [4](#page=4).
* **Technologisch:** Levenscyclusanalyse (LCA) evalueert materiaal- en energiestromen van begin tot einde. Het ideaal is 'cradle to cradle' of kringloopeconomie, waar 'waste = food' [4](#page=4) [5](#page=5).
* **Economisch:** De productlevenscyclus kent vier fasen: ontwikkeling (monopolie), groei (eerste concurrenten), maturiteit (maximalisatie verkoop, standaardisatie, prijsconcurrentie) en vermindering (marktverzadiging, product uit markt gehaald) [5](#page=5).
Er is een balans nodig tussen technologische haalbaarheid en economische levensvatbaarheid [5](#page=5).
### 2.2 Productie Technologisch Bekeken
Productieprocessen zijn reeksen gebeurtenissen die ingangsproducten omzetten in gewenste uitgangsproducten met toegevoegde waarde. Men onderscheidt natuurlijke en technische productieprocessen [5](#page=5).
#### Soorten Productieprocessen:
1. **Stuksproductie:** Productie per stuk, hoge kostprijs, klantgericht, unieke specificaties, arbeidsintensief [6](#page=6).
2. **Serieproductie:** Productie van meerdere eenheden, goedkopere machines voor grotere aantallen, minder klant-specifiek (met uitzondering van mass-customization) [6](#page=6).
3. **Flowproductie/Continue productie:** Stopt zelden, bulkproducten, enorme volumes, grote initiële investering, lage arbeidskosten, lage kostprijs [6](#page=6).
**Eenheidsprocessen** vormen de technologische basis van productieprocessen. Procestechnologie bestudeert en optimaliseert deze. Opdeling in [6](#page=6):
* **Mechanische bewerkingen:** Veranderen vorm en afmeting zonder het wezen van de stof te veranderen [6](#page=6).
* **Fysische bewerkingen:** Veranderen toestand en eigenschappen (bv. temperatuur, aggregatietoestand) [6](#page=6).
* **(Bio)chemische bewerkingen:** Veranderen chemische samenstelling via reacties in een reactor [6](#page=6).
**Procesontwikkeling** omvat verschillende schalen: laboschaal (parameterstudie, rendementoptimalisatie) pilotschaal, proeffabriek en productiefabriek. Processen worden voorgesteld via blokschema's, stromingsschema's (PID) en materiaal- en energiebalansen [7](#page=7).
### 2.3 Productie Economisch Bekeken
De kostprijs is cruciaal voor competitiviteit. De productieprijs van een onderdeel bestaat uit [8](#page=8):
1. **Uitvoeringskosten (KU):** Kosten per geproduceerd exemplaar (directe arbeid, machinekosten) [8](#page=8).
2. **Kosten voor herhaalopdracht (KHO):** Voorbereidende kosten per fabricageserie (bv. inrichting, administratieve werkvoorbereiding) [8](#page=8).
3. **Voorbereidingskosten (KVB):** Productgebonden kosten per totaalserie (bv. technische werkvoorbereiding, productgebonden uitrusting) [8](#page=8).
4. **Overheadskosten (FOF):** Indirecte kosten van ondersteunende afdelingen [8](#page=8).
De productieprijs van een onderdeel uit serie i is:
$$ K_{FI,i} = \frac{K_{U,i} + K_{HO,i}}{x_i} + \frac{K_{VB,i}}{y_i} \times F_{FOF} $$
Voor geassembleerde producten komen hier de kosten van de onderdelen en assemblagekosten bij [8](#page=8).
De totale verkoopprijs ($K_V$) is:
$$ K_V = K_{FI} \times F_{FOB} \times F_{FOV} $$
Hierbij komen bedrijfsoverheadkosten ($F_{FOB}$) en verkoopoverheadkosten ($F_{FOV}$). Winst wordt gerealiseerd door een winstfactor ($F_W$) toe te passen [9](#page=9).
Kosten worden voor 80% bepaald in de productontwikkelingsfase [8](#page=8).
### 2.4 Productie Organisatorisch Bekeken
Een productiesysteem is een complex van mensen en middelen gericht op het voortbrengen van producten [9](#page=9).
#### Classificatie van Productiesystemen:
1. **Klantordergestuurd:** Gebaseerd op het Klantenorder OntkoppelPunt (KOOP) [10](#page=10).
2. **Seriegrootte:** Massaproductie, serieproductie, enkelstuks/projectproductie [10](#page=10).
3. **Plaats in bedrijfskolom:** Basis-, omzettings-, fabricage- en assemblagesystemen [10](#page=10).
4. **Inrichting productieafdelingen:** Lijnstructuur (massaproductie), departementale/afdelingsstructuur (serieproductie), celstructuur (serieproductie) [10](#page=10).
#### Goederenstroombesturing:
* **Voorraadgestuurd systeem:** Reagerend op waargenomen verbruik, decentraal [11](#page=11).
* **Programmagestuurd systeem (MRP):** Voorspellend, centraal [11](#page=11).
#### Organisatorische Indelingen:
* **Hiërarchisch:** Lijnorganisatie, lijn-staf, functioneel, matrixorganisatie [11](#page=11).
* **Opbouw productiestructuur:** Productgericht, procesgericht, geografisch, platte organisatie, lean production [12](#page=12).
#### Rol van de Ingenieur:
* **Ontwerpingenieurs:** Selecteren materialen en processen [12](#page=12).
* **Procesingenieurs:** Coördineren en organiseren processen en apparatuur [12](#page=12).
* **Materiaalingenieurs:** Ontwikkelen nieuwe materialen [12](#page=12).
### 2.5 Productkwaliteit
Kwaliteit is de mate waarin een product voldoet aan het gestelde doel of de klantverwachtingen. Integrale kwaliteitszorg door alle productie- en kwaliteitsborgingsstappen [12](#page=12).
#### Vuistregels voor Kwaliteit:
1. Elke werknemer is verantwoordelijk voor zijn eigen werk (responsabilisering) [13](#page=13).
2. Kwaliteitscriteria moeten duidelijk zijn [13](#page=13).
3. Traceerbaarheid van elke stap [13](#page=13).
**Kwaliteitsmanagers** borgen de kwaliteit en stellen kwaliteitshandboeken op. **Accreditatie** (bv. ISO-normen) en **audits** door organisaties zoals BELAC garanderen naleving van normen. ISO-normen vereisen schriftelijke procedures, naleving ervan en registratie van handelingen. Kwaliteitssystemen leiden uiteindelijk tot kostenbesparing [13](#page=13).
### 2.6 Criteria voor Beoordeling Productiesysteem
1. **Productiekosten:** Inclusief eenmalige, herhaal- en uitvoeringskosten; afhankelijk van seriegrootte-effect [13](#page=13).
2. **Productiesnelheid:** Hoge snelheid leidt tot lage repetitieve kosten, vaak geautomatiseerd [13](#page=13).
3. **Flexibiliteit:** Aanpassingsvermogen aan nieuwe producten/aantallen [13](#page=13).
4. **Kwaliteit:** Producteigenschappen, prijs, levertijd, service; bepaald door nauwkeurigheid en grondstoffen. Uitvalsfractie (u) bepaalt rendement ($1-u$) [13](#page=13).
5. **Milieueffecten:** Voorkomen van schadelijke stoffen en effecten, beperking ervan. Ontwerp heeft grootste invloed. MET-factoren (Materiaal, Energie, Toxiciteit) zijn belangrijk [14](#page=14).
#### Marktkenmerken:
* Wereldmarkt, overcapaciteit, veeleisende klanten [14](#page=14).
* Hoge productcomplexiteit, veel varianten, korte levenscycli, druk op kosten [14](#page=14).
### 2.7 Het Industrielandschap in België
Ongeveer 25% van België is geïndustrialiseerd, met de metaal-, chemie- en levensmiddelenindustrie als belangrijkste sectoren qua toegevoegde waarde. Industriële kernen zijn onder andere Antwerpen (chemie), Brussel (consumptiegoederen), Gent (mix), en traditionele zware industrie in Wallonië (Charleroi, Luik). Industrieparken bevinden zich vaak aan transportknooppunten en aan de rand van steden [14](#page=14).
#### Huidige Tendensen in België:
* **Deïndustrialisering (tertiarisering):** Overdracht van activiteiten naar de dienstensector, gedreven door verhoogde vraag naar diensten en hogere productiviteitswinsten en concurrentie in de industrie [15](#page=15).
* **Globalisering:** Door technologische vooruitgang, lagere transportkosten en informatie-uitwisseling, wat leidt tot mondiale concurrentie, productiviteitswinsten en een breder, goedkoper productengamma [15](#page=15).
De Belgische industrie scoort gemiddeld binnen de EU, maar kent een overwicht aan chemie, relatieve afwezigheid in technologisch gerichte producten, specialisatie in halffabricaten en hogere energieafhankelijkheid [15](#page=15).
## 3. Materie en Grondstoffen
### 3.1 Structuur van Materie
Materie is alles wat massa en volume heeft. Een materiaal is verwerkte materie. Kennis van de structuur van materie is essentieel om grondstoffen en materialen in te zetten en hun eigenschappen te begrijpen. Stoffen bestaan uit atomen, die zich binden via chemische bindingen. Stoffen worden geclassificeerd als anorganisch en organisch. Elementen zijn zuivere stoffen die niet ontbonden kunnen worden. Zuivere stoffen hebben een vaste chemische samenstelling. Mengsels kunnen heterogeen (zichtbaar opgebouwd) of homogeen (niet zichtbaar opgebouwd) zijn [16](#page=16).
### 3.2 Opbouw van het Atoom
Een atoom bestaat uit een kern (protonen, neutronen) en een elektronenwolk (elektronen) [17](#page=17).
* Atoomnummer ($Z$) = #protonen = #elektronen [17](#page=17).
* Massagetal ($A$) = #protonen + #neutronen [17](#page=17).
* Isotopen zijn atomen met hetzelfde atoomnummer maar verschillende neutronenaantallen [17](#page=17).
Massa van protonen en neutronen is vergelijkbaar en significant groter dan die van elektronen. Het **massadefect** leidt tot de vrijgave van intra-atomaire bindingsenergie ($E=mc^2$) [17](#page=17).
#### Atoommodel van Bohr en Kwantummechanica
Bohr's model beschrijft elektronen in concentrische schillen rond de kern. Chemisch gedrag wordt bepaald door valentie-elektronen op de buitenste schil. De kwantummechanica beschrijft elektronen als golven en deeltjes, waarbij orbitalen de ruimte rond de kern voorstellen met de hoogste waarschijnlijkheid op aanwezigheid van een elektron [18](#page=18).
#### Atoombindingen en Moleculen
Atoombindingen, zoals ionbindingen (overdracht van elektronen) en covalente bindingen (delen van elektronenparen), ontstaan wanneer atomen streven naar een stabiele elektronenconfiguratie (edelgasconfiguratie). Covalente bindingen kunnen sigma ($\sigma$, lineaire overlap) of pi ($\pi$, zijdelingse overlap van p-orbitalen) zijn. **Hybridisatie** (bv. $sp^3$, $sp^2$, $sp$) verklaart moleculaire geometrie en bindingshoeken [19](#page=19) [20](#page=20) [21](#page=21).
* **Ionbinding:** Tussen metalen en niet-metalen door elektrostatische aantrekking van ionen [20](#page=20).
* **Covalente binding:** Tussen niet-metalen en metalloïden [20](#page=20).
* **Metaalbinding:** Valentie-elektronen vormen een 'elektronengas' dat metalen bindt [22](#page=22).
Bindingslengte en -sterkte zijn cruciaal voor materiaaleigenschappen [22](#page=22).
### 3.3 Elektronegativiteit en Intermoleculaire Krachten
**Elektronegativiteit** beschrijft de mate waarin een atoom gedeelde elektronen naar zich toetrekt, wat leidt tot polaire covalente bindingen bij een verschil in elektronegativiteit ($\Delta EN$) [23](#page=23).
**Intermoleculaire krachten** (secundaire krachten) treden op tussen moleculen:
1. **Dipool-dipoolkrachten (Keesom):** Tussen permanente dipolen [23](#page=23).
2. **Dipool-geïnduceerde dipoolkrachten (Debye):** Tussen een dipool en een geïnduceerde dipool [23](#page=23).
3. **Geïnduceerde dipool-geïnduceerde dipoolkrachten (London):** Tussen geïnduceerde dipolen [23](#page=23).
4. **Waterstofbruggen:** Een sterkere vorm van dipool-dipoolkrachten, essentieel in o.a. water [24](#page=24).
Deze krachten beïnvloeden fysische eigenschappen zoals smelt- en kookpunt ('like dissolves like') [23](#page=23).
### 3.4 Aggregatietoestanden
De aggregatietoestand (gas, vloeistof, vast) wordt bepaald door de balans tussen kinetische energie van moleculen en intermoleculaire aantrekkingskrachten [24](#page=24).
* **Gassen:** Kinetische energie overheerst, intermoleculaire krachten verwaarloosbaar (Ideale gaswet: $PV=nRT$) [25](#page=25).
* **Vloeistoffen:** Balans tussen kinetische en intermoleculaire krachten; beperkte samendrukbaarheid [25](#page=25).
* **Vaste stoffen:** Intermoleculaire krachten domineren; deeltjes in een geordend patroon (kristallijn) of wanordelijk (amorf) [26](#page=26).
Faseovergangen (smelten, koken, sublimeren) vereisen energie. Toestandsdiagrammen geven de fase afhankelijk van temperatuur en druk weer [28](#page=28).
### 3.5 Industriële Grondstoffen
Primaire grondstoffen komen uit de natuur en worden ingezet voor productie of energie. Ze kunnen afkomstig zijn uit de atmosfeer, hydrosfeer, biomassa, natuurlijke energie-flows, of delfstoffen uit de aardkorst [30](#page=30).
#### Soorten Delfstoffen:
1. **Magmatische/Stollingsgesteenten:** Ontstaan uit stolling van magma (bv. basalt, graniet) [30](#page=30).
2. **Sedimentaire gesteenten:** Ontstaan door erosie, transport en afzetting (bv. zandsteen, kalksteen) [31](#page=31).
3. **Metamorfe gesteenten:** Herkristallisatie onder hoge temperatuur/druk (bv. leisteen, marmer) [31](#page=31).
Mineralen zijn de chemische bestanddelen van gesteenten. Silicon en zuurstof zijn de meest voorkomende elementen in de aardkorst [31](#page=31).
#### Ontginning en Relevantie:
Delfstoffen worden ontgonnen via dagbouw, schachtbouw of aanboring. Economische relevantie is groot voor industrie en landbouw. **Kritieke grondstoffen** zijn die met hoge economische waarde en tegelijkertijd een hoog aanbodrisico [32](#page=32).
## 4. Energie
### 4.1 Energieketen en Kwantificatie
Energie is het vermogen om veranderingen te veroorzaken of arbeid te leveren. De energieketen omvat ontginning van primaire bronnen, conversie/distributie en eindconsumptie. Energie wordt gemeten in Joule (J), vermogen in Watt (W = J/s). Veelgebruikte eenheden zijn kWh, MJ, GJ, TJ [34](#page=34).
#### Wetten van de Thermodynamica:
* **Eerste wet (behoud van energie):** Energie kan niet gecreëerd of vernietigd worden, enkel omgezet. Perpetuum mobile van de eerste soort is onmogelijk [35](#page=35).
* **Tweede wet:** Spontane processen streven naar minimale vrije energie en maximale entropie (wanorde); energiekwaliteit neemt af (exergie). Perpetuum mobile van de tweede soort is onmogelijk [35](#page=35).
### 4.2 Primaire Energiebronnen
Primaire energiebronnen worden onderscheiden in fossiele brandstoffen (niet-hernieuwbaar) en nucleaire/hernieuwbare bronnen. Fossiele brandstoffen (aardolie, aardgas, steenkool) zijn gevormd uit organisch materiaal onder hoge druk en temperatuur [36](#page=36).
#### Fossiele Brandstoffen:
* **Aardolie:** Mengsel van koolwaterstoffen ($C_xH_y$ met $5 \le x \le 50$). Winning gebeurt via primaire, secundaire en tertiaire methoden [36](#page=36).
* **Aardgas:** Lichtere koolwaterstoffractie, voornamelijk methaan ($CH_4$). Schoner dan steenkool of aardolie qua emissies. Transport/opslag: CNG, LNG [37](#page=37).
* **Steenkool:** Afzettingen van plantenresten, geclassificeerd op basis van koolstofgehalte en hardheid (veen, bruinkool, steenkool, grafiet). Goedkoopste, maar meest vervuilende fossiele brandstof [37](#page=37).
#### Nucleaire Energiebronnen:
Gebruiken intra-atomaire bindingen, wat een veel hogere energieopbrengst per massa-eenheid geeft dan fossiele brandstoffen [38](#page=38).
* **Kernsplijting (Fissie):** Zware atoomkernen splitsen in lichtere met energieverlies (massadefect). $E=mc^2$ [39](#page=39).
* $ ^{235}\text{U} $ absorbeert een neutron, splijt in lichtere kernen en neutronen, met energie-afgifte en potentiële kettingreactie [39](#page=39).
* Moderators remmen snelle neutronen af tot thermische neutronen voor effectieve splijting [39](#page=39).
* Uraniumverrijking verhoogt de concentratie $ ^{235}\text{U} $ [39](#page=39).
* **Kernfusie:** Twee lichte kernen smelten samen tot een zwaardere kern, met energieverlies. Vereist extreem hoge temperaturen en drukken (bv. in de zon). Potentieel veelbelovend vanwege brandstofbeschikbaarheid en minder radioactief afval [40](#page=40).
#### Hernieuwbare Energiebronnen:
Productiesnelheid is gelijk aan of groter dan de consumptiesnelheid [42](#page=42).
* **Zonnestraling:** Energie van de zon, deels gereflecteerd (albedo), deels geabsorbeerd. Kan omgezet worden in warmte (zonneboilers) of elektriciteit (zonnecellen) [42](#page=42) [43](#page=43).
* **Windenergie:** Ontstaat door zonne-energie en luchtstromingen; vermogendensiteit ($P$) is evenredig met de derde macht van de windsnelheid ($v^3$) [43](#page=43).
* **Biomassa:** Organische grondstoffen van plantaardige of dierlijke oorsprong, omgezet via fotosynthese. Efficiëntie is laag (ca. 1%) [44](#page=44).
* **Waterkracht:** Omzetting van potentiële energie naar kinetische energie via turbines en generatoren [45](#page=45).
* **Geo(thermische) energie:** Warmte uit de aardbodem, gebruikt voor verwarming (ondiepe systemen) of elektriciteitsproductie (diepe systemen). Warmtepompen spelen een cruciale rol [47](#page=47).
### 4.3 Energieconversie
Omzetting van primaire energiebronnen in energiedragers (bv. brandstoffen, elektriciteit) [48](#page=48).
#### Van Aardolie tot Brandstoffen:
**Raffinage** scheidt ruwe aardolie via destillatie, conversie (kraken, reforming, alkylatie) en chemische nabehandeling in bruikbare fracties zoals LPG, nafta, benzine, kerosine, diesel, smeeroliën en stookolie. **Destillatie** scheidt componenten op basis van hun kookpunten [48](#page=48).
#### Van Biomassa tot Biobrandstoffen:
Biomassa kan omgezet worden in biobrandstoffen via thermochemische (vergassing, pyrolyse), biologische (fermentatie) of fysisch-chemische processen [49](#page=49).
* **Bio-ethanol:** Geproduceerd uit suikerhoudende biomassa via fermentatie en destillatie [50](#page=50).
* **Biodiesel:** Geproduceerd uit oliehoudende biomassa via transesterificatie [50](#page=50).
Biobrandstoffen worden als CO2-neutraal beschouwd in theorie, maar praktijk toont emissies bij productie [51](#page=51).
#### Elektriciteitsproductie:
* **Thermische centrales:** Verbranden fossiele brandstoffen om stoom te produceren die turbines aandrijft [55](#page=55).
* **STEG-centrales (Stoom- en Gasturbine):** Combineren gas- en stoomturbines voor hogere efficiëntie [55](#page=55).
* **Warmtekrachtkoppeling (WKK):** Produceert gelijktijdig elektriciteit en warmte [56](#page=56).
* **Kerncentrales:** Gebruiken kernsplijting om stoom te produceren [56](#page=56).
* **Fotovoltaïsche systemen:** Zonnecellen zetten licht direct om in elektriciteit [57](#page=57).
* **Windturbines:** Vangen windenergie om via generatoren elektriciteit op te wekken [58](#page=58).
* **Brandstofcellen:** Zetten chemische energie direct om in elektrische energie via elektrochemische reacties. Waterstof-zuurstof brandstofcellen produceren water als bijproduct [59](#page=59) [60](#page=60).
## 5. Eenheidsprocessen in de Productietechnologie
Eenheidsprocessen zijn de fundamentele bouwstenen van industriële processen, gebaseerd op fysische transportverschijnselen [63](#page=63).
### 5.1 Fysische Transportverschijnselen
De drie basistransportverschijnselen zijn:
1. **Stroming (Momentumtransfer):** Verplaatsing van fluïda door drukverschil ($\Delta P$). Het Reynolds-getal (Re) bepaalt of stroming laminaire of turbulent is [64](#page=64).
2. **Warmtetransfer:** Verplaatsing van thermische energie door temperatuurverschil ($\Delta T$), via conductie, convectie of straling. Flux is de hoeveelheid per oppervlakte per tijdseenheid [64](#page=64).
3. **Massatransfer:** Verplaatsing van moleculen door concentratieverschil ($\Delta C$) [64](#page=64).
#### Stroming
Het Reynolds-getal ($Re = \frac{\rho V L}{\eta}$) bepaalt het type stroming: laminaire ($Re < 2000$), overgangsgebied ($2000 < Re < 4000$), of turbulente ($Re > 4000$) [64](#page=64).
#### Warmtetransfer
* **Conductie (geleiding):** Energieoverdracht via trillingen en botsingen (bv. in vaste stoffen) [70](#page=70).
* **Convectie:** Energieoverdracht door verplaatsing van fluïdum (bv. warme lucht stijgt) [71](#page=71).
* **Straling:** Energieoverdracht via elektromagnetische golven (bv. zonnewarmte) [71](#page=71).
De globale warmtedoorgangscoëfficiënt ($K$) bepaalt de totale warmteoverdracht en is afhankelijk van de individuele weerstanden in het proces [71](#page=71).
#### Mengprocessen:
Mengen voegt stoffen samen om homogeniteit te bereiken [74](#page=74).
* **Gassen met gassen:** Vormen altijd homogene mengsels [74](#page=74).
* **Gassen met vloeistoffen:** Vaak voor contactoppervlak, bv. sproeien of bellenkolommen [74](#page=74).
* **Gassen met vaste stoffen:** Fluïdizatie en pneumatisch transport zijn belangrijke technieken [75](#page=75).
* **Vloeistoffen met vloeistoffen:** Menging door roeren, afhankelijk van viscositeit en oplosbaarheid [75](#page=75).
* **Vloeistoffen met vaste stoffen:** Afhankelijk van verhouding en oplosbaarheid (oplossing of suspensie) [76](#page=76).
* **Vaste stoffen met vaste stoffen:** Mengen via transportbanden, silo's, trommelmengers of maalprocessen [76](#page=76).
#### Scheidingsprocessen:
Splitsen van stromen tot gewenste deelstromen of eindproducten, om op te zuiveren of waardevolle stoffen te recupereren. Vereist energie [76](#page=76).
* **Mechanisch-fysische scheiding:** Scheidt heterogene mengsels op basis van deeltjesgrootte (zeven), bevochtigbaarheid (flotatie), magnetische of elektrische eigenschappen [77](#page=77).
* **Filtratie:** Scheidt vaste stoffen uit vloeistoffen/gassen met een barrière (filtermedium). Verschillende typen bestaan, waaronder membraanfiltratie (omgekeerde osmose) en dieptefiltratie [78](#page=78) [79](#page=79).
* **Bezinking (Sedimentatie):** Scheidt deeltjes op basis van dichtheids- en grootteverschillen, gebruikmakend van zwaartekracht of centrifugale kracht [81](#page=81).
* **Centrifugatie en Cyclonen:** Gebruiken centrifugale kracht om scheiding te versnellen. Cyclonen scheiden vaste deeltjes uit gassen of druppels uit gassen [82](#page=82) [83](#page=83).
* **Drogen:** Verwijdert kleine hoeveelheden water door verdamping of sublimatie. Drijvende kracht is het verschil in dampdruk ($\Delta P_S$) en temperatuur ($\Delta T$). Verschillende apparaten bestaan, zoals kamer-, tunnel-, trommel- en sproeidrogers [83](#page=83) [84](#page=84) [85](#page=85).
* **Indamping & Kristallisatie:** Indamping concentreert oplossingen door het verdampen van het oplosmiddel. Kristallisatie vormt vaste kristallijne deeltjes uit een oververzadigde oplossing [86](#page=86) [87](#page=87).
* **Destillatie:** Scheidt vluchtige stoffen op basis van hun kookpunten. Enkelvoudige destillatie is minder efficiënt dan fractionele destillatie, die een scheidingskolom gebruikt voor meerdere evenwichtsstappen [88](#page=88) [89](#page=89).
* **Absorptie en Stripping:** Gas/vloeistof in contact brengen met een solvent om selectief componenten op te nemen (absorptie) of af te geven (stripping). Chemische absorptie versnelt het proces en verhoogt de capaciteit. Apparatuur omvat platenkolommen, gepakte kolommen en sproeikolommen [90](#page=90) [91](#page=91) [92](#page=92).
* **Extractie:** Scheidt componenten uit een vloeistof- of vaste-fase naar een solvent. Vloeistof-vloeistof extractie gebruikt ternaire fasediagrammen; vast-vloeistof extractie omvat percolatie en moving-bed technieken [94](#page=94) [96](#page=96) [97](#page=97).
* **Adsorptie en Desorptie:** Componenten worden selectief aan het oppervlak van een vaste stof gebonden. Sorbentia, zoals actieve kool en silicagel, hebben een groot specifiek oppervlak [100](#page=100) [101](#page=101).
* **Ionenuitwisseling:** Selectieve scheiding van ionen uit een vloeistof met behulp van geladen harsen [100](#page=100).
* **Chromatografie:** Scheidt componenten op basis van verschil in affiniteit voor een stationaire en mobiele fase [100](#page=100).
* **Membraanscheiding:** Scheidt moleculen via membranen op basis van drijvende kracht $\Delta C$ [102](#page=102).
## 6. Productietechnologie in Diverse Industrieën
### 6.1 De Chemische Industrie
De chemische industrie transformeert materiaal- en energiestromen via chemische reacties en eenheidsprocessen. Producten worden ingedeeld naar oorsprong (organisch/anorganisch), productieproces (batch/continu) en markt (basis-/fijnchemicaliën). Innovatie en duurzaamheid zijn cruciaal. België is een belangrijke speler met sectoren als basischemie, parachemie en fijnchemie [104](#page=104) [105](#page=105).
#### Chemische Reacties en Reactorconcepten:
Reactiesnelheid en efficiëntie worden beïnvloed door concentratie, temperatuur, druk en katalysatoren. Reactoren zijn de kern van chemische processen, zowel batch- als doorstroomreactoren [106](#page=106).
#### Petrochemische Industrie:
Verwerkt aardolie tot brandstoffen en grondstoffen voor kunststoffen en andere producten. Raffinage omvat scheiding, conversie (kraken, reforming) en chemische nabehandeling (ontzwaveling, additieven) [107](#page=107).
#### Kunststoffen en Verwerkingstechnologie:
Kunststoffen zijn synthetische polymeren opgebouwd uit monomeren. Ze worden ingedeeld op basis van structuur (lineair, vertakt, vernet, 3D-netwerk) en mechanische eigenschappen (thermoplasten, elastomeren, thermoharders). Verwerkingstechnieken omvatten gieten, persen, sinteren, extruderen, kalanderen, spuitgieten [111-113](#page=111-113) [108](#page=108) [110](#page=110).
#### Farmaceutische Industrie:
Produceert fijnchemicaliën met een hoge toegevoegde waarde. Procesontwikkeling omvat R&D, evaluatie (toxiciteit, fysisch-chemische eigenschappen), klinische tests, opschaling en marktintroductie [115-116](#page=115-116). Het octrooi (patent) beschermt de molecule gedurende 20 jaar. Groene chemie principes zijn belangrijk voor milieuvriendelijke productie [115](#page=115) [116](#page=116).
### 6.2 De Metaalindustrie
Metaalkunde bestudeert de vervaardiging, samenstelling en verwerking van metalen. De industrie is onderverdeeld in ferro- en non-ferrometaalindustrie. Recycling is cruciaal voor de levenscyclus van metalen [118](#page=118).
#### Ijzer- en Staalindustrie:
Staal is een legering van ijzer en koolstof. De productie is relatief eenvoudig, energie-intensief en grootschalig. Staal is sterk, kneedbaar en veelzijdig toepasbaar [118](#page=118) [124](#page=124).
#### Non-ferro Industrie:
Omvat basismetalen, edele metalen en minor metals. Deze metalen zijn essentieel voor technologische ontwikkelingen en vereisen veel innovatie en kapitaal [119](#page=119).
#### Ertsverdeling en Metallurgie:
Metalen worden uit ertsgesteenten gewonnen via verkleinen, opzuiveren (bv. flotatie) en thermische behandeling (pyrometallurgie, hydrometallurgie). Het hoogovenproces produceert ruwijzer uit ijzererts, cokes en toeslagstoffen. Staalbereiding zuivert ruwijzer verder, voornamelijk via het oxystaalproces of elektro-ovenproces [120](#page=120) [121](#page=121) [122](#page=122).
#### Staallegeringen en Vormgeving:
Legeringen versterken metalen door dislocaties te hinderen of bevorderen roestvastheid (bv. chroom in roestvast staal) [123-124](#page=123-124). Vormgevingstechnieken omvatten gieten (ingots, continu gieten), smeden, walsen, extruderen, trekken en plaat-omvorming (buigen, dieptrekken) [125-129](#page=125-129).
### 6.3 Mechanische Vervaardigingstechnieken
Mechanische processen veranderen de vorm en/of eigenschappen van vaste materialen.
#### Oervormtechnieken:
Vormgeven van metaalpoeder of -smelt tot een basale vorm (bv. gieten, sinteren, extruderen) [103](#page=103).
#### Omvormtechnieken:
Secundaire vormgeving door plastische deformatie in vaste toestand (bv. walsen, extruderen, trekken, smeden) [128](#page=128).
#### Scheiden en Afnemen:
Verwijderen van overtollig materiaal. Scheiden is zonder structuurverlies (knippen, ponsen), afnemen (verspanen) met structuurverlies (draaien, frezen, boren) [130](#page=130).
#### Verbinden:
Assemblage van onderdelen via lassen, solderen, lijmen, nieten, klinken of vormverbindingen [130](#page=130).
#### Warmte- en Oppervlaktebehandelingen:
* **Bulkbehandeling:** Veranderen kristalstructuur over de gehele diepte (bv. harden, temperen, precipitatieharden) [131](#page=131).
* **Oppervlaktebehandeling:** Verbeteren oppervlakte-eigenschappen (bv. polijsten, lakken, galvaniseren) [131](#page=131).
### 6.4 De Farmaceutische Industrie
De farmaceutische industrie produceert fijnchemicaliën met een hoge toegevoegde waarde. Het productieproces is langdurig en streng gereguleerd, van R&D en octrooiaanvraag tot klinische tests en marktintroductie [115-116](#page=115-116) [115](#page=115).
### 6.5 Groene Chemie en Bio-gebaseerde Industrie
Duurzame ontwikkeling en groene chemie streven naar milieuvriendelijke productieprocessen, met nadruk op het voorkomen van afval en het gebruik van hernieuwbare grondstoffen. De bio-gebaseerde industrie valoriseert biomassa voor chemicaliën, materialen en energie [116](#page=116) [117](#page=117).
### 6.6 Productietechnologie in de Metaalindustrie
De metaalindustrie omvat ferro- en non-ferro metaalbewerking. Het proces omvat ertsverwerking, metallurgie (pyro-, hydrometallurgie) en het vormen en bewerken van metalen. Ertsverwerking omvat verkleinen, opzuiveren en thermische behandeling. Gieten, walsen, extruderen, trekken en smeden zijn belangrijke vormgevingstechnieken. Scheiden, afnemen en verbinden zijn essentiële bewerkingen. Warmte- en oppervlaktebehandelingen optimaliseren materiaaleigenschappen [118](#page=118) [120](#page=120) [128](#page=128) [130](#page=130) [131](#page=131).
## Veelvoorkomende Fouten om te Vermijden
* **Niet vertalen van termen:** Alle documentatie, inclusief definities in de woordenlijst, moet volledig in het Nederlands zijn.
* **Onjuiste hoofdletterspelling in koppen:** Gebruik alleen hoofdletters voor het eerste woord van de kop en voor eigennamen/afkortingen.
* **Verkeerde LaTeX-syntax:** Zorg ervoor dat alle formules en wiskundige expressies correct worden weergegeven met LaTeX, inclusief het correct vervangen van asterisken door `\ast`.
* **Gebruik van HTML-tags of Markdown-opmaak binnen LaTeX:** Dit kan de rendering van formules verstoren.
* **Gebruik van valse valuta-symbolen:** Vermeld alle valuta-bedragen altijd voluit (bv. "dollars", "euro's").
* **Onvolledige vertaling:** Zorg ervoor dat elk deel van de originele tekst, inclusief contextuele opmerkingen en voorbeelden, wordt vertaald.
* **Te korte of oppervlakkige samenvattingen:** Het doel is een gedetailleerde en examengerichte gids te creëren.
* **Fouten in lijst-opmaak:** Zorg ervoor dat elk lijstitem op een aparte regel staat en correct wordt gemarkeerd.
* **Niet volgen van de specifieke instructies voor de opmaak van "Tip" en "Voorbeeld"-boxen.**
* **Niet inachtnemen van de juiste volgorde van de documentatie.**
Glossary
## Woordenlijst
| Term | Definitie |
|---|---|
| Duurzame ontwikkeling | Een ontwikkeling die voorziet in de behoeften van de huidige generatie zonder de mogelijkheden van toekomstige generaties om in hun eigen behoeften te voorzien, in gevaar te brengen, gebaseerd op drie pijlers: People, Planet, Profit. |
| Productietechnologie | De systematische toepassing van wetenschappelijke kennis en inzichten om te voorzien in maatschappelijke behoeften en verlangens door middel van goederen en diensten. |
| Levenscyclusanalyse (LCA) | Een methode om de milieu-impact van een product gedurende de gehele levensduur te evalueren, van grondstofwinning tot afdanking. |
| Eenheidsprocessen | Fundamentele industriële processen die gebaseerd zijn op beperkte wetenschappelijke principes en die in diverse industrietakken inzetbaar zijn, zoals mechanische, fysische en (bio)chemische bewerkingen. |
| Procestechnologie (Process Engineering) | De studie van industriële mechanische, fysische, chemische en biochemische eenheidsbewerkingen, gericht op het optimaliseren en maximaliseren van het rendement van productieprocessen. |
| Materialenbalansen | Een kwantitatieve analyse van de inkomende en uitgaande massastromen van stoffen in een proces, essentieel voor het begrijpen en controleren van de materiaalstromen. |
| Reynolds-getal (Re) | Een dimensieloze grootheid die de verhouding tussen inertiële en viskeuze krachten in een stromend fluïdum aangeeft, cruciaal voor het bepalen van laminaire of turbulente stroming. |
| Warmteoverdracht | Het verplaatsen van thermische energie van een gebied met een hogere temperatuur naar een gebied met een lagere temperatuur, via conductie, convectie of straling. |
| Adsorptie | Een proces waarbij moleculen van een gas of vloeistof selectief aan het oppervlak van een vaste stof (adsorbens) worden gebonden door intermoleculaire krachten. |
| Polymerisatie | Een chemisch proces waarbij kleinere moleculen (monomeren) zich verbinden tot grote macromoleculen (polymeren), wat de basis vormt voor kunststoffen. |
| Metallurgie | De wetenschap en techniek die zich bezighoudt met de winning, het onderzoek, de vervaardiging en de verwerking van metalen. |
Cover
PRODUCTIETECHNOLOGIE_VRAGEN.pdf
Summary
# Duurzaamheid en milieuaspecten in productie
Dit onderwerp verkent fundamentele concepten op het gebied van duurzaamheid en milieuaspecten binnen de productie, met een focus op definities, principes en praktische toepassingen in productontwikkeling en bedrijfsvoering.
### 1.1 Definities van duurzaamheid
#### 1.1.1 Brundtlanddefinitie van duurzame ontwikkeling
Duurzame ontwikkeling wordt gedefinieerd als een ontwikkeling die voldoet aan de behoeften van de huidige generaties zonder de mogelijkheden van toekomstige generaties om in hun eigen behoeften te voorzien in gevaar te brengen [1](#page=1).
#### 1.1.2 De drie P's van duurzaam ondernemen
Om duurzaam te ondernemen, moet men rekening houden met de volgende drie pijlers:
* **People (maatschappelijk):** Sociologische en maatschappelijke behoeften [1](#page=1).
* **Planet (ecologisch):** Milieubescherming en -behoud [1](#page=1).
* **Profit (economisch):** Het nastreven van welvaart en economische groei [1](#page=1).
Deze drie pijlers moeten in evenwicht zijn om te kunnen spreken van maatschappelijk verantwoord ondernemen (MVO) [1](#page=1).
#### 1.1.3 Ecologische voetafdruk
De ecologische voetafdruk is een maatstaf die aangeeft hoeveel biologisch productieve grond- en wateroppervlakte nodig is om het consumptieniveau van een individu, product of land te ondersteunen en om de geproduceerde afvalstromen te verwerken. Het vertegenwoordigt de benodigde oppervlakte voor een proces of voor de productie van grondstoffen die door iemand of een proces worden gebruikt. In westerse landen is de ecologische voetafdruk significant hoger dan in de rest van de wereld [1](#page=1).
#### 1.1.4 Earth Overshoot Day
Earth Overshoot Day is de dag in het jaar waarop de mensheid alle natuurlijke grondstoffen heeft verbruikt die de aarde in dat specifieke jaar kan regenereren [1](#page=1).
### 1.2 Milieugerichte productontwikkeling en duurzaam produceren
Om de ecologische voetafdruk te verkleinen, wordt er voortdurend onderzoek gedaan naar milieugerichte productontwikkeling en milieuvriendelijke productieprocessen. Wanneer producten op een minder milieuvervuilende manier worden geproduceerd, zal de ecologische voetafdruk automatisch dalen [1](#page=1).
### 1.3 Cradle to cradle principe
#### 1.3.1 Kernconcept
Het cradle to cradle principe, ook wel het wieg tot wieg principe genoemd, stelt dat afval moet worden beschouwd als voedsel. Het is cruciaal om kwaliteitsverlies tijdens het recycleerproces te vermijden, wat neerkomt op *upcycling* – het creëren van producten van gelijke of hogere kwaliteit. Dit staat in contrast met *downcycling*, wat het *cradle to grave* principe volgt [1](#page=1).
#### 1.3.2 Voorbeeld uit het dagelijks leven
Een praktisch voorbeeld van het cradle to cradle principe is de transformatie van afvalwater naar bier, of van oude kranten naar nieuw papier [1](#page=1).
### 1.4 Organisatorische structuren in productie
#### 1.4.1 Lijn-staf-structuur
Een lijn-staf-structuur is een hiërarchische organisatiestructuur die een uitbreiding is op de lijnstructuur. In een lijnstructuur is er één leidinggevende. Bij een lijn-staf-structuur is dit principe behouden, maar worden stafmedewerkers toegevoegd die adviserende, informerende en coördinerende taken uitvoeren. Deze stafmedewerkers beschikken over specialistische kennis en ondersteunen de leiding, hoewel ze geen directe beslissingsbevoegdheid hebben [1](#page=1).
---
# Productontwikkeling en kostenberekening
Dit thema behandelt de fasen van productontwikkeling, de berekening van verkoopprijzen inclusief overheadkosten, en de indeling van biotechnologieën [2](#page=2).
### 2.1 Productontwikkeling
Productontwikkeling omvat twee hoofdonderdelen: productplanning en productontwerp [2](#page=2).
#### 2.1.1 Productplanning
Productplanning identificeert maatschappelijke behoeften, genereert ideeën en concepten, en bepaalt de timing, eigenschappen en marktintroductie van producten. Deze fase richt zich op concepten en is een taak van marketing [2](#page=2).
#### 2.1.2 Productontwerp
Bij productontwerp worden ideeën en concepten uitgewerkt tot gedetailleerde technische ontwerpen, inclusief technische tekeningen. Rekening wordt gehouden met de benodigde technologische processen en materialen voor de productie, wat de taak is van ingenieurs. Productontwikkeling is de eerste stap in de levenscyclus van een product, die verder bestaat uit productie, distributie en verkoop, gebruik, onderhoud, en terugname/recyclage [3](#page=3).
### 2.2 Kostenberekening en verkoopprijs
De verkoopprijs van een goed wordt berekend door verschillende kostencomponenten in rekening te brengen [2](#page=2).
#### 2.2.1 Fabricagekosten
Fabricagekosten omvatten verschillende categorieën:
* **Uitvoeringskosten ($K_U$)**: Kosten per product, zoals materiaalkosten en machine- en arbeidsuren (bewerkingkosten per onderdeel) [2](#page=2).
* **Kosten voor herhaalopdrachten ($K_{HO}$)**: Kosten per fabricageserie $X$ (bijvoorbeeld voor administratieve werkvoorbereiding) [2](#page=2).
* **Voorbereidingskosten of éénmalige kosten ($K_{VB}$)**: Kosten per totaalserie $Y$ (bijvoorbeeld voor technische werkvoorbereiding en het uitrusten van machines) [2](#page=2).
De productiekostprijs ($K_{FI}$) van een onderdeel uit een fabricageserie $i$ wordt berekend met de volgende formule, waarbij $X_i$ de serie onderdelen en $Y$ de totaalserie is:
$$ K_{FI} = \frac{K_{VB}}{Y} + \frac{K_{HO}}{X_i} + K_U $$
De totale productiekostprijs ($K_{Ft}$) voor $n$ onderdelen wordt berekend met de volgende formule, waarbij $K_{AS}$ de assemblagekosten zijn:
$$ K_{Ft} = \sum_{i=1}^{n} K_{FI} + K_{AS} $$
#### 2.2.2 Overheadkosten
Overheadkosten zijn indirecte kosten voor productiefaciliteiten en bedrijfsprocessen [2](#page=2).
* **Fabricage gerichte overheadkosten**: Kosten zoals gebouwen en verwarming worden meegenomen door de nominale fabricagekosten te vermenigvuldigen met de overheadfactor fabricage ($F_{OF}$). $F_{OF}$ is groter dan 1 [2](#page=2).
* **Verkoopgerichte overheadkosten**: Kosten zoals marketing die nodig zijn om het product te verkopen [2](#page=2).
* **Bedrijfsgerichte overheadkosten**: Algemene bedrijfskosten zoals personeelszaken, boekhouding en management [2](#page=2).
#### 2.2.3 Verkoopprijsberekening
De uiteindelijke verkoopprijs ($K_V$) wordt berekend met de volgende formule:
$$ K_V = K_{Ft} \cdot F_{OF} \cdot (1 + F_{OV}) \cdot (1 + F_{OB}) \cdot F_W $$
Hierbij staan de volgende factoren voor:
* $K_V$: De verkoopprijs [2](#page=2).
* $F_{OF}$: De overheadfactor fabricage [2](#page=2).
* $F_{OV}$: De overheadfactor verkoop [2](#page=2).
* $F_{OB}$: De overheadfactor bedrijf [2](#page=2).
* $F_W$: De winstfactor, de verhouding tussen de verkoopprijs en de kostprijs [2](#page=2).
> **Tip:** Zorg ervoor dat alle kostencomponenten, zowel directe fabricagekosten als diverse overheadkosten, correct worden geïdentificeerd en meegenomen in de berekening van de uiteindelijke verkoopprijs.
### 2.3 Biotechnologieën
Biotechnologie maakt gebruik van levende organismen, al dan niet genetisch gemodificeerd, voor de productie van bio-energie, chemische stoffen en materialen. Er zijn verschillende kleurgecodeerde takken van biotechnologie [3](#page=3):
* **Groene biotechnologie**: Toepassingen in de landbouw, zoals genetisch gemanipuleerde organismen die planten steviger maken [3](#page=3).
* **Rode biotechnologie**: Toepassingen in de geneeskunde, zoals het gebruik van micro-organismen om ziektes te bestrijden en nieuwe medicatie te ontwikkelen [3](#page=3).
* **Gele biotechnologie**: Toepassingen in de industrie, waarbij genetisch en niet-genetisch gewijzigde organismen worden ingezet voor de productie van energie en materialen, wat ook wel de Bio-Based Economy wordt genoemd [3](#page=3).
* **Blauwe biotechnologie**: Richt zich op maritieme toepassingen van biotechnologie ten behoeve van het milieu, met name het bestrijden van milieuvervuiling door gebruik te maken van organismen uit water en zeeën. Dit is de nieuwste vorm van biotechnologie [3](#page=3).
### 2.4 NACE-structuur
NACE staat voor Nomenclature des Activités Économiques dans la Communauté Européenne, oftewel de statistische classificatie van economische activiteiten binnen de Europese Gemeenschap. De structuur is hiërarchisch opgebouwd [3](#page=3):
* **Secties**: Aangeduid met een lettercode [3](#page=3).
* **Afdelingen**: Rubrieken met een code van twee cijfers. Sectie C (industrie) is opgedeeld in 24 afdelingen [3](#page=3).
* **Groepen**: Rubrieken met een code van drie cijfers [3](#page=3).
* **Klassen**: Rubrieken met een code van vier cijfers [3](#page=3).
---
# Materie, grondstoffen en chemische bindingen
Dit gedeelte behandelt de fundamentele aspecten van materie, grondstoffen en de verschillende soorten chemische bindingen die moleculen bij elkaar houden, evenals het concept van isotopen en massadefect.
## 3 Materie, grondstoffen en chemische bindingen
### 3.1 Inter- en intramoleculaire krachten
Intermoleculaire krachten zijn aantrekkingskrachten die werkzaam zijn tussen moleculen onderling of tussen moleculen en ionen. Deze krachten, ook wel secundaire of Van der Waals bindingen genoemd, berusten op de fysische aantrekkingskrachten tussen permanente of geïnduceerde polen en zijn bepalend voor fysische eigenschappen zoals smelt- en kookpunten [4](#page=4).
#### 3.1.1 Waterstofbruggen
In het geval van water spelen waterstofbruggen een cruciale rol. Dit zijn dipool-dipool interacties die optreden tussen een positief gepolariseerd waterstofatoom van het ene molecuul en een vrij elektronenpaar van een klein, elektronegatief atoom van een ander molecuul. De sterk polaire interactie die hierdoor ontstaat, is een waterstofbrug. Waterstof vormt hierbij een brug tussen twee elektronegatieve atomen, waarbij het aan de ene kant via een polair covalente binding is gebonden en aan de andere kant via elektrostatische krachten. Waterstofbruggen dragen bij aan het relatief hoge kookpunt en de grote verdampingswarmte van water [4](#page=4).
#### 3.1.2 Van der Waals-krachten
Van der Waals bindingen zijn secundaire bindingen die voortkomen uit fysieke aantrekkingskrachten tussen permanente of geïnduceerde polen. Ze zijn zwakker dan primaire, chemische bindingen, maar beïnvloeden wel degelijk fysische eigenschappen zoals kook- en smeltpunten, mengbaarheid (polair mengt goed met polair, apolair met apolair) en de stijfheid van vaste materialen. Er worden drie soorten Van der Waals-krachten onderscheiden [4](#page=4):
1. **Dipool-dipool krachten (Keesom-krachten):** Treden op tussen moleculen met permanente dipolen [4](#page=4).
2. **Dipool-geïnduceerde dipool krachten (Debye-krachten):** Treden op tussen een molecuul met een permanente dipool en een molecuul dat tijdelijk een geïnduceerde dipool heeft [4](#page=4).
3. **Geïnduceerde dipool-geïnduceerde dipool krachten (London-krachten):** Treden op tussen moleculen die tijdelijk een geïnduceerde dipool ontwikkelen [4](#page=4).
> **Tip:** Hoewel zwakker dan intramoleculaire bindingen, zijn intermoleculaire krachten essentieel voor het verklaren van veel macroscopische eigenschappen van stoffen.
### 3.2 Intramoleculaire bindingen en bindingssterkte
Intramoleculaire bindingen zijn de sterke krachten die atomen binnen een molecuul bij elkaar houden. De sterkte van de binding tussen twee atomen is direct gerelateerd aan het type binding. Een voorbeeld hiervan is de vergelijking tussen ethaan ($C_2H_6$) en ethyn ($C_2H_2$). Ethaan heeft een enkele binding tussen de twee koolstofatomen, terwijl ethyn een driedubbele binding heeft. De bindingssterkte van ethyn is daardoor aanzienlijk groter dan die van ethaan, en niet simpelweg drie keer zo sterk als een enkele binding, omdat de interactie complexer is dan een lineaire optelling [4](#page=4).
### 3.3 Orbitalen en hybridisatie
#### 3.3.1 Orbitalen
Een orbitaal is gedefinieerd als de ruimte rond de kern van een atoom waar een elektron met een specifieke energie met de hoogste waarschijnlijkheid aanwezig is. Orbitalen drukken dus uit waar een elektron zich kan bevinden. Voorbeelden van orbitalen en hun bezetting met elektronen zijn [4](#page=4):
* 1s: met twee elektronen: ↑↓ [4](#page=4).
* sp²: met drie elektronen: ↑↑↑ [4](#page=4).
* 2p: met één elektron: ↑ (blad) [4](#page=4).
#### 3.3.2 Hybridisatie
Hybridisatie is het proces waarbij elektronenorbitalen van een atoom worden gecombineerd. Tijdens dit proces worden ongelijksoortige orbitalen samengevoegd om een nieuwe set orbitalen te vormen met dezelfde vorm en energie-inhoud [4](#page=4).
* **sp³-hybridisatie:** Bij een sp³-hybridisatie worden één s-orbitaal (bolvormig) en drie p-orbitalen (halmvormig) omgezet in vier identieke sp³-hybridorbitalen. Deze nieuwe orbitalen zijn gericht naar de hoekpunten van een tetraëder en vormen hoeken van 109° met elkaar. Dit type hybridisatie wordt bijvoorbeeld gezien in methaan ($CH_4$). De elektronenconfiguratie voor sp³-hybridorbitalen kan weergegeven worden als: sp³: ↑↑↑↑ [4](#page=4) [5](#page=5).
* **sp²-hybridisatie:** Dit type hybridisatie komt voor in moleculen zoals etheen ($C_2H_4$). De configuratie kan worden weergegeven als: sp²: ↑↑↑ [5](#page=5).
* **sp-hybridisatie:** Dit type hybridisatie wordt waargenomen in moleculen zoals ethyn ($C_2H_2$). De configuratie kan worden weergegeven als: sp: ↑↑ [5](#page=5).
> **Voorbeeld:** De hybridisatie van koolstofatomen in etheen ($C_2H_4$) resulteert in sp²-hybridorbitalen, wat leidt tot een planare moleculaire geometrie. Bij ethyn ($C_2H_2$) leidt sp-hybridisatie tot een lineaire moleculaire geometrie [6](#page=6).
### 3.4 Isotopen en massadefect
#### 3.4.1 Isotopen
Isotopen zijn atomen van hetzelfde element die een gelijk aantal protonen (gelijke kernlading, dus hetzelfde atoomnummer $Z$) maar een verschillend aantal neutronen hebben. Hierdoor hebben isotopen een verschillend massagetal ($A$, waarbij $A = \# \text{protonen} + \# \text{neutronen}$) [5](#page=5).
* **Chemische eigenschappen:** Isotopen van een element vertonen identieke chemische eigenschappen omdat het aantal elektronen, en met name het aantal valentie-elektronen, gelijk blijft. Chemisch gedrag wordt primair bepaald door het aantal valentie-elektronen [5](#page=5).
* **Fysische eigenschappen:** Isotopen hebben weliswaar verschillende fysische eigenschappen. Het verschil in massa, voornamelijk door het variërende aantal neutronen, beïnvloedt fysisch gedrag zoals dichtheid en diffusiesnelheid [5](#page=5).
#### 3.4.2 Massadefect
Massadefect treedt op wanneer individuele atomen zich binden en een molecuul of samengestelde stof vormen. De totale massa van het gebonden systeem blijkt kleiner te zijn dan de som van de massa's van de afzonderlijke bestanddelen. Dit ogenschijnlijk verlies aan massa is echter niet een werkelijk verlies, aangezien massa behouden moet blijven. De verloren massa wordt omgezet en vrijgegeven aan de omgeving in de vorm van energie, specifiek de intra-atomaire bindingsenergie. Hoe groter het massadefect, hoe meer energie er vrijkomt, wat de sterkte van het atoom bepaalt [5](#page=5).
* **Voorbeeld:** 1 mol van het isotoop koolstof-12 ($^{12}C$) bevat de constante van Avogadro ($N_A = 6.022 \times 10^{23}$) atomen en weegt 12 gram. Eén atoom $^{12}C$ wordt berekend uit de massa van zijn protonen, neutronen en elektronen, wat resulteert in ongeveer 12.07 atomaire massa-eenheden (amu) als de deeltjes afzonderlijk worden beschouwd. Wanneer deze deeltjes gebonden zijn in een $^{12}C$ atoom, is de massa echter precies 12 amu. Het verschil van 0.07 amu per atoom, of 0.07 gram per mol, is het massadefect. Deze massa wordt omgezet in energie volgens de beroemde formule van Einstein, $E=mc^2$ [5](#page=5) [6](#page=6).
* 1 atoom $^{12}C$:
* Massa van bestanddelen (benaderd): $(6 \times \text{massa proton} + 6 \times \text{massa neutron} + 6 \times \text{massa elektron}) \times N_A \approx 12.07 \, \text{g/mol}$ [5](#page=5).
* Werkelijke massa in gebonden toestand: $12 \, \text{g/mol}$ [5](#page=5).
* Massadefect per mol: $12.07 \, \text{g/mol} - 12 \, \text{g/mol} = 0.07 \, \text{g/mol}$ [6](#page=6).
* De omzetting van deze massa in energie verklaart de stabiliteit van atoomkernen [6](#page=6).
> **Definitie:** 1 atomaire massa-eenheid ($1 \, \text{amu}$ of $1 \, \text{u}$) is gelijk aan $1.6605620 \times 10^{-27} \, \text{kg}$ [5](#page=5).
> **Toepassing:** Het concept van massadefect is fundamenteel voor het begrijpen van nucleaire reacties, zoals kernfusie en kernsplijting, waarbij aanzienlijke hoeveelheden energie vrijkomen door de omzetting van massa. Dit is de basis voor bijvoorbeeld kernenergiecentrales en de energieproductie in sterren [6](#page=6).
---
# Energietechnologieën en -processen
Dit hoofdstuk behandelt diverse energiebronnen en -technologieën, waaronder kernenergie, brandstofcellen, zonne-energie, geothermische energie en de productie en het gebruik van bio-ethanol, synthetisch gas en biogas.
### 4.1 Kernenergie
Kernenergie wordt opgewekt in kerncentrales met uranium als brandstof, waarbij de energie vrijkomt via kernsplijting in drukwaterreactoren (PWR). Verrijkt uranium wordt verwerkt tot keramische tabletten in metalen staven die in de reactor geplaatst worden. Een moderator helpt de reactie gecontroleerd te houden. De kernsplijting genereert veel energie, waarmee water in de primaire kring tot 300°C wordt opgewarmd zonder te koken, dankzij verhoogde druk in een drukregelvat. Dit hete water verwarmt water in de secundaire kring in een warmtewisselaar, waardoor stoom ontstaat. De stoom drijft een turbine aan, die op zijn beurt een alternator aandrijft die wisselstroom opwekt. De stoom wordt gecondenseerd met water uit een tertiaire kring, waarna dit water wordt afgekoeld in een koeltoren [7](#page=7).
#### 4.1.1 Kernsplijting
Kernsplijting treedt op wanneer een splijtbaar materiaal interageert met een laag energetisch (thermisch) neutron. Het neutron wordt opgenomen door de atoomkern [14](#page=14):
$$
\mathrm{^{235}_{92}U} + \mathrm{^1_0n} \rightarrow \mathrm{^{236}_{92}U}
$$
Dit 236U ondergaat radioactief verval met spontane kernsplijting, waarbij neutronen en energie vrijkomen [14](#page=14):
$$
\mathrm{^{236}_{92}U} \rightarrow 3 \, \mathrm{^1_0n} + \text{splijtingsproducten} (\text{Ba, Kr}) + 3 \times 10^{-11} \, \text{J}
$$
Het massadefect tussen 236U voor en na splijting wordt volgens $E=mc^2$ omgezet in energie. De vrijgekomen neutronen kunnen nieuwe splijtingen veroorzaken, wat leidt tot een kettingreactie. Om deze reactie te beheersen, worden snelle neutronen vertraagd door een moderator, zoals grafiet of gedeutereerd water, die de neutronen afremt zonder ze te absorberen. Een gecontroleerde kettingreactie is cruciaal voor energieopwekking; een ongecontroleerde reactie kan leiden tot kernwapens [14](#page=14).
**Isotopen en kernsplijting:**
Uranium komt natuurlijk voor als 235U (0,7%, splijtbaar) en 238U (99,3%, niet splijtbaar). Om de voorraad splijtbaar materiaal te vergroten, wordt uranium verrijkt zodat het percentage 235U stijgt naar 2-3%. Niet-splijtbare isotopen zoals 238U kunnen in breeder reactoren worden omgezet in splijtbare kernen [14](#page=14).
#### 4.1.2 Kernfusie
Kernfusie is het samensmelten van kernen van atomen, waarbij een nieuw element ontstaat. Dit vereist extreem hoge druk en temperatuur om plasma te creëren, zodat de sterke kernkrachten de elektrostatische afstoting tussen positieve kernen overwinnen. Een voorbeeld van een fusiereactie is die tussen deuterium (D) en tritium (T) [12](#page=12):
$$
\mathrm{^2_1D} + \mathrm{^3_1T} \rightarrow \mathrm{^4_2He} + \mathrm{^1_0n} + \text{energie}
$$
Voordelen ten opzichte van kernsplijting zijn onder meer het ontbreken van een kettingreactie, een grotere brandstofvoorraad (deuterium), minder radioactief afval met een lagere halfwaardetijd en een potentieel hogere energieopbrengst. Nadelen zijn onder meer de hoge neutronenproductie die reactormaterialen radioactief maakt en de lagere efficiëntie bij het omzetten van energie, doordat een groot deel van de energie in de neutronen zit. Tritium is radioactief en niet natuurlijk voorkomend, en moet uit lithium worden geproduceerd [12](#page=12):
$$
\mathrm{^6_3Li} + \mathrm{^1_0n} \rightarrow \mathrm{^3_1T} + \mathrm{^4_2He} + 7.7 \times 10^{-13} \, \text{J}
$$
Alternatieve fusiereacties onderzoeken de reactie tussen twee deuteriumkernen, of tussen deuterium en helium-3 ($^3$He), en de "triple alfa reactie" met boorisotopen [13](#page=13).
### 4.2 Brandstofcellen
Brandstofcellen zijn elektrochemische apparaten die chemische energie direct omzetten in elektrische energie, zonder de Carnot-efficiëntie van warmtemachines te beperken. In tegenstelling tot batterijen, die verbruikt worden, hebben brandstofcellen een continue aanvoer van brandstof [8](#page=8).
#### 4.2.1 Werking waterstof/zuurstof cel
Een waterstof/zuurstof brandstofcel maakt gebruik van redoxreacties. Waterstofgas (H2) wordt aan de anode gepompt en ondergaat oxidatie, waarbij protonen (H+) en elektronen vrijkomen [8](#page=8):
$$
2\mathrm{H_2} \rightarrow 4\mathrm{H^+} + 4\mathrm{e^-}
$$
De protonen passeren een elektrolyt, terwijl de elektronen door een externe geleider naar de kathode stromen. Zuurstof (O2) wordt aan de kathode gepompt en ondergaat reductie door de protonen en elektronen, waarbij water (H2O) wordt gevormd [8](#page=8):
$$
4\mathrm{H^+} + 4\mathrm{e^-} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O}
$$
De totale reactie is:
$$
2\mathrm{H_2(g)} + \mathrm{O_2(g)} \rightarrow 2\mathrm{H_2O(g)}
$$
Temperatuurverhoging of een katalysator kan de reactie aan de anode versnellen. Om een hogere spanning te bereiken, worden meerdere cellen in serie geschakeld [8](#page=8).
> **Tip:** De maximale leverbare stroom door een brandstofcel is afhankelijk van de lading van het elektron, het aantal vrijgestelde elektronen per molecuul product, het getal van Avogadro en de vormingssnelheid van het product per tijdseenheid.
Voordelen van brandstofcellen zijn emissievrij en dus geen vervuiling. Nadelen zijn dat ze afhankelijk zijn van een energiedrager, zoals waterstofgas (H2), dat niet van nature voorkomt en geproduceerd moet worden, vaak uit fossiele brandstoffen of door elektrolyse van water, wat energie-intensief is. De duurzaamheid van een brandstofcel hangt dus af van de productiewijze van de waterstof [8](#page=8).
### 4.3 Bio-ethanol en fotosynthese
Bio-ethanol is een biobrandstof die wordt geproduceerd uit biomassa, zoals suikerhoudende gewassen. Het primaire productieproces van biomassa is fotosynthese [9](#page=9):
$$
6\mathrm{CO_2} + 6\mathrm{H_2O} \xrightarrow{\text{licht}} \mathrm{C_6H_{12}O_6} + 6\mathrm{O_2}
$$
Bij de productie van bio-ethanol vindt via gisting (fermentatie) in een anaerobe omgeving de volgende reactie plaats:
$$
\mathrm{C_6H_{12}O_6} \rightarrow 2\mathrm{C_2H_5OH} + 2\mathrm{CO_2}
$$
De verbranding van bio-ethanol levert energie en produceert kooldioxide en water:
$$
2\mathrm{C_2H_5OH} + 6\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CO_2} + 6\mathrm{H_2O} + E
$$
Theoretisch heffen de producten en reactanten elkaar op, wat resulteert in een CO2-neutrale balans (netto-balans = 0). In de praktijk veroorzaken machines in de landbouw en fabrieken voor brandstofproductie echter emissies, waardoor het proces niet volledig neutraal is, maar wel winstgevend [9](#page=9).
#### 4.3.1 Energieteelten
Energieteelten zijn gewassen die specifiek voor energieproductie worden geteeld en worden onderverdeeld in drie generaties [9](#page=9).
* **Eerste generatie:** Suiker- en oliehoudende gewassen zoals suikerriet, suikerbieten, zonnebloemolie en maïsolie. Deze telen concurreren met de voedselvoorziening. Korte-omloophout, zoals wilg en grassen, valt hier ook onder [9](#page=9).
* **Tweede generatie:** Organische restfracties, zoals biomassa geteeld op onvruchtbare gronden, niet-eetbare delen van gewassen (stengels, bladeren), en afvalstromen (houtafval, mest). Deze competitie met voedselvoorziening is afwezig, maar de verwerking is complexer en duurder [9](#page=9).
* **Derde generatie:** Nog in de onderzoeksfase, zoals algen, die een grotere energieopbrengst per oppervlakte kunnen leveren dan planten [9](#page=9).
### 4.4 Geothermische energie
Geothermische energie maakt gebruik van aardwarmte voor energieopwekking. Er zijn twee hoofdtypen systemen [10](#page=10):
1. **Ondiepe systemen:** Reiken tot 100-200 meter diep en worden voornamelijk gebruikt voor verwarmingssystemen [10](#page=10).
2. **Diepe systemen:** Reiken tot duizenden meters diep en worden ingezet voor toepassingen op hoge temperatuur, inclusief verwarming en elektriciteitsproductie [10](#page=10).
#### 4.4.1 Werking van een warmtepomp (ondiepe systemen)
Een warmtepomp onttrekt warmte uit een omgeving met een relatief lage temperatuur en gebruikt deze voor toepassingen op hogere temperatuur, wat ingaat tegen de tweede wet van de thermodynamica. De werking is gebaseerd op drie principes: verdampen (endotherm), condenseren (exotherm), en de ideale gaswet ($pV=nRT$). Het kookpunt van een vloeistof is afhankelijk van de omgevingsdruk [10](#page=10).
Het proces omvat:
1. Aardsondes met antivriesvloeistof (waterstofglycol) worden in de bodem geplaatst [10](#page=10).
2. De bodemwarmte wordt overgedragen op de koelvloeistof, waardoor deze verdampt (latente verdampingswarmte) [10](#page=10).
3. De damp van de koelvloeistof wordt naar een compressor geleid, waar de druk en temperatuur toenemen volgens de ideale gaswet [10](#page=10).
4. De hete damp condenseert in een warmtewisselaar met een koeler medium (water), waarbij warmte wordt afgegeven [10](#page=10).
5. Het opgewarmde water kan vervolgens gebruikt worden voor verwarming, terwijl de afgekoelde koelvloeistof terugkeert om opnieuw te verdampen [10](#page=10).
De arbeid van de compressor is nodig om het proces tegen de natuurlijke warmtestroom in te laten verlopen [10](#page=10).
#### 4.4.2 Diepe systemen
Bij diepe systemen stijgt de temperatuur met ongeveer 2-3°C per 100 meter diepte. Het warme water wordt omhoog gepompt om stoom te produceren, die vervolgens een stoomturbine aandrijft die gekoppeld is aan een generator voor elektriciteitsopwekking [11](#page=11).
### 4.5 Synthesegas en biogas
#### 4.5.1 Synthesegas
Synthesegas is een energiedrager en gasvormige brandstof, voornamelijk bestaande uit waterstof (H2) en koolmonoxide (CO). Het wordt geproduceerd door de thermische behandeling van biomassa bij een ondermaat aan zuurstof en temperaturen van 700-900°C (vergassing). Na reiniging kan het worden gebruikt voor warmte- en elektriciteitsopwekking, en als grondstof in de chemische industrie. Vergassen kan helpen bij het beperken van schadelijke emissies, maar gasreiniging is een uitdaging [11](#page=11).
#### 4.5.2 Biogas
Biogas is een brandbaar gas, bestaande uit methaan (CH4) en kooldioxide (CO2), met een hogere verbrandingswaarde dan synthesegas. Het wordt gevormd door anaerobe afbraak (vergisting) van organisch materiaal met een hoog vochtgehalte. De verschillende stappen van anaerobe vergisting zijn [11](#page=11):
1. **Hydrolyse:** Complex biomassa-materiaal (polymeren) wordt enzymatisch omgezet in kleinere verbindingen (monomeren) door reactie met water [11](#page=11).
2. **Acidogenese:** Monomeren worden in een zuurstofarme omgeving omgezet in verbindingen met een lager moleculair gewicht, waarbij ook CO2, NH3, H2S en H2 worden gevormd [12](#page=12).
3. **Acetogenese:** Alcoholen en zuren worden omgezet in azijnzuur, H2 en CO2 [12](#page=12).
4. **Methanogenese:** Productie van methaan door specifieke micro-organismen:
$$
\mathrm{CO_2} + 4\mathrm{H_2} \rightarrow \mathrm{CH_4} + 2\mathrm{H_2O}
$$
of
$$
\mathrm{CH_3COOH} \rightarrow \mathrm{CH_4} + \mathrm{CO_2}
$$
Een vereenvoudigde vergisting van glucose kan worden weergegeven als:
$$
\mathrm{C_6H_{12}O_6} \rightarrow 3\mathrm{CH_4} + 3\mathrm{CO_2}
$$
Biogas wordt doorgaans omgezet in energie via warmtekrachtkoppeling [12](#page=12).
### 4.6 Fotovoltaïsche cellen (zonne-energie)
Fotovoltaïsche zonnecellen zetten licht direct om in elektriciteit door de absorptie van fotonen door een halfgeleider, zoals silicium. Dit maakt elektronen vrij in het halfgeleidermateriaal, die aan de voorkant worden verzameld door een metalen structuur. De achterzijde van de cel is een metalen rugplaat. Lichtinval creëert een elektrische spanning tussen de negatief geladen voorzijde en positief geladen achterzijde [13](#page=13).
Om bruikbare stroom te leveren, worden zonnecellen in serie geschakeld tot fotovoltaïsche modules (PV-modules). Een fotovoltaïsch systeem (PV-systeem) bestaat uit een of meer PV-modules [13](#page=13).
#### 4.6.1 De rol van de omvormer (inventor)
De omvormer of inventor is een elektronisch apparaat dat de gelijkstroom (DC) van de PV-module omzet in wisselstroom (AC) die aan het openbare elektriciteitsnet kan worden geleverd [13](#page=13).
### 4.7 STEG-centrales
STEG staat voor Stoom En Gas centrale. Deze centrales combineren een gasturbine met een stoomturbine voor een efficiëntere energieopwekking [16](#page=16).
Het proces omvat:
1. Verbranding van aardgas in de gasturbine, waarbij thermische energie vrijkomt [16](#page=16).
2. De hete verbrandingsgassen drijven de turbine aan, die een alternator aandrijft voor een eerste elektriciteitsopwekking [16](#page=16).
3. De verbrandingsgassen komen in een recuperatiestoomketel, waar ze water verhitten om stoom te produceren [16](#page=16).
4. De stoom drijft een stoomturbine aan, gekoppeld aan een tweede alternator, voor nog meer elektriciteitsopwekking [16](#page=16).
5. De stoom wordt gecondenseerd in een luchtcondensor, waarna het water terugkeert naar de ketel [16](#page=16).
---
# Eenheidsoperaties en scheidingstechnieken
Dit thema behandelt diverse eenheidsoperaties en industriële scheidingstechnieken die essentieel zijn voor het zuiveren en isoleren van stoffen.
### 5.1 Flotatie
Flotatie is een mechanisch-fysisch scheidingsproces dat deeltjes scheidt op basis van hun bevochtigbaarheid, met name het onderscheid tussen hydrofiele en hydrofobe deeltjes. Een veelgebruikte methode is schuimflotatie, waarbij een waterige substantie met chemicaliën wordt gemengd met lucht. Hydrofobe deeltjes hechten zich aan de gevormde luchtbellen en drijven naar de oppervlakte in een schuimlaag, die vervolgens wordt afgevoerd. Hydrofiele deeltjes blijven achter in de vloeistof [18](#page=18).
**Toepassing in de metaalindustrie:**
Flotatie wordt toegepast bij de opzuivering van ertsmetalen, waarbij mineralen (hydrofoob) worden gescheiden van organisch materiaal (hydrofiel) [18](#page=18).
### 5.2 Absorptie en stripping
Absorptie en stripping zijn processen gericht op het scheiden van waardevolle producten of het verwijderen van schadelijke verbindingen [18](#page=18).
#### 5.2.1 Absorptie
Absorptie, ook wel scrubbing of wassing genoemd, betreft het contact tussen een gasmengsel en een vloeistof (absorbent of solvent) waarin selectief één of meerdere componenten oplossen via gas-vloeistof massatransfer. De opgeloste componenten worden het solute of absorbaat genoemd [18](#page=18).
* **Fysische absorptie:** Gebaseerd op selectieve massatransfer zonder chemische verandering van het absorbaat. Het proces verloopt tot een thermodynamisch evenwicht is bereikt, waarbij de drijvende kracht, het concentratieverschil ($\Delta C = C_{BC^*} - C_{BC} = 0$), nul is. De flux kan worden uitgedrukt als [18](#page=18):
$$J = E \cdot F \cdot \Delta C = S_{BC^*} - S_{BC} = 0$$ [18](#page=18).
De evenwichtspartitiecoëfficiënt ($K$) is de verhouding van de concentraties bij evenwicht:
$$K = \frac{S_{BC^*}}{S_{BD^*}}$$ [18](#page=18).
* **Chemische absorptie:** Hierbij reageert het absorbaat chemisch weg, wat de drijvende kracht behoudt omdat de concentratie ($C_{BC}$) lager blijft dan de evenwichtsconcentratie ($C_{BC^*}$) [19](#page=19).
**Factoren die de snelheid beïnvloeden:**
* Groot contactoppervlak
* Hoge concentratieverschillen
* Lage temperatuur en hoge druk [19](#page=19).
#### 5.2.2 Stripping
Stripping, ook wel desorptie genoemd, is het omgekeerde proces van absorptie, waarbij componenten van een vloeistof naar de gasfase worden overgebracht. Dit gebeurt bij hoge temperatuur en lage druk [19](#page=19).
**Toepassingen:**
Absorptie- en strippingprocessen worden vaak uitgevoerd in kolommen die een intensieve menging en groot contactoppervlak tussen de gas- en vloeistoffase nastreven. Meestal worden beide stromen in tegenstroom door de kolom gestuurd. Een voorbeeld hiervan is de zeefplatenkolom, met boven elkaar geplaatste geperforeerde platen [19](#page=19).
### 5.3 Osmose en omgekeerde osmose
* **Osmose:** Een spontaan proces waarbij een vloeistof (bijvoorbeeld water) vanuit een lage zoutconcentratie naar een hoge zoutconcentratie beweegt, gedreven door de neiging van de opgeloste stoffen om zich te verspreiden. Een semipermeabel membraan voorkomt dat de zoutkorrels zich verplaatsen, waardoor alleen het water door het membraan kan. De drijvende kracht bij osmose is het concentratieverschil ($\Delta C$) [19](#page=19).
* **Omgekeerde osmose (reversed osmosis):** Een synoniem hiervoor is hyperfiltratie. Dit is een niet-spontaan proces waarbij door het aanleggen van een geïnduceerde druk de waterverplaatsing wordt omgekeerd, waardoor zout water wordt gezuiverd naar zoet water [19](#page=19).
**Praktijkvoorbeeld:** Omzetting van zeewater in drinkbaar water [19](#page=19).
### 5.4 Bezinking (Sedimentatie)
Bezinking of sedimentatie is een scheidingstechniek die deeltjes scheidt op basis van verschillen in deeltjesgrootte en dichtheid. Er is een vereist verschil in dichtheid tussen de deeltjes en het fluïdum [20](#page=20).
**Achterliggend principe:**
De drijvende kracht voor bezinking is het verschil tussen de zwaartekracht ($F_g$) die op het deeltje werkt en de opwaartse Archimedeskracht ($F_A$) [20](#page=20).
**Formules:**
De netto kracht op een deeltje in een vloeistof is:
$$F_{netto} = F_g \downarrow - F_A \uparrow$$ [20](#page=20).
$$F_{netto} = m_v \cdot g - m_{fluïdum} \cdot g$$ [20](#page=20).
Hierbij is $g$ de valversnelling, $m_v$ de massa van het vaste deeltje, en $m_{fluïdum}$ de massa van het verplaatste fluïdum. Uitgedrukt in dichtheden ($\rho$) en volumes ($V$) [20](#page=20):
$$F_{netto} = \rho_v \cdot V \cdot g - \rho_{fluïdum} \cdot V \cdot g$$ [20](#page=20).
Hierin is $V$ het volume van het water (fluïdum) dat wordt weggedrukt [20](#page=20).
* Als $F_{netto}$ positief is ($F_g > F_A$), dan zinkt het deeltje [20](#page=20).
* Als $F_{netto}$ negatief is ($F_g < F_A$), dan drijft het deeltje [20](#page=20).
**Werking in een bezinkingstank:**
Een suspensie komt onderaan binnen, waarbij de vaste deeltjes bezinken. Het heldere fluïdum wordt bovenaan afgevoerd, en het bezinksel wordt centraal onderaan afgevoerd. Grotere en zwaardere deeltjes zinken het snelst [20](#page=20).
#### 5.4.1 Stroomgoot
Een stroomgoot is een serie van naast elkaar geplaatste bezinkingstanks, die in grootte toenemen. Grotere tanks bieden een langere verblijftijd ($\tau$), wat de scheiding van deeltjes ten goede komt. De verblijftijd $\tau$ wordt berekend als [20](#page=20):
$$\tau = \frac{V_{tank}}{Q_{feed}}$$ [20](#page=20).
waarbij $V_{tank}$ het volume van de tank is en $Q_{feed}$ de aanvoeringssnelheid. Stroomgoten kunnen niet alleen vaste deeltjes van het fluïdum scheiden, maar ook onderling, vanwege verschillen in grootte en gewicht [20](#page=20).
### 5.5 Centrifugatie
Centrifugatie is een scheidingsproces dat gebruik maakt van centrifugale kracht om vaste deeltjes te scheiden van vloeistoffen of gassen, of om niet-mengbare vloeistoffen van elkaar te scheiden [21](#page=21) [26](#page=26).
**Centrifugale kracht:**
De centrifugale kracht ($F_c$) die op een deeltje werkt, is gericht vanuit het centrum naar buiten toe. De formule hiervoor is [21](#page=21) [26](#page=26):
$$F_c = m \cdot a$$ [21](#page=21) [26](#page=26).
waarbij $a$ de versnelling is, gerelateerd aan de omtreksnelheid ($v$) en de straal ($r$) [21](#page=21) [26](#page=26):
$$a = \frac{v^2}{r}$$ [21](#page=21) [26](#page=26).
De omtreksnelheid is ook te relateren aan de hoeksnelheid ($\Omega$) en het toerental ($N$):
$$v = \Omega \cdot r = 2\pi \cdot N \cdot r$$ [21](#page=21) [26](#page=26).
Hierdoor wordt de formule voor centrifugale kracht:
$$F_c = m \cdot \Omega^2 \cdot r$$ [21](#page=21) [26](#page=26).
**G-waarde:**
De G-waarde is een maat voor de verhouding tussen de centrifugale kracht en de zwaartekracht ($F_g$) [22](#page=22) [26](#page=26):
$$G = \frac{F_c}{F_g} = \frac{m \cdot \Omega^2 \cdot r}{m \cdot g} = \frac{\Omega^2 \cdot r}{g}$$ [22](#page=22) [26](#page=26).
De G-waarde geeft aan hoeveel keer sneller een deeltje uit een fluïdum wordt gescheiden in een centrifuge vergeleken met normale gravitaire bezinking [22](#page=22) [26](#page=26).
#### 5.5.1 Schotelcentrifuge
Een schotelcentrifuge is een type centrifuge dat schotels gebruikt om de scheiding te verbeteren. Het mengsel wordt in een roterend vat gebracht, en de zwaardere deeltjes worden naar de buitenkant van de hellende schotels gedrukt. De schotels zijn verdeeld in compartimenten, wat de axiale vermenging minimaliseert en de scheidingsefficiëntie verhoogt door deeltjes in radiale richting te forceren [25](#page=25).
**Toepassingen van centrifugatie:**
* Ontvetten van melk [25](#page=25) [26](#page=26).
* Scheiden van water en olie [25](#page=25).
* Scheiden van bloed in verschillende fracties voor analyse [25](#page=25).
* Verrijkt uranium afscheiden door centrifugeren van UF$_6$ gas [26](#page=26).
* Terugwinnen van suikerkristallen uit vloeistoffen [26](#page=26).
**Principiële soorten centrifuges:**
* **Dichtewand centrifuges:** Verbeterde bezinkingsapparatuur waarbij zware fracties tegen de wand worden gedrukt, wat leidt tot centrifugale bezinking die $G$ keer sneller is dan normale bezinking [26](#page=26).
* **Openwand centrifuges:** Verbeterde filterapparatuur voor vast-vloeistof scheiding, waarbij vloeistof door een geperforeerde wand met filterdoek gaat en vaste stof achterblijft [26](#page=26).
**Cycloon:** Wordt gebruikt voor het centrifugaal scheiden van vaste stofdeeltjes uit een gas (cycloon) of uit een vloeistof (hydrocycloon) [26](#page=26).
### 5.6 Destillatie
Destillatie is een scheidingstechniek die gebaseerd is op verschillen in vluchtigheid (kookpunt) van componenten in een mengsel. Hoe lager het kookpunt, hoe vluchtiger de stof [22](#page=22) [28](#page=28).
#### 5.6.1 Enkelvoudige (Batch) destillatie
Bij enkelvoudige destillatie wordt een vloeistofmengsel verwarmd tot het kookpunt van de meest vluchtige stof. De resulterende damp bevat beide stoffen, maar meer van de meest vluchtige. Deze damp wordt afgekoeld en gecondenseerd tot een destillaat, dat verrijkt is met de meest vluchtige stof. Het overgebleven residu is verrijkt met de minst vluchtige stof. Bij batch destillatie wordt continu damp onttrokken, waardoor de samenstelling in de kolf verandert en het kookpunt stijgt [22](#page=22) [28](#page=28).
**Toepassing:**
Productie van sterke alcoholische dranken [28](#page=28).
#### 5.6.2 Fractionele destillatie (Rectificatie)
Fractionele destillatie verhoogt de scheidingsefficiëntie door het proces van verdampen en condenseren meerdere keren te herhalen. Elke herhaling, die overeenkomt met één vloeistof/damp evenwicht, wordt een "theoretische schotel" genoemd. Hoe meer theoretische schotels een kolom heeft, hoe efficiënter de scheiding [22](#page=22).
**Kookpuntdiagramma:**
Dit diagramma toont de temperatuur op de Y-as en de samenstelling van het mengsel in molfracties op de X-as. De blauwe lijn is de dauwpuntlijn (verzadigde dampspanningslijn) en de groene lijn is de kookpuntlijn [23](#page=23).
* **Lezen van het diagramma:**
* Helemaal links op de X-as: enkel de minst vluchtige stof aanwezig.
* Helemaal rechts op de X-as: enkel de meest vluchtige stof aanwezig [23](#page=23).
* Bij een gegeven temperatuur ($T_M$) en molfracties ($x_1$, $x_2$), zal het mengsel koken. De toegevoegde energie verbreekt intermoleculaire krachten (latente verdampingswarmte) en brengt de damp naar een hoger energieniveau. Condensatie gebeurt op een bepaalde temperatuur ($b$), wat leidt tot destillaat dat rijker is aan de meest vluchtige stof [24](#page=24).
* **Molfracties:**
$$x_A = \frac{n_A}{n_{A}+n_{B}}$$ [23](#page=23).
$$x_B = \frac{n_B}{n_{A}+n_{B}}$$ [23](#page=23).
$$x_A + x_B = 1$$ [23](#page=23).
* **Totale dampdruk:**
$$p_{totaal} = p_A + p_B = x_A \cdot p_{A}^o + x_B \cdot p_{B}^o$$ [23](#page=23).
Hierbij is $p_i^o$ de verzadigde dampdruk van de zuivere component [23](#page=23).
**Producten:**
Fractionele destillatie leidt tot producten die nagenoeg zuiver zijn in de meest vluchtige stof en het residu, dat nagenoeg zuiver is in de minst vluchtige stof [22](#page=22).
### 5.7 Drogen
Drogen is een fysisch-chemisch proces om kleine hoeveelheden water uit stoffen te verwijderen, meestal door verdamping of sublimatie [24](#page=24).
#### 5.7.1 Fluïdized-bed droger (Wervelbad droger)
Een fluïdized-bed droger maakt gebruik van een stroom hete, onverzadigde lucht die onderaan door een gesinterde plaat wordt geblazen. De natte voeding wordt toegevoegd en mengt met de lucht tot een 'fluïdized bed' ontstaat. Het gedroogde product wordt vervolgens pneumatisch getransporteerd. Overgebleven deeltjes worden in een cycloon afgescheiden [24](#page=24).
**Toepassingen:**
* Roosteren van pinda's/noten [24](#page=24).
* Drogen van chemische producten zoals waspoeder [24](#page=24).
#### 5.7.2 Vriesdrogen
Vriesdrogen verwijdert water om microbieel bederf te voorkomen en de houdbaarheid te verlengen. Het proces omvat het bevriezen van het water in de stof tot ijskristallen, waarna het ijs sublimeert (direct overgaat van vaste naar gasvormige toestand) onder verlaagde druk. Dit gebeurt bij lage temperaturen om smaak en geur te behouden. Tot slot vindt een nabewerking plaats om resterend water te verwijderen [27](#page=27).
**Toepassingen:**
* Oploskoffie [27](#page=27).
* Soep-uit-een-zakje [27](#page=27).
**Toestandsdiagramma voor vriesdrogen:**
Dit diagramma toont de dampspanningslijn, smeltlijn en sublimatielijn, met het tripelpunkt als snijpunt van de drie lijnen. Een lage druk resulteert in een lager kookpunt [27](#page=27).
### 5.8 Extractie
Extractie is vergelijkbaar met absorptie, maar de voedingsstroom is een vaste stof of een vloeistof (geen gas). Componenten worden via selectieve massatransfer vanuit een voedingsmateriaal naar een vloeistoffase (solvent) overgebracht (fase-additie) [25](#page=25).
* **Vloeistof-vloeistofextractie:** Het solvent is niet homogeen mengbaar met het voedingsmateriaal [25](#page=25).
* **Vast-vloeistofextractie:** Het voedingsmateriaal is een vaste stof [25](#page=25).
* **Solute:** De te extraheren component [25](#page=25).
* **Extract:** De vloeistof die verrijkt is met de solute [25](#page=25).
* **Raffinaat:** De solute-arme vloeistof [25](#page=25).
**Doel:** Isoleren van een waardevol product of verwijderen van een ongewenst product (zuivering) [25](#page=25).
**Fysische transportverschijnselen bij extractie:**
Extractie is gebaseerd op de fysische transportverschijnselen van massatransfer [25](#page=25).
* **Drijvende kracht:** Het verschil in concentratie (of chemische potentiaal) van de solute tussen de twee fasen [25](#page=25).
* **Dynamisch evenwicht:** Een toestand waarin de snelheden van de voorwaartse en terugwaartse massatransfer gelijk zijn, resulterend in geen netto massatransfer. De parameter die gebruikt wordt voor het dynamisch evenwicht is de evenwichtspartitiecoëfficiënt [25](#page=25).
#### 5.8.1 Meerstapsextractie
* **Dwarsstroom:** Solvent en voedingsstroom worden in beide richtingen tegelijk toegevoerd en afgevoerd. Dit is minder efficiënt omdat de stromen elkaar continu ontmoeten, waardoor de concentratiegradiënt afneemt [25](#page=25).
* **Tegenstroom:** Solvent en voedingsstroom worden in tegengestelde richtingen door het systeem geleid. Dit is efficiënter omdat het verse solvent steeds in contact komt met de meest geëxtraheerde fase (raffinaat), en de meest verrijkte fase (extract) in contact komt met de meest "frisse" voedingsstroom, wat zorgt voor een grotere drijvende kracht over het gehele proces [25](#page=25) [28](#page=28).
#### 5.8.2 Extractiebatterij
Een extractiebatterij is een systeem van in serie gekoppelde extractievaten voor vloeistof-vastextractie. Het doel is om de voeding meermalen te extraheren in verschillende vaten. Het proces gebeurt in tegenstroom: het solvent passeert eerst de meest geëxtraheerde stof. Een extra vat wordt gebruikt voor schakelen en periodiek vullen [28](#page=28).
### 5.9 Ternair Systeem
Ternaire systemen worden voornamelijk gebruikt bij vloeistof-vloeistofextractie om de concentraties van drie componenten in een mengsel weer te geven. Elk hoekpunt van de driehoek representeert een zuivere stof, en de zijden representeren mengsels van twee componenten. Punten binnen de driehoek stellen mengsels van alle drie de stoffen voor [21](#page=21).
* **Aflezen van concentraties:** Een rechte lijn die evenwijdig loopt aan de derde zijde en door het betreffende punt gaat, maakt het aflezen van de concentratie mogelijk via de juiste richting op de assen. De som van de percentages van de drie componenten is altijd 100% [21](#page=21).
* **Ontmengen:** Dit gebeurt via stippellijnen. Mengsels onder de boog zijn heterogeen en ontmengen spontaan in een extract (aangerijkt met solute) en een raffinaat (solute-arm) [21](#page=21).
### 5.10 Drijvende Kracht en Weerstand bij Osmose en Omgekeerde Osmose
* **Drijvende krachten:**
* Osmose: Concentratieverschil ($\Delta C$) [19](#page=19).
* Omgekeerde osmose: Aangelegde druk die groter is dan de osmotische druk [19](#page=19).
* **Weerstanden:**
* Semipermeabel membraan (voor osmose en omgekeerde osmose) [19](#page=19).
* Frictie van de vloeistofmoleculen.
* Massa van de te verplaatsen moleculen.
### 5.11 Toepassing van Centrifugale Bezinking versus Klassieke Bezinking
Centrifugale bezinking is beter dan klassieke bezinking omdat de centrifugale kracht, die vele malen groter kan zijn dan de zwaartekracht (uitgedrukt door de G-waarde), de scheiding van deeltjes aanzienlijk versnelt. Dit leidt tot een efficiëntere en snellere scheiding, vooral bij fijne deeltjes die anders langzaam zouden bezinken [22](#page=22) [26](#page=26).
---
# Metaal- en kunststofverwerking
Hier is een gedetailleerde studiehandleiding voor het onderwerp "Metaal- en kunststofverwerking", gebaseerd op de verstrekte documentatie.
## 6 Metaal- en kunststofverwerking
Dit onderwerp behandelt de fundamentele processen en technieken die worden toegepast bij de productie en vormgeving van zowel metalen als kunststoffen, met specifieke aandacht voor hun eigenschappen en toepassingen.
### 6.1 Kunststofverwerking
Kunststofverwerking omvat een reeks technieken om polymeren te vormen tot bruikbare producten. Deze processen maken gebruik van de specifieke eigenschappen van thermoplasten, thermoharders en elastomeren.
#### 6.1.1 Polymerisatie
Polymerisatie is een essentieel proces waarbij lange ketens, polymeren, worden opgebouwd uit kleinere, herhalende eenheden genaamd monomeren. Dit proces vindt plaats bij verbindingen met dubbele of driedubbele koolstofbindingen, die onverzadigdheden vertonen [30](#page=30).
* **Additiepolymerisatie:** Dit type polymerisatie vindt plaats bij onverzadigde monomeren zoals etheen ($CH_2=CH_2$). De dubbele binding verbreekt, waardoor de monomeren zich aan elkaar kunnen hechten om een lange keten te vormen, zoals polyetheen (PE) [30](#page=30) [33](#page=33).
* **Voorbeeld:** De vorming van polyetheen uit etheen.
#### 6.1.2 Vulkanisatie
Vulkanisatie is een proces dat specifiek wordt toegepast op elastomeren, wat resulteert in materialen met rubberachtige eigenschappen. Tijdens vulkanisatie wordt het polymeer onder druk gezet, vaak door toevoeging van verhit zwavel. Dit creëert een grofmazige, vernette structuur met lange, beweeglijke ketenstukken die verbonden zijn door cross-links. Deze cross-links voorkomen verweking bij verhoogde temperaturen, terwijl de elasticiteit behouden blijft [31](#page=31) [34](#page=34).
* **Voorbeelden:** Isopreen- en styreenbutadieenrubbers [31](#page=31).
#### 6.1.3 Spuitgieten
Spuitgieten is een discontinue vormgevingstechniek die wordt gebruikt voor de productie van discrete producten, met name in massaproductie vanwege de hoge kosten van de mallen. Het maakt complexe geometrieën met hoge reproduceerbaarheid mogelijk [31](#page=31).
* **Werking:**
1. Een schroefextruder plastificeert het thermoplastische materiaal tot een smelt door verhitting en compressie [32](#page=32).
2. De smelt hoopt zich op aan het einde van de schroef, waardoor deze naar achteren wordt geduwd [32](#page=32).
3. Onder druk wordt de thermoplast in een gesloten matrijs gespoten [32](#page=32).
4. Na het stollen wordt de druk weggehaald en het product verwijderd [32](#page=32).
* **Toepassingen:** Geschikt voor thermoplasten. Niet direct toepasbaar voor thermoharders op de gebruikelijke wijze omdat deze tijdens de polymerisatie moeten worden gevormd [31](#page=31) [34](#page=34).
* **Varianten:**
* **2K-spuitgieten (co-injectie/sandwich molding):** Twee componenten worden gelijktijdig gespoten [32](#page=32).
* **Reactiespuitgieten:** Monomeren worden geïnjecteerd, en de polymerisatiereactie vindt plaats in de matrijs [32](#page=32).
#### 6.1.4 Extrusie
Extrusie is een continu proces waarbij gesmolten polymeermateriaal onder druk door een matrijs wordt geperst om langwerpige producten met een constante doorsnede te vormen. Dit proces is uitsluitend geschikt voor thermoplasten [35](#page=35).
* **Werking:**
1. Granulaat of poeder wordt via een vultrechter toegevoerd aan de extruder [35](#page=35).
2. Een schroef transporteert het materiaal naar voren, comprimeert het en plastificeert het door verwarmingselementen [35](#page=35).
3. Het verweekte polymeer wordt door een spuitmond geperst, wiens vorm de doorsnede van het eindproduct bepaalt [35](#page=35).
4. Het geëxtrudeerde materiaal koelt snel af [35](#page=35).
* **Bekende producten:** Draad, staaf, buis, goot, slang, plaat, (hoek)profielen, kabelgeleiders [35](#page=35).
#### 6.1.5 Extrusie-blaasproces
Het extrusie-blaasproces wordt gebruikt voor het vormgeven van holle objecten zoals plastic flessen [30](#page=30).
* **Werking:**
1. Een thermoplastische buis wordt geëxtrudeerd [30](#page=30).
2. Deze nog weke buis wordt omsloten door een tweedelige matrijs waarvan de wanden gekoeld zijn [30](#page=30).
3. Warme lucht wordt in de buis geblazen, waardoor deze uitzet tegen de gekoelde matrijswand [30](#page=30).
4. De hals wordt gekalibreerd met een doorn en de bodem wordt dichtgelast [30](#page=30).
5. Na afkoeling wordt de matrijs geopend om het product te verkrijgen [30](#page=30).
* **Nadelen:** Ongelijkmatige wanddikte, een naad in de bodem door het dichtlassen, en materiaalverlies door het afsnijden van de buis [30](#page=30).
* **Toepassing:** Geschikt voor thermoplastische halffabricaten en niet-gevulkaniseerde elastomeren [30](#page=30).
#### 6.1.6 Vacuümvormen (Thermovormen)
Vacuümvormen, een vorm van thermovormen, is een techniek om kunststoffen om te vormen in hun verweekte toestand. Het wordt toegepast op dunne platen van thermoplasten en niet-gevulkaniseerde elastomeren [34](#page=34).
* **Werking:**
1. Een dunne kunststofplaat wordt verhit tot het verweekt [34](#page=34).
2. De plaat wordt op een matrijs geplaatst en samengeperst om de dikte te verminderen en de plaat te laten uitzetten (warmpersen) [34](#page=34).
3. (Bij vacuümvormen) Een onderdruk zuigt de plaat tegen de matrijs aan nadat deze verder is verwarmd [35](#page=35).
4. Het product koelt af in de matrijs om de eindvorm te verkrijgen [35](#page=35).
#### 6.1.7 Kalanderen
Kalanderen is een continu proces dat uitsluitend geschikt is voor thermoplasten en wordt gebruikt voor de productie van folies [33](#page=33).
* **Werking:**
1. Het polymeer wordt gemengd en in een weke/viskeuze toestand toegevoerd aan de kalanderlijn via een transportband [33](#page=33).
2. Het materiaal passeert een serie grote, verwarmde rollen waarbij de opening tussen de rollen (kalanderspleet) steeds kleiner wordt [33](#page=33).
3. De afstand tussen de laatste twee rollen bepaalt de dikte van de folie [33](#page=33).
4. De gevormde folie wordt gekoeld door afgekoelde rollen en opgewikkeld [33](#page=33).
#### 6.1.8 Thermoharders versus Thermoplasten versus Elastomeren
* **Thermoharders:** Vormen een driedimensionaal, fijnmazig netwerk door cross-links, zonder dat vulkanisatie noodzakelijk is. Bij kamertemperatuur zijn ze sterk, hard en bros, met goede vormstabiliteit. Bij temperatuursverhoging verweken ze niet, maar ontleden ze uiteindelijk. Vormgeving moet plaatsvinden tijdens het polymerisatieproces [34](#page=34).
* **Thermoplasten:** Hebben een lineaire of vertakte structuur. Ze zijn vervormbaar bij temperatuursverhoging, waarbij de vervorming reversibel is [34](#page=34).
* Lage temperaturen (onder kamertemperatuur): hard en stijf, maar niet sterk (glastoestand) [34](#page=34).
* Toename temperatuur (rond kamertemperatuur): rubberachtige toestand met mogelijke plastische deformatie; macromoleculen bewegen, maar de afstand blijft gelijk [34](#page=34).
* Verdere temperatuurstijging: verweekte toestand; macromoleculen verschuiven ten opzichte van elkaar [34](#page=34).
* Nog hogere temperatuur: viskeuze, vloeibare toestand [34](#page=34).
* Oervorming vindt plaats in de viskeuze toestand, omvorming in de verweekte toestand [34](#page=34).
* **Elastomeren:** Zijn polymeren met rubberachtige eigenschappen bij kamertemperatuur. Ze zijn typisch thermoplasten die vulkanisatie hebben ondergaan en dus cross-links bevatten [34](#page=34).
#### 6.1.9 Fijnchemicaliën
Fijnchemicaliën zijn te onderscheiden van basischemicaliën op basis van de geproduceerde hoeveelheden, waarbij fijnchemicaliën in kleinere volumes worden geproduceerd [32](#page=32).
### 6.2 Metaalverwerking
Metaalverwerking omvat de methoden voor de productie, zuivering en vormgeving van metalen en legeringen.
#### 6.2.1 IJzer- en staalproductie
IJzer wordt voornamelijk gewonnen uit ijzeroxiden zoals hematiet en magnetiet. Deze ertsen worden geconcentreerd door sinteren of pelletiseren [36](#page=36).
* **Hoogovenproces:**
1. Geconcentreerd ijzererts, cokes en toeslagstoffen (zoals kalksteen) worden in een hoogoven gebracht [36](#page=36).
2. **Cokes:** Dient als brandstof (exothermische verbranding, $C + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow CO$) en reductiemiddel ($Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$). Cokes verlaagt ook het smeltpunt van ijzer en verhoogt de gasdoorlaatbaarheid [36](#page=36).
3. **Toeslagstoffen (kalksteen):** Verwijderen onzuiverheden door binding, wat resulteert in slak [36](#page=36).
4. **Lucht:** Levert zuurstof voor de verbranding van cokes [36](#page=36).
5. Onderin de oven wordt ruwijzer afgetapt, dat nog broos is, onzuiverheden bevat en een hoog koolstofgehalte heeft (4-5%) [36](#page=36) [40](#page=40).
* **Omzetting naar staal:** Ruwijzer wordt omgezet in staal door het koolstofgehalte te verlagen tot tussen 0,06% en 2%. Staal is hierdoor harder, sterker en beter omvormbaar dan ruwijzer [40](#page=40).
#### 6.2.2 Gekalmeerd en ongekalmeerd staal
Ongekalmeerd staal ontstaat bij het stollen van vloeibaar staal, waarbij slinkholtes en chemische segregatie optreden. Het hoge zuurstofgehalte in het staal, dat bij stolling naar binnen gaat en onzuiverheden meeneemt, veroorzaakt onrustige stolling door het ontstaan van bellen [37](#page=37).
* **Oplossing:** Door toevoeging van aluminium of silica worden de zuurstofatomen gebonden, wat resulteert in een rustigere stolling en gekalmeerd staal [37](#page=37).
#### 6.2.3 Passivering van roestvast staal (inox)
Roestvast staal (inox) bevat een chroomgehalte van meer dan 10,5%. Het chroom reageert met zuurstof en water om een dunne, dichte, zelfherstellende oxidehuid te vormen (Cr$_4$O$_7$). Deze gepassiveerde laag voorkomt corrosie door zuurstof en water aan te raken [37](#page=37).
#### 6.2.4 Metaalveredeling
Metaalveredeling omvat het bewerken van ertsen tot een bruikbaar concentraat. Dit proces omvat het scheiden van commercieel waardeloze mineralen (ganggesteenten), het verder opzuiveren van gewonnen metaalverbindingen en hun omzetting in metallische vorm [38](#page=38).
* **Fasen:**
1. **Ontginning:** Winning van het erts [39](#page=39).
2. **Verkleining:** Verkleinen van de deeltjesgrootte [39](#page=39).
3. **Afscheiding, opzuivering en opconcentratie:** Concentreren van het metaalrijke deel [39](#page=39).
4. **Thermische behandeling:** Het metaalrijke ertsconcentraat ondergaat behandelingen zoals roosteren en agglomereren [39](#page=39).
5. **Metallurgisch proces:**
* **Pyrometallurgie:** Bewerking met hitte [39](#page=39).
* **Hydrometallurgie:** Bewerking met behulp van waterige oplossingen [39](#page=39).
#### 6.2.5 Scheiden versus Afnemen
Zowel scheiden als afnemen verwijzen naar het verwijderen van overbodig materiaal, maar het verschil ligt in de bruikbaarheid van het verwijderde materiaal [39](#page=39).
* **Scheiden:** Het verwijderde materiaal is nog bruikbaar (bv. knippen) [39](#page=39).
* **Afnemen (verspanen):** Het verwijderde materiaal (spanen) is onbruikbaar. Verspanende activiteiten, zoals boren, behoren tot deze categorie [39](#page=39).
#### 6.2.6 Vervormbaarheid van metalen en versterkingstechnieken
Metalen zijn relatief makkelijk vervormbaar door de aanwezigheid van dislocaties in hun kristalroosters. Dislocaties zijn kristalfouten die fungeren als afschuifvlakken, waardoor de metaalionen relatief makkelijk kunnen bewegen. De vrije elektronen bewegen mee met de metaalionen, waardoor de metaalbinding behouden blijft tijdens vervorming [39](#page=39) [43](#page=43).
* **Versterkingsmethoden om staal minder vervormbaar te maken:**
1. **Vaste-oplossingsharden:** Toevoeging van vreemde atomen met andere afmetingen aan het metaalrooster om een legering te vormen. Deze verontreinigingsatomen vormen barrières voor dislocatiebeweging. Dit kan substitutioneel of interstitioneel gebeuren [36](#page=36) [39](#page=39).
2. **Walsen:**
* **Warmwalsen:** Bij hoge temperatuur wordt het kristalrooster gebogen, maar door de hitte vindt dynamische rekristallisatie plaats, waardoor de structuur en eigenschappen grotendeels identiek blijven [36](#page=36) [40](#page=40).
* **Koudwalsen:** Bij omgevingstemperatuur worden kristalstructuren op elkaar geduwd zonder rekristallisatie (te weinig energie). Dit verhoogt de dislocatiedichtheid, waardoor dislocatiebeweging wordt beperkt en het metaal versterkt wordt [36](#page=36) [40](#page=40).
3. **Harden en veredelen:**
* **Afschrikken/Fasetransformatieharden:** Verhitten gevolgd door snelle afkoeling (afschrikken) sluit extra C-atomen in, wat leidt tot een andere kristalstructuur waarin de C-atomen de beweging bemoeilijken, wat resulteert in harder materiaal. Temperen of ontlaten wordt toegepast om brosheid te verminderen zonder sterkte te verliezen [36](#page=36).
* **Precipitatieharden:** Legeringselementen scheiden zich door warmtebehandeling uit tot kleine agglomeraten (precipitaten) die de dislocatiebeweging bemoeilijken [36](#page=36).
#### 6.2.7 Legeringen, kneedstaal en gietstaal
* **Legering:** Een homogene mengsel van metalen en/of niet-metalen, gevormd door bijvoorbeeld vaste-oplossingsharden [40](#page=40).
* **Gietstaal:** Staal dat na het gieten direct de finale vorm krijgt [40](#page=40).
* **Kneedstaal:** Staal dat in een tussenvorm wordt gegoten en later verder wordt omgevormd [40](#page=40).
#### 6.2.8 Organisatie van de staalindustrie
GSV staat voor Groupement de la Sidérurgie, het Staalindustrie Verbond. Deze organisatie vertegenwoordigt de belangen van de Belgische staalindustrie op diverse gebieden zoals handel, klimaat, energie en sociale aangelegenheden. De staalindustrie is een toonaangevende sector en essentieel voor vele andere toepassingen [40](#page=40).
### 6.3 Organisaties in de chemische en metaalindustrie
* **Essenscia:** De Belgische organisatie die grote ondernemingen in de chemische industrie vertegenwoordigt. Kern taken omvatten het uitstippelen van het beleid van de sector (inzet op innovatie en duurzaamheid), het verzamelen van economische cijfers voor beleidsafstemming, en het vertegenwoordigen van België [32](#page=32).
* **GSV (Groupement de la Sidérurgie):** Vertegenwoordigt de belangen van de Belgische staalindustrie, vergelijkbaar met de functies van Essenscia in de chemische industrie [40](#page=40).
---
> **Tip:** Begrijp het verschil tussen de gedragingen van thermoplasten (vervormbaar bij temperatuur) en thermoharders (vormvast na initiële polymerisatie) en wanneer deze technieken (zoals spuitgieten, extrusie, vacuümvormen) worden toegepast.
> **Tip:** Let goed op de specifieke eigenschappen die metaalversterking mogelijk maken, zoals dislocaties en hoe verschillende technieken (legering, walsen, harden) de beweging van deze dislocaties beïnvloeden.
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Brundtlanddefinitie | Een duurzame ontwikkeling is een ontwikkeling die voldoet aan de behoeften van de huidige generaties zonder de mogelijkheden van toekomstige generaties om in hun eigen behoeften te voorzien in gevaar te brengen. Dit omvat de drie pijlers: People, Planet en Profit. |
| Ecologische voetafdruk | Een maatstaf die aangeeft hoeveel biologisch productieve grond- en wateroppervlakte nodig is om de consumptie van een individu, product of land te ondersteunen en diens afval te verwerken. Een hogere voetafdruk duidt op een grotere impact op het milieu. |
| Earth Overshoot Day | De dag in het jaar waarop de mensheid alle hernieuwbare grondstoffen die de natuur in dat jaar kan voortbrengen, heeft verbruikt. Na deze dag leeft de mensheid op de reserves van de aarde. |
| Cradle to cradle principe | Een ontwerpprincipe waarbij producten zo worden ontworpen dat hun afval fungeert als voedsel voor nieuwe producten, waardoor kwaliteitsverlies wordt vermeden (upcycling) en een gesloten kringloopeconomie wordt nagestreefd, in tegenstelling tot het 'cradle to grave' principe. |
| Lijn-staf-structuur | Een organisatiestructuur die een hiërarchische indeling combineert met gespecialiseerde stafmedewerkers die adviserende, informerende en coördinerende taken uitvoeren, maar geen directe beslissingsbevoegdheid hebben. |
| Fabricagekosten | De kosten die direct verband houden met de productie van een product. Deze worden onderverdeeld in uitvoeringskosten (per product), kosten voor herhaalopdrachten (per fabricageserie), voorbereidingskosten (per totaalserie) en indirecte productiefaciliteitkosten (overhead). |
| Overheadkosten | Indirecte kosten die niet direct aan een specifiek product of productieproces kunnen worden toegeschreven, maar noodzakelijk zijn voor het functioneren van het bedrijf. Voorbeelden zijn marketingkosten, huur van gebouwen, en kosten voor personeelszaken en management. |
| Productplanning | De fase in productontwikkeling die zich richt op het identificeren van maatschappelijke behoeften, het genereren van ideeën en concepten, en het vaststellen van marktintroductiedata en producteigenschappen. |
| Productontwerp | De fase in productontwikkeling waarin ideeën en concepten worden uitgewerkt tot gedetailleerde technische ontwerpen, inclusief technische tekeningen, waarbij rekening wordt gehouden met benodigde technologieën en materialen. |
| Biotechnologie | Een technologie die levende organismen, al dan niet genetisch gemodificeerd, gebruikt en bestudeert voor de productie van bio-energie, chemische stoffen en materialen. Er zijn verschillende kleuren (groen, rood, industrieel, blauw) die specifieke toepassingsgebieden aanduiden. |
| NACE | Een statistische classificatie van economische activiteiten binnen de Europese Gemeenschap, die gebruikt wordt om economische activiteiten te coderen en te structureren op verschillende niveaus (secties, afdelingen, groepen, klassen). |
| Kookpunt | De temperatuur waarbij de dampdruk van een vloeistof gelijk wordt aan de omgevingsdruk, waardoor de vloeistof begint te koken en overgaat in gasvorm. |
| Intermoleculaire krachten | Krachten van aantrekking of afstoting die tussen moleculen optreden. Deze krachten, zoals Van der Waals-krachten en waterstofbruggen, beïnvloeden fysische eigenschappen zoals smelt- en kookpunten. |
| Intramoleculaire bindingen | Chemische bindingen die atomen binnen een molecuul bij elkaar houden, zoals covalente en ionaire bindingen. Deze zijn veel sterker dan intermoleculaire krachten. |
| Waterstofbrug | Een specifieke vorm van dipool-dipoolinteractie die optreedt tussen een waterstofatoom gebonden aan een sterk elektronegatief atoom (zoals zuurstof of stikstof) en een ander sterk elektronegatief atoom in een naburig molecuul. |
| Bindingssterkte | De kracht die nodig is om een chemische binding te verbreken. Enkele, dubbele en driedubbele bindingen hebben verschillende bindingssterktes, waarbij meer bindingen een hogere sterkte betekenen. |
| Orbitaal | Een driedimensionaal gebied rond de kern van een atoom waarin een elektron met een bepaalde energie zich met een bepaalde waarschijnlijkheid bevindt. |
| Van der Waals-krachten | Zwakke intermoleculaire krachten die ontstaan door tijdelijke of geïnduceerde dipolen in moleculen. Ze omvatten dipool-dipoolkrachten, dipool-geïnduceerde dipoolkrachten en geïnduceerde dipool-geïnduceerde dipoolkrachten (London-krachten). |
| Hybridisatie | Het concept waarbij atomaire orbitalen van een atoom, zoals s- en p-orbitalen, combineren om nieuwe, energetisch gelijkwaardige hybride orbitalen te vormen die de geometrie van moleculen beter verklaren. |
| Isotopen | Atomen van hetzelfde element die hetzelfde aantal protonen hebben (en dus hetzelfde atoomnummer), maar een verschillend aantal neutronen. Dit resulteert in een verschillend massagetal en dus verschillende fysische eigenschappen, terwijl de chemische eigenschappen grotendeels gelijk blijven. |
| Massadefect | Het verschil tussen de gemeten massa van een atoomkern en de som van de massa's van zijn individuele protonen en neutronen. Deze verloren massa wordt omgezet in bindingsenergie volgens Einstein's formule $E=mc^2$. |
| Kernsplijting | Een kernreactie waarbij een zware atoomkern, zoals uranium-235, splijt in twee of meer lichtere kernen onder invloed van een neutron, waarbij een grote hoeveelheid energie en extra neutronen vrijkomen. |
| Kernfusie | Een kernreactie waarbij twee lichte atoomkernen samensmelten tot een zwaardere kern, waarbij een nog grotere hoeveelheid energie vrijkomt dan bij kernsplijting. Dit vereist extreem hoge temperaturen en drukken. |
| Brandstofcel | Een elektrochemisch apparaat dat chemische energie direct omzet in elektrische energie door middel van een continue aanvoer van brandstof en oxidant, zonder tussenkomst van thermische of mechanische processen. |
| Fotosynthese | Het proces waarbij planten en andere organismen lichtenergie gebruiken om kooldioxide en water om te zetten in glucose (suiker) en zuurstof. Dit is de basisproductie van biomassa. |
| Bio-ethanol | Een biobrandstof die wordt geproduceerd door de fermentatie van suikers uit biomassa. Het wordt beschouwd als CO2-neutraal omdat de CO2 die bij de verbranding vrijkomt, oorspronkelijk is opgenomen tijdens de groei van de biomassa. |
| Energieteelten | Gewassen die specifiek worden geteeld voor de productie van energie, zoals bio-ethanol of biogas. Ze worden onderverdeeld in generaties op basis van hun grondstoffen en competitie met voedselproductie. |
| Geothermische energie | Energie die wordt opgewekt uit de warmte diep in de aarde. Dit kan zowel voor verwarming (ondiepe systemen) als voor elektriciteitsproductie (diepe systemen) worden gebruikt. |
| Synthesegas | Een brandbaar gasmengsel, voornamelijk bestaande uit waterstof ($H_2$) en koolmonoxide ($CO$), geproduceerd door de vergassing van biomassa bij hoge temperaturen. |
| Biogas | Een brandbaar gas, voornamelijk bestaande uit methaan ($CH_4$) en kooldioxide ($CO_2$), geproduceerd door de anaerobe afbraak van organisch materiaal door micro-organismen. |
| Warmtepomp | Een apparaat dat warmte verplaatst van een lagere temperatuur naar een hogere temperatuur, wat normaal gesproken niet spontaan gebeurt. Dit vereist arbeid en is gebaseerd op thermodynamische principes zoals verdamping en condensatie. |
| Fotovoltaïsche cel | Een halfgeleiderapparaat dat zonlicht direct omzet in elektrische energie door middel van het fotovoltaïsche effect. |
| Energieflux | De hoeveelheid energie die per tijdseenheid door een eenheid van oppervlakte stroomt, vaak uitgedrukt in Watt per vierkante meter ($W/m^2$). |
| Zonneconstante | Het vermogen van de zonnestraling dat per seconde op een vierkante meter aardoppervlak valt wanneer de zon er loodrecht op schijnt, buiten de aardatmosfeer. |
| Flotatie | Een scheidingsproces dat gebruik maakt van verschillen in bevochtigbaarheid om deeltjes te scheiden. Hydrofobe deeltjes hechten zich aan luchtbellen en drijven naar de oppervlakte, terwijl hydrofiele deeltjes in de vloeistof achterblijven. |
| Absorptie | Een proces waarbij een gas of een stof oplost in een vloeistof (het absorptiemiddel), wat leidt tot gas-vloeistof massatransfer. Dit kan fysiek of chemisch zijn. |
| Stripping | Het omgekeerde proces van absorptie, waarbij een opgeloste stof uit een vloeistof wordt verwijderd door contact met een gas, meestal bij verhoogde temperatuur en verlaagde druk. |
| Osmose | Het spontane transport van oplosmiddel (meestal water) door een semipermeabel membraan, van een gebied met een lage concentratie opgeloste stof naar een gebied met een hoge concentratie opgeloste stof, om de concentraties te egaliseren. |
| Omgekeerde osmose | Een proces waarbij druk wordt uitgeoefend op een oplossing om het oplosmiddel door een semipermeabel membraan te dwingen, van een gebied met een hoge concentratie opgeloste stof naar een gebied met een lage concentratie. Het wordt gebruikt voor zuivering, zoals ontzilting. |
| Bezinking (Sedimentatie) | Een scheidingstechniek die berust op het verschil in dichtheid tussen deeltjes en het fluïdum, waarbij zwaardere deeltjes door de zwaartekracht naar de bodem zakken. |
| Stroomgoot | Een serie van opeenvolgende bezinkingstanks, vaak van toenemende grootte, die wordt gebruikt voor de geleidelijke scheiding van vaste deeltjes uit een vloeistof op basis van hun grootte en dichtheid. |
| Archimedeskracht | De opwaartse kracht die een voorwerp ondervindt wanneer het in een vloeistof of gas wordt ondergedompeld. Deze kracht is gelijk aan het gewicht van de verplaatste vloeistof of gas. |
| Zwaartekracht | De kracht waarmee een object wordt aangetrokken tot het centrum van de aarde. |
| Ternair systeem | Een grafische weergave, meestal een driehoek, die de samenstelling van mengsels van drie componenten weergeeft, vaak gebruikt bij vloeistof-vloeistofextractie om de oplosbaarheid en scheidingsresultaten te analyseren. |
| Centrifugale kracht | De schijnbare kracht die een object ervaart dat wordt blootgesteld aan een rotatiebeweging, gericht naar buiten, weg van het rotatiecentrum. |
| G-waarde | Een maat die aangeeft hoeveel sterker de centrifugale kracht is in vergelijking met de zwaartekracht. Een hogere G-waarde betekent een effectievere scheiding. |
| Fractionele destillatie (Rectificatie) | Een scheidingstechniek die de efficiëntie van destillatie verhoogt door herhaaldelijk verdampen en condenseren, waardoor componenten met vergelijkbare kookpunten effectiever gescheiden kunnen worden. |
| Kookpuntdiagramma | Een grafische weergave die de samenstelling van een vloeistofmengsel en de bijbehorende damp bij verschillende temperaturen toont, essentieel voor het ontwerpen van destillatiekolommen. |
| Fluïdized-bed droger | Een apparaat dat een fluïdisatieprincipe gebruikt om vaste deeltjes te drogen door hete lucht erdoorheen te blazen, waardoor een wervelend bed ontstaat voor efficiënte warmte- en massatransfer. |
| Schotelcentrifuge | Een type centrifuge met meerdere schotels die roteren om vaste deeltjes uit vloeistoffen of niet-mengbare vloeistoffen te scheiden met behulp van centrifugale kracht. |
| Extrabatterij | Een serie van opeenvolgende extractievaten die in serie zijn geschakeld voor vloeistof-vastextractie, waarbij het solvent in tegenstroom beweegt ten opzichte van het vaste materiaal om de extractie-efficiëntie te maximaliseren. |
| Batch destillatie | Een destillatieproces dat in een enkele stap wordt uitgevoerd, waarbij een mengsel wordt verwarmd, de damp wordt gecondenseerd en het distillaat wordt opgevangen zonder terugvloei. |
| Ionenuitwisseling | Een proces waarbij ionen selectief uit een vloeistof worden verwijderd door adsorptie aan het oppervlak van een vast materiaal, dat geladen groepen bevat die de ionen aantrekken. |
| Extrusieblaasproces | Een vormgevingstechniek voor holle kunststofproducten, waarbij een verwarmde kunststofbuis in een matrijs wordt geblazen met hete lucht om de gewenste vorm te verkrijgen. |
| Polymerisatie | Een chemisch proces waarbij kleine moleculen (monomeren) zich herhaaldelijk aan elkaar binden om lange ketens (polymeren) te vormen, de basis voor kunststoffen. |
| Vulkanisatie | Een chemisch proces, meestal bij rubber, waarbij cross-links (verbindingen) tussen polymeerketens worden gevormd (vaak met zwavel) om de elasticiteit, sterkte en duurzaamheid te verbeteren. |
| Spuitgieten | Een productietechniek voor kunststoffen waarbij gesmolten polymeermateriaal onder hoge druk in een mal wordt gespoten om complexe vormen te creëren. |
| Thermoharder | Een kunststof die na polymerisatie permanent is uitgehard en niet opnieuw kan worden vervormd door verhitting. |
| Thermoplast | Een kunststof die bij verhitting zacht wordt en kan worden vervormd, en die bij afkoeling weer hard wordt. Dit proces is reversibel. |
| Elastomeer | Een polymeer met rubberachtige eigenschappen, gekenmerkt door zijn elasticiteit. Het zijn thermoplasten die vulkanisatie hebben ondergaan. |
| Vacuümvormen | Een thermovormingstechniek waarbij een verwarmde kunststofplaat wordt gezogen tegen een matrijs met behulp van onderdruk om de vorm van de matrijs aan te nemen. |
| Extrusie | Een continu proces waarbij polymeermateriaal wordt verhit tot een viskeuze toestand en vervolgens onder druk door een matrijs wordt geperst om profielen, buizen, platen of draden te produceren. |
| Fijnchemicaliën | Chemische producten die in kleinere hoeveelheden worden geproduceerd dan basischemicaliën, vaak met een hogere zuiverheid en complexere structuur, en die worden gebruikt in gespecialiseerde toepassingen. |
| Legering | Een mengsel van metalen of een metaal met een of meer andere elementen, meestal gemaakt om de eigenschappen van het basismetaal te verbeteren. |
| Kneedstaal | Staal dat na gieten verder wordt gevormd door middel van technieken zoals walsen, smeden of extrusie. |
| Gietstaal | Staal dat in zijn uiteindelijke vorm wordt gegoten en vervolgens stolt. |
| Metaalveredeling | Het proces van het bewerken van ertsen om ze te concentreren, zuiveren en om te zetten in bruikbare metallische vormen, waarbij ongewenste mineralen worden gescheiden. |
| Afnemen (Verspanen) | Bewerkingstechnieken waarbij materiaal wordt verwijderd in de vorm van spanen, waardoor het product zijn uiteindelijke vorm en afmetingen krijgt. De spanen zijn meestal onbruikbaar afval. |
| Scheiden | Een proces waarbij materiaal wordt verwijderd en het verwijderde deel nog bruikbaar kan zijn of een nuttige toepassing heeft. |
| Dislocatie | Een lineaire kristaldefect in een metaalrooster, die de beweging van atomen tijdens vervorming vergemakkelijkt en de vervormbaarheid van metalen verklaart. |
| Vaste-oplossingsharden | Een methode om metalen te versterken door het toevoegen van vreemde atomen (legeringselementen) aan het metaalrooster, wat de beweging van dislocaties belemmert. |
| Walsen | Een vormgevingstechniek waarbij metaal tussen rollen wordt geleid om de dikte te verminderen en de vorm te veranderen. Warmwalsen en koudwalsen hebben verschillende effecten op de metaalstructuur. |
| Harden en veredelen | Technieken om de mechanische eigenschappen van metalen te verbeteren, zoals afschrikken (snel afkoelen) en temperen (ontlaten), en precipitatieharden (vorming van kleine deeltjes). |
| Ruwijzer | Het product dat uit een hoogoven komt; een legering van ijzer met een hoog koolstofgehalte (4-5%) en andere onzuiverheden, wat het bros maakt. |
| Staal | Een legering van ijzer met een gecontroleerd laag koolstofgehalte (meestal 0,06% tot 2%), wat het sterk, hard en vervormbaar maakt. |
| Ongekalmeerd staal | Staal dat tijdens het stollingsproces ongewenste gasbellen bevat door onvoldoende verwijdering van opgeloste gassen zoals zuurstof, wat leidt tot heterogeniteiten en een verminderde kwaliteit. |
| Gekalmeerd staal | Staal waarbij de opgeloste gassen tijdens het stollen effectief zijn verwijderd, bijvoorbeeld door de toevoeging van aluminium of silica, wat resulteert in een homogeen materiaal. |
| Gepassiveerd oppervlak | Een beschermende laag (bijvoorbeeld chroomoxide op roestvast staal) die zich op het metaaloppervlak vormt en corrosie tegengaat, en die zichzelf na beschadiging kan herstellen. |
| Roestvast staal (Inox) | Een legering van ijzer met een chroomgehalte van meer dan 10,5%, waardoor het een passief, roestbestendig oppervlak heeft. |
| Kernsplijting | De kernreactie waarbij een zware atoomkern splijt in lichtere kernen onder invloed van een neutron, waarbij energie en meer neutronen vrijkomen. |
| Kernfusie | De kernreactie waarbij lichte atoomkernen samensmelten tot een zwaardere kern, wat een enorme hoeveelheid energie oplevert en plaatsvindt onder extreem hoge temperaturen en drukken. |
| Energetisch vermogen van zonnestraling | De intensiteit van de zonne-energie per oppervlakte-eenheid, gemeten in Watt per vierkante meter ($W/m^2$). |
| Energieflux | De hoeveelheid energie die per tijdseenheid en per oppervlakte-eenheid wordt getransporteerd, vaak uitgedrukt in $J/(s \cdot m^2)$ of $W/m^2$. |
| Kookpunt | De temperatuur waarbij de dampdruk van een vloeistof gelijk is aan de omgevingsdruk, waardoor de vloeistof overgaat in de gasfase. |
| Co-polymerisatie | Een polymerisatieproces waarbij twee of meer verschillende soorten monomeren samen polymeriseren tot een copolymeer. |
| Condensatiepolymerisatie | Een polymerisatieproces waarbij monomeren reageren en kleine moleculen (zoals water) als bijproduct vrijkomen, wat leidt tot de vorming van lange polymeerketens. |
| Osmose | Het natuurlijke transport van een oplosmiddel (bv. water) door een semipermeabel membraan, van een gebied met een lage concentratie opgeloste stof naar een gebied met een hoge concentratie. |
| Omgekeerde osmose | Het proces waarbij, door middel van externe druk, een oplosmiddel door een semipermeabel membraan wordt gedwongen van een gebied met een hoge concentratie opgeloste stof naar een gebied met een lage concentratie. |
| Specifiek oppervlak | Het totale oppervlak van een stof per massa-eenheid, uitgedrukt in $m^2/kg$. Een groter specifiek oppervlak verhoogt de reactiviteit en adsorptiecapaciteit. |
| Adsorptie | Het proces waarbij moleculen van een gas of vloeistof zich hechten aan het oppervlak van een vaste stof. |
Cover
Veiligheid_brandpreventie-merged-2.pdf
Summary
# Algemene basisbegrippen en het welzijnsbeleid
Dit deel introduceert de fundamentele concepten rond veiligheid en welzijn op de werkplek, inclusief definities, de betrokken actoren en hun verantwoordelijkheden, en de structuur van een welzijnsbeleid.
### 1.1 Arbeidsongevallen
Een arbeidsongeval is een plotselinge gebeurtenis die een werknemer overkomt tijdens en door het feit van de uitvoering van de arbeidsovereenkomst of ambt, en die een letsel veroorzaakt. Er zijn vier noodzakelijke elementen [11](#page=11):
1. **Plotselinge gebeurtenis**: Dit impliceert een korte tijdspanne, in tegenstelling tot een beroepsziekte. Voorbeelden zijn contact met elektriciteit, vallen of stoten [12](#page=12).
2. **Minstens één uitwendige oorzaak**: De oorzaak moet extern zijn aan het slachtoffer. Voorbeelden zijn een vallende doos of verlies van controle over een arbeidsmiddel. Een hersenbloeding of epilepsieaanval tijdens het werk, zonder externe oorzaak, geldt niet als arbeidsongeval [13](#page=13).
3. **Letsel**: Dit kan lichamelijk (bv. verstuiking, brandwonde, breuk) of mentaal (bv. zenuwinzinking, traumatische ervaring) zijn. Er moet een causaal verband zijn tussen het letsel en de plotselinge gebeurtenis. Schade aan prothesen wordt als uitzondering behandeld [11](#page=11) [14](#page=14).
4. **Tijdens en door de uitvoering van de arbeidsovereenkomst/ambt**: Dit geldt vanaf het moment dat de werkgever zijn gezag kan uitoefenen, ongeacht werkuren (bv. middagpauze, personeelsfeest) en de locatie (bv. telewerk, personeelsfeesten). Indien een ruzie tussen werknemers professionele redenen heeft en tot een letsel leidt, is het een arbeidsongeval; anders niet [15](#page=15) [16](#page=16).
### 1.2 Arbeidswegongevallen
Een arbeidswegongevallen is elk ongeval dat een werknemer overkomt op de weg naar en van het werk en dat een letsel veroorzaakt. De vier elementen zijn [17](#page=17):
1. **Plotselinge gebeurtenis**: Net als bij een arbeidsongeval [17](#page=17).
2. **Minstens één uitwendige oorzaak**: Net als bij een arbeidsongeval [17](#page=17).
3. **Letsel**: Net als bij een arbeidsongeval [17](#page=17).
4. **Op het normale traject naar en van het werk**: Dit is de weg die de werknemer logischerwijs volgt om van zijn woonplaats naar de arbeidsplaats te gaan en omgekeerd. Dit hoeft niet de kortste of meest directe weg te zijn; omwegen omwille van bijvoorbeeld wegenwerken, minder gevaarlijke routes, of het brengen/halen van kinderen naar school/crèche zijn toegestaan. Carpooling met collega's valt hier ook onder [18](#page=18).
### 1.3 Statistieken en Kosten van Arbeidsongevallen
Het document bevat (niet-getoonde) statistieken voor de private en publieke sector, en paritaire comités [19-22](#page=19-22), alsook de gevolgen van arbeidsongevallen in de private sector [23-25](#page=23-25).
De kosten van arbeidsongevallen kunnen worden onderverdeeld in:
* **Directe kosten**: Premies arbeidsongevallenverzekering, gewaarborgd loon [28](#page=28).
* **Indirecte kosten**: Tijdverlies medewerkers, stilstand werkpost, medische verzorging (EHBO, materiaal), kost materiële schade, gebrek rendement uit investering, gemiste orders, schadeclaims, juridische kosten, kosten voor hulp aan slachtoffers, ongevallenonderzoek, kosten voor toeschouwers, herinrichting werkplaats, opruimingswerken [28](#page=28).
### 1.4 Strategisch Belang van Veiligheid
Veiligheid is strategisch belangrijk omdat een veilige productieomgeving leidt tot hogere kwaliteit en rendement. Dit wordt onderbouwd door zes basisredenen [29](#page=29):
1. **Humanitair**: De prioriteit om lichamelijk en moreel leed, veroorzaakt door ongevallen en beroepsziekten, te vermijden. Dit gaat voor op alle andere redenen [30-31](#page=30-31). De gevolgen voor het slachtoffer en zijn naasten zijn aanzienlijk op lichamelijk, moreel, psychisch, sociaal-cultureel en familiaal vlak [32](#page=32).
2. **Wettelijk**: Er is sprake van strafrechterlijke en burgerrechtelijke aansprakelijkheid (#page=30-33) [30](#page=30) [33](#page=33).
* **Strafrechterlijke aansprakelijkheid**: Beschreven in het strafwetboek met straffen variërend van vrijheidsberoving tot geldboetes of beide. Deze aansprakelijkheid kan niet verzekerd worden en kleeft aan de dader. Het strafwetboek kent verschillende gradaties van misdrijven (overtreding, wanbedrijf, misdaad). Het Sociaal Strafwetboek bundelt bepalingen uit arbeidsrecht en sociale zekerheid, waaronder de wet welzijn op het werk, die de verhouding tussen werkgever en werknemer regelt. De Codex Welzijn op het Werk is de huidige basis, voortkomend uit de Veiligheidswet van 1952 en het ARAB. Geldboetes worden vermenigvuldigd met wettelijke opdeciemen (x8 vanaf 01.01.2017) [34](#page=34) [35](#page=35) [36](#page=36) [37](#page=37) [38](#page=38).
* **Burgerrechtelijke aansprakelijkheid**: Gebaseerd op artikel 1382 en 1383 van het Burgerlijk Wetboek, stelt dat wie schade veroorzaakt, deze moet vergoeden, zowel door actief handelen als door nalatigheid of onvoorzichtigheid. Deze aansprakelijkheid is wel verzekerbaar [39](#page=39).
3. **Opdracht directie**: Veiligheid als prioriteit vanuit het management, de hoofdzetel of vanuit eerdere ongevallen [40](#page=40).
4. **Sociaal maatschappelijk**: Het algemene belang dat iedereen veilig en gezond thuiskomt [40](#page=40).
5. **Financieel**: Zowel voor de werkgever (winst waarborgen, verliezen beperken door materiële schade, werkverstoring, werkverlet, vervanging werknemer) als voor de werknemer (inkomen waarborgen, loonverlies voorkomen, tewerkstelling waarborgen) [41-42](#page=41-42).
6. **Imago**: Positieve invloed op werving, klanteninteresse en potentiële investeerders [43](#page=43).
### 1.5 Welzijn op het Werk
Welzijn op het werk omvat een geheel van zeven factoren betreffende de omstandigheden waarin arbeid verricht wordt [44](#page=44):
1. **Arbeidsveiligheid**: Het vermijden van ongevallen met machines, gereedschappen, voertuigen, etc. Dit omvat aankoop- en risicoanalyses van arbeidsmiddelen, in kaart brengen van gevaren (chemische agentia, geluid), maatregelen bij evacuatie, en een alcohol- en drugsbeleid, alsook een rookverbod [45](#page=45).
2. **Gezondheid**: Het beschermen van de gezondheid van werknemers en het voorkomen van beroepsziekten door middel van medische controles, gehoortesten en inentingen [46](#page=46).
3. **Psychologische aspecten**: Het beschermen van de gezondheid tegen pesten, geweld, ongewenst seksueel gedrag en ongezonde stress via een psychosociale risicoanalyse [47](#page=47).
4. **Ergonomie**: Het aanpassen van werk en werkpost aan de mens, met aandacht voor verlichting, lawaai en een goede werkzithouding [48](#page=48).
5. **Arbeidshygiëne**: Maatregelen zoals handen wassen, handschoenen dragen, en het correct gebruiken van de refter, om blootstelling aan gevaarlijke stoffen, bacteriën, virussen en straling te voorkomen [50](#page=50).
6. **Verfraaiing van de arbeidsplaats**: Zorgen voor een aangename en verzorgde werkomgeving, inclusief sanitaire voorzieningen, refters en kleedkamers [51](#page=51).
7. **Milieu**: Aandacht voor milieu-impact, afvalinzameling en de correcte opslag van gevaarlijke stoffen [52](#page=52).
### 1.6 Welzijnsbeleid: Actoren en Opdrachten
Het welzijnsbeleid betrekt verschillende actoren met specifieke opdrachten [54](#page=54):
* **Eindverantwoordelijke**: De werkgever is eindverantwoordelijk [54](#page=54).
* **Uitvoerders**: De hiërarchische lijn voert het beleid uit [54](#page=54).
* **Advies en bijstand**:
* Interne preventieadviseur/interne preventiedienst [54](#page=54).
* Externe preventieadviseur van de externe dienst preventie en bescherming op het werk (EDPBW) [54](#page=54).
* **Werknemersbetrokkenheid**: Werknemers zijn betrokken bij de uitwerking van het beleid [54](#page=54).
**Opdrachten werkgever**:
* Het uitwerken van een globaal preventieplan (5 jaar), jaaractieplan, risicoanalyses, opleidingen, aankoop van veilig en gezond materiaal, procedures voor werken met derden, tijdelijke en mobiele bouwplaatsen, etc. [55](#page=55).
* Het voorzien van de nodige middelen [55](#page=55).
**Opdrachten hiërarchische lijn**:
* Voorstellen doen en adviezen geven binnen een dynamisch risicobeheersingssysteem [56](#page=56).
* Onderzoek naar arbeidsongevallen/incidenten [56](#page=56).
* Effectieve controle op veilig werken en bijsturing [56](#page=56).
* Tijdig advies vragen aan de interne dienst preventie en bescherming op het werk (IDPBW) [56](#page=56).
* Controleren van de bekwaamheid van werknemers [56](#page=56).
* Waken over de naleving van instructies en controleren of medewerkers deze begrijpen [56](#page=56).
* Onthaal van nieuwe werknemers [56](#page=56).
**Opdrachten interne preventiedienst – preventieadviseur**:
* Adviseren en bijstand verlenen bij de uitvoering van het welzijnsbeleid, organisatie EHBO, keuringen [58](#page=58).
* Wettelijke taken zoals opmaken maandverslagen, onderzoeken van arbeidsongevallen, indienststelling van arbeidsmiddelen, wetgeving opvolgen, en rondgangen op werkplaatsen [58](#page=58).
* Fungeren als contactpersoon met de externe dienst voor preventie en bescherming op het werk [58](#page=58).
**Opdrachten werknemers**:
* Actief meewerken aan veiligheid en gezondheid door zorg te dragen voor eigen veiligheid en die van anderen [59](#page=59).
* Juist gebruik maken van arbeidsmiddelen, gevaarlijke producten en persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM's) [59](#page=59).
* Veiligheidsvoorzieningen correct gebruiken en niet uitschakelen (bv. LOTO-procedure) [59](#page=59).
* Onmiddellijk op de hoogte stellen van gevaar of gebreken aan de werkgever, preventieadviseur en arbeidsgeneesheer [59](#page=59).
* Bijstand verlenen bij het opstellen van risicoanalyses en jaaractieplannen [59](#page=59).
* Positief bijdragen aan het preventiebeleid tegen geweld, pesten en ongewenst seksueel gedrag (OSGW). Veiligheid is de verantwoordelijkheid van iedereen [60](#page=60).
### 1.7 Toepassingsgebied van de Welzijnswet
De welzijnswet is van toepassing op alle plaatsen waar arbeid wordt verricht, inclusief werkplaatsen, magazijnen, kantoren, installaties, opslagterreinen, wegenwerken, en werken bij klanten, zowel binnen als in open lucht. Ze geldt voor werkgevers en werknemers, maar ook voor stagiairs, jobstudenten, leerlingen, vrijwilligers en bezoekers, ook al verrichten deze laatste geen arbeid [61](#page=61) [62](#page=62).
### 1.8 Preventiestructuur
Er zijn verschillende structuren en actoren die betrokken zijn bij preventie:
* **IDPBW (Interne Dienst voor Preventie en Bescherming op het Werk)**: Elke werkgever met minstens één werknemer heeft een IDPBW. De werkgever kan deze functie zelf waarnemen bij minder dan 20 werknemers (Groep D). De IDPBW bestaat uit één of meer preventieadviseurs [63](#page=63).
* **EDPBW (Externe Dienst voor Preventie en Bescherming op het Werk)**: Wordt ingeschakeld indien de nodige deskundigheid niet in huis is (bv. ergonomie, arbeidshygiëne, psycho-sociale aspecten, arbeidsgeneeskunde) [63](#page=63).
* **Vorming IDPBW (Preventieadviseur)**: De indeling van bedrijven in groepen A, B, C en D, gebaseerd op bedrijfsactiviteit (risico) en grootte, bepaalt het vereiste niveau van de preventieadviseur (niveau 1, 2 of 3). In groep A, B, en C mag de werkgever niet zelf de preventieadviseur zijn [64](#page=64).
* **NACE-code**: Algemene Nomenclatuur van de Economische Activiteiten in de Europese Gemeenschap, toegekend aan economische activiteiten. In België spreken we van NACE BEL-codes. Voor een bedrijf "Verpakken en zoon" met als hoofdactiviteit "Vervaardigen van verpakkingsmachines" is de code 28.291. In 2021 kende deze specifieke NACE-code 12 ongevallen, 0 dodelijke ongevallen en 524 verloren dagen op 1.025.394 uren blootstelling [67](#page=67) [68](#page=68) [69](#page=69).
* **Externe veiligheidsactoren**:
* **EDPBW**: Levert deskundigheid op gebieden als ergonomie, psycho-sociale aspecten en arbeidsgeneeskunde. Het identificatiedocument bepaalt wat intern en extern is [70](#page=70).
* **Externe dienst voor technische controle (EDTC)**: Controleert elektrische installaties (laagspanning elke 5 jaar, hoogspanning jaarlijks volgens AREI) en hefwerktuigen [71](#page=71).
* **Inspecteur toezicht welzijn op het werk (FOD WASO)**: Ziet toe op de naleving van de regelgeving (Codex), spoort noden tot verbetering op, en treedt preventief, adviserend en controlerend op, rekening houdend met sociale, economische en technologische evoluties [72](#page=72).
* **Milieuwetgeving**: Regels om mens en omgeving te beschermen tegen schadelijke industriële effecten, met als doel afval en uitstoot te beperken. In Vlaanderen is dit geregeld via VLAREM II [73](#page=73).
* **Lokale overheden**: De politie (bij klachten van buren) en de brandweer (brandveiligheid, intern noodplan) [74](#page=74).
### 1.9 Preventiehiërarchie
De preventiehiërarchie volgt een stapsgewijze aanpak om risico's te beheersen [75](#page=75):
* **Voorbereiding**:
1. Identificeer het gevaar en het risico [76](#page=76).
2. Beoordeel het risico [77](#page=77).
* **Preventiestappen**:
1. Elimineer het risico [78](#page=78).
2. Zoek een minder gevaarlijk alternatief [79](#page=79).
3. Gebruik collectieve beschermingsmiddelen [80](#page=80).
4. Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM's) [81](#page=81).
5. Organisatorische maatregelen/schadebeperkende maatregelen (bv. EHBO-post, strooikorrels, evacuatieplan, brandblussers) [82](#page=82).
6. Signalisatie (pictogrammen) [82](#page=82).
### 1.10 De PDCA-cirkel (Dynamisch Risicobeheersingssysteem)
De PDCA-cirkel (Plan-Do-Check-Act) van Deming is een zorgsysteem gericht op continue verbetering van het welzijn van werknemers [83](#page=83).
* **PLAN**: Identificeer het probleem en plan preventiemaatregelen.
* *Voorbeeld*: Olienevel in een CNC-afdeling is ongezond. Een push-pull systeem wordt als oplossing gepland om de olienevel te verwijderen [84](#page=84).
* **DO**: Voer de preventiemaatregelen uit en volg ze op.
* *Voorbeeld*: Het push-pull systeem wordt aangekocht en geïnstalleerd, met goede opvolging om de effectieve werking te garanderen [86](#page=86).
* **CHECK**: Controleer het effect van de maatregelen en meet de resultaten, vergelijk ze met de oorspronkelijke situatie.
* *Voorbeeld*: Na indienstname wordt de luchtreinigheid gemeten tijdens zware verspaning om de verbetering vast te stellen [87](#page=87).
* **ACT**: Werk andere preventiemaatregelen uit indien risico's niet afnemen.
* *Voorbeeld*: Bij verspaning van kunststof op een oudere freesmachine blijft olienevel hangen. Een mobiele afzuiging wordt toegevoegd als extra maatregel [88](#page=88).
---
# Persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM's)
Persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM's) zijn uitrustingen die werknemers dragen om zichzelf te beschermen tegen specifieke risico's op de werkplek, met als doel de risico's tot een minimum te beperken wanneer organisatorische, technische en collectieve maatregelen onvoldoende zijn .
### 2.1 Soorten persoonlijke beschermingsmiddelen
De belangrijkste soorten PBM's die worden behandeld zijn:
* Hoofdbescherming .
* Oog- en gelaatsbescherming .
* Gehoorbescherming .
* Ademhalingsbescherming .
* Voetbescherming .
* Handbescherming .
* Beschermingskledij (lichaamsbescherming) .
* Valbescherming .
#### 2.1.1 Hoofdbescherming
Hoofdbescherming is bedoeld om te beschermen tegen diverse risico's zoals vallende voorwerpen, stoten, wegvliegende deeltjes en chemische producten. Er wordt onderscheid gemaakt tussen continu en occasioneel gebruik, afhankelijk van de sector (bv. bouw, bosbouw, werken op hoogte) .
* **Veiligheidshelm:** Vangt bijna 70% van de schok op. Heeft een beperkte levensduur en moet onmiddellijk vervangen worden na een slag, schok, of bij zichtbare barsten .
* **Samenstelling:** Helmschaal, harnas, harnasbevestiging, hoofdband, zweetband (optioneel), vizier, kinband .
* **Levensduur:**
* Polyethyleen (PE): 2 jaar .
* Polyamide (PA): 3 jaar .
* Glasvezel versterkt: 5 jaar .
* Fabricagedatum staat aan de binnenkant .
* **Stootpet (Bumpcaps):** Geschikt voor bescherming tegen stootgevaar, niet tegen valgevaar .
**Aandachtspunten voor hoofdbescherming:**
* Vervang tijdig na zware schok, bij barsten/microbarsten, of verkleuring .
* Vermijd blootstelling aan zonlicht op de hoedenplank van de auto .
* Lijm en verf maken de helm broos; vermijd stickers .
* Vermijd onnodige schokken en zorg voor een goede instelling (draagcomfort) .
**Toepassingsgebied en normen:**
* **Categorie III:** Bescherming tegen grote hitte (bv. brandweerhelmen) - EN 443:2008 .
* **Categorie II:** Industriële veiligheidshelmen met hoog beschermingsniveau - EN 14052:2012 .
* **Categorie I:** Industriële stootpetten - EN 812:2012 .
#### 2.1.2 Oog- en gelaatsbescherming
Oog- en gelaatsbescherming is essentieel voor risico's zoals wegvliegende deeltjes, stof, chemische spatten, dampen, stoten, en bescherming tegen zonlicht (UV/IR) .
* **Soorten brillen:**
* Open (gewoon, overzetbrillen) .
* Gesloten (stofbrillen, chemische spatten) .
* **Soorten glazen:**
* Polycarbonaat: krasbestendiger .
* Ethylacetaat: chemisch bestendiger .
* Mineraal glas: hard .
* Kleurtinten: kleurloos, geel, donker, IR, UV .
* **Gelaatsbescherming:** Biedt bescherming bij werken met chemische producten, elektrische installaties, hogedrukreinigers, en tegen straling (licht/UV/IR) .
**Evoluties in oog- en gelaatsbescherming:**
* Toenemend comfort door lager gewicht en aandacht voor contactpunten .
* Brillen voor verschillende omstandigheden en met geïntegreerde leesbrillen .
* Toename van correctiebrillen met verbeterd comfort en uiterlijk .
#### 2.1.3 Gehoorbescherming
Geluid ontstaat door trillingen van een geluidsbron, wat geluidsgolven veroorzaakt. De sterkte van het geluid wordt uitgedrukt in Decibels (dB). Mensen met normaal gehoor nemen geluiden waar tussen 0 dB (gehoordrempel) en 140 dB (pijngrens) .
* **A-weging (dB(A)):** Wordt gebruikt om het geluidsniveau weer te geven en komt het meest overeen met de menselijke geluidsbeleving .
* **Decibel (dB):** Een logaritmische eenheid. Een verdubbeling van de geluidsbronnen resulteert in een toename van 3 dB(A) .
* **Dagelijkse persoonlijke blootstelling:** De geluidsbelasting gedurende een werkdag van 8 uur .
* Een veilige dagelijkse blootstelling wordt als 80 dB(A) gedurende 8 uur aangenomen .
* Tabel met blootstellingstijd en geluidsniveau .
**Wetgeving en maatregelen:**
* Risico's moeten gemeten en geëvalueerd worden .
* Blootstelling moet tot een zo laag mogelijk niveau beperkt worden .
* Vanaf 80 dB(A) dagelijkse blootstelling moeten maatregelen genomen worden .
* Langdurige blootstelling boven 80 dB(A) kan gehoorbeschadiging veroorzaken .
* Bij opeenvolgende impulsgeluiden liggen de grenswaarden 10 dB(A) lager .
**Grens- en actiewaarden:**
* **Onderste actiewaarde:**
* Dagelijkse blootstelling: 80 dB(A); Piek: 112 Pa .
* Bij overschrijding: PBM's worden ter beschikking gesteld .
* **Bovenste actiewaarde:**
* Dagelijkse blootstelling: 85 dB(A); Piek: 140 Pa .
* Bij overschrijding: PBM's moeten gedragen worden .
* **Grenswaarde:**
* Dagelijkse blootstelling: 87 dB(A); Piek: 200 Pa .
* Blootstellingsniveau mag deze nooit overschrijden; onmiddellijke maatregelen zijn vereist .
**Maatregelen (preventiehiërarchie):**
1. **Eliminatie/Substitutie:** Kiezen voor machines en werkmethodes met laag lawaainiveau .
2. **Collectieve beschermingsmiddelen (CBM's):**
* Tegengaan van geluidsverspreiding (geluidsisolatie) .
* Belemmeren van geluidsweerkaatsing (geluidsabsorberende materialen) .
* Voorkomen van trillingen via structuren (trillingsdempers) .
3. **Persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM's):** Oorkappen, schuimproppen, oordopjes, otoplastieken .
4. **Organisatorische maatregelen:** Lawaaierige machines samenbrengen, werkorganisatie plannen, aantal blootgestelden beperken, signalisatie .
**Soorten PBM's voor gehoorbescherming:**
* **Oorkappen:** Bestaan uit twee hardplastic schelpen met zachte afdichtingsringen en geluidsabsorberend materiaal aan de binnenzijde. Verminderen geluidsniveau met 15-25 dB(A) .
* **Schuimproppen:** Cilindervormig schuim dat na compressie in het oor uitzet. Verminderen geluidsniveau met 10-15 dB(A) .
* **Oordopjes:** Gemaakt van siliconenrubber of zacht plastic, met verschillende vormen en soepele afdichtingslamellen. Hygiënisch en duurzaam. Verminderen geluidsniveau met 10-15 dB(A) .
* **Otoplastieken (individueel aangemeten oordoppen):** Gemaakt van kunsthars, op maat gemaakt. Sluiten de gehoorgang comfortabel af. Demping is instelbaar (5-30 dB(A)) .
**Organisatorische maatregelen en signalisatie:**
* Scheiden van "lawaaierige" en "stille" operaties .
* Samenbrengen van lawaaierige machines .
* Werkorganisatie regelen en plannen .
* Bij overschrijding van de bovenste actiewaarde (85 dB(A)) is signalisatie verplicht en is toegang tot lawaaierige zones beperkt .
#### 2.1.4 Ademhalingsbescherming
Ademhalingsbescherming is nodig bij risico's zoals verstikking (laag zuurstofgehalte), chemische stoffen en dampen, stof, en vloeistofnevel. De keuze hangt af van de aard van het product/stof, de omgeving, en de tijdsduur. **Meten is weten!** .
* **Risicovolle ruimte betreden:**
1. Controleer zuurstofgehalte: indien laag, onafhankelijke adembescherming gebruiken .
2. Indien voldoende zuurstof: identificeer product/stof, concentratie, en grenswaarde (TLV) .
* **Grens voor blootstelling aan chemische agentia (TLV - Threshold Limit Values):** Gemiddelde concentratie waaraan een werknemer 8 uur per dag levenslang mag worden blootgesteld zonder ziek te worden. Korte tijdswaarde is een piek gedurende 15 minuten .
**Keuze en varianten van ademhalingsbescherming:**
* Wegwerpmasker .
* Half- en volgelaatsmasker .
* Motor- of perslucht aangedreven systemen .
* Persluchtflessen .
* Vluchtmaskers .
* Hygiëne- en comfortmaskers (geen PBM's) .
**Keuze van filters:**
* **Filters voor deeltjes:** P1, P2, P3 (bescherming tegen 5x, 10x, 50x de toelaatbare grenswaarde respectievelijk) .
* **Filters voor gassen en dampen:** A, B, E, K, CO, Hg .
* **Gasfilters:** Hebben een kleurcode die aangeeft tegen welke gassen/dampen ze beschermen. De keuze staat in de SDS-fiche .
#### 2.1.5 Voetbescherming
Voetbescherming is nodig tegen risico's zoals vallende of uitstekende voorwerpen, uitglijden, stoten, natte voeten, en wisselende weersomstandigheden. Verschillende gebruiksscenario's vereisen specifieke eigenschappen zoals continu gebruik, droge/natte omstandigheden, hitte, en stabiliteit .
**Beschermingsklassen (veiligheidsschoenen):**
Alle veiligheidsschoenen hebben een verharde neus die 200 Joule energie en 1500 daN druk moet kunnen opvangen .
* **Klasse S1:** Veiligheidsneus, antistatisch, energie-absorptie in de hiel. Geschikt voor droge omstandigheden .
* **Klasse S2:** S1 + verhoogde waterafstoting/weerstand tegen waterindringing. Geschikt voor vochtige omstandigheden .
* **Klasse S3:** S2 + ondoordringbare tussenzool en antislipprofiel. Geschikt in vele werkomstandigheden .
* **Klasse S4:** Zoals S1, maar volledig waterdicht (gemaakt van kunststof, bv. werklaarzen) .
* **Klasse S5:** S4 + ondoordringbare tussenzool en antislipprofiel. Meest veilige optie binnen laarzen .
**Evoluties in voetbescherming:**
* Toenemend comfort (lager gewicht, hogere soepelheid) .
* Trend naar "sportschoenen" en orthopedische aanpassingen .
* Gebruik van lichtere materialen zoals polycarbonaat, polyester, kevlar, aramide voor de neus, en ademende kunststoffen .
**Aandachtspunten voor voetbescherming:**
* Meest "gevoelige" PBM; test en evalueer zorgvuldig .
* Houd rekening met medische redenen .
* Enorme variatie in merken en kwaliteiten .
* Bepaal budget en vertrek vanuit risico's en nodige eigenschappen .
* Kies voor gespecialiseerde merken en beperk het aantal te testen types .
#### 2.1.6 Handbescherming
Handbescherming is nodig tegen diverse risico's zoals schuren, snijden, prikken, chemische/biologische agentia, koude/warmte (omgeving/oppervlakken), en vocht. De keuze hangt af van de zone (vinger/hand/pols/arm), beschermingsgraad, gebruiksduur, comfort en onderhoud .
**Algemene eisen (EN 420):**
Omvat uitvoering, wasinstructies, maat, absorptie waterdamp, en elektrostatische eigenschappen .
* **Vingergevoeligheid:** Presentatieniveau van 1 tot 5, gebaseerd op de kleinste diameter van een pin die kan worden opgeraapt .
**Bescherming tegen mechanische risico's (EN 388):**
Aangeduid met vier cijfers:
* **A - Slijtvastheid:** Classificatie van 0 tot 4 op basis van aantal cycli .
* **B - Snijweerstand:** Classificatie van 0 tot 5 op basis van snijbewegingen .
* **C - Scheursterkte:** Classificatie van 0 tot 4 op basis van scheurkracht (Newton) .
* **D - Prikbestendigheid:** Classificatie van 0 tot 4 op basis van de kracht nodig om door te boren .
**Bescherming tegen hitte en vuur (EN 407):**
Aangeduid met zes cijfers:
* **A - Ontvlambaarheid:** 1-4 .
* **B - Contact hitte:** 1-4 .
* **C - Convectie hitte:** 1-3 .
* **D - Stralingshitte:** 1-4 .
* **E - Kleine metaal spatten:** 1-4 .
* **F - Grote metaal spatten:** 1-4 .
**Bescherming tegen koude (EN 511):**
Aangeduid met drie cijfers:
* **A - Convectie koude:** 1-4 .
* **B - Contact koude:** 1-4 .
* **C - Waterdoordringing:** 0-1 .
**Bescherming tegen chemische risico's (EN 374):**
Chemische inwerking gebeurt via penetratie (lekken) en permeatie (moleculair doordringen) .
* Een handschoen moet een doorbraaktijd van minimaal 30 minuten behalen tegen minstens drie chemicaliën uit een specifieke lijst .
**Maat van handschoenen:**
De maat wordt bepaald door de breedte van de handpalm (zonder duim) in centimeters .
#### 2.1.7 Valbescherming
Valbescherming is verplicht bij werkzaamheden op hoogte, zoals in hoogwerkers. De specifieke PBM's en hun toepassingen worden verder uitgewerkt in het document .
---
# Risicoanalyse technieken
Dit deel behandelt diverse methoden voor risicoanalyse, met een focus op het identificeren, evalueren en beheersen van risico's binnen organisaties, met specifieke aandacht voor brand- en evacuatie risico's.
### 3.1 Risicoanalyse: Codex-vereisten
De Codex vereist dat een onderneming risicoanalyses uitvoert op verschillende niveaus :
* **Organisatieniveau:** Analyse van risico's zoals brand en gasuitstoot .
* **Werkpostniveau:** Analyse van risico's zoals ergonomisch werken en psychosociale belasting .
* **Individueel niveau:** Analyse van risico's zoals lawaai en rook .
### 3.2 Risicoanalyse: gevaar – risico – schade model
Dit model vormt de basis voor het begrijpen van risico's .
#### 3.2.1 Gevaar
Het gevaar is de inherente neiging van een systeem, persoon, object, proces of situatie om schade te veroorzaken .
* Gevaren kunnen continu aanwezig zijn tijdens het gebruik van een machine, zoals bewegende delen, vlambogen bij lassen, ongezonde houdingen, of geluidsuitstraling .
* Gevaren kunnen ook onverwacht optreden, bijvoorbeeld door een ontploffing of onbedoeld starten van een machine, wat kan leiden tot geklemd raken of wegvliegen door breuk .
Een gevaar heeft twee eigenschappen: waarschijnlijkheid en ernst .
* **Waarschijnlijkheid:** De kans dat een gevaar zich realiseert. Voorbeelden zijn de kans op elektriciteit bij het insteken van een stekker, of de kans op een aanrijding bij een slippende auto .
* **Ernst:** De impact of het maximaal mogelijke verlies wanneer het gevaar zich realiseert. De ernst wordt gedefinieerd in verschillende klassen .
#### 3.2.2 Risico
Risico is de mate van waarschijnlijkheid dat een gevaar leidt tot een ongewenste gebeurtenis met schade. Risico's worden vaak uitgedrukt met werkwoorden zoals botsen, pletten, vallen, snijden, verbranden, of in de vorm van blessures zoals breuken, snijwonden, elektrisering of brand .
#### 3.2.3 Schade
Schade kan op verschillende manieren worden gecategoriseerd :
* **Materiële schade:**
* Uitrusting (machines, gereedschap) .
* Omgeving (vervuilde lucht, water) .
* Product (grondstof, afgewerkt product) .
* **Menselijke schade:**
* Lichamelijke schade (letsels, verwondingen) .
* Gezondheidsschade (beroepsziekten, ziekte, vermoeidheid, stress) .
* Psychische schade (stress, burn-out) .
* **Andere schade:**
* Diefstal, vandalisme .
* Milieuverontreiniging .
* Storingen, productaansprakelijkheid, negatieve publiciteit .
* Verzuim, personeelsverloop .
### 3.3 Risicoanalyse: Kinney-methodiek
De Kinney-methodiek is een eenvoudige en veelgebruikte techniek om de "grootte van het risico" te bepalen. Elk risico krijgt een numerieke score op basis van ernst, blootstelling en waarschijnlijkheid .
De formule luidt: $R = E \times B \times W$ .
* $R$: Risicograad/kans, de verwachte frequentie van een ongeval of risico .
* $E$: Ernst/gevolg, de schade uitgedrukt als letsel of kost van herstel .
* $B$: Blootstelling, de frequentie van de mogelijkheid tot contact of nabijheid .
* $W$: Waarschijnlijkheid, de mogelijke frequentie van het optreden van een oorzaak .
De methodiek omvat tabellen voor het bepalen van de scores voor Ernst (E) Blootstelling (B) en Waarschijnlijkheid (W). Het risicocijfer (R) wordt berekend met $R = E \times B \times W$ .
#### 3.3.1 Subjectiviteit en vergelijking
Het resultaat van de risicobeoordeling met de Kinney-methodiek bevat altijd een subjectief element. Het absolute cijfer $R$ is minder belangrijk dan de onderlinge afweging van verschillende risico's. Hetzelfde risico wordt door verschillende personen met verschillende scores berekend, maar de prioriteitstelling blijft behouden .
#### 3.3.2 Toepassing
De Kinney-methodiek wordt tweemaal toegepast:
1. Voor het 'naakte' risico (zonder preventiemaatregelen) .
2. Na het nemen van preventiemaatregelen (resulterend in het 'rest risico') .
### 3.4 Risicoanalyse: MUOPO
MUOPO is een model dat risicofactoren categoriseert in vijf hoofdcategorieën :
* **M**ens .
* **U**itrusting .
* **O**mgeving .
* **P**roduct .
* **O**rganisatie .
Een risicofactor is elke factor die een gevaar kan beïnvloeden en daardoor het ontstaan van het risico bepaalt. Verschillende factoren kunnen gelijktijdig optreden, wat de kans op schade en dus het risico verhoogt. De interactie tussen factoren kan zelf een extra risicofactor zijn, zoals bij stofexplosies .
#### 3.4.1 De Mens (M)
Factoren gerelateerd aan de persoon die het werk uitvoert, inclusief gedragsbepalende factoren zoals persoonlijkheid, fysieke en cognitieve componenten, en psychologische gesteldheid .
#### 3.4.2 De Uitrusting (U)
De materiële uitrusting die nodig is voor het werk, zoals machines, toestellen, installaties, gereedschappen en hulpmiddelen. Dit omvat ook de aanwezigheid van afschermingen, het juiste handgereedschap, en de mogelijkheid tot sabotage of kortsluiting .
#### 3.4.3 De Omgeving (O)
De fysieke en sociale omstandigheden waarin gewerkt wordt, zowel binnen als buiten de werkomgeving. Dit omvat factoren zoals verkeer (vorkliften, aanrijdingen), licht, lawaai, temperatuur, luchtkwaliteit, en de aanwezigheid van externe partijen .
#### 3.4.4 Het Product (P)
De aard van het product waarmee gewerkt wordt, inclusief grondstoffen, afgewerkte producten en afvalstoffen. Dit omvat gevaarlijke stoffen, zware lasten, en de fysieke eigenschappen van het product zoals scherpe kanten .
#### 3.4.5 De Organisatie (O)
De manier waarop het werk is georganiseerd, met aandacht voor planning, procedures, taakverdeling en werkmethodes. Factoren zijn onder andere de inrichting van de werkplaats, werkuren, communicatie en opleiding .
#### 3.4.6 Toepassingsgebied en beperkingen
MUOPO is proactief (detecteren van risico's) en reactief (onderzoeken van ongevallen). Het voordeel is dat het snel, eenvoudig en breed toepasbaar is, maar het is enkel beschrijvend en kent geen risicocijfer voor vergelijking of verbanden tussen factoren .
### 3.5 Risicoanalyse: Ishikawa (visgraatmethode)
De Ishikawa-methode, ook wel de visgraatmethode genoemd, identificeert de oorzaken van een ongeval door deze te groeperen onder zes hoofdgraten (pijlers) :
* **M**ethode .
* **M**ateriaal .
* **M**ens .
* **M**anagement .
* **M**ilieu .
* **M**achine .
Dit is een oorzaak-gevolg diagram om systematisch de verschillende oorzaken van een probleem in kaart te brengen .
#### 3.5.1 Voordelen en nadelen
**Voordelen:**
* Geeft een gestructureerd overzicht van veel mogelijke factoren en oorzaken .
* Eenvoudig en snel toepasbaar, ook door niet-technici .
* Breed toepassingsgebied voor risico- en ongevallenonderzoek .
**Nadelen:**
* Geen logische relaties tussen de 'M's, wat de betrouwbaarheid moeilijk inschatbaar maakt .
### 3.6 Risicoanalyse: Feitenboomanalyse
De feitenboomanalyse is een methode om ongevallenoorzaken op te sporen door feiten objectief te verzamelen en te rangschikken met behulp van een groep. De groep bestaat typisch uit het slachtoffer, getuigen, EHBO'ers, afdelingshoofden en preventieadviseurs .
#### 3.6.1 Fasen van de feitenboomanalyse
1. **Definitie van de ongewenste gebeurtenis:** Vaststellen van de specifieke ongewenste gebeurtenis, zoals een val, oogletsel of snijwonde. Deze fase wordt ook ingevuld op de arbeidsongevallenaangifte .
2. **Verzamelen van de feiten:** Rondvragen van alle betrokken personen naar de feiten die aan de basis lagen van de gebeurtenis. Belangrijke vragen betreffen welke feiten optraden en of deze verband houden met normale of abnormale werking. Controlelijsten en interviewtechnieken worden gebruikt .
3. **Opbouw van de feitenboom:** De ongewenste gebeurtenis vormt het startpunt. Feiten worden logisch/chronologisch gerangschikt op basis van vragen als "Wat was er nodig?", "Was dit noodzakelijk?" en "Was dit voldoende?". Niet-relevante feiten worden geschrapt .
4. **Evaluatie van de feitenboom:** Controle van de feiten en of alle mogelijke oorzaken zijn onderzocht, tot op het niveau van de basisoorzaak. Deze oorzaken bepalen de actiepunten voor verder onderzoek .
5. **Neerschrijven van de conclusie:** Opsomming van mogelijke feiten (mechanische/elektrische storingen, inbreuken) en de toepassing van preventiemaatregelen bij het optreden van specifieke feiten of fouten .
### 3.7 Psychosociale risico analyse
Psychosociale risico's op het werk kunnen psychische en lichamelijke schade veroorzaken, en de veiligheid en het functioneren van werknemers en organisaties beïnvloeden. Een risicoanalyse brengt deze risico's in kaart. Het 'goed' voelen op de werkvloer wordt ondersteund door de 5 A's .
#### 3.7.1 De 5 A's
* **A**rbeidsorganisatie: De manier waarop werk is verdeeld, de organisatiestructuur, managementstijl en bedrijfsbeleid .
* **A**rbeidsinhoud: De aard en het niveau van het werk, en hoe taken worden uitgevoerd, inclusief taakstructuur, autonomie, samenwerking en kwalificatievereisten .
* **A**rbeidsvoorwaarden: Afspraken over loon, toeslagen, pensioen, werktijden, arbeidscontractduur, kinderopvang, en opleidings- en carrièremogelijkheden .
* **A**rbeidsomstandigheden: De fysieke omstandigheden waaronder gewerkt wordt, zoals klimaat, veiligheid, lawaai, verlichting en gevaarlijke stoffen, die zowel fysiek als geestelijk belastend kunnen zijn .
* **A**rbeidsverhouding: De omgang tussen werkgevers en medewerkers, onderlinge samenwerking, conflictresolutie, leiderschapsstijl en medezeggenschap .
### 3.8 Risicoanalyse brand volgens prebes
De prebes-tool is een instrument om een risico-inventarisatie en -evaluatie uit te voeren met betrekking tot brand. Het helpt bij het evalueren van brandrisico's, het inschatten van evacuatie risico's, en het bepalen van de benodigde kennis voor de interne brandbestrijdingsdienst .
#### 3.8.1 Hoofdingrediënten van de risicoanalyse brand
* **Scenario:** Beschrijving van de brandoorzaak (energie) en het brandbare materiaal (brandstof). Voorbeelden zijn kortsluiting in een elektrische kast of oververhitting van een pc .
* **Gevolgen:** Beschrijving van de schade op menselijk en materieel vlak, inclusief mogelijke uitbreiding en evacuatie .
#### 3.8.2 Bepalen van het brandrisico
Het brandrisico wordt bepaald door vier factoren :
* **Factor brandlast:** De waarschijnlijkheid van de gelijktijdige aanwezigheid van brandbare materialen (vast, vloeibaar, ontvlambaar). Een waarde wordt bepaald aan de hand van een tabel .
* **Factor brandbaarheid:** De mogelijkheid tot ontsteking van het product. Een waarde wordt bepaald aan de hand van een tabel .
* **Factor energie:** Mogelijke ontstekingsbronnen in een ruimte. Een waarde wordt bepaald aan de hand van een tabel .
* **Factor zuurstof:** De zuurstofconcentratie die het verloop van een brand beïnvloedt. Een waarde wordt bepaald aan de hand van een tabel .
Het berekende brandrisico is: Brandrisico = factor brandlast $\times$ factor brandbaarheid $\times$ factor energie $\times$ factor zuurstof .
#### 3.8.3 Classificatie van brandrisico
* **Normaal brandrisico:** Basisbeveiliging is voldoende .
* **Verhoogd brandrisico:** Vereist aanvullende maatregelen, zoals organisatorische of procedurele aanpassingen .
* **Hoog brandrisico:** Vereist technische maatregelen naast hogere beveiliging .
* **Zeer hoog brandrisico:** Advies van een brandexpert is aangeraden .
#### 3.8.4 Risicoreductiefactoren
Het 'naakte' brandrisico kan worden verlaagd met realistische reductiefactoren, zoals brandkasten/compartimentering, branddetectie, periodiek onderhoud, en het reduceren van de zuurstofconcentratie. Andere factoren zijn beperkte brandlast, rookverbod en vonkarm materiaal. Deze factoren mogen enkel worden ingezet bij 100% zekerheid op de correctheid ervan .
#### 3.8.5 Bepalen van het risico bij evacuatie
Het risico bij evacuatie wordt bepaald door verschillende factoren :
* **Factor detectietijd:** Aanwezigheid van branddetectiesysteem, en de status van de aanwezigen (zelfredzaam/niet zelfredzaam, slapend/wakend) .
* **Factor afstand:** Afstand tot de dichtstbijzijnde (nood)uitgang .
* **Factor evacuatieoefening:** Of er evacuatieoefeningen zijn uitgevoerd en of er opleiding rond is gegeven .
* **Factor uitgangen:** Uitgangscapaciteit, het aantal personen dat per minuut de uitgang kan passeren .
* **Factor evacuatietijd:** De gemeten tijd tot een veilige locatie tijdens een reële evacuatie .
Het evacuatie risico wordt berekend als: Evacuatie risico = Brandrisico $\times$ factor detectietijd $\times$ factor afstand $\times$ factor evacuatieoefening $\times$ factor uitgangen $\times$ factor evacuatietijd .
#### 3.8.6 Classificatie van evacuatie risico
* **Evacuatie voldoende:** Tijd tot evacuatie is aanvaardbaar .
* **Evacuatie onvoldoende:** Vereist organisatorische of procedurele maatregelen .
* **Evacuatie problematisch:** Vereist technische maatregelen .
* **Evacuatie onbestaand:** Dodelijke slachtoffers; advies van een expert is nodig .
#### 3.8.7 Bepalen van de rest risico factor: brandbestrijdingsdienst
De effectiviteit van de brandbestrijdingsdienst bepaalt mede het rest risico. Factoren hierbij zijn :
* Aanwezigheid van een brandbestrijdingsdienst .
* Voldoende opleiding en kennis van de dienst .
* Aanwezigheid van een interne bedrijfsbrandweer .
* Beschikbaarheid van brandbestrijdingsmiddelen .
De brandbestrijdingsdienst factor wordt berekend als: Brandbestrijdingsdienst = factor evacuatie risico $\times$ factor kennis & kunde $\times$ factor middelen .
#### 3.8.8 Classificatie van brandbestrijdingsdienst effectiviteit
* **Brandbestrijdingsdienst voldoende:** Adequaat voor het brandrisico .
* **Brandbestrijdingsdienst onvoldoende:** Vereist bijkomende opleiding of middelen .
* **Brandbestrijdingsdienst problematisch:** Niet in staat het brandbestrijdingsrisico te beheersen .
* **Brandbestrijdingsdienst onbestaand:** Niet aanwezig in verhouding tot het brandrisico .
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Arbeidsongeval | Elk ongeval dat een werknemer overkomt tijdens en door het uitvoeren van de arbeidsovereenkomst of ambt, en dat een letsel veroorzaakt. Dit vereist vier elementen: een plotselinge gebeurtenis, minstens één uitwendige oorzaak, een letsel met causaal verband, en het ongeval moet plaatsvinden tijdens en door het feit van de arbeidsovereenkomst/ambt. |
| Arbeidswegongeval | Elk ongeval dat een werknemer overkomt op de weg van en naar het werk dat een letsel veroorzaakt. Vereist dezelfde vier elementen als een arbeidsongeval, met de toevoeging dat het ongeval moet plaatsvinden op het normale traject naar en van het werk. |
| Veiligheid op het werk | Een omvattend concept dat betrekking heeft op de preventie van ongevallen en de bevordering van de gezondheid van werknemers, omvat zowel technische, organisatorische als menselijke factoren om een veilige werkomgeving te garanderen. |
| Welzijn op het werk | Een breder concept dat naast veiligheid ook andere factoren omvat die de werkomstandigheden beïnvloeden, zoals gezondheid, psychologische aspecten, ergonomie, arbeidshygiëne, verfraaiing van de werkplek en het milieu. |
| VCA Vol attest | Een certificaat (Veiligheid, Gezondheid en Milieu Checklist Aannemers) voor leidinggevenden dat aantoont dat zij beschikken over de nodige kennis en vaardigheden op het gebied van veiligheid, gezondheid en milieu. Dit attest is persoonlijk en 10 jaar geldig. |
| Codex welzijn op het werk | De verzameling van alle bepalingen uit het arbeidsrecht en de sociale zekerheid met betrekking tot welzijn op het werk, met de wet op welzijn op het werk (augustus 1996) en de bijbehorende uitvoeringsbesluiten als basis. |
| PBM's (Persoonlijke Beschermingsmiddelen) | Elke uitrusting die bestemd is om door de werknemer gedragen of vastgehouden te worden om hem te beschermen tegen één of meer risico's die zijn veiligheid of gezondheid op het werk kunnen bedreigen. Worden ingezet als andere preventiemaatregelen niet volstaan. |
| Risicoanalyse | Het systematisch identificeren, beoordelen en evalueren van gevaren en de waarschijnlijkheid van schade die daaruit kan voortvloeien, met als doel het implementeren van passende preventiemaatregelen. |
| Gevaar | De neiging dat een systeem, persoon, object, proces of situatie schade kan veroorzaken, zowel materieel als lichamelijk of financieel. Het gevaar bezit een waarschijnlijkheid en een ernst. |
| Risico | De mate van waarschijnlijkheid dat een gevaar zal leiden tot een ongewenste gebeurtenis met schade. Wordt vaak uitgedrukt in werkwoorden die de potentiële schade beschrijven, zoals botsen, pletten, vallen, etc. |
| Schade | De negatieve gevolgen die voortvloeien uit een ongewenste gebeurtenis, en kunnen materieel (uitrusting, omgeving, product), menselijk (lichamelijk, psychisch, gezondheid) of ander van aard zijn (diefstal, milieuverontreiniging). |
| Kinney-methodiek | Een veelgebruikte risicoanalysetechniek die de 'grootte van het risico' bepaalt door de ernst (E), blootstelling (B) en waarschijnlijkheid (W) met elkaar te vermenigvuldigen ($R = E \times B \times W$). Elk risico krijgt zo een numerieke score. |
| MUOPO | Een risicoanalyseterm die staat voor Mens, Uitrusting, Omgeving, Product en Organisatie. Deze vijf factoren worden onderzocht om potentiële risico's te identificeren en te analyseren. |
| Ishikawa (Visgraatmethode) | Een risicoanalysetechniek die gebruikt wordt om de oorzaken van een probleem of ongeval systematisch in kaart te brengen, gegroepeerd onder zes hoofdcategorieën (M's): Methode, Materiaal, Mens, Management, Milieu, Machine. |
| Feitenboomanalyse | Een methode voor het opsporen van ongevallenoorzaken door objectief feiten te verzamelen en te rangschikken, beginnend bij de ongewenste gebeurtenis en terugwerkend naar de basisoorzaken. |
| Psychosociaal risico | Professionele risico's die de werknemers psychische en eventueel ook lichamelijke schade kunnen berokkenen. Ze kunnen de veiligheid op de werkvloer en het functioneren van werknemers en organisaties beïnvloeden. |
| De 5 A’s van het psychosociale welzijn | Een model dat de basis vormt voor welzijn op de werkvloer en bestaat uit: Arbeidsorganisatie, Arbeidsinhoud, Arbeidsvoorwaarden, Arbeidsomstandigheden en Arbeidsverhouding. |
| Brandrisicoanalyse (Prebes) | Een methode om het risico op brand en het risico bij evacuatie te inventariseren en te evalueren, rekening houdend met factoren als brandlast, brandbaarheid, energie, zuurstof, detectietijd, afstand tot uitgangen en de effectiviteit van de brandbestrijdingsdienst. |
| NACE code | Algemene Normclatuur van de Economische Activiteiten in de Europese Gemeenschap. Een code die door de Europese Unie wordt toegekend aan specifieke klassen van economische activiteiten om deze te classificeren. |
| Vlamboog | Een elektrische ontlading in de lucht die een zeer hoge temperatuur genereert en gevaarlijk kan zijn bij werkzaamheden met elektrische installaties of in de buurt van brandbare materialen. |
| Gevaarlijke stoffen | Stoffen die potentieel schadelijk zijn voor de gezondheid of het milieu en specifieke voorzorgsmaatregelen vereisen bij hantering, opslag en transport. |
| Constructiefout | Een fout in het ontwerp, de fabricage of de installatie van een machine of installatie die kan leiden tot een gevaarlijke situatie of ongeval. |
| Preventiehiërarchie | Een principe dat aangeeft dat bij het aanpakken van risico's eerst de hoogste preventiemaatregelen worden overwogen, zoals eliminatie en substitutie, voordat wordt overgegaan op collectieve en persoonlijke beschermingsmiddelen. |
| PDCA-cirkel (Deming-cyclus) | Een methodiek voor continu verbeteren die bestaat uit vier stappen: Plan, Do, Check, Act. Wordt toegepast om het welzijn van werknemers voortdurend te verbeteren door problemen te identificeren, oplossingen te implementeren, de effectiviteit te meten en bij te sturen. |