Systems Engineering

Bijdrage technische HBO

Systems Engineering is de integratiediscipline die de tien NTS-sleuteltechnologieën verbindt tot werkende complexe systemen. Het technische HBO maakt SE laagdrempelig, praktijkgericht en direct toepasbaar voor het MKB en toeleveranciers, zodat ook kleinere bedrijven complexe technologische uitdagingen kunnen aangaan. We vertalen fundamentele methoden naar de werkvloer van integratoren en maakbedrijven in de HTSM-keten. We ambiëren te investeren in SE-capaciteit bij het HBO om de uitvoerbaarheid en breedte van de gehele NTS-waardeketen te versterken. In deze bijlage vindt u een selectie van concrete voorbeelden van praktijkgericht onderzoek door hogescholen, relevant voor de Nationale Technologiestrategie (NTS). Deze selectie dient ter illustratie van de brede betrokkenheid van het technische hbo bij de toepassing en opschaling van NTS-sleuteltechnologieën in het mkb, grootbedrijven en (semi)publieke organisaties. De eerste serie van 14 voorbeelden is beschikbaar als volledig artikel met beeldmateriaal op Publinova - landelijke platform voor open praktijkgericht onderzoek. De tweede serie voorbeelden komen uit projecten die zijn gefinancierd door Regieorgaan SIA. Sinds 2020 zijn ruim 2.200 projecten via dit regieorgaan gefinancierd. Voorbeelden projecten op Publinova (14) Recycling van thermoplastische composieten (Saxion – TPAC) Dominante NTS: Process technology (incl. process intensification), Advanced Materials / Energy materials, Mechatronics. Relevante Groeisectoren: HTSM, Chemie, Circulaire economie. Technische samenvatting: Het lectoraat Lichtgewicht Construeren ontwikkelde met TPAC een gesloten keten voor recycling van thermoplastische composieten, waarbij vezellengte en mechanische eigenschappen voor 90-95% behouden blijven via geoptimaliseerde shredding, compounding en vormgeving. Uitgebreide testen op sterkte, stijfheid en vezelverdeling resulteerden in aerospace-panelen die na een half jaar succesvol in een helikopter functioneerden. CO₂-emissie daalde met 80%, kosten met twee derde en procestijd naar 5-10 minuten. Dit demonstreert schaalbare, low-risk recycling voor MKB in automotive en energie, met volledige Nederlandse supply chain die voldoet aan EU-regels 2030. De Digitale Fabriek van de toekomst (Fontys ICT + TU/e) Dominante NTS: Artificial intelligence and data science, Digital connectivity / Digital twinning. Relevante Groeisectoren: HTSM, Digitalisering, Smart Industry. Technische samenvatting: Het lectoraat High Tech Embedded Software bouwde een simulatie van een Multi-Agent System (MAS) voor shopfloor planning, waarbij gedigitaliseerde componenten (producten, machines, logistiek) real-time data uitwisselen. Studenten realiseerden een shopfloor-simulatie die zonder fabrieksverstoring de werking van MAS aantoont in een traditionele maakomgeving. Dit leidde tot interactie met 14 MKB-partners (o.a. KMWE) en concrete vragen over implementatie. De aanpak combineert embedded software met operations research voor snellere, efficiëntere productieplanning in de Digitale Fabriek. Nanopore sequencing: Wat leeft er in de bodem? (InHolland) Dominante NTS: Biomolecular and cell technologies, Artificial intelligence and data science (bio-informatica). Relevante Groeisectoren: Agri & Food, Biotechnologie. Technische samenvatting: Het lectoraat Green Biotechnology implementeerde Nanopore sequencing (MinION) voor metagenomics en metabarcoding van bodemmicrobiomen, met PCR-verrijking en bio-informatica-pipelines voor identificatie van bacteriën, schimmels en protozoën. Analyses van ~60 monsters toonden seizoens- en behandelingseffecten op ecologische functiegroepen (koolstof-, stikstof-, zwavelkringloop) en pathogenen zoals Pythium. Dit versnelt en vergoedt analyses ten opzichte van traditionele methoden en ondersteunt precisielandbouw, bio-stimulanten en CO₂-opslag in bodem. Het versterkt onderwijs en praktijk in CoE Groen. Genomics for more Biogas & Methane to Materials (HAN) Dominante NTS: Biomolecular and cell technologies, Process technology, Artificial intelligence and data science. Relevante Groeisectoren: Energie, Circulaire economie, Chemie. Technische samenvatting: Het lectoraat Biobased Innovations gebruikte metagenoom-sequencing en bio-informatica om microbiële populaties in vergisters in kaart te brengen en te optimaliseren voor hogere methaanopbrengst uit groen afval. Methanotrofe bacteriën zetten stortgas om in polyhydroxybutyraat (PHB-bioplastics) op labschaal. Specifieke software analyseert fase- en substraatafhankelijke samenstellingen. Dit draagt bij aan ‘waste-to-value’-systemen, methaanreductie en circulaire grondstoffentransitie, met studenten intensief betrokken. DIGIREAL – Digital realities (BUas + Fontys) Dominante NTS: Artificial intelligence and data science, Imaging technologies, Digital twinning / Mechatronics. Relevante Groeisectoren: Digitalisering, Creatieve industrie, Maatschappelijke uitdagingen. Technische samenvatting: De SIA-Sprong-groep ontwikkelt virtual humans, metaverse-applicaties en game-based digital twins met moral design, open-source en AI-gedreven non-verbale emotiesimulatie. Voorbeelden zijn VR/AR-platforms voor Digital Twin of the Ocean (ILIAD) met AI gegenereerde 3D-scenario’s voor mariene ruimtelijke planning en medische training. Het kenniscentrum integreert R&D, onderwijs en MKB (MindLabs) voor maatschappelijke toepassingen in zorg, educatie en journalistiek. Dit bouwt een multidisciplinaire agenda voor verantwoorde digitale realiteiten. De zachte kant van robotisering – DAKAR-model (Windesheim, Saxion, HAN) Dominante NTS: Mechatronics and optomechatronics, Artificial intelligence and data science, Process technology. Relevante Groeisectoren: HTSM, Smart Industry. Technische samenvatting: Het DAKAR-model (Datastroom, Aanvoer, Kwaliteitscontrole, Afvoer, Randvoorwaarden) combineert value stream mapping, Makigami en multidisciplinaire procesbox-analyse voor integrale robotimplementatie. Zeven informatieboxen per processtap identificeren bottlenecks en Kaizen-bursts vóór hardware-inzet. Toegepast bij MKB (DYKA, Schurter) voor cobots en QRM. Dit reduceert implementatierisico’s door mens-machine-interactie, lean en techniek vroegtijdig te integreren. Big data voor kleine bierbrouwers (Avans + Leiden) Dominante NTS: Artificial intelligence and data science, Biomolecular and cell technologies, Imaging / Process technology (NIR, UPLC-HRAMS). Relevante Groeisectoren: Agri & Food, Chemie. Technische samenvatting: Het lectoraat Analysetechnieken in de Life Sciences ontwikkelde een betaalbare NIR-spectroscopiesensor + datamodel voor real-time monitoring van vergisting, getraind met UPLC-HRAMS ( >6.500 componenten in 25 min) en nanopore sequencing van gisten. Patroonherkenning in fragmentatiespectra identificeert hop-metabolieten en haze-factoren. Dit geeft ambachtelijke brouwers grip op consistentie, smaak en stabiliteit ondanks variabiliteit in grondstoffen. Digital twins als enabler voor datagedreven gebiedsontwikkeling (HU) Dominante NTS: Digital twinning, Artificial intelligence and data science, Imaging technologies. Relevante Groeisectoren: Digitalisering, Bouw, Duurzame verstedelijking. Technische samenvatting: Het Digital Twins lab koppelt IoT, GIS, BIM en dynamische sensor-data in 3D-modellen voor simulatie van luchtkwaliteit, circulaire transport en leefbaarheid (o.a. Utrecht Science Park, Cartesius). Verantwoorde data-analyse en stakeholder-betrokkenheid staan centraal. Studenten bouwen prototypes die direct worden getoetst in gemeentelijke en provinciale projecten. Dit ondersteunt evidence-based besluitvorming voor woningbouw en klimaatadaptatie. Smart Crop Protection in Greenhouses (NHL Stenden + Saxion) Dominante NTS: Artificial intelligence and data science (computer vision), Mechatronics (drones), Process technology (electrospray). Relevante Groeisectoren: Agri & Food, HTSM. Technische samenvatting: AI-computer vision (boven- en onderblad-detectie met actieve belichting) wordt geïntegreerd met EHDA-electrospray drones voor precisiebesproeiing tegen witte vlieg. Autonome navigatie en miniaturisatie van spraymodules reduceren gewasbeschermingsmiddelen en waterverbruik drastisch. Prototypes getest in realistische kasomgeving. Dit draagt bij aan residuvrije, emissieloze glastuinbouw. Light-Up – fotoflowchemische productie (Zuyd) Dominante NTS: Process technology (incl. intensification), Energy materials / Chemical technologies. Relevante Groeisectoren: Chemie, Energie. Technische samenvatting: Het lectoraat Material Sciences bouwde een geautomatiseerd fotoflow-platform met in-line Raman/NMR-analyse en machine-learning optimalisatie. Veiligheidsprotocollen en commercieel beschikbare componenten maken opschaling naar kg/dag mogelijk. Vervolg in SPRONG CONNECT richt zich op pilotschaal met groene elektriciteit. Dit demonstreert industriële implementatie van duurzame, lamp-gedreven chemie voor fijnchemicaliën en farma. Voedselkweek op zee – VOLTA (HZ) Dominante NTS: Artificial intelligence and data science, Biomolecular and cell technologies (modellen). Relevante Groeisectoren: Agri & Food, Blauwe economie. Technische samenvatting: DEB- en mixed machine-learning modellen voorspellen mosselgroei real-time op basis van temperatuur, chlorofyl en daglicht (remote sensing). Getraind op 6-jaarsdata uit Oosterschelde/Waddenzee voor extrapolatie naar Voordelta. Scenario’s ondersteunen kweek- en oogstbeslissingen. Dit ontsluit Noordzee-ruimte voor laagtrofische aquacultuur en reduceert risico’s voor kwekers. Photonic Quantum Processor (Saxion) Dominante NTS: Quantum technologies, Optical systems and integrated photonics, Semiconductor technologies. Relevante Groeisectoren: HTSM, Quantum Delta NL. Technische samenvatting: Het lectoraat Applied Nanotechnology bouwde een kamertemperatuur demonstrator met programmeerbare fotonische chip (QuiX), BBO-fotonbron en silicium-detectoren voor single-photon interferentie en Hong-Ou-Mandel metingen. Elektrische aansturing, temperatuurregeling en mechanica zijn zelf ontwikkeld. Dit toegankelijke systeem traint studenten en test chips voor quantum computing. Nygaia – geautomatiseerde kweekplugproductie (Windesheim) Dominante NTS: Mechatronics and optomechatronics, Artificial intelligence and data science (machine vision). Relevante Groeisectoren: Agri & Food, HTSM. Technische samenvatting: Machine vision met backlight en ML-algoritmen controleert dichtheid, structuur en defecten in biologisch afbreekbare vezelmatten voor Nygaia-plugs. Back-end data vertaalt naar procesaansturing en dashboard. Dit waarborgt constante wortelontwikkeling bij on-site productie en minimaliseert uitval in geautomatiseerde PlugLine. Stella Maris – quantummagnetosensoren voor dark vessels (HvA + Saxion) Dominante NTS: Quantum technologies, Imaging / Sensing technologies. Relevante Groeisectoren: Veiligheid, Maritiem, HTSM. Technische samenvatting: NV-center diamant quantummagnetosensoren detecteren magnetische velden van staalschepen en kabels via fluorescentieverandering (groen-rood). Lab-systeem naar TRL 6 met PCB-elektronica, ruisreductie en veldtesten (Amsterdam-Rijnkanaal). Volledige informatieketen (sensor → _database → _GUI) voor multi-vessel detectie. Dit versterkt Noordzee-beveiliging en heeft potentieel voor medische en navigatietoepassingen. Voorbeelden projecten Regieorgaan SIA Meer voorbeelden en projectbeschrijvingen zijn te vinden via Regieorgaan SIA: uitgelichte projecten, sia-projecten.nl en PIT-magazines regieorgaan-sia.nl/pit. Titel project (lopende en afgeronde projecten) Penvoerende / leading hogeschool Subsidieregeling URL De Digitale Draad van Ariadne Avans SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/de-digitale-draad-van-ariadne Meten van de activiteiten van Cas-eiwitten geschikt voor plantpathogeen biosensoren Avans SIA KIEM GoChem https://www.sia-projecten.nl/project/meten-van-de-activiteiten-van-cas-eiwitten-geschikt-voor-plantpathogeen-biosensoren FungAI: Optimizing Fungal Cultures and Mycelium Bio-composites Production Through AI Monitoring Avans SIA KIEM HighTech https://www.sia-projecten.nl/project/fungai-optimizing-fungal-cultures-and-mycelium-bio-composites-production-through-ai-monitoring Gewasgroei Goed Gemeten De Haagse Hogeschool SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/gewasgroei-goed-gemeten Innovatieve optische reksensor voor grote vervorming van composieten De Haagse Hogeschool Holland High Tech MKB call https://www.hollandhightech.nl/programma-s-en-projecten/projecten/innovatieve-optische-reksensor-voor-grote-vervorming-van-composieten Appelplukrobot Fontys NGF NXTGEN Hightech https://nxtgenhightech.nl/agrifood/IP/ip1-open-teelten/uc5-appelpluk-robot/ Big Chemistry Robotlab Fontys NGF Big Chemistry https://www.fontys.nl/Onderzoek/Enabling-technologies/Centre-of-Expertise-HTSM/Big-Chemistry-Robotlab.htm EcoSink Fontys SIA KIEM HighTech https://www.sia-projecten.nl/project/ecosink A system-on-a-chip for rapid-throughput critical dimension microscopy Fontys SIA KIEM HighTech https://www.sia-projecten.nl/project/a-system-on-a-chip-for-rapid-throughput-critical-dimension-microscopy 3D printen mycelium materiaal HAN SIA KIEM GoChem https://www.sia-projecten.nl/project/3d-printen-mycelium-materiaal Integraal Robotiseren HAN SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/integraal-robotiseren-1 STandaardisatie en Automatisering van Moderne Productpaspoorten (STAMP) HAN SIA Digitale productpaspoorten 2025 https://www.sia-projecten.nl/project/standaardisatie-en-automatisering-van-moderne-productpaspoorten-stamp CompEfficient - Energy efficient composite processing Hogeschool Inholland SIA KIEM HighTech https://www.sia-projecten.nl/project/compefficient-energy-efficient-composite-processing Gezonde bloem, gezonde vrucht Hogeschool Inholland SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/gezonde-bloem-gezonde-vrucht Hergebruikt Isolatieglas Hogeschool van Amsterdam SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/hergebruikt-isolatieglas Non-Invasieve Monitoring met Motion Magnification Hogeschool van Amsterdam SIA KIEM HighTech https://www.sia-projecten.nl/project/non-invasieve-monitoring-met-motion-magnification Betrouwbare interactie tussen mens en algoritme: hoe designers moeten bijdragen aan Responsible AI Hogeschool Utrecht SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/betrouwbare-interactie-tussen-mens-en-algoritme-hoe-designers-moeten-bijdragen-aan-responsible-ai VITRIPRINT : from stereolithography to extrusion-based 3D printing with renewable and recyclable network polymers NHL Stenden SIA RAAK-PRO https://www.sia-projecten.nl/project/vitriprint-from-stereolithography-to-extrusion-based-3d-printing-with-renewable-and-recyclable-network-polymers Hyperspectral Imaging of Textiles NHL Stenden SIA RAAK-PRO https://www.sia-projecten.nl/project/raak-pro-hyperspectral-imaging-of-textiles RE-MAT – Reinventing Circular Functional Mattress for the Health Care Sector Saxion SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/re-mat-reinventing-circular-functional-mattress-for-the-health-care-sector Autonomous Agricultural Navigation (AAN) Saxion SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/autonomous-agricultural-navigation-aan AUTOCUE – Alignment Automation Tool for Optically Coupled Single Use Sensors Saxion SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/alignment-automation-tool-for-optically-coupled-single-use-sensors-autocue OBSeRVeD Saxion NWO NWA ORC https://www.saxion.nl/onderzoek/smart-industry/ambient-intelligence/nwa-orc-observe PhobioSens Saxion SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/phobiosens Avoiding the Invisible Saxion SIA KIEM HighTech https://www.sia-projecten.nl/project/avoiding-the-invisible CYRCLE - Cybersecurity en -weerbaarheid voor het mkb Windesheim SIA Cybersecurity Learning Communities https://www.sia-projecten.nl/project/cyrcle-cybersecurity-en-weerbaarheid-voor-het-mkb Composiet-metaalverbindingen met Coldspray Windesheim SIA KIEM HighTech https://www.sia-projecten.nl/project/composiet-metaalverbindingen-met-coldspray Lange duur prestatie van hergebruikte composieten Windesheim SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/lange-duur-prestatie-van-hergebruikte-composieten INCEPTION: INdustrial roboChEmic PlaTform ImplementatiON Zuyd Hogeschool SIA RAAK-PRO https://www.sia-projecten.nl/project/inception-industrial-robochemic-platform-implementation MEM4CHEM: Membranes for chemical process innovation Zuyd Hogeschool SIA RAAK-mkb https://www.sia-projecten.nl/project/mem4chem-membranes-for-chemical-process-innovation