ONDERZOEK ALS ONDERDEEL VAN HET ONTWERPEN VAN TECHNISCHE INNOVATIES. Inge Oskam Rutger de Vries

Transcriptie

1 ONDERZOEK ALS ONDERDEEL VAN HET ONTWERPEN VAN TECHNISCHE INNOVATIES Inge Oskam Rutger de Vries 1

2 CONTENT Ontwerpen van technische innovaties Het innovatielab Cases Discussie 2

3 INNOVATIEPROCES OPDRACHTGEVER

4 ROL VAN DE ONTWERPER Criteria duidelijk krijgen helder krijgen van het probleem, de doelstellingen en de randvoorwaarden Innovatieve oplossingen bedenken komen tot verassende ideeën, invalshoeken, ontwerpen Vroegtijdig verminderen van risico s onderzoeken van de haalbaarheid door middel van prototypen en testen Probleem: hbo-ingenieurs erg doelgericht!

5 ONTWERPEN VAN TECHNISCHE INNOVATIES

6 VIJF FASEN Fase I: Oriëntatie Oriënteren op opdracht en projectplan maken Fase II: Analyse Probleem onderzoeken, ideeën bedenken en eerste experimenten Fase III: Ontwerp Uitwerken ideeën tot concepten Fase IV: Detaillering Detailleren ontwerp, maken prototype en uitvoeren tests Fase V: Realisatie Opdrachtgever begeleiden bij productie- en marktvoorbereiding

7 VIER THEMA S Samenwerken niet opdelen in deelproblemen, maar samen aan de slag (1+1=3) Onderzoeken echt begrijpen wat het probleem is en in welke context het zich voordoet Creatief denken out-of-the-box denken komen tot nieuwe en onverwachte oplossingen of invalshoeken Experimenteren uitproberen van de meest risicovolle elementen uit het ontwerp en onderzoeken of de gevonden oplossingen ook echt werken

8 ONDERZOEKEN VAN HET PROBLEEM Onderzoeken = verzamelen en analyseren van gegevens om een goed beeld te krijgen van het innovatieprobleem, de context en de randvoorwaarden die aan de oplossing ervan gesteld worden Onderzoeksresultaten zijn input voor: de probleemstelling het programma van eisen en dienen ter inspiratie voor de ontwerpfase A problem well-stated is a problem half-solved. John Dewey, Amerikaanse filosoof

9

10 WAT? & HOE? Wat ga je onderzoeken? Onderzoeksvragen formuleren over het product, zoals technologieën en gebruikskenmerken over de context, zoals omgevingsinvloeden maar ook wetgeving Hoe ga je onderzoeken? Bepalen onderzoeksmethode (soort onderzoek en hulpmiddelen) aan de hand van drie vragen:

11 SOORTEN ONDERZOEK EN HULPMIDDELEN

12 HAAL DAT PRODUCT UIT ELKAAR! GA INTERVIEWEN EN OBSERVEREN! DUIK DE OCTROOIEN IN! 13

13 ONDERZOEKEN VAN DE OPLOSSING Experimenteren = Het maken van virtuele en fysieke modellen en het testen en evalueren ervan om te onderzoeken of de oplossing functioneert zoals beoogd. Drie doelen: Evalueren = proeven doen om kennis en ervaring op te doen of nieuwe inzichten te verkrijgen Verifiëren = testen om te controleren of het ontwerp aan de ontwerpcriteria of specificaties voldoet Informeren = demonstreren om alle betrokkenen te informeren over (tussen)resultaten met behulp van modellen of prototypes 14

14

15 ROL VAN EXPERIMENTEREN IN HET ONTWERPPROCES Fase I Oriëntatie: plannen van de uitvoering van experimenten in vervolgfasen Fase II Analyse: verkennen probleem en mogelijke oplossingsrichtingen met eenvoudige proeven Fase III Ontwerp: kwalitatief beproeven van meest kritische aspecten van het ontwerp Fase IV Detaillering: verifiëren van ontwerp door middel van testen prototype Fase V Realisatie: experimenteren ten behoeven van certificatie en evaluatie kwaliteit en marktacceptatie

16 OPZET & UITVOERING Een experiment opzetten Testplan opstellen Variabelen en de constanten vaststellen Kwaliteit van een experiment waarborgen betrouwbaarheid, reproduceerbaarheid, validiteit Testomgeving en omgevingsvariabelen virtuele omgeving, labomgeving, veldcondities Een experiment uitvoeren Data registeren, observeren en analyseren omgaan met variaties in de resultaten onderzoeken van het verband tussen variabelen Conclusies trekken, testrapport schrijven 17

17 MODELLEN MAKEN: FYSIEK OF VIRTUEEL? Virtueel model = computermodel waarmee de werkelijkheid gesimuleerd wordt en getest kan worden 2D / 3D Fysiek model = realistisch en tastbaar driedimensionaal model van een ontwerp van spuugmodel en mock-up tot prototype en nulserie 18

18 TYPEN EXPERIMENTEN

19 GA ZO SNEL MOGELIJK BOUWEN! ZET RAPID PROTOTYPING IN!! EN TEST ALLES GOED! 20

20 Het innovatielab is dé broedplek voor innovatie. Het is de plek waar studenten in multidisciplinaire teams onder begeleiding van een vakkundig docententeam werken aan innovatievraagstukken uit het bedrijfsleven. 21

21 2 e jaars ED&I studenten werken aan innovatieve vraagstukken vanuit het bedrijfsleven of instellingen Mogelijke uitkomsten: Technische ontwerp Functioneel model Prototype Testopstelling Experimenten Materiaalonderzoek 22

22 De opdracht moet ruimte geven voor creatieve, innovatieve en out-of-the-box oplossingen 23

23 FACILITEITEN Lasersnijder, voor hout, kunststof en aluminium 3D printers en scanners Hoge snelheids camera Roland sticker snijder Lasapparatuur (o.a. MIG, MAG, TIG) Draai- en freesbanken CNC draai- en freesbanken Printplaat etsapparatuur Knip-, zet- en ponsapparatuur Apparatuur voor bewerken van kunststof (o.a. warmte buigen, lassen en vacuümvormen) Een laboratorium voor elektronica en digitale techniek 24

24 ONDERZOEK IN HET ONTWERPPROCES Iedere donderdag wordt gestart met een workshop, o.a. probleemverkenning onderzoeksvragen model maken brainstormen patenten programma van eisen 25

25 STUDENTEN OVER HET INNOVATIELAB 26

26 OPDRACHTGEVERS OVER HET INNOVATIELAB 27

27 RICHTLIJNEN OPDRACHTEN e jaars studenten van Engineering Design & Innovation Één semester, 2 x per jaar starten (september en februari) ~100 deelnemende studenten Per opdracht: 3-4 studenten 2 dagen/week (10 ECTS) Docent bespreekt opdracht om niveau en verwachtingen af te stemmen Bedrijfsbetrokkenheid: aanwezig bij Meet & Match, presentaties (elk kwartaal) en nog eens in de 2 weken voor een team meet-up Uitkomst heeft een tastbare component zoals een test configuratie, functioneel model of prototype Kosten: tot 100 euro materiaalkosten worden vergoed door de school 28

28 AUTOMATISEREN VAN DE TUINBOUW MET DRONES 29

29 POP-UP SYSTEEM VOOR URBAN FARMING 30

30 BOUW EEN TELMACHINE VOOR TOMATENZADEN 31

31 RECYCLING STEENWOLMATTEN: ontwerp een eenvoudige (mechanische) manier om de verschillende elementen van de steenwolmatten scheiden 32

32 Hoe krijg je studenten nieuwsgierig? Hoe krijg je een onderzoekende nieuwsgierige houding bij studenten? 33

33 Wat is een goede balans tussen theoretisch en empirisch onderzoek? 34

34 VRAGEN? Inge Oskam Rutger de Vries