ONDERZOEK ALS ONDERDEEL VAN HET ONTWERPEN VAN TECHNISCHE INNOVATIES Inge Oskam |
[email protected] Rutger de Vries |
[email protected]
1
CONTENT
Ontwerpen van technische innovaties
Het innovatielab
Cases
Discussie
2
INNOVATIEPROCES OPDRACHTGEVER
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!
ONTWERPEN VAN TECHNISCHE INNOVATIES
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
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
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
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:
SOORTEN ONDERZOEK EN HULPMIDDELEN
HAAL DAT PRODUCT UIT ELKAAR!
GA INTERVIEWEN EN OBSERVEREN!
DUIK DE OCTROOIEN IN!
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
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
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
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
TYPEN EXPERIMENTEN
GA ZO SNEL MOGELIJK BOUWEN!
ZET RAPID PROTOTYPING IN!!
EN TEST ALLES GOED!
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
2e jaars ED&I studenten werken aan innovatieve vraagstukken vanuit het bedrijfsleven of instellingen www.hva.nl/innovatielab Mogelijke uitkomsten: • Technische ontwerp • Functioneel model • Prototype • Testopstelling | Experimenten • Materiaalonderzoek
22
De opdracht moet ruimte geven voor creatieve, innovatieve en out-of-the-box oplossingen
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
ONDERZOEK IN HET ONTWERPPROCES Iedere donderdag wordt gestart met een workshop, o.a.
probleemverkenning onderzoeksvragen model maken brainstormen patenten programma van eisen
25
STUDENTEN OVER HET INNOVATIELAB
26
OPDRACHTGEVERS OVER HET INNOVATIELAB
27
RICHTLIJNEN OPDRACHTEN 2013-2014
2e 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
AUTOMATISEREN VAN DE TUINBOUW MET DRONES
29
POP-UP SYSTEEM VOOR URBAN FARMING
30
BOUW EEN TELMACHINE VOOR TOMATENZADEN
31
RECYCLING STEENWOLMATTEN: ontwerp een eenvoudige (mechanische) manier om de verschillende elementen van de steenwolmatten scheiden
32
Hoe krijg je studenten nieuwsgierig? Hoe krijg je een onderzoekende nieuwsgierige houding bij studenten?
33
Wat is een goede balans tussen theoretisch en empirisch onderzoek?
34
VRAGEN? Inge Oskam |
[email protected] Rutger de Vries |
[email protected]
http://www.ontwerpentechnischeinnovaties.noordhoff.nl/ http://www.hva.nl/kenniscentrum-dt/het-innovatielab/over-het-innovatielab/
35
