หน่วยที่ 6 กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม
กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเป็นกระบวนการทำงานเพื่อแก้ไขปัญหา หรือพัฒนางานให้มีประสิทธิภาพมากที่สุด ภายใต้ข้อจำกัด โดยมีขั้นตอนการการดำเนินงานประกอบด้วย 6 ขั้นตอน
- ระบบปัญหา (problem indentification)
ขั้นตอนนี้เริ่มต้นจากการที่ผู้แก้ปัญหาตระหนักถึงสิ่งที่เป็นปัญหาในชีวิตรประจำวันและต้องการหาวิธีการแก้ปัญหาหรือหาวิธีการแก้ปัญหาหรือสร้างสิ่งประดิษฐ์ เพื่อแก้ปัญหา ในชีวิตจริงบางครั้งคำถามหรือปัญหาที่เราระบุอาจจะประกอบด้วยปัญหาย่อย ในชั้นตอนของการระบุปัญหา ผู้แก้ปัญาต้องพิจราณาปัญหา หรือกิจกรรมย่อยที่เกิดขึ้นเพื่อประกอบเป็นวิธีในการแก้ปัญหา
- ระบบปัญหา (problem indentification) ต่อ
การระบุปัญหาเป็นการทำความเข้าใจสถานการณ์ของปัญหาหรือความต้องการนั้นๆ อย่างละเอียด โดยวิเคราะห์เงื่อนไขหรือข้อจำกัดของสถานการณ์ เพื่อตัดสินใจเลือกปัญหาหรือความต้องการที่จะดำเนินการแก้ไข แล้วกำหนดขอบเขตของปัญหาในชัดเจน ซึ่งจะนำไปสู่การหาแนวทางในการแก้ปัญหาต่อไป อาจนำเทคนิค มาช่วยเช่น การวิเคราะห์องประกอบของปัญหาด้วย 5W1H ,การหาสาเหตุของแผนภูมิก้างปลา (fishnone diagram)
2. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (related infomation dearch)
ขั้นตอนนี้คือการรวมรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหาดังกล่าว ในการค้นหาแนวคิดอาจมีการดำนเนินการดังนี้ 1. รวบรวมข้อมูล คือ หาข้อมูลว่ามีคนเคยหาวิธีการแก้ปัญหาดังกล่าวหรือไม่และหากมีเขาแก้ปัญหาอย่างไรและข้อมีข้อเสนอแนะอย่างไรบ้าง 2. การค้นหาแนวคิด คือค้นหาแนวคิดหรือความรู้ทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์หรือเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องและสามารถประยุกต์ในการแก้ปัญหาได้ ขั้นตอนนี้ความมีการจดบันทึก แนวคิดทางเลือก เมื่อรวบรวมเสร็จแล้วควรประเมินความเป็นไปได้ ความคุ้มทุน ข้อดีและจุดอ่อน ความเหมาะสมแล้วจึงเลือกแนวทางที่เหมาะสม
2. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (ต่อ)
หลักจากที่เราระบุปัญหาและกำหนดขอบเขต ของปัญหาที่ต้องการแก้ไขแล้ว การดำเนินการต่อไปคือ การรวบรวมข้อมูลและความรู้ที่เกี่ยวข้องกับปัญหาหรือความต้องการ เช่น ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาตร์ เทคโนโลยี อาจใช้วิธีการระดมสมอง (brainstorming) เข้ามาช่วยก่อได้
3การออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (solution desing)
คือการนำความรู้ที่ได้รวบรวมมาประยุกต์เพื่อการออกแบบวิธีการ กำหนดองค์ประกอบของวิธีการหรือผลผลิต ทั้งนี้ต้องอ้างอิง ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีที่รวบรวมได้ ประเมิน ตัดสินใจเลือและใช้ความรู้ที่ได้มาในการสร้างภาพร่างของชิ้นงาน ต้นแบบ หรือกำหนดเค้าโครงของวิธีการ
3.การออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (solution desing) ต่อ
หลังจากที่ได้รวบรวมข้อมูลตามประเด็น จึงนำข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องมาประยุกต์หรือเพื่อออกแบบแนวทางแก้ปัญหา แนวทางหนึ่งที่จะช่วยให้การออกแบบหรือวิธีการแก้ปัญหาชัดเจนคือ คือเทคนิคการจำแนกหน้าที่ และคุณสมบัติ
4.วางแผนและดำเนินการแก้ไขปัญหา (planning and development)
หลักจากที่ได้ออกแบบวิธีการและกำหนดเค้าโครงของวิธีการแก้ปัญหาแล้ว ขึ้่นตอนต่อไปคือการพัฒนาวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงานต้นแบบที่ได้ออกแบบไว้ในขั้นตอนนี้ ผู้แก้ปัญหาต้องกำหนดขั้นตอนย่อยในการทำงาน รวมทั้งกำหนดเป้าหมายและระยะเวลาในการดำเนินงานในแต่ละขั้นตอนย่อยให้ชัดเจน
5.ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน(testtion evalution and desing improvemant)
ทดสอบและประเมินการใช้วิธีธีการหรือชิ้นงานต้นแบบ เพื่อแก้ปัญหา ผลที่ได้จากการทดสอบและประเมินผลอาจถูกนำมาใช้ในการปรับปรุงพัฒนาผลลัพธ์ให้มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหามากยิ่งขึ้น การทดสอบและการประเมินผลสามารถเกิดขึ้นได้หลายครั้งในกระบวนการแก้ปัญหา
6. นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาชิ้นงาน (presentation)
ผู้แก้ปัญหาต้องนำเสนอผลสัพธ์ต่อสาธารณชน โดยต้องออกแบบวิธีการนำเสนอที่เข้าใจง่ายและน่าสนใจ
ให้นักเรียนเลือกปัญหาจากสถานณ์จริงที่สนใจ แล้ววิเคราะห์องค์ประกอบของปัญหาด้วยกระบวนการตั้งคำถาม 5W1H
1 ปัญหาจากสถานการณ์จริงที่นักเรียนสนใจ คือ………………………..
2 ให้นักเรียนวิเคราหะ์องค์ประกอบของปัญหาที่นักเรียนสนใจด้วยการตั้งคำถาม 5W1H
ปัญหา…………..
where
…………..
why…………..
what…………..
How…………..
นางสาวยาหญ้า เลี้ยงแมวพันธุ์ สก็อตติช โฟลด์ ไว้ที่บ้านพักจำนวน 1 ตัว แมวพันธ์ดังกล่าวต้องกินอาหารเม็ดที่พอเหมาะและต้องตรงต่อเวลาเป็นประจำถึงจะไม่ผลต่อสุขภาพของแมวและพัฒนาการของแมว แต่ยาหญ้าและครอบครัวมีปัญหาไม่ได้อยู่บ้านในช่วงเวลา 06.00 - 21.00 น.ทุกวันทำให้แมวไม่ได้กินอาหารเม็ดที่พอเหมาะและตรงต่อเวลา เกิดเป็นผลเสียต่อแมวตัวดังกล่าว
ตอบคำถาม
- ปัญหาและความต้องการเกิดขึ้นกับใคร (Who)…
- ปัญหาและความต้องการนี้เกิดขึ้นที่ไหน (Where)
- ปัญหาและความต้องการนี้เกิดขึ้นเมื่อใด (When)
- ปัญหาและความต้องการนี้คืออะไร (What).
-ทำไมจึงเกิดปัญหาหรือความต้องการ (Why)
- ปัญหาหรือความต้องมีการมีลักษณะอย่างไร (How)