Käsityölliset suunnitteluja valmistusprosessit

Transkriptio

1 Käsityölliset suunnitteluja valmistusprosessit Professori Pirita eitamaa-hakkarainen Joensuun yliopisto Luennon rakenne Käsityöllisen tiedon luonteesta uunnitteluprosessien tutkimuksesta uunnitteluprosessia kuvaavat mallit ja prosessin osatekijät uunnitteluprosessin strategiamallit Iteratiiviset ja spiraaliset mallit uunnitteluprosessien teoreettisia näkökohtia uunnittelutehtävien luonne uunnitteluelementit Luonnosten merkitys suunnittelussa Asiantuntemuksen peruspiirteet Asiantuntijuuden vaiheet Kognitiivinen kisällioppiminen syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 2 Käsityö ja käsityömuotoilu Käsityö on käsin tai käsissä pidettävin työkaluin suoritettavaa työtä eli prosessia. Käsityöllä tarkoitetaan myös käsin tehdyn työn tuotetta eli produktia (Anttila, 1993) Käsityötaidolla tekijä muotoilee ja muokkaa materiaalista maailmaa. Käsityössä osaaminen nähdään toiminnallisena, yksilöllisenä ja hiljaisena, tuntumanvaraisena tietona (Virkkunen 2002) Design on muodon antoa ja muotoilu edellyttää suunnittelua. Käsityömuotoilu on käsityöllisesti tapahtuvaa muodon antoa. Käsityön, suunnittelun ja muotoilun tavoitteena on pyrkimys tuottaa sosiaaliseen, kulttuuriseen ja psyykkiseen ympäristöön sopivia tuotteita Perinteistä käsityötä on pidetty esimerkkinä toiminnasta, jolle on ominaista varsin yksinkertainen teknologia sekä vähäinen vuorovaikutus ja työnjako (Engeström 1995). syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 3

2 uunnittelutoiminnan kehitys (Ferguson, 1992; ingleton,1978) Käsityöllinen suunnittelu Mielessä suunniteltu; muutokset prosessin aikana mahdollisia uunnittelija/tekijä itse valmistaa tuotteen Kokonainen käsityö (Kojonkoski-Rännäli, 1995) uunnittelija = tekijä => työkalut => tuote Perinteinen insinöörisuunnittelu Paperilla suunniteltu Tuotteen valmistaminen työohjeen mukaan uunnittelija ja valmistaja eri henkilöitä Ositettu käsityö (Kojonkoski-Rännäli, 1995) uunnittelija =>piirustus => tekijä => työkalut => tuote Moderni insinöörisuunnittelu uunnittelutehtävä jakautuu eri asiantuntijaryhmien kesken uunnittelusta ja valmistuksesta vastaavat eri ryhmät Yksinkertainen teollinen prosessi/ Pitkälle kehittynyt teollinen prosessi syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 4 Käsityöllinen tieto massatuotannon takana ( Victor ja Boynton, 1998) Käsityötaito ja siihen sisältyvä suunnittelutaito edustavat syvään asiantuntemukseen perustuvaa toiminnallista ja hiljaista tietoa voidaan sosialisaatioprosessin välityksellä saattaa julkiseen ja artikuloitavaan muotoon Massatuotannon lähtökohtana on artikuloitu tieto, jonka välityksellä voidaan arvioida, mitkä tuotantoprosessin osat voitaisiin automatisoida tuotteen laadun siitä kärsimättä. Tuotantoprosessien jatkuva parantaminen edellyttää työntekijöiden ja heidän tiimiensä kehittämän ja luoman käytännöllisen tiedon hyödyntämistä Tulevaisuudessa edellytetään tuotteiden massamittaista räätälöintiä kunkin asiakasryhmän erityistarpeiden mukaisesti. Massatuotteiden asiakaskohtaisten ratkaisujen tuottaminen edellyttää nk. arkkitehtonista tietoa tuotteen moduulien, prosessien ja toimintojen keskinäisistä suhteista Lähtökohtana on että tuotteet jaetaan osakokonaisuuksiksi, joita voidaan eri tavoin yhdistellä ja tuottaa asiakkaan erityistarpeiden mukainen tuote. Räätälöityä massatuotantoa ja asiakaskohtaiset ratkaisut lähestyvät käsityöllistä prosessia, menettämättä massatuotannon tuotantomenetelmiä. Tarvitaan tuotteen jatkuvaa käytössä tapahtuvaa 5 kehittämistä yhdessä asiakkaan kanssa ns. yhteiskehittelyä (engl. co-configuration). Käsityöllinen tieto massatuotannon takana ( Victor ja Boynton, 1998) Prosessin kehittäminen Käytännöllinen tieto Massaräätälöinti Arkkitehtoninen tieto Massatuotanto Artikuloitu tieto Käsityö Hiljainen tieto syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 6

3 uunnitteluprosessien kognitiivinen tutkimus Käsityöläinen uunnittelun tutkimus uunnitteluprosessi Käsityötuote Tavoitteena on tutkia niitä sisäisiä tiedonkäsittely- ja ongelmanratkaisuprosesseja joita käsityö ja suunnittelu edellyttävät syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 7 Tutkimuskysymyksiä Millainen on suunnitteluprosessi luonteeltaan? Millainen on suunnittelutehtävän konteksti ja miten suunnittelija rajaa tai muokkaa annettua suunnittelutehtävää? Millaisia visuaalisia representaatioita käytetään suunnitteluideoiden esittämisen välineenä ja muistin ulkoisena tukena? Millainen on asiantuntijan suunnitteluprosessi? Millainen merkitys luonnostelulla on suunnitteluprosessissa? Millainen on yhteisöllinen suunnitteluprosessi luonteeltaan? Miten käyttäjän asiantuntemusta voidaan hyödyntää (käyttäjälähtöisessä) suunnittelussa? syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 8 Tutkimusmenetelmiä ja - aineistoja Haastattelut ja havainnointi timulated recall menetelmä (takautuvan tarkkailun menetelmä) Ääneen ajattelumenetelmä Prosessin pitkäaikainen seuranta, havainnointi ja dokumentointi Kirjoitelmat ja portfoliot Virtuaalinen suunnittelu syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 9

4 uunnitteluprosessia kuvaavat mallit ja prosessin osatekijät Tehtäväalueen hahmottaminen Konsepti- ja ideointivaihe Arviointi ja karsinta Designhaasteen määritys Luonnokset, mallit ja prototyypit Jatkokehittely syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 10 Ensimmäinen luovan ongelmanratkaisun vaihemalli (mm. Wallas, 1926) Yleinen ongelmanratkaisumalli; vaiheet irrallisia episodeja mallista monia variaatioita Ei kuvaa suunnittelua erityisemmin; käytettiin 50 luvulle asti Valmistautuminen (preparaation) alkumielikuva tietoinen pyrkimys ratkaisuun Hautominen (inkubation) lepovaihe; ongelma siirretään syrjään Kuvittelu (illumination) kuvittelu; tietoisuus ratkaisun suunnasta Oivallus (heureka) ratkaisu selkiytyy Todentaminen (verification) ratkaisuvaihtoehdot testataan ja arvioidaan syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 11 uunnitteluprosessin strategiamallit (Cross, 1984) Tavoitteena suunnitteluprosessien systemaattinen hallinta Edustaa suunnittelun ihannemallia uunnitteluprosessin lineaarinen strategia (Jones, 1980, p. 76). Brief tage 1 tage 2 Takaisin kytkennät Proceed or return? tage 3 Proceed or return? tage 4 Outcome

5 ykliset strategiamalli (Roe, oulis & Handa 1968 p ) Insinöörin suunnittelustrategiamalli Phal and Beitz s (1984) syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 14 trategiamalleille yhteistä uunnitteluprosessi on rationaalinen: määritellään tavoitteet ja muuttujat sekä kriteerit jo prosessin alussa analyysi-synteesi-arviointi vaiheista koostuva prosessi Prosessissa selkeästi erottuvat vaiheet: tehtävän anto tehtävän hahmottaminen (clarification of the task) käsitteellinen suunnittelu (conceptual design/ preliminary design) Alustava suunnitelma ja elementtien määrittely (embodiment design/refinement) Yksityiskohtien suunnittelu (detail design) Dokumentointi Arviointi ja palautekytkennät Jaksollinen, syklinen ja iteratiivinen (kierros kierrokselta eteneminen) uunnittelun eteneminen ajallisesti läpi projektin (eri työvaiheiden ajallinen organisointi/ projektikaaviot) Behavioristisia / kirjoituspöytä mallit syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 15

6 Iteratiiviset ja spiraaliset mallit uunnittelun spiraalimalli (Zeissel 1984,14) Pehmeä systeemisuunnittelu (Checkland, 1986) Anttilan malli (1993) syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 16 uunnittelun spiraalimalli (Zeisel 1984,14) Alussa muodostettu alkumielikuva Täsmentyvät visiot; mielikuvan ja ratkaisuvaihtoehtojen vertailu ja testaus Rungon muodostaa hyväksyttyjen ratkaisujen putki syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 17 Pehmeä systeemisuunnittelu (Checkland, 1986; Anttila 1993) 1. Ongelmatilanteen hahmottaminen 2. tarkempi erittely ongelmasta => jäsennys 3. keskeisten systeemin piirteiden analysointi 4. käsitteelliset mallit =>verbit jotka kuvaavat toimintaa 5. mallin vertaaminen jäsenneltyyn ongelmaan 6. toivotut ja mahdolliset muutokset 7. toiminta muutosten toteuttamiseksi 1,2,5,6,7 osa todellisuuden toimintaa 3,4 systeemiajattelun vaiheita (ideoiden ja teorioiden maailma) 18

7 Käsityötuotteen suunnittelu- ja valmistusprosessin teoreettinen malli ( Anttila 1993) syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 19 Käsityötuotteen suunnittelu- ja valmistusprosessin teoreettinen malli ( Anttila 1993) Alkumielikuvan luominen ja ratkaisun hahmottaminen perustoimintojen määrittely Informaation hankkiminen ratkaisuvision hahmottaminen Tekijän omat resurssit tieto, taito ja metakognitio Prosessin ulkopuoliset resurssit ympäristöstä tulevat arvot, arvostukset ja resurssit (aika, tila, materiaali) Perustoimintojen suunnittelu useiden toimintakierrosten aikana kohteen analysointi funktioanalyysin (Papanek, 1975) avulla resurssien ja rajoitusten optimointia Valmistusprosessin suunnittelu tarkentunut mielikuva toimintojen määrittely ja toimintasuunnitelma tarkennettu arvo- ja funktioanalyysi Palautekanavat sisäinen palaute (kokemukset, omat arvot) ulkoinen palaute (vertailu todellisuuteen, arviointi, testaus) Päättöanalyysi ja valmis työ syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 20 uunnitteluprosessien teoreettisia näkökohtia uunnitteluongelmat Tiedosta riippuvaisia Tehtäväympäristö: avoimesti määriteltyjä monimutkaisia suunnittelu on konteksti sidonnaista uunnittelun konteksti => suunnitteluun liittyvien rajoitteiden kehystämää (design constraints) Ulkoiset rajoitteet (tehtävän antoon liittyvät) isäiset rajoitteet (suunnittelun aikana syntyvät) Kehystää suunnittelun ongelma-avaruutta uunnitteluprosessi Keskeistä alan erityistieto ja toiminnalliset taidot (domain-specific knowledge) uunnittelun kohde on suunnittelun elementtien määrittelemistä Visuaaliset ja tekniset elementit Mielikuvien ohjaamaa orientoivat mielikuvat operationaaliset mielikuvat Visualisointi suunnittelun ulkoisena esitysmuotona syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 21

8 uunnittelutehtävien luonne Avoimesti määritelty tehtävä Vapausrajoitteet tehtäväkohtaisia; ohjaavat, kehystävät ja rajaavat ongelma-avaruutta Kontekstiin sidotut tehtävät Tehtävän annossa määritelty; asiakassuunnittelija neuvottelut uunnittelun rajoitteet Ulkoiset rajoitteet (määritelty tehtävän annossa)»käyttäjä» käyttötarkoitus / tarve» käyttöympäristö» Resurssit (aika, raha, työvoima, lait ja säädökset) isäiset rajoitteet (prosessin aikana suunnittelijan synnyttämät ja tarkentamat)» materiaalin ominaisuudet, viimeistely, ylläpito, huolto Yhteisöllinen suunnittelutehtävä (tiimitehtävä) Yhteinen suunnittelun kohde & työnjaon organisointi syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 22 uunnittelun rajoitteet ja elementit Vauva itse Laiteympäristö Laitosympäristö Lääkärit, hoitajat Vanhemmat muu perhe Käytännöllisyys, puettavuus Materiaalin ominaisuudet Esteettiset ominaisuudet Pesu, vaatehuolto Painon vaihtelu 500g-2500g syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 23 uunnitteluelementit uunnitteluelementtien määritteleminen (specification) on suunnittelun kohde Komposition suunnittelu uunnittelualojen yleiset elementit ja visuaalisen suunnittelun periaatteet Muoto & koko, väri, kuvio Konstruktion suunnittelu uunnittelualueen erityiset elementit ja periaatteet Materiaali, rakenne, tuotantoratkaisut Asiantuntijoiden toiminnassa suunnitteluavaruuksia ratkaistaan rinnakkain syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 24

9 uunnitteluprosessi kahden ongelma-avaruuden mallina eitamaa-hakkarainen, 2000 Rajoitteet Käyttäjä Käyttötarkoitus resurssit Kompositioavaruus Konstruktioavaruus Muoto & Koko huollettavuus Väri Materiaali Kuvio Rakenne Tuotantoprosessi syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 25 Problem tructure External Constraints Constraints LP UT Composition pace Construction pace 5.00 min 25 stm. Thinking ketch 1 Episode 2 hape UT 4.00 min 16 stm Thinking ketch 2 Episode 3 hape 0.30 min 4stm Thinking ketch 3 Episode 4 Color UT C 9stm. Episode 5 hape 13 stm min Thinking ketch 4 Episode 6 hape FT M 6.30 min 27 stm. Thinking ketch 5 Episode 7 hape 21 stm. Episode 8 tructure t 4stm min Prescriptive ketch 1 Episode 9 Pattern P 9stm. Episode 10 Material M 9stm. Episode 11 Pattern P 7stm min Prescriptive ketch 2 Episode 12 hape t 12 stm Episode 13 Color C Pr 10 stm. Episode 14 hape 13 stm min Luonnosten merkitys suunnittelussa Tuotesuunnittelussa visualisointi on välttämättömyys Abstraktista alkuideasta konkreettiseen työohjeeseen Pääperiaatteet piirtäen tai kirjoittaen tukisanoja Toimii muistin ulkoisena tukena (fysikaalisesti hajautettu kognitio) Mahdollistaa suuren informaatiomäärän samanaikaisen käsittelyn Visualisointisuunnittelijan kommunikaation ja dialogin väline, itselle ja toisille: mikä / millainen? missä? miten? ideoita kokeillaan, kritisoidaan ja muokataan Luonnoksia tuotetaan erilaisten materiaalien, tekniikoiden ja työvälineiden avulla uunnitelmat konkretisoidaan erilaisten piirustusten ja kolmiulotteisten mallien avulla Kehittyy yksityiskohtaisemmaksi prosessin edetessä Toimii lähtökohtana puhtaaksi piirtämiselle ja työohjeelle syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 27

10 Piirustukset (Kettunen, 2000) Peukalonkynsiluonnokset (thubnail skeches) omaan käyttöön tarkoitettuja ajatusluonnoksia tai muistiinpanoja Kollegaluonnokset nopeasti tehtyjä luonnoksia joita voidaan esitellä tuotekehitysryhmälle Esityskuvat Visualisointeja pidemmälle kehitetyistä suunnittelukonsepteista esitellään asiakkaalle, yritysjohdolle Tekninen kuvitus valmiista tuotteesta tehtyjä piirustuksia markkinoinnin tarkoituksiin tuotteen toiminta, rakenne ja käyttö syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 28 Kolmiulotteiset esitystavat eli mallit: Hahmomallit ideoinnin ja luonnostelun välineitä tietoa toimivuudesta, kommunikoida perusideaa; demonstroida tuotteen toimintoja Ulkonäkömallit näyttää valmiilta tuotteelta; esittää tuotteen muotoilullisen teeman tarpeen muotoilun esittelemiseen asiakkaalla Toimintamallit esittää rakenteet, tuotteen mekaaninen toiminta tai käytettävyyden testaus Prototyyppi viimeistelty malli, muistuttaa toimivaa tuotetta ja voidaan käyttää testaukseen materiaalien ei tarvitse olla lopullisia Pienoismallit Virtuaaliset prototyypit 3D-mallinnus konseptin käyettävyyden testaukseen Pikamallit (rapit prototyping) 3D tulostus syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 29 Asiantuntemuksen peruspiirteet (Chi & Glaser 1988; chön 1983) Asiantuntijat ovat ennen kaikkea oman alansa taitajia Asiantuntijat ratkaisevat oman alansa ongelman virheettömästi ja aloittelijoita nopeammin Asiantuntemus on eräänlaista näppituntumaa. Asiantuntijalla on käytännöllistä tai hiljaista tietoa, jota on vaikea kielellisesti ilmaista Asiantuntijalla tieto on muuttunut sisäistyneiksi malleiksi, joita ei enää tiedosteta Asiantuntijat käyttävät paljon aikaa ongelman laadulliseen analyysiin suunnitteluprosessissa he hahmottavat suunnittelukontekstia ja rajoitteita Asiantuntijan tietoa voidaan nimittää toiminnalliseksi tiedoksi (procedural knowledge). Toiminnallinen tieto on tietoa periaatteiden ja toimintamallien soveltamisen ehdoista eri tilanteissa Asiantuntijoilla on hyvin kehittynyt metakognitiivinen taito arvioida omia tietojaan ja ongelmanratkaisuvalmiuksiaan» tietää mitä tietää ja taitaa» oman toiminnan säätely ja oman toiminnan ohjaus» omien ennakkokäsitysten ja rutiinien tiedostamista» tietäämitätietyssäyhteydessäymmärtääja mitäei syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 30

11 Asiantuntijuuden vaiheet (Dreyfus & Dreyfus 1986) Aloittelija (novice) uunnitelman ja sääntöjen kaavamainen noudattaminen tilanteesta riippumatta Kehittynyt aloittelija (advanced beginner) Kehittyneempi sääntöjen soveltaminen ja tilanteiden yhdenmukaisuuden tunnistaminen Pätevä (competence) Hierarkkiset päätöksenteon mallit tietojen ja kokemusten hallitsemiseksi Vastuu ja emotionaalinen sitoutuminen toimintaan kehittyy Taitaja (proficiency) Nopea, joustava ja sitoutuva toiminta Holistinen yhdenmukaisuuden analyysi intuitio ja know how kehittyvät Asiantuntija (expert) Oikeiden ratkaisujen vaistomainen löytäminen ilman erityistä ponnistelua Tarvittaessa intuitioiden kriittinen reflektio Tietoa useammasta tilanteesta kuin sanavarastossa on sanoja syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 31 Käsityöläisen ammattitieto (Dormer, 1994; Wallen, 1993) Tekemällä opittu taidon hallinta Hankittu kokemuksen kautta Pystyy kokemukseen perustuen erottamaan tehtävässä todelliset ongelmat ja hahmottaa ongelman oleelliset piirteet Tietää millaista tietoa tarvitaan ja miten tietoa ja taitoa hankitaan ja sovelletaan ko. tilanteeseen Kyky toimia ristiriitaisen ja riittämättömän tiedon varassa; havaita etukäteen poikkeamat Fyysinen, aistimuksellinen tieto: aistien välityksellä saatu ja koettu tieto koetaan aistien välityksellä ja mielikuvina tietoa materiaalista ja sen fyysisestä olemuksesta Voidaan demonstroida ja ohjata (toisen taitavaa suoritusta seuraamalla); mallioppiminen Esikuvat ja esimerkit ajassa olevat vaikutteet; positiivinen mallioppiminen Ammattikunnan sisäiset laatunormit syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 32 Kognitiivinen kisällioppiminen (cognitive apprenticeship) (mm. Lave & Wenger, 1991) Kisällioppiminen viittaa prosessiin, jonka aikana oppipojat osallistumalla oppimisen alusta lähtien aitoihin asiantuntijan käytäntöihin vähitellen omaksuvat asiantuntijoiden kulttuurin ja saavuttavat vastaavat taidot Kisällioppiminen on kulttuurisesti organisoitua toimintaa Oppiminen työn tai käytännön välityksellä Luonnehtii ihmisten eriasteinen osallistuminen Aloittaminen helpoista ja riskittömistä tehtävistä Taidon kehittyessä oppija siirtyy rajoitetusta kohti täyttä osallistumista uorituskriteerit sisältyvät työympäristöön Kisällioppiminen tapahtuu usein pienryhmässä, jossa jokaiselle muodostuu eriytyneet roolit Toiminta tapahtuu asiantuntijan ohjaamana: Opettajat ja opetus pääosin näkymättömiä Tilannesidonnainen toiminta Tikapuiden rakentaminen Yhdessä tekeminen, asiantuntijalla vastuu Ikätoverit toimivat toinen toistensa resursseina ja haasteina syysk-05 (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 33

12 Kisällioppimisen menetelmät (Järvelä, 1996) Mallittaminen (modelling) Ongelmanratkaisun eri osavaiheiden näyttäminen kognitiivisten ja fyysisten toimintojen selittäminen Valmentaminen (coaching) Toiminta oppilaan valmentajana (vihjeet, palaute, muistutukset) Toiminnallinen tuki (procedural facilitation) Asiantuntijan ongelmanratkaisun keskeisiin osavaiheisiin osallistumista tukevien toimintarakenteiden välittäminen Tikapuiden rakentaminen (scaffolding) Ohjattu osallistuminen, jossa ohjaaja säätelee tuen määrää oppijan tarpeiden mukaan Haihtuminen (fading) Opettajan vetäytyminen taustalle oppijan syysk-05 taitojen lisääntyessä (c) Pirita eitamaa-hakkarainen 34 Asiantuntijakulttuuriin kasvaminen (Hakkarainen, 2000) Asiantuntija Käytäntöyhteisössä toimiminen Asiantuntijakulttuuriin integroituminen Yhdessä tekeminen, asiantuntijalla vastuu Tikapuiden rakentaminen, henkilökohtainen ohjaus Aloittelija