Käsityölliset suunnitteluja valmistusprosessit Professori Pirita Seitamaa-Hakkarainen Joensuun yliopisto
Luennon rakenne Käsityöllisen tiedon luonteesta Suunnitteluprosessien tutkimuksesta Suunnitteluprosessia kuvaavat mallit ja prosessin osatekijät Suunnitteluprosessin strategiamallit Iteratiiviset ja spiraaliset mallit Suunnitteluprosessien teoreettisia näkökohtia Suunnittelutehtävien luonne Suunnitteluelementit Luonnosten merkitys suunnittelussa Asiantuntemuksen peruspiirteet Asiantuntijuuden vaiheet Kognitiivinen kisällioppiminen syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-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 Seitamaa-Hakkarainen 3
Suunnittelutoiminnan kehitys (Ferguson, 1992; Singleton,1978) Käsityöllinen suunnittelu Mielessä suunniteltu; muutokset prosessin aikana mahdollisia Suunnittelija/tekijä itse valmistaa tuotteen Kokonainen käsityö (Kojonkoski-Rännäli, 1995) Suunnittelija = tekijä => työkalut => tuote Perinteinen insinöörisuunnittelu Paperilla suunniteltu Tuotteen valmistaminen työohjeen mukaan Suunnittelija ja valmistaja eri henkilöitä Ositettu käsityö (Kojonkoski-Rännäli, 1995) Suunnittelija =>piirustus => tekijä => työkalut => tuote Moderni insinöörisuunnittelu Suunnittelutehtävä jakautuu eri asiantuntijaryhmien kesken Suunnittelusta ja valmistuksesta vastaavat eri ryhmät Yksinkertainen teollinen prosessi/ Pitkälle kehittynyt teollinen prosessi syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-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 Seitamaa-Hakkarainen 6
Suunnitteluprosessien kognitiivinen tutkimus Käsityöläinen Suunnittelun tutkimus Suunnitteluprosessi Käsityötuote Tavoitteena on tutkia niitä sisäisiä tiedonkäsittely- ja ongelmanratkaisuprosesseja joita käsityö ja suunnittelu edellyttävät syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-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 Seitamaa-Hakkarainen 8
Tutkimusmenetelmiä ja - aineistoja Haastattelut ja havainnointi Stimulated recall menetelmä (takautuvan tarkkailun menetelmä) Ääneen ajattelumenetelmä Prosessin pitkäaikainen seuranta, havainnointi ja dokumentointi Kirjoitelmat ja portfoliot Virtuaalinen suunnittelu syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 9
Suunnitteluprosessia kuvaavat mallit ja prosessin osatekijät Tehtäväalueen hahmottaminen Konsepti- ja ideointivaihe Arviointi ja karsinta Designhaasteen määritys Luonnokset, mallit ja prototyypit Jatkokehittely syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-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 Seitamaa-Hakkarainen 11
Suunnitteluprosessin strategiamallit (Cross, 1984) Tavoitteena suunnitteluprosessien systemaattinen hallinta Edustaa suunnittelun ihannemallia Suunnitteluprosessin lineaarinen strategia (Jones, 1980, p. 76). Brief Stage 1 Stage 2 Takaisin kytkennät Proceed or return? Stage 3 Proceed or return? Stage 4 Outcome 19.9.2005
Sykliset strategiamalli (Roe, Soulis & Handa 1968 p. 132-134) 19.9.2005
Insinöörin suunnittelustrategiamalli Phal and Beitz s (1984) syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 14
Strategiamalleille yhteistä Suunnitteluprosessi 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) Suunnittelun eteneminen ajallisesti läpi projektin (eri työvaiheiden ajallinen organisointi/ projektikaaviot) Behavioristisia / kirjoituspöytä mallit syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 15
Iteratiiviset ja spiraaliset mallit Suunnittelun spiraalimalli (Zeissel 1984,14) Pehmeä systeemisuunnittelu (Checkland, 1986) Anttilan malli (1993) syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 16
Suunnittelun spiraalimalli (Zeisel 1984,14) Alussa muodostettu alkumielikuva Täsmentyvät visiot; mielikuvan ja ratkaisuvaihtoehtojen vertailu ja testaus Rungon muodostaa hyväksyttyjen ratkaisujen putki syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-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
Käsityötuotteen suunnittelu- ja valmistusprosessin teoreettinen malli ( Anttila 1993) syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-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 Seitamaa-Hakkarainen 20
Suunnitteluprosessien teoreettisia näkökohtia Suunnitteluongelmat Tiedosta riippuvaisia Tehtäväympäristö: avoimesti määriteltyjä monimutkaisia suunnittelu on konteksti sidonnaista Suunnittelun konteksti => suunnitteluun liittyvien rajoitteiden kehystämää (design constraints) Ulkoiset rajoitteet (tehtävän antoon liittyvät) Sisäiset rajoitteet (suunnittelun aikana syntyvät) Kehystää suunnittelun ongelma-avaruutta Suunnitteluprosessi Keskeistä alan erityistieto ja toiminnalliset taidot (domain-specific knowledge) Suunnittelun kohde on suunnittelun elementtien määrittelemistä Visuaaliset ja tekniset elementit Mielikuvien ohjaamaa orientoivat mielikuvat operationaaliset mielikuvat Visualisointi suunnittelun ulkoisena esitysmuotona syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 21
Suunnittelutehtävien luonne Avoimesti määritelty tehtävä Vapausrajoitteet tehtäväkohtaisia; ohjaavat, kehystävät ja rajaavat ongelma-avaruutta Kontekstiin sidotut tehtävät Tehtävän annossa määritelty; asiakassuunnittelija neuvottelut Suunnittelun rajoitteet Ulkoiset rajoitteet (määritelty tehtävän annossa)» Käyttäjä» käyttötarkoitus / tarve» käyttöympäristö»resurssit(aika, raha, työvoima, lait ja säädökset) Sisäiset rajoitteet (prosessin aikana suunnittelijan synnyttämät ja tarkentamat)» materiaalin ominaisuudet, viimeistely, ylläpito, huolto Yhteisöllinen suunnittelutehtävä (tiimitehtävä) Yhteinen suunnittelun kohde & työnjaon organisointi syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 22
Suunnittelun rajoitteet ja elementit Vauva itse Laiteympäristö Laitosympäristö Lääkärit, hoitajat Käytännöllisyys, puettavuus Materiaalin ominaisuudet Esteettiset ominaisuudet Vanhemmat muu perhe Pesu, vaatehuolto Painon vaihtelu 500g-2500g syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 23
Suunnitteluelementit Suunnitteluelementtien määritteleminen (specification) on suunnittelun kohde Komposition suunnittelu Suunnittelualojen yleiset elementit ja visuaalisen suunnittelun periaatteet Muoto & koko, väri, kuvio Konstruktion suunnittelu Suunnittelualueen erityiset elementit ja periaatteet Materiaali, rakenne, tuotantoratkaisut Asiantuntijoiden toiminnassa suunnitteluavaruuksia ratkaistaan rinnakkain syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 24
Suunnitteluprosessi kahden ongelma-avaruuden mallina Seitamaa-Hakkarainen, 2000 Rajoitteet Käyttäjä Käyttötarkoitus resurssit Kompositioavaruus Konstruktioavaruus Muoto & Koko huollettavuus Väri Materiaali Kuvio Rakenne Tuotantoprosessi syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 25
Problem Structure External Constraints Constraints LP UT Composition Space S Construction Space 5.00 min 25 stm. Thinking Sketch 1 Episode 2 Shape UT S 4.00 min 16 stm Thinking Sketch 2 Episode 3 Shape S 0.30 min 4stm Thinking Sketch 3 Episode 4 Color UT C 9stm. Episode 5 Shape S 13 stm. 5.30 min Thinking Sketch 4 Episode 6 Shape FT S M 6.30 min 27 stm. Thinking Sketch 5 Episode 7 Shape S 21 stm. Episode 8 Structure St 4stm. 5.30 min Prescriptive Sketch 1 Episode 9 Pattern P 9stm. Episode 10 Material M 9stm. Episode 11 Pattern P 7stm. 6.00 min Prescriptive Sketch 2 Episode 12 Shape S St 12 stm Episode 13 Color C Pr 10 stm. Episode 14 Shape S 13 stm. 8.30 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 Suunnitelmat konkretisoidaan erilaisten piirustusten ja kolmiulotteisten mallien avulla Kehittyy yksityiskohtaisemmaksi prosessin edetessä Toimii lähtökohtana puhtaaksi piirtämiselle ja työohjeelle syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 27
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 Seitamaa-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 Seitamaa-Hakkarainen 29
Asiantuntemuksen peruspiirteet (Chi & Glaser 1988; Schön 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» tietää mitä tietyssä yhteydessä ymmärtää ja mitä ei syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 30
Asiantuntijuuden vaiheet (Dreyfus & Dreyfus 1986) Aloittelija (novice) Suunnitelman 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 Seitamaa-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 Seitamaa-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 Suorituskriteerit 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 Seitamaa-Hakkarainen 33
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 taitojen lisääntyessä syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 34
Asiantuntijakulttuuriin kasvaminen (Hakkarainen, 2000) Asiantuntija Asiantuntijakulttuuriin integroituminen Käytäntöyhteisössä toimiminen Yhdessä tekeminen, asiantuntijalla vastuu Tikapuiden rakentaminen, henkilökohtainen ohjaus Aloittelija