Stappenplan technisch ontwerpen

Natuurkunde is een wetenschapsvorm die vaak (onherkenbaar) in het dagelijks leven opduikt. Niet alleen voert men binnen de natuurkunde onderzoeken uit om meer inzicht te krijgen in de natuur om ons heen. Ook kan de natuurkunde ervoor zorgen dat ons leven vergemakkelijkt wordt. Diverse problemen die men in de praktijk tegenkomt zijn op een dusdanige manier opgelost dat ze ons zo weinig mogelijk inspanning kosten. Kijk maar eens om je heen wat er tegenwoordig allemaal "geautomatiseerd" is.
Als je bezig bent met het oplossen van praktische problemen, kan dat betekenen dat je direct of indirect bezig bent met "technisch ontwerpen". Dat wil zeggen dat je voor een aangeboden of zelf herkend probleem een oplossing probeert te bedenken die tastbaar is. Het eindproduct van het proces van technisch ontwerpen zal dan ook altijd een concreet product zijn.

Het proces van technisch ontwerpen is cyclisch, zoals weergegeven in onderstaande figuur. In het vervolg zullen de vijf stappen besproken worden.

1.    Stel een programma van eisen (PvE) op.
       In dit startonderdeel wordt bedacht aan welke eisen/wensen de oplossing moet voldoen. Deels kunnen deze eisen/wensen worden opgesteld door de
       ontwerper zelf, deels zullen ze ook worden opgedragen door een opdrachtgever. Formuleer de eisen/wensen zo concreet mogelijk. Let er daarbij op
       dat ze zondermeer meetbaar moeten zijn en hoe deze metingen plaats kunnen vinden. Houd rekening met de mogelijkheden en onmogelijkheden die
       er op school gelden (de randvoorwaarden). Bespreek tot slot je programma van eisen met je begeleider, waarna er mogelijk nog wat aanpassingen in
       aangebracht dienen te worden.

2.    Beschrijf de deelfuncties en bedenk voor elke deelfunctie (deel)oplossingen.
       De volgende stap is het bedenken van diverse functies die het product moet gaan vervullen. Dit betekent dat er wordt uitgezocht en bedacht welke
       zaken het product zoal moet doen en kunnen. De meest efficiënte presentatievorm voor de diverse functies met de, later te bedenken, uitwerkingen is
       in tabelvorm. Zie onderstaande figuur.

       Het is belangrijk de bedachte functies in een vroeg stadium met je begeleider te bespreken, zodat eventuele problemen en/of onmogelijkheden snel
       duidelijk worden. Vervolgens start je met het bedenken van manieren waarop elke functie vervuld zou kunnen worden. Bedenk hiertoe zoveel mogelijk
       uitwerkingen per functie. Noteer hierbij ook uitwerkingen waar je al in een vroeg stadium van weet dat je ze niet direct zal gebruiken, wellicht is deze
       uitwerking in een later stadium van je ontwerpproces nog waardevol. Het is handig elke uitwerking weer te geven met een schets en/of enkele    
       trefwoorden. Teveel informatie is in deze beter dan te weinig. De tabel is uiteindelijk bedoeld om je ideeën voor jezelf, maar ook voor anderen
       (bijvoorbeeld je begeleider) in beeld te brengen.

3.    Formuleer een ontwerpvoorstel.
       Pas als bovenstaande tabel zover mogelijk is ingevuld en je goed nagedacht hebt over allerlei oplossingsmogelijkheden van je ontwerpprobleem, ga
       je keuzes maken. Hiertoe ga je voor alle mogelijke uitwerkingen na of en in welke mate deze aan het programma van eisen (PvE) voldoen of kunnen
       voldoen. Selecteer vervolgens de meest belovende combinaties van uitwerkingen. Houd hierbij wel goed rekening met de randvoorwaarden. Noteer
       daarnaast hoe je het uiteindelijke (deel)product wil testen.
       Let er in ieder geval op dat je ook bij dit onderdeel goed doordacht te werk gaat. Motiveer derhalve je keuzes, waarbij dus ook aan een theoretische
       onderbouwing gedacht moet worden.

4.    Maak en test het ontwerp.
       .......en nu ga je dus pas daadwerkelijk starten met het bouwproces. Technisch ontwerpen is dus een proces van "eerst denken, dan doen".
       Maak een eerste model (prototype) van het ontwerp. Noteer hierbij voortdurend in een logboek welke handelingen er achtereenvolgens verricht worden
       en welke problemen er zijn tegengekomen.
       Vervolgens kom je in de testfase terecht. Deze kan zeer uitgebreid zijn, afhankelijk van het type ontwerpprobleem. Het kan voorkomen dat je na een
       test moet besluiten om het model aan te passen of zelfs een volledig nieuw model te maken. Ook dit aangepaste of nieuwe model wordt weer getest.
       Let er in deze fase goed op dat je nauwkeurig rapporteert in een logboek. Geef in dit logboek beschrijvingen van testprocedures en de resultaten waar
       deze tests toe geleidt hebben. Het gebruik van tabellen en grafieken om de metingen meer inzichtelijk te maken is hierbij zeer aan te raden. Bij
       mogelijke wijzigingen in het model dien je duidelijk aan te geven welke veranderingen of verbeteringen aangebracht zijn om tot een zo optimaal
       mogelijk resultaat te komen.

5.    Evalueer het ontwerp.
       Leg beknopt maar volledig uit hoe het ontwikkelde ontwerp werkt. Bepaal vervolgens in welke mate het ontwerp voldoet aan het programma van eisen.
       Trek, op basis van onder andere verkregen testresultaten conclusies over het ontwerp en het doorlopen proces. Zet de voordelen en de nadelen van
       het ontwerp op een rijtje en trek ook hieruit conclusies.

Tot slot zal het doorlopen proces en het ontwikkelde product met een toelichting gerapporteerd moeten worden in de vorm van een verslag. Op de pagina "De opbouw van een verslag" staat aangegeven hoe een verslag opgebouwd moet worden en aan welke eisen het moet voldoen. Uiteraard heeft een verslag, horende bij een technisch ontwerp een ietwat andere invulling dan een verslag dat een onderzoek beschrijft. Werkende aan een verslag over een technisch ontwerpproces zullen deze verschillen vanzelf duidelijk worden.

Terug