Je maakt elke dag gebruik van allerlei voorwerpen die je krijgt of die je koopt. Voordat deze producten in de winkel liggen is er een heel proces aan vooraf gegaan. Om te beginnen moet de ontwerper eerst bedenken hoe het eruit komt te zien en vooral wat het moet kunnen. Alle producten worden eerst ontworpen. In deze module leer je welke stappen je moet nemen om tot een succesvol ontwerp te komen.
Startopdrachten
1 Maak met een groep (3 à 4 leerlingen) in ongeveer 20 minuten een nieuw voorwerp. Daarna presenteer je jouw ontwerp aan de andere groepen. Gebruik eenvoudige materialen, zoals papier, paperclips, plakband, karton, elastiekjes, etc.
Enkele suggesties:
• lanceerinstallatie voor propjes;
• rotokopter: draaiend stuk papier dat zo lang mogelijk in de lucht moet blijven;
• pennensteun: makkelijk oppakken van jouw pen;
• stootkussen voor eieren, zodat een ei niet kapot valt bij een val van 1,0 m;
• knikkersorteermachine, die knikkers van verschillende grootte verdeelt in bakjes met knikkers van gelijke grootte.
2 Bekijk een eenvoudig, klein apparaatje (het veersysteem van een pen, een usb-stick, een paperclip, etc.). Natuurlijk was zo’n ontwerp niet meteen helemaal goed.
Bespreek in een groepje welke stappen zijn gezet voordat het apparaatje in de winkel lag.
figuur 1 Voorbeelden van producten die ontworpen zijn
figuur 2 Rotokopter en pennensteun
Ontwerpen in fasen
Je ziet dat je niet zomaar klaar bent met een nieuw ontwerp. Je bedenkt wat je wilt gaan doen, je probeert iets, je verbetert het of je begint weer helemaal opnieuw.
Wat je ook gaat ontwerpen, alle ontwerpen volgen min of meer dezelfde fasen (stappen). Besteed je te weinig aandacht aan één van de fasen, dan kom je later in de problemen. De fasen die je doorloopt staan hieronder in de ontwerpcyclus.
figuur 3 De zes fasen van de ontwerpcyclus
In figuur 3 zie je de fasen die je doorloopt om een eenvoudig bakje voor je kleine spulletjes te maken.
• Een ontwerp begint altijd met een probleem (of je krijgt een opdracht van iemand die een probleem heeft). Eerst kijk je goed wat het probleem is.
• Je wilt wat bij elkaar houden. Maar daarvoor wil je niet te veel moeite doen. Dus niet helemaal naar de winkel lopen om een bakje te kopen. Bij voorkeur wil je ook geen lijm gebruiken. Maar het moet wel stevig zijn. Daarmee ben je al bezig met fase twee: een programma van eisen opstellen.
• Je bedenkt dat je best van papier een bakje kunt vouwen. En als je dat een beetje slim doet, is het stevig genoeg en blijft het zonder lijm in elkaar staan.
• Voor zo’n klein ontwerp hoef je niet veel op papier te zetten. Werk je aan een groter project met meerdere mensen, dan is het wel verstandig om eerst alle ideeën met elkaar te bespreken en een ontwerpvoorstel op papier te zetten, voordat het ontwerp ook werkelijk uitgevoerd gaat worden.
• Je vouwt jouw eerste bakje.
• Zuinig met papier, maar zonder lijm valt het nog uit elkaar. Je probeert het met slim vouwen beter te maken, maar het voldoet niet aan de eisen die je bedacht hebt. Het bakje moet veel steviger zijn en kan best wat kleiner. Je moet terug, een nieuwe uitwerking bedenken. En dat herhaal je totdat je tevreden bent over het resultaat.
Vaak schrijf je van het ontwerpproces een verslag, zodat je een volgende keer dat je een bakje nodig hebt niet alle fasen meer hoeft te doorlopen.
Ontwerpen en de natuurwetenschappelijke methode voor onderzoek
Onderzoeken en ontwerpen kunnen niet zonder elkaar. Als je een voorwerp ontworpen hebt, ga je onderzoeken of het aan het programma van eisen voldoet. Bij dat onderzoek heb je mogelijk instrumenten nodig die je voor dat doel moet ontwerpen.
Net als bij onderzoek doen neem je bij het ontwerpen een aantal stappen.
In beide gevallen is de aanleiding een probleem. Bij het ontwerpen van bijvoorbeeld een apparaat om een handeling te vereenvoudigen, bij onderzoeken vaak uit nieuwsgierigheid omdat je wilt weten hoe iets werkt.
Daarmee zie je al een groot verschil tussen ontwerpen en onderzoeken: het ontwerpen levert een product op, het onderzoek levert kennis op, mogelijk zelfs een hele theorie. Ontwerpen richt zich op een mogelijke wereld, onderzoeken op de bestaande wereld; ontwerpen richt zich op het totaal, onderzoek vaak op details.
Een ander verschil is dat een onderzoek over het algemeen maar één juiste oplossing (model, theorie) oplevert, terwijl bij een ontwerp vaak meerdere mogelijkheden goed zijn. Zo kun je als je een
kaasschaaf koopt uit verschillende modellen kiezen, waarmee je allemaal kaas kunt snijden.
In figuur 4 zie je dat verschil ook duidelijk. Na het opstellen van het programma van eisen ga je bij een ontwerp zo veel mogelijk verschillende oplossingen bedenken (divergent denken). Uit die
mogelijkheden kies je de oplossing die jou het best lijkt (convergeren).
Ondanks deze verschillen lijkt de aanpak voor ontwerpen en onderzoeken op elkaar, zie figuur 4 hieronder.
figuur 4 Overzicht ontwerpen en natuurwetenschappelijke methode
Vaak moet je bij ontwerpen net als bij onderzoek doen een verslag maken. Zie daarvoor paragraaf 4.
> Opdrachten 3 t/m 9
Opdrachten
A3
a Noteer de fasen van de ontwerpcyclus in de juiste volgorde.
b Beschrijf bij elke fase wat je moet doen.
A4
Het ontwerpen gaat in fasen of stappen, net zoals onderzoek waar je de natuurwetenschappelijke methode volgt.
a Welke fasen van het ontwerpen zijn echt anders dan de fasen bij de natuurwetenschappelijke methode?
b Leg uit wat divergent denken is.
c Leg uit wat convergent denken is.
B5
Bij werktuigbouwkunde (WB) aan de TU Delft mopperen de studenten soms op de studenten van industrieel ontwerpen (IO). Studenten van WB grappen: ‘Ziet een ontwerp er mooi uit, maar werkt het niet, dan is het van IO. Kun je het gebruiken, dat is het van WB.’
Bedenk voor elke fase van de ontwerpcyclus welke verschillen er kunnen zijn tussen de invulling van een IO- en een WB-student.
B6
In figuur 1 zie je een aantal voorwerpen.
a Schrijf voor elk voorwerp op wat de functie is (waar het voor dient).
b Noteer ook per voorwerp welk probleem opgelost is.
Veel gebruiksvoorwerpen zijn slim ontworpen. Vaak kom je niet meteen op het beste ontwerp, maar maak je eerst een prototype en test je dat.
c Bedenk bij elk voorwerp welke slimme oplossing gevonden is.
B7
a Maak een voorwerp dat zo lang mogelijk in de lucht blijft als je het vanaf een hoogte van 1,5 m losgelaat. Je mag papier (één vel A4), paperclips, plakband en een schaar gebruiken.
Je had waarschijnlijk niet meteen het beste model.
b Noteer in welke fasen je tot je eindproduct gekomen bent.
c Welke fasen van de ontwerpcyclus herken je de fasen die je bij b opgeschreven hebt?
B8
In een paar jaar tijd veroverde het mobieltje de wereld.
a Bedenk welke veranderingen het mobieltje teweeggebracht heeft.
b Maak een lijst van problemen die opgelost zijn doordat iedereen mobiel bereikbaar is.
c Welke eisen stel je aan een mobieltje? Maak twee lijsten: een lijst met noodzakelijke eisen en een lijst met wensen.
d Bekijk je eigen mobieltje. Hoe hebben de ontwerpers die eisen uitgewerkt? Wat moest daarvoor nog gerealiseerd worden (bijvoorbeeld: de capaciteit van het netwerk flink uitbreiden; eerst had je per gezin één vaste telefoon, nu heb je per persoon een of meerdere abonnementen).
e Bekijk de mogelijkheden van jouw mobieltje kritisch: welke functies gebruik je niet (en hadden er dus niet in hoeven zitten); welke functies mis je?
C9
Onderzoek een colablikje. Ga bijvoorbeeld met een magneet na welke onderdelen van ijzer zijn en welke niet. Noteer het volume, let op de vorm.
a Welk probleem moest de ontwerper van dit blikje oplossen?
b Noteer zo veel mogelijk eisen die aan het blikje zijn gesteld.
c Bedenk zelf andere uitwerkingen die aan de gestelde eisen voldoen.
d Schets hoe jouw ontwerp van een andere (betere?) colaverpakking eruitziet.
e Maak een lijst van voordelen en een lijst van nadelen van jouw colaverpakking.