käsityölliset suunnittelu- ja valmistusprosessit...syysk-05 (c) pirita seitamaa-hakkarainen 2...

Käsityölliset suunnittelu-ja valmistusprosessit

Professori Pirita Seitamaa-HakkarainenJoensuun yliopisto

syysk-05 (c) Pirita Seitamaa-Hakkarainen 2

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


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. Käsityössäosaaminen 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 esimerkkinätoiminnasta, jolle on ominaista varsin yksinkertainen teknologia sekä vähäinen vuorovaikutus ja työnjako (Engeström 1995).


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

5

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, mitkätuotantoprosessin osat voitaisiin automatisoida tuotteen laadun siitä kärsimättä.

• Tuotantoprosessien jatkuva parantaminen edellyttäätyöntekijöiden 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 tietoatuotteen moduulien, prosessien ja toimintojen keskinäisistä suhteista

• Lähtökohtana on että tuotteet jaetaan osakokonaisuuksiksi, joita voidaan eri tavoin yhdistelläja tuottaa asiakkaan erityistarpeiden mukainen tuote.

• Räätälöityä massatuotantoa ja asiakaskohtaiset ratkaisut lähestyvät käsityöllistä prosessia, menettämättämassatuotannon tuotantomenetelmiä.

• Tarvitaan tuotteen jatkuvaa käytössä tapahtuvaa kehittämistä yhdessä asiakkaan kanssa ns. yhteiskehittelyä (engl. co-configuration).


Käsityöllinen tieto massatuotannon takana ( Victor ja Boynton, 1998)

Käsityö

Hiljainen tieto

Massatuotanto

Artikuloitu tieto

Prosessinkehittäminen

Käytännöllinen tieto

Massaräätälöinti

Arkkitehtoninen tieto


Suunnitteluprosessien kognitiivinen tutkimus

Käsityöläinen

Suunnittelu-prosessi

Käsityötuote

Suunnittelun tutkimus

• Tavoitteena on tutkia niitä sisäisiätiedonkäsittely- ja ongelmanratkaisuprosesseja joita käsityö ja suunnittelu edellyttävät


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?


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


Suunnitteluprosessia kuvaavat mallit ja prosessin osatekijät

Konsepti- ja ideointivaihe Arviointi ja karsintaTehtäväalueen

hahmottaminen

Designhaasteen määritys Jatkokehittely

Luonnokset, mallit ja prototyypit


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

19.9.2005

Suunnitteluprosessin strategiamallit (Cross, 1984)

• Tavoitteena suunnitteluprosessien systemaattinen hallinta

• Edustaa suunnittelun ”ihannemallia”Suunnitteluprosessin lineaarinen strategia (Jones, 1980, p. 76).

•

Stage 1

Stage 3

Proceed or return?

Proceed or return?

Stage 4

Brief

Outcome

Stage 2

Takaisin kytkennät

19.9.2005

Sykliset strategiamalli (Roe, Soulis & Handa 1968 p. 132-134)


Insinöörin suunnittelustrategiamalli Phal and Beitz’s (1984)


Strategiamalleille yhteistä• Suunnitteluprosessi on rationaalinen:

määritellään tavoitteet ja muuttujat sekäkriteerit 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


Iteratiiviset ja spiraaliset mallit

• Suunnittelun spiraalimalli (Zeissel1984,14)

• Pehmeä systeemisuunnittelu (Checkland, 1986)

• Anttilan malli (1993)


Suunnittelun spiraalimalli (Zeisel 1984,14)

• Alussa muodostettu alkumielikuva• Täsmentyvät visiot; mielikuvan ja

ratkaisuvaihtoehtojen vertailu ja testaus• Rungon muodostaa hyväksyttyjen

ratkaisujen putki

18

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)


Käsityötuotteen suunnittelu- ja valmistusprosessin teoreettinen malli ( Anttila 1993)


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


Suunnitteluprosessien teoreettisia näkökohtia

SuunnitteluongelmatTiedosta riippuvaisiaTehtäväympäristö:– 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

SuunnitteluprosessiKeskeistä alan erityistieto ja toiminnalliset taidot (domain-specific knowledge)Suunnittelun kohde on suunnittelun elementtien määrittelemistäVisuaaliset ja tekniset elementit

Mielikuvien ohjaamaa– orientoivat mielikuvat– operationaaliset mielikuvat

Visualisointi suunnittelun ulkoisena esitysmuotona


Suunnittelutehtävien luonne

Avoimesti määritelty tehtävä– ”Vapausrajoitteet” tehtäväkohtaisia; ohjaavat,

kehystävät ja rajaavat ongelma-avaruuttaKontekstiin sidotut tehtävät– Tehtävän annossa määritelty; asiakas-

suunnittelija neuvottelutSuunnittelun 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, huoltoYhteisöllinen suunnittelutehtävä(tiimitehtävä)– Yhteinen suunnittelun kohde & työnjaon

organisointi


Suunnittelun rajoitteet ja elementit

Laitosympäristö

Lääkärit,hoitajat

Vauva itse

Käytännöllisyys,puettavuus

Pesu, vaatehuolto

Laiteympäristö

Vanhemmatmuu perhe

Materiaalin ominaisuudet

Esteettiset ominaisuudet

Painon vaihtelu 500g-2500g


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


Suunnitteluprosessi kahden ongelma-avaruuden mallina Seitamaa-Hakkarainen, 2000

KonstruktioavaruusKompositioavaruus

Rajoitteet

Muoto & Koko

Väri

Kuvio

Käyttäjä

Käyttötarkoitus

resurssit

huollettavuusMateriaali

Rakenne

Tuotantoprosessi

Thinking Sketch2Episode 3Shape

Prescriptive Sketch1Episode 9Pattern

ConstraintsCompositionSpace

ConstructionSpace

LP

S

C

MS

UT

UT S

ThinkingSketch1Episode 2Shape

S

S

S

ThinkingSketch 3Episode 4Color



P

P

StS

ProblemStructureExternalConstraints

UT

FT

Episode 8Structure St

MEpisode 10Material

Prescriptive Sketch2Episode 12Shape

S

C Pr

5.00 min25 stm.

4.00 min16 stm

0.30 min4 stm

Episode 5Shape

9 stm.

13 stm.5.30 min

6.30 min27 stm.

21 stm.

4 stm.5.30 min

Episode 11Pattern

9 stm.

9 stm.

7 stm.6.00 min

Episode 13Color

12 stm

10 stm.

Episode 14Shape

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


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


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 käyettävyydentestaukseen

• Pikamallit (rapit prototyping) ”3D tulostus”


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


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


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 fyysisestäolemuksesta• Voidaan demonstroida ja ohjata (toisen taitavaa suoritusta seuraamalla); mallioppiminen

• Esikuvat ja esimerkit• ajassa olevat vaikutteet; positiivinen mallioppiminen• Ammattikunnan sisäiset laatunormit


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


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 (proceduralfacilitation)• 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

Asiantuntijakulttuuriin kasvaminen (Hakkarainen, 2000)

Asiantuntija

Aloittelija

Käytäntöyhteisössätoimiminen

Yhdessä tekeminen, asiantuntijalla vastuu

Tikapuiden rakentaminen, henkilökohtainen ohjaus

Asiantuntijakulttuuriinintegroituminen

käsityölliset suunnittelu- ja valmistusprosessit...syysk-05 (c) pirita seitamaa-hakkarainen 2...

Documents