1

To ”alternative” tilnærminger: - Utvikling av konsept/modell/metode

- Problemløsning

Bjørn Andersen Professor, NTNU

Forskningsleder SINTEF

2

Klassifisering av metoder (fritt etter Sander, 2004)

3

Opplegg for ettermiddagen

•  For hver tilnærming –  Om tilnærmingen –  Anvendelser –  Fordeler og ulemper –  Eksempel/eksempler –  Kort gruppearbeid/diskusjon

om design av metode for et case

•  Til slutt, hvis tid: –  Gruppearbeid/diskusjon med

valg av metode for noen case –  Diskusjon om relevans av de

presenterte metodene for deres oppgaver

4

Utvikling av ny modell/prosess/produkt

•  Ikke et veldefinert forskningsdesign •  Snarere en ”semi-strukturert” tilnærming til ingeniørmessig

utviklingsarbeid •  I bedrifter, i noen tilfeller blitt til lettere byråkratiske ”stage gate-

modeller” •  Strukturen kan med fordel anvendes i forskning, spesielt der

mer ”rendyrkede” forskningsmetoder ikke synes passende

5

Anvendelser

•  Typiske anvendelser: –  Utvikling av en ny modell; dr.ing.-avhandling om utvikling av et

rammeverk for prestasjonsmåling i byggebransjen –  Utvikling av en ny prosess; masteroppgave om utvikling av en

automatisert prosess for montasje av kontorstoler –  Utvikling av et nytt produkt; masteroppgave om utvikling av en

mobiltelefon-basert timeregistreringstjeneste for byggeprosjekter

6

Trinn i tilnærmingen •  Dette er mer en ”meny” man kan velge fra enn en stringent oppskrift •  Typiske trinn, med rom for en rekke iterasjoner, der ulike konkrete metoder/

verktøy anvendes: –  Interessentanalyse, forstå omgivelsene for det som skal utvikles –  Behovsanalyse, skape mer detaljert innsikt i hvilke krav som stilles til det som

skal utvikles –  Konseptutvikling, utvikling av flere alternative konsepter for å tilfredsstille de

identifiserte kravene –  Konseptevaluering, vurdering av de ulike alternativene for å identifisere ett//to/tre

mest lovende –  Detaljutforming, videre utvikling av det/de mest lovende konseptene –  Evt. ny evaluering, dersom flere konsepter er utviklet videre, for å velge endelig

løsning –  Testing av valgt løsning –  Evt. modifikasjon av valgt løsning, basert på resultater fra testing –  Evt. ny runde med testing

7

Fordeler og ulemper

•  Fordeler: –  Gir struktur til en øvelse som ellers kan være vanskelig å dokumentere

og i en rapport ofte fremstå som ren ”kreativ inspirasjon” –  Gjør det enklere å bevise at det nyutviklede objektet er et resultat av ens

eget arbeid og ikke plagiat fra andre –  Sikrer at det som utvikles er relevant –  Gjennom evalueringer og iterasjoner økes forhåpentligvis kvaliteten på

det som utvikles

•  Ulemper: –  Kan være en ”tung tilnærming”, spesielt om alle trinn gjennomføres –  Noen bedrifter som er kjent for å være innovative skyr slike strukturerte

prosesser i frykt for at de skal hemme kreativiteten…

8

Eksempel

•  Windows 25: –  Prosjekt gjennomført av Hydro Building Systems –  Aluminiumsvinduer 3-4 ganger så dyr som PVC-vinduer –  Vinduer lages av aluminiumsprofiler og utgjorde en betydelig omsetning

for Hydro Aluminium Extrusion –  Stadige tap av markedsandeler –  Omsetningsledd mindre og mindre interessert i å promotere aluminium –  Tverrfaglig utviklingsgruppe nedsatt for å komme frem til et vindusdesign

og produksjonsprosess som ville gjøre aluminium 25% billigere enn PVC

9

Eksempel fortsatt •  Tilnærming:

–  Interessentanalyse; huseiere ønsker gjerne aluminium (prestisje, solid, pent), vinduene solgt gjennom lokale vindusbyggere, Hydro kun leverandør av profiler og vindusdesign, PVC-vinduer produsert i fabrikker

–  Kravanalyse; store byggevarekjeder ønsker å selge ferdige aluminiumsvinduer til konkurransedyktige priser, huseiere behov for hjelp til installering, som for PVC-vinduer

–  Konseptutvikling; minst et dusin ulike vindusdesign med lavere vekt/færre deler tatt frem, fire alternative metoder for sammenføyning av hjørner foreslått

–  Konseptevaluering; tre standard vindusmodeller valgt, innovativ sveisemetode funnet å være best

–  Detaljutforming; prototyper på vindusmodellene lagd, detaljert layout for automatisert vindusfabrikk utviklet

–  Testing; prototypene gjennomgått styrke-/korrosjonstester, testlinje for produksjon satt opp og prøvd ut

10

Problemløsning

•  I ”slekt med” forrige tilnærming, men mer direkte myntet på å løse et vitenskapelig/praktisk problem

•  Heller ikke dette et veldefinert forskningsdesign •  Mer en samling av separate metoder/verktøy samt en

systematikk for å angripe et problem

11

Anvendelser

•  Typiske anvendelser: –  Løse generelle vitenskapelige problemer man står overfor; hvordan

unngå at en legering blir for sprø når et visst tilsetningsstoff anvendes –  Løse mer praktiske problemer; hvordan unngå at aviser setter seg fast i

holdeklypene etter hvert som det bygger seg opp trykksverte på disse –  Løse ”sosiale” problemer; hvordan unngå at prosjekter som fremmes for

offentlig finansiering gjøres til gjenstand for ”politisk budsjettering”

12

Trinn i tilnærmingen

•  Problemforståelse •  Identifisere mulige problemårsaker •  Innsamling av data om mulige problemårsaker •  Dataanalyse •  Identifisering av problemets rotårsak •  Utvikle løsninger på problemet •  Evt. implementere og evaluere løsningene

13

Fordeler og ulemper

•  Fordeler: –  Tilbyr en systematisk tilnærming for å angripe problemer som ellers kan

være vanskelig å komme i gang med –  Sikrer at problemets grunnleggende årsak identifiseres –  Oppmuntrer til å prøve ut flere løsninger –  Gjør det enklere å dokumentere det vitenskapelige arbeidet som er utført

•  Ulemper: –  Kan bli for fokusert på det oppfattede problemet til å innse at man ”stiller

feil spørsmål” –  Til tross for systematikken i metoden kreves det fortsatt ”kreative sprang”

for å løse vanskelige problemer

14

Rotårsaker til problemer

15

Tilgjengelige verktøy/metoder

•  Problemforståelse; flytskjema, kritisk hendelse, benchmarking •  Identifisere problemårsaker; brainstorming, er/er ikke-matrise,

parvise sammenlikninger •  Innsamling av data; datainnsamlingsmatrise,

spørreundersøkelse, intervju •  Dataanalyse; histogram, paretodiagram, spredningsdiagram,

problemkonsentrasjonskart, osv. •  Identifisering av rotårsak; årsaks-og-virknings-diagram,

matrisediagram, fem hvorfor, feiltre-analyse •  Utvikle løsninger; seks tenkehatter, TRIZ, SIT

16

Pareto

•  Det såkalte Pareto-prinsippet; 20% av befolkningen eide 80% av verdiene.

•  Oversatt; 80% av effektene er en følge av 20% av årsakene. •  Forbedringsarbeidet bør startes med å gå løs på disse 20%, som

gjerne kalles “de vitale få”.

17

Pareto-diagram for tapt oppdragsverdi

Tapt oppdragsverdi 100%

50% L

av fl

eksi

bilit

et

Høy

pri

s

Dår

lig in

ntry

kk

unde

r be

fari

ng

Dår

lig k

valit

et

Lav

tekn

isk

eksp

ertis

e

1.500’

750’

18

Spredningsdiagram •  Brukes for å vise sammenhengen mellom fenomener. •  Dersom to forhold ser ut til å endres i takt med hverandre, kan det

bety at de henger sammen og påvirker hverandre (Dow Jones og Lake Superior!).

X

Y

Sterk positiv korrelasjon

X

Y

Mulig positiv korrelasjon

X

Y

Ingen korrelasjon

X

Y

Sterk negativ korrelasjon

X

Y

Mulig negativ korrelasjon

X

Y

Sterk positiv korrelasjon

X

Y

X

Y

Sterk positiv korrelasjon

X

Y

Mulig positiv korrelasjon

X

Y

Ingen korrelasjon

X

Y

Sterk negativ korrelasjon

X

Y

Mulig negativ korrelasjon

19

Diagram for uvær og oppdragsmengde Antall oppdrag

Antall dager med lyn eller torden per

måned 0 1 2 3 4 5 6

5

10

15

20

25

20

Årsaks- og virkningsdiagram

Dimensjons- feil

Ansatte Metoder

Miljø Utstyr

Uheldig prosessrute

For sjelden sliping av verktøy

Dårlig vedlikehold

Lav motivasjon

Dårlig opplæring

Uegnet herdemetode

Feil kjølevæske

Ofte for lav temperatur

21

Rotårsaksanalyse (5 hvorfor)

Lavt varer-i-arbeid nivå

Hvorfor?

Kort produksjonstid Hvorfor?

Hvorfor?

Hvorfor?

Hvorfor?

Holder ikke ferdigvare-lager

Kjører små seriestørrelser

Hyppige og raske leveranser fra leverandører

Ekstremt gode forhold til leverandører

22

Systematic Inventive Thinking (SIT)

•  Hvor gjør man av blandingen av ballastvann, olje og annen forurensning som bygger seg opp i et skip under fart?

•  SIT er en nokså annerledes teknikk for å fremme kreativitet, løse problemer og skape forbedringer.

•  Utviklet av Goldberg i Israel som et svar på ”døende kreativitet” i bransjer som ingeniørbedrifter, markedsføring, osv.

23

Prinsipper i SIT

•  Fem tilnærminger som setter begrensninger for ”løsningen” og som tvinger folk til å tenke annerledes:

–  Attributtavhengighet: Man endrer en hovedkomponent i et produkt eller tjeneste, for eksempel å la våte bleier avgi en behagelig lukt, i motsetning til en normalt ubehagelig, for å la foreldrene vite at bleien må skiftes.

–  Komponentkontroll: Ser på måten et produkt eller tjeneste er koplet sammen med omgivelsene på, for eksempel kan Post-It lapper ha vært svaret på spørsmålet ”Hvordan kan ”lappeskrivere” få lappene til å sitte der de ønsker at de skal sees?”.

–  Erstatning: Å bytte ut en del av et produkt eller tjeneste med noe fra dets umiddelbare omgivelser, for eksempel fant man slik på løsningen der håndfri-sett for mobiltelefon i bil bruker bilens innebygde høyttalere.

–  Fortrengning: Å fjerne en grunnleggende komponent fra et produkt eller tjeneste og se hvilke nye løsninger dette gir, for eksempel hvordan Sony for mer enn 20 år siden dramatisk forbedret lydkvaliteten og reduserte størrelsen på sin Walkman ved å ta bort opptaksfunksjonen.

–  Oppdeling: Å splitte et produkt eller tjenestes funksjoner i to, for eksempel å skille shampoo fra balsam (som senere er fusjonert tilbake for en ny innovasjon!).

24

Eksempel

•  Plastposeproduksjon: –  Bedrift som produserer plastposer opplevde ofte at produksjonslinjen

stoppet opp fordi plastfilmen røk i ekstruderingsmaskinen –  Flytskjema for prosessen ble tegnet –  Hypotese om inkompatibilitet mellom maskinene – ekstrudert film fra

noen maskiner ikke passende for noen sveisemaskiner –  Data innsamlet, men ikke noe slikt mønster funnet – tydet på problemer

med plastfilmen –  Spesifikasjonene = filmtykkelse på 35 µ, målinger viste at alle filmrullene

hadde riktig totalvekt, men det utelukket ikke variasjon i tykkelsen

25

Eksempel fortsatt

•  Datainnsamling av filmstriper longitudinalt langs rullen:

•  Sammenlikning av prøvedata for problemfrie vs. filmruller som forårsaket stopp fant stor forskjell i standardavvik, 0,5-1,5 mg vs. >2 mg

49 inches(150 cm)

11 + 11 samples of appr. 15,5 sq. Inches(100 cm2) in each strip

26

Eksempel fortsatt

•  Videre analyse av ”dårlige” ruller ved histogram over filmtykkelse viste et ”firkantmønster”:

Film Strip Histogram

0

510

15

20

2530

35

4045

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Thicker

Thicker

Thinner

Thinner

27

Eksempel fortsatt

•  Man så snart at dette mønsteret tilsvarte de fire holderne som former ”røret” under ekstrudering:

•  Her ble filmen strukket ekstra •  Dermed oppstod kjøleulikheter •  Som skapte tykkelsesvariasjonen

•  Løsningen var å justere holderne til den rørdiameteren som ble brukt i 85% av produktene

28

Eksempel fortsatt

•  Men, problemet fortsatte! •  Fem hvorfor-analyse ga følgende forklaring:

•  Én av operatørene kjente til problemet og antok de andre gjorde, hvilket de ikke gjorde

Conversion line stops intermittentlyConversion line stops intermittently

Why?

Thickness variation across film widthWhy?

Why?

Why?

Some bad rolls of film appear

Uneven cooling of film during extrusion

Cooling pipe moved out of position

Why? Operators turn pipe a little each timewhen cleaning off excess plastic at start-up

29

Eksempel fortsatt

•  Dermed ble stadig røret som ledet kjøleluft skrudd litt oppover, til det til slutt endret geometri:

•  De fire ribbene tilsvarte punktene med høyere filmtykkelse •  Ny prosedyre ble innført, senere erstattet av ”idiotsikring” av

mekanismen •  Dette eliminerte 90% av problemene og sparte bedriften for ca.

en halv million årlig

30 30

Er aksjonsforskning ”vitenskapelig metode”?

n  Egentlig handler ikke aksjonsforskning om metode n  Aksjonsforsking er en tilnærming til forskningsprosessen og ikke

et metodisk arsenal

n  I aksjonsforskning kan enhver metode brukes

n  Aksjonsforskning er en holdning til roller i forskning: n  Ikke-forskerne skal ha en aktiv rolle n  Dette gjør forskningen bedre (ikke dårligere)

31 31

Kjernepunkter i aksjonsforskning

n  Problemstillinger utvikles ut fra samfunnets konkrete virkelighet n  Forskningen leverer praktiske nyttige resultater – som gir

grunnlag for læring for både forskere og ”de utforskede”. n  Forskningsprosessen gir læring for alle involverte – ikke bare

forskerne n  Gjennom løsning av konkrete problemer bygges utgangspunkt

for videre kunnskapsutvikling - forskning.

32 32

Forskning - aksjonsforskning - konsulentmodell

Forskning •  Forskere adresserer forskerskapt forskningsagenda Konsulentmodell •  Eksperter besvarer brukerbestilt utviklingsspørsmål Aksjonsforskning •  Forskere &brukere sam-undersøker problem. Forskningsagenda samskapt

33 33

Eksempler på prosjekter med aksjonsforskning

•  Ideell fabrikk •  Konseptet "idealfactory@xPS kom frem som et samspill mellom forskernes

utgangshypotese (utvikle et helt nytt produksjonskonsept) og feltets utfordringer (vi er allerede underlagt eiende konserns styringskonsept og vil måtte fortsette med det)

•  ARMS •  Prosjektet skal bl.a. utvikle "Arena for MSS" på Røros, og hertil trengs både

forskere og bedrifter som aktive i forhold til hvordan denne innovasjonen skal kunne tas frem

•  HPWS.no (fom H-'13) •  Bedriftsrepresentanter og forskere skal utvikle og teste nye løsninger for

styringsmodeller sammen. En forut­setning for at dette skal skje, er at læringen finner sted hos dem som skal benytte seg av denne kunnskapen i det daglige og ikke bare hos forskerne.

34

Valg av forskningsdesign •  Diskuter følgende utgangspunkt for forskningsprosjekter og hvilken metode

som synes egnet. Diskuter også design for valgt metode: 1.  En bransjeforening har observert store forskjeller i sykefraværstall for sine

medlemsbedrifter og ønsker svar på hvorfor og hva som kan gjøres for å hjelpe de dårligste til å bli bedre

2.  Flere lands trygdemyndigheter ønsker å innføre nye rutiner/prosesser for å avdekke trygdejuks, og ønsker kunnskap om hvordan disse bør utformes for å ha størst effekt

3.  En stor virksomhet sliter med stadige overtramp av egne etiske retningslinjer så vel som norske lover, og ønsker hjelp til å forstå hvorfor dette skjer og hvordan det kan motvirkes

4.  En forsyningskjede av tre bedrifter opplever stadige leveranseproblemer seg i mellom, som får konsekvenser for sluttkunder, og ønsker bistand i å skape en sterkere lojalitetsfølelse hos de ansatte til inngåtte forpliktelser