กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

สิ่งอำนวยความสะดวกในชีวิตประจำวันของมนุษย์ล้วนแล้วแต่เป็นเทคโนโลยี ซึ่งเทคโนโลยีที่เกิดใหม่นั้นไม่ได้เกิดจากเชื้อโรคหรือความบังเอิญ แต่เกิดจากกระบวนการคิดที่เป็นระบบเพื่อแก้ปัญหาและทำให้คุณภาพชีวิตของมนุษย์ดีขึ้น

บุคคลที่มีส่วนสำคัญในการแก้ไขปัญหาตามที่กล่าวมา คือ วิศวกร (Engineer) ซึ่งบุคคลเหล่านี้จะสร้างสิ่งที่ตอบโต้การแก้ไขปัญหาผ่านกระบวนการที่เป็นขั้นตอนซึ่งมีส่วนช่วยในการสร้างสรรค์เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพและตอบโจทย์สังคม และยังเป็นกระบวนการที่วิศวกรนำไปใช้เรื่องกับความรู้ทางวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์การแก้ไขปัญหา จนได้ออกมาเป็นสิ่งที่ตอบสนองความจำเป็นหรือความต้องการของมนุษย์

1. ระบุปัญหา

ขั้นตอนนี้เริ่มจากการที่ผู้แก้ปัญหาตระหนักถึงสิ่งที่เป็นปัญหาในชีวิตประจำวัน และจำเป็นต้องหาวิธีการ หรือสร้างสิ่งประดิษฐ์เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว ในการแก้ไขปัญหาในชีวิตจริงบางครั้งคำถามหรือปัญหาที่เราระบุอาจประกอบด้วยปัญหาย่อย ในขั้นตอนของการระบุปัญหาผู้แก้ปัญหาต้องพิจารณาปัญหาหรือกิจกรรมย่อยที่ต้องเกิดขึ้น เพื่อประกอบเป็นวิธีการในการแก้ไขปัญหาใหญ่ด้วย ซึ่งต้องตอบคำถามเบื้องต้นให้ได้ 3 ข้อคำถาม ก่อสร้างชิ้นงานหรือสิ่งที่ต้องการ ดังนี้

ปัญหา ?

ที่จำเป็นต้องแก้ไขคืออะไร

ใคร ?

คือ ผู้ที่เผชิญปัญหาที่เราจำเป็นต้องแก้ไข

เหตุใด ?

ปัญหานี้จึงจำเป็นต้องแก้ไข

ตัวอย่าง : การระบุปัญหา

สะพานโกลเดนเกต(Golden Gate Bridge) เป็นเทคโนโลยีที่ถูกสร้างขึ้นโดยผ่านขั้นตอนการระบุปัญหาดังนี้

1. ปัญหา ที่จำเป็นต้องแก้ไขคืออะไร ไม่มีเส้นทางการเดินรถจากเมืองซานฟรานซิสโกไปยังเมืองอื่นๆ จึงจำเป็นต้องสร้างสะพาน

2. ใคร คือผู้ที่เผชิญปัญหาที่เราจำเป็นต้องแก้ไข ประชาชนที่ต้องการเดินทางเข้า - ออกเมืองซานฟรานซิสโก

3. เหตุใด ปัญหานี้จึงจำเป็นต้องแก้ไข เพื่อทำให้เกิดการคมนาคมที่สะดวกขึ้นและนำมาสู่การค้าขายแลกเปลี่ยนระหว่างเมือง

การที่ระบุปัญหาหรือความต้องการได้นั้นต้องเริ่มจากทัศนคติที่ดี นั่นคือ การฝึกมองปัญหาในมุมมองของผู้ที่ประสบปัญหามากกว่ามุมมองของตัวเอง เราเรียกทัศนคติเช่นนี้ว่า การรู้จักเอาใจเขามาใส่ใจเรา(empathy) ทำให้เราเข้าใจปัญหาในมุมมองของคนที่เราจะเข้าไปแก้ปัญหาให้ ไม่ได้คิดสร้างสรรค์เทคโนโลยีจากมุมมองของเราเอง

เทคโนโลยีที่ดีควรเป็น นวัตกรรม(Innovation) มากกว่า สิ่งประดิษฐ์ (invention) เนื่องจากเป็นการเอาวิทยาการต่างๆ การออกแบบเพื่อตอบโจทย์ปัญหาที่สร้างคุณค่าให้กับสังคมมนุษย์ โดยเริ่มต้นจากความเข้าใจในความต้องการ ไม่ใช้ความคิดสร้างสรรค์อย่างไร

สิ่งประดิษฐ์

นวัตกรรม

ปัญหาและความต้องการที่ดีนั้นไม่ได้เกิดจากการคิดเอาเองของผู้สร้างสรรค์ของเทคโนโลยี แต่เกิดจากการวิเคราะห์ถึงประโยชน์และผลกระทบของปัญหานั้นในสังคม

2. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา

เมื่อเราระบุปัญหาหรือความต้องการ ขั้นตอนต่อไป คือ เก็บรวบรวมข้อมูลและความรู้ที่เกี่ยวข้องกับปัญหาหรือความต้องการนั้นๆ เพื่อหาวิธีการที่เหมาะสมสำหรับแก้ไขปัญหา ซึ่งรวบรวมข้อมูลทำได้ 2 วิธีหลัก ดังนี้

1. การรวบรวมข้อมูลขั้นปฐมภูมิ (Primary Data)

คือ การเก็บรวบรวมข้อมูลเพื่อศึกษาและทำความเข้าใจด้วยตนเอง โดยวิธีการรวบรวมข้อมูลขั้นปฐมภูมินั้นทำได้หลายวิธี

ตัวอย่าง วิธีการรวบรวมข้อมูลขั้นปฐมภูมิ

  • การพูดคุยหรือการสัมภาษณ์ เป็นการตั้งคำถามเพื่อสร้างความเข้าใจเกี่ยวกับความต้องการของกลุ่มเป้าหมายที่เราต้องการจะแก้ไขปัญหา การพูดคุยหรือสัมภาษณ์ที่ดีนั้น คือ การตั้งแต่รับฟังเพื่อเรียนรู้ความต้องการเบื้องลึก

  • การสังเกต คือ การพิจารณาปัญหาด้วยการมองอย่างวิเคราะห์เพื่อสร้างความเข้าใจในปัญหาที่เราต้องการจะแก้มากขึ้น

  • การร่วมประสบการณ์ คือ การทำความเข้าใจด้วยการลองเอาตัวเองเข้าไปอยู่ในสิ่งแวดล้อมเดียวกับผู้ที่เราพยายามจะสร้างเทคโนโลยีให้

2. การรวบรวมข้อมูลขั้นทุติยภูมิ (Secondary Data)

คือ การเก็บรวบรวมข้อมูลเพื่อศึกษาจากข้อมูลที่มีอยู่ผ่านการสรุปผลและการวิเคราะห์ผล ในทางปฏิบัติการวิจัยขั้นทุติยภูมิเป็นการรวบรวมข้อมูลจากหนังสือ วารสารต่างๆ หรือสืบค้นจากอินเตอร์เน็ต

การเก็บข้อมูลขั้นทุติยภูมินี้ไม่ต้องใช้เวลาและค่าใช้จ่ายมาก แต่ต้องระมัดระวังในการใช้ข้อมูลอาจเก่าล้าสมัยหรือไม่สมบูรณ์ ต้องตรวจสอบความถูกต้องและความสมบูรณ์ของข้อมูลรวมทั้งความน่าเชื่อถือของข้อมูล และการวิเคราะห์แหล่งที่มาของข้อมูลเป็นแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือได้หรือไม่ เป็นข้อมูลที่มาจากใครหรือองค์กรใดมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าความถูกต้องของข้อมูล แหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือทำให้น้ำหนักของข้อมูลมีมากขึ้นและสามารถนำข้อมูลไปใช้ต่อได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

หลังจากที่มีการรวบรวมข้อมูลแล้ว สิ่งที่ตามมาก็คือการนำข้อมูลที่เก็บมา ระดมสมอง(brainstorming) สร้างคำถามเพื่อทำให้มองเห็นปัญหาอย่างแท้จริง และนำไปสู่การค้นพบทางเลือกในการแก้ไขปัญหาขึ้นมา ในการระดมสมองหาวิธีแก้ไขปัญหาต่างๆ นั้น มีหลักการสำคัญ คือ การคิดให้ฟุ้ง ไม่เอากรอบความคิดหรือข้อจำกัดต่างๆ มาปิดกั้นเพื่อให้เกิดความคิดแบบแนวใหม่ๆ