Taak portfolio Probleem oplossend denken, TRIZ werkmethode PDF

Preview

Summary

Oefeningen over kritisch kijken naar bepaalde problemen, kennismaken met de TRIZ-methode...

Description

Taak portfolio 1. Leer je probleem kennen Voor deze subtaak heb ik een praktisch probleem gekozen uit mijn dagelijks leven. Het probleem kan als volgt gedefinieerd worden: onaangenaam zweten in een groep mensen na een sportieve inspanning op de fiets. Vele mensen vervoeren zich met de fiets naar een afspraak of een bijeenkomst (bijvoorbeeld een academische les) omdat dit goed is voor de gezondheid en het klimaat. Een aantal onder hen stoten echter op een praktisch en vervelend probleem, met name dat ze heel bezweet aankomen op de bijeenkomst omdat ze een natuurlijke aanleg tot zweten hebben na een intense inspanning. Wie: een persoon die zich sportief naar een bijeenkomst (bv academische les) verplaatst met de fiets Wat : transpireert fel met vrees voor onaangename geuren Waar : op de plek van de bijeenkomst (bv leslokaal) Waarom: door een sportieve inspanning en een natuurlijke aanleg tot transpireren Wanneer: bij aankomst na het fietsen Welke: in alle weersomstandigheden Hoe: er zijn veel mogelijkheden om met dit probleem om te gaan, zoals te vinden bijvoorbeeld op https://www.trekbikes.com/nl/nl_NL/ridewithoutwsweating/ met ervaringen en oplossingen van consumenten/mensen in het veld. Meer wetenschappelijk onderbouwde informatie zouden we moeten vinden op bijvoorbeeld https://www.gezondheidenwetenschap.be/richtlijnen/overmatigzweten. Deze bron geeft aan dat vooral kleding en wassen de beste voorzorgen zijn. Een beperkt bronnenonderzoek leert dus dat er veel middelen ter beschikking zijn om het probleem op te lossen. De bon van Trekbikes is het meest inspirerend omdat die inspeelt op een relatief eenvoudige combinatie van oplossingen, die als het ware met een checklijst kunnen overlopen worden. Een eenvoudige app met checklijst, ‘schaduwrouteplanner’, voedingstips en meer leerervaringen zou hier misschien kunnen helpen. Deze app lijkt nog niet te bestaan.

2. Heb je info nodig? Welke? Relevante informatie is beschikbaar via verschillende bronnen, gaande van wetenschappelijke tijdschriften (bv EOS), kranten (bv De Standaard), overheid (bv Belgian Biosafety Clearing-House), onderzoeksboeken (al of niet controversieel),…. . “Wat gaat u als kersvers minister voor onderwijs doen voor de work/life balance van studenten?” -

Bron: Website: De Standaard, 07/12/2020, https://www.standaard.be/cnt/dmf20201207_91449804

-

Informatie over overheidsbeleid

“Zeg nu nekeer: zijn die GGO’s echt zo gevaarlijk?” -

Bron: Website: Belgian Biosafety Clearing-House, 2020, https://www.biosafetyprotocol.be/

-

Informatie over biodiversiteit en internationale verdragen hierover

“Elektrische auto’s zijn de oplossing voor het CO2-probleem, toch?” -

Bron: Website: Eos wetenschap, 28 augustus 2019, https://www.eoswetenschap.eu/technologie/stoot-een-elektrische-auto-evenveel-co2-uitals-diesel?gclid=CjwKCAiA_ebBRB2EiwAGBnXXvXIjZqQJTqd7T9ZBPn9SLOrDn9Kp1opa5kCrv9NT7amFjlTaqWjhoCiyEQAvD_BwE

-

Informatie over de actuele status van kennis over de levenscyclusanalyses van wagens in verschillende landen en in verschillende omstandigheden

“Zelfs wetenschappers zijn het niet eens over of de mens aan de basis ligt van de klimaatopwarming.” -

Bron: Boek: De staat van het klimaat, Marcel Crok, 2010

-

Een controversieel boek dat kritisch kijkt naar de wetenschappelijke bewijsvoering over de oorzaken van klimaatopwarming.

“Ik heb mijn wifi uitgezet en sindsdien ben ik niet meer ziek geweest. Die elektromagnetische straling maakt ons ziek!” -

Bron: Website: Omgeving Vlaanderen, https://omgeving.vlaanderen.be/elektrogevoeligheid#:~:text=Vaak%20wordt%20dan%20ge zegd%20dat,in%20de%20borst%2C%20...

-

‘gevulgariseerde’ informatie over electroveiligheid.

3. Opdracht informatie verzamelen Onderwerp: • Grootschalige opslag van elektriciteit uit zonnepanelen opgewekt in de zomer om gebruikt te worden in de winter

3.1.

Keuze

Het onderwerp is een belangrijk maatschappelijk thema dat onder andere de toekomst van jongere generaties bepaalt. De opslag van energie tussen de seizoenen is een zeer breed onderzoeksgebied met vele mogelijke vormen: chemische, mechanische, warmte, ... energie.

3.2. •

Bronnen

Bron 1: Wetenschappelijke instelling: Energyville, https://www.energyville.be/onderzoek/opslag Een overzicht van innovatieve opslagoplossingen en de onderzoeksinspanningen die Energyville hierin doet.

•

Bron 2: Innovatieve start-up: Kyoto Group AS, https://www.kyoto.group/ Informatie over 1 specifieke opslagoplossing die momenteel ontwikkeld wordt door een start-up met technische specificaties van de leverancier.

•

Bron 3: Overheid European Comission DG ENERGY Working Paper, https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/energy_storage.pdf Informatie over overheidsbeleid om de ontwikkeling van opslag van energie te bevorderen.

4. Fake news? Goed nieuws voor het klimaat: nieuwe testen laten zien dat koeien zelf genetisch modificeren wanneer ze genetisch gemodificeerd voedsel als soja en stro eten. Op deze manier kunnen we ervoor zorgen dat ze minder methaangas gaan uitstoten. Door een nieuw technologie kan je met behulp van bacteriën voedsel genetisch modificeren. Deze bacteriën zullen bij contact een genetische code herkennen en deze omvormen. Zo kan je zelf meegeven hoe je de genetische code van een koe wilt veranderen. Deze technologie bewijst dat er geen enkele rem dient gezet te worden op technologische ontwikkeling en welvaartsproductie! ➔ Met dit fake news zendt de bron een boodschap uit dat een totaal geloof in de wetenschap alle problemen kan oplossen. De bron betrekt een controversieel thema (GGO’s) om deze tegelijkertijd meer acceptabel te maken.

5. Mindmappen! https://uantwerpenmy.sharepoint.com/:w:/g/personal/s0204260_ad_ua_ac_be/ETCtkwwlTzNBvolgLDDeve4BxYWWv2E U0uNXa3-MYVPpVA?e=GwIVI7

6. Systemen Voor deze vraag val ik terug op een werkstage afgelopen zomer bij Greenyard, een verwerkingsbedrijf van groenten in Sint-Katelijne-Waver. Greenyard verwerkt allerlei soorten groenten zoals deze geoogst zijn tot verpakte groenten voor de supermarkt. De groenten zijn niet uniform wat betreft maat, gewicht en uitzicht. Ze zijn wel de uitkomst van de een selectie door de boer en de ingangscontrole van Greenyard. Het versnijden van geoogste kroppen sla door machines is een voorbeeld van een open systeem. De uitkomst is min of meer altijd dezelfde en wordt verzameld in een groot bad met water waar het gewassen wordt. Het systeem is gemakkelijk te onderhouden, is goedkoop en er kan weinig fout lopen. De output, de vorm van het slablad, is bovendien moeilijk te meten. Op basis van de ingangscontrole wordt verondersteld dat de uitkomst van de versnijding goed is. Nadat de sla gesneden en gewassen is komt het op de transportband terecht. Deze transportband heeft als functie om de sla met de juiste aanvoersnelheid naar de verpakkingsmachine te brengen. Deze band loopt enkel als er de juiste hoeveelheid sla op ligt. Dit wordt gedaan met behulp van laser stralen. Hoe sneller deze onderbroken worden, hoe meer sla er ligt. De output kan dus gemeten worden in de vorm van het volume van de sla en deze meting stuurt de snelheid van de transportband aan.

7. Intuïtie vs. gestructureerde aanpak In deze video is duidelijk dat Mr. Bean niet altijd een even duidelijk overzicht heeft over de situatie. Het is eigenlijk nooit duidelijk wat zijn primair en secundair doel is. Wit hij voldoende meehebben op reis of wilt hij zo comfortabel mogelijk reizen met een kleine koffer. Zelf zou ik het anders aanpakken door op elk moment een duidelijk overzicht over het probleem te houden. Eerst alles uitstallen om duidelijk een onderscheid te kunnen maken over wat zeker mee moet en wat nice to have is. Ten slotte kan ik bepalen welke koffer ik het best mee kan nemen. Vraagwoorden: Wie: Een toerist Wat: hij wil ontspanning en vrij zijn van zorgen Waar: in realiteit: plek waar hij zijn koffer maakt, in gedachte: op de heenweg naar de vakantiebestemming Waarom: hij wil zich geen zorgen maken over hoeveelheid bagage en zoekt dus een goede balans: niet te veel om te dragen? / voldoende om gemakkelijk door de dag te komen? Wanneer: in realiteit: in de voorbereiding, in gedachte: nabije toekomst wanneer hij onderweg is en tijdens zijn zes dagen (hij telt blikken op zijn vingers) op vakantie Welke: voorwaarden afhankelijk van vervoersmiddel (eigen- of openbaar vervoer) en bestemming (verblijft hij in een hotel met restaurant dat bonen serveert?) Hoe: Mr. Bean: Hij neemt een halve schoen mee, halve tandenborstel, … Hij kan het beter doen door: keuzes te maken, een goede balans vinden tussen: niet te veel om te dragen? / voldoende om gemakkelijk de dag door te komen

8. Modellen Ik ben van nature iemand die direct begint aan een probleem en een soort van trial and error toepast en dus ook vrij intuïtief denkt. Tot nu toe heb ik niet veel meer gedaan dan het schematiseren van leerstof om beter toepassingen zoals oefeningen te kunnen doen. In het dagelijkse leven los ik problemen op door duidelijk vast te stellen wat mijn doel is (bijvoorbeeld op trektocht gaan over de GR5), wat ik daarvoor minimaal nodig heb (tent, kleding, kookgrief, …), wat mijn draagvermogen is (grootte van de rugzak), wat ik ter beschikking heb (mijn kleerkast, …) en wat ik tijdens de trektocht kan kopen (bijvoorbeeld eten). Door prioriteiten te stellen, keuzes te maken en met creatieve ideeën kom ik tot een draagbare rugzak waarin alles zit dat ik nodig heb op de trektocht. Gaandeweg probeer ik meer een gestructureerde aanpak te gebruiken. Ik hoop in mijn ingenieursstudie te leren steeds gestructureerder te werk te gaan. Ik hoop later problemen te benaderen vanuit een gestructureerd standpunt maar ik hoop ook een stukje van dat intuïtieve te behouden. Op de website van Toolshero (https://www.toolshero.nl/probleem-oplossen/page/2/) vond ik verschillende modellen waarvan vooral het Productive Thinking Model mij het meest aanspreekt. Ik denk dat dit goed past bij mijn intuïtieve aard. De zes vragen in het model zijn: Wat is het probleem?, Wat is een succesvolle oplossing?, Wat zijn de vragen?, Wat zijn de antwoorden?, Creëer de oplossing en voorzie de nodige middelen. Wat me in het model ook aantrekt is dat het probleem breed wordt aangepakt.

9. TRIZ ideale oplossing 9.1.

Specialisatie les Duurzame voeding

Repen met insecten is een duurzaam vervangingsmiddel om aan voldoende proteïnen te komen. Om de reep echter betaalbaar te houden bestaat deze echter maar uit 5% insecten en voor de rest uit minder duurzame middelen. Er is dus nog veel ruimte voor verbetering om tot een goede vervanging van proteïnebron te komen. De ideale oplossing zou een reep zijn bestaande uit 100% insecten die daarnaast ook nog betaalbaar blijft.

9.2.

Specialisatie les Luchtmilieutechnologie

Nanotechnologie is een efficiënte techniek die helpt om snel aan luchtzuivering te kunnen doen. Het grote nadeel is echter dat deze nanodeeltjes in onze longen terecht kunnen komen en schadelijk kunnen zijn (dit noemt men nanotoxificatie). De ideale oplossing zou zijn om deze nanotechnologie te kunnen blijven toepassen zonder dat het schadelijke gevolgen heeft voor de mens. Dit kan op twee manieren. We kunnen enerzijds de mensen beschermen tegen deze nanopartikels. Dit doen we door bijvoorbeeld de mensen allemaal te voorzien van een masker dat deze nanopartikels filtert. Dit is echter een onrealistische oplossing. Daarnaast kunnen we er ook voor zorgen dat deze nanopartikels niet in de open lucht terecht komen. We kunnen dit doen door de nanopartikels die gebruikt worden om de lucht te zuiveren goed te omhullen zodat ze niet kunnen ontsnappen. Daarnaast kunnen we ook stoppen met deze technologie te gebruiken, maar dit is in strijd met onze voorwaarden.

9.3.

Specialisatie les Luchtvervuiling

Meetstations zorgen dankzij hypermoderne apparaten voor nauwkeurige resultaten op elk moment. Deze zijn echter erg duur en geven enkel resultaten voor een beperkt aantal locaties. De ideale oplossing zou dus zijn door een mobiel meetstation of een netwerk van meetstations te maken dat goedkoop is maar nog steeds betrouwbare resultaten geeft. Om dit te kunnen doen moeten de hypermoderne apparaten goedkoper en kleiner worden. Enkel dan kunnen we een meetstation aanbrengen op een voertuig (bv drone) om een mobiel meetstation te maken dat op meerdere locaties meetresultaten kan geven. Daarnaast kunnen deze ‘kleinere’ meetstations ook aangebracht worden in andere gebouwen of op daken van bestaande huizen. Hierbij wordt dus geen ‘extra’ ruimte gebruikt en deze meetstations kunnen op meerder plekken gezet worden. Zo kan een netwerk van meetstations gemaakt worden dat op elke plek op elk moment meetresultaten geeft.

9.4.

Specialisatie les acne

Acne is een vervelende ziekte waarmee bijna 80% van de mensen te maken krijgt. Er bestaan verschillende middelen in verschillende vormen. Voor de mensen die liever pilletjes of inspuitingen hebben, is er voorlopig nog geen enkel middel zonder negatieve bijwerkingen. Omdat deze vorm in het lichaam wordt aangebracht worden zowel positieve als negatieve (de Acne-bacteriën) bacteriën gedood. Op deze manier zal het immuunsysteem van het lichaam minder sterk zijn en kan je sneller andere ziekten krijgen. De ideale oplossing is dus een pilletje of inspuiting die geen negatieve bijwerkingen heeft en dus enkel de negatieve bacteriën bestrijdt. Een van de oplossingen voor dit probleem zou kunnen zijn om voorafgaand aan de toediening van de medicatie een beschermend middel te geven dat de positieve bacteriën beschermt tegen de medicatie. Op deze manier worden alleen de slechte bacteriën, in dit geval Acne-bacteriën, besteden zonder dat het immuunsysteem verzwakt.

10.

TRIZ evolutietrends 10.1.

Corona-vaccin

In een eerste stap wordt door 1 bedrijf een corona-vaccin gevonden. Deze zal beginnen met een grootschalige productie van zijn vaccin. Daarna zullen ook andere medische bedrijven een vaccin ontwikkelen en ook beginnen met hun productie. Wanneer echter de winter aanbreekt en ook de griepepidemie eraan zit te komen kunnen de bedrijven aan hun corona-vaccin ook een vaccin tegen het griepvirus toevoegen. Uiteindelijk blijkt echter dat deze twee vaccins tezamen een irritant neveneffect hebben zoals bijvoorbeeld allergie. De bedrijven moeten dan een tegenhanger ontwikkelen om deze neveneffecten te bestrijden. Dit is een voorbeeld van de éen-twee-meerdere evolutietrend toegepast op een hedendaags product namelijk het corona-vaccin.

10.2.

Van een kropsla tot een zak gemengde sla

In een eerste stap wordt alles gedaan door verschillende bedrijven. De boeren telen hun sla. Ze verkopen deze aan een bedrijf die de sla snijdt en wast. Daarna gaat de sla naar een bedrijf die alle soorten sla mengt en in zakken doet en ten slotte gaan de zakken sla naar de supermarkt. In een tweede stap ziet een verwerkend bedrijf er een voordeel in om een landbouwbedrijf te kopen en in eigen beheer de sla te telen en te verwerken, enzovoort. Op deze manier moeten de bedrijven in een tweede, derde, vierde, … stap in het productieproces minder transportkosten betalen. Tegelijk ziet de boer mogelijks in dat het voor hem voordeliger is om zowel de oogst van de sla als het wassen en snijden van de sla zelf te doen. Ten slotte gaan alle taken gedaan worden door 1 bedrijf op 1 plek, van teelt tot en met verpakking. In de toekomst is het mogelijk dat deze bedrijven zelf hun verpakte sla online gaan aanbieden in combinatie met dressings en informatie over gerechten op het internet met een bijhorende community en workshops op de boerderij (met vers geoogste sla !). Dit is een voorbeeld van evolutietrend waarbij verschillende productiestappen stap voor stap worden samengevoegd.

11.

TRIZ-40 principes 11.1.

Microbieel proteïne

Als we grotere bioreactoren bouwen voor microbiële proteïnen dan vergroot de schaal en het vervolgens het marktaandeel maar stijgt ook het energieverbruik en de controlecomplexiteit (omdat we uit labo-omgeving weggaan). Het positieve kenmerk uit deze tegenstelling is dat we met grotere bioreactoren, de productie kunnen vergroten (nr. 44 van de contradictiematrix). Dit zorgt echter voor een hoger energieverbruik (nr. 17 in de contradictiematrix) en een hogere contolecomplexiteit (nr. 46 in de contradictiematrix). De combinatie van 44 en 46 geeft in combinatiematrix: 1, 25, 19 en 7. Dit betekent dat door segmentatie (1), we de bioreactor opsplitsen in beheersbare tussenstappen, ervoor zorgt dat we de productie kunnen verhogen en tegelijkertijd controle kunnen behouden. Door periodieke actie (19), met verschillende batches die we gecontroleerd kunnen bemeten met feedback naar de volgende batch, kan je controle houden wanneer je de productie verhoogt. Zelfbediening (25) en Matroushka pop (7) geven op het eerste zicht geen zinnige oplossingen voor dit probleem. De combinatie van 44 en 17 geeft: 1, 3, 5, 19. Voor segmentatie (1) en periodieke actie (19) staat de oplossing hierboven beschreven. Daarnaast kunnen we door lokale kwaliteit ook het energieverbuik verminderen. Hieronder verstaan we dat zeer lokaal energie toevoegen daar waar die nodig is en

zoveel mogelijk energie recupereren daar waar mogelijk zonder negatief effect op kwaliteit. Tot slot kunne we ook alles samenvoegen. Wat betekent dat we de energie uit de output van de bioreactor gaan recupereren om her te gebruiken in de input van een volgende productie in dezelfde bioreactor.

11.2.

Nanotechnologie

Als we meer inzetten op nanotechnologie dan realiseren we een versnelling van het luchtzuiveringsproces maar dan vergroot de kans op nanotoxiciteit. Het positief kenmerk is dus het meer inzetten op nanotechnologie waarbij we het volume verkleinen en de oppervlakte vergrootten en dus de efficientie van de functie verhogen (nr. 24). Het negatief kenmerk is echter het risico op nanotoxificatie door schadelijke emissies (nr. 30) De combinatie van 24 en 30 geeft in combinatiematrix • 35: parameter veranderen ==> in het systeem parameters veranderen waardoor nanopartikels niet vrijkomen, dit zou bijvoorbeeld kunnen door de luchtsnelheid in het systeem te beperken • 24: intermediair ==> het voorzien van een selectief doorlatende film rond een nanopartikel waardoor de verontreiniging tot bij het nanopartikel kan migreren maar het partikel geen schade kan aanrichten door toxificatie (bijvoorbeeld een film waardoor de nanopartikels samenklitten in het menselijk lichaam en grotere parktikels vormen die in neus en keel blijven). • 18: mechanische trillingen ==> geeft op het eerste zicht geen zinnige oplossingen voor dit probleem. • 28: vervanging van mechanisch systeem ==> geeft op het eerste zicht geen zinnige oplossingen voor dit probleem. Ik ben niet tevreden met deze combinatie dus zocht ik er nog 1, met name de combinatie 8/30 geeft in combinatiematrix • 31: Poreuze materialen en 5: Samenvoegen o Hierbij kan je 31 en 5 combineren waarbij je de nanopartikels samenvoegt met een heel poreus materiaal. Hierbij kunnen de nanopartikels niet wegwaaien. • 35: Parameter veranderingen ==> geeft op het eerste zicht geen zinnige oplossingen voor dit probleem. • 1: Segmenteren ==> geeft op het eerste zicht geen zinnige oplossingen voor dit probleem.

12.

TRIZ middelen 12.1.

Specialisatie les Duurzame voeding

Probleemstelling: repen met insectenproteïnen bestaan maar voor 5% uit insectenproteïnen omdat ze anders te duur worden. Hieronder wordt het probleem omschreven als processen in INPUT – SYSTEEM – OUTPUT om op basis hiervan de verschillende TRIZ middelen te kunnen identificeren. •

INPUT o

•

•

Aanschaffen van grondstoffen