
การออกแบบและเทคโนโลยี ม.ต้น
บทที่ 5 ออกแบบกันก่อน

บทที่ 5 ออกแบบกันก่อน ประกอบด้วยหัวข้อ
5.1 การวิเคราะห์แนวทางแก้ปัญหา
5.2 การสร้างทางเลือกในการออกแบบ
5.3 การออกแบบแนวทางการแก้ปัญหา
5.4 การสร้างแบบจําลอง
จุดประสงค์การเรียนรู้
1. วิเคราะห์และตัดสินใจเลือกข้อมูลที่จำเป็น โดยคำนึงถึง
เงื่อนไขและทรัพยากร เพื่อหาแนวทางการแก้ปัญหา
2. ออกแบบชิ้นงานหรือวิธีการที่สอดคล้องกับแนวทางการแก้ปัญหา
3. นำเสนอแนวทางการแก้ปัญหาให้ผู้อื่นเข้าใจ
การนำไปใช้
การออกแบบมีความสำคัญมากทั้งในด้านของการสร้างสรรค์ผลงานเพื่อแก้ปัญหาและสนองความต้องการและการถ่ายทอดความคิดออกมาเป็นรูปธรรม เพื่อสื่อสารให้ผู้อื่นเข้าใจ ลดข้อผิดพลาดในการทํางาน สามารถนำไปใช้เป็นแบบในการสร้างชิ้นงานหรือดำเนินการในขั้นต่อไป ดังจะเห็นได้จากการออกแบบผลิตภัณฑ์ต่างๆและการออกแบบของสถาปนิกหรือนักออกแบบเพื่อ
นำไปสู่การผลิตเป็นชิ้นงานหรือวิธีการแก้ปัญหา

5.1 การวิเคราะห์แนวทางการแก้ปัญหา
การแก้ปัญหาใดๆอาจมีวิธีการแก้ปัญหาได้หลายวิธี การวิเคราะห์แนวทางการแก้ปัญหาโดยพิจารณาจากเงื่อนไขและทรัพยากรทางเทคโนโลยีร่วมด้วย จะช่วยให้ได้แนวทางการแก้ปัญหาที่เป็นไปได้และเหมาะสมที่สุดกับสถานการณ์ของปัญหานั้น
ทรัพยากรทางเทคโนโลยี
ทรัพยากรทางเทคโนโลยี เป็นสิ่งที่ต้องคำนึงถึงในการแก้ปัญหาเพราะจะทำให้การทำงานนั้นสำเร็จและแก้ปัญหาได้ตาม
ความต้องการ ซึ่งประกอบไปด้วย 7 ด้าน ได้แก่
1. คน
คนเป็นทั้งผู้ชายและผู้สร้างเทคโนโลยี ในกระบวนการแก้ปัญหานั้นควรเป็นผู้ที่ใช้ความรู้ ทักษะต่างๆ ในการคิด วิเคราะห์ ตัดสินใจ และดำเนินการจนเสร็จสิ้นกระบวนการ
2. ข้อมูลและสารสนเทศ
ข้อมูลได้มาจากศาสตร์ต่างๆ ประสบการณ์ ภูมิปัญญา และแหล่งเรียนรู้ หากนำข้อมูลจากแหล่งข้อมูลที่เชื่อถือได้มาวิเคราะห์ ประมวลผล และแปลความหมายเพื่อให้ได้สารสนเทศที่ถูกต้อง จะสามารถนำมาใช้ประกอบการพิจารณาและตัดสินใจในขั้นตอนต่างๆ ได้อย่างเหมาะสม
3. วัสดุ
การแก้ปัญหาที่ต้องลงมือสร้างชิ้นงานจำเป็นจะต้องใช้วัสดุเป็นส่วนประกอบ การเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมกับเงื่อนไขและข้อกำหนดของงาน จึงมีความสำคัญเนื่องจากวัสดุแต่ละประเภทมีสมบัติที่แตกต่างกัน
4. เครื่องมือและอุปกรณ์
เป็นสิ่งที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการทำงาน ทำให้การปฏิบัติงานมีความสะดวก รวดเร็ว แม่นยำ และถูกต้อง
การพิจารณาแนวทางการแก้ปัญหาจึงควรคำนึงถึงข้อจำกัดหรือความสามารถในการใช้เครื่องมือและอุปกรณ์
5. พลังงาน
การแก้ปัญหาด้วยการสร้างชิ้นงาน การเคลื่อนย้ายคนหรือสิ่งของจะต้องใช้พลังงานในการขับเคลื่อนหรือทำให้ทรัพยากรอื่นๆ ดำเนินการไปจนกระทั่งได้ชิ้นงานที่ต้องการ รวมทั้งเป็นพลังงานที่ทำให้ชิ้นงานนั้นทำงานได้ โดยทั่วไป
ในการสร้างชิ้นงานต้องใช้พลังงานไฟฟ้า จึงอาจไม่นำมาร่วมพิจารณาด้วย แต่หากพลังงานไฟฟ้าเป็นข้อจำกัดของสถานการณ์นั้นจึงจะนำมาพิจารณาร่วมด้วย
6. ทุน
ทุนในที่นี้หมายถึงเงิน งบประมาณ ทรัพย์สิน อาคารสถานที่ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการแก้ปัญหา แนวทางการแก้ปัญหาบางกรณีอาจใช้ทุนเป็นจำนวนมากจึงต้องคำนึงถึงความคุ้มค่าในการเลือกใช้ด้วย
7. เวลา
เป็นปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งในการพิจารณาแนวทางการแก้ปัญหา หากมีความจำเป็นต้องแก้ปัญหาในระยะเวลา
อันสั้น อาจต้องเลือกแนวทางการแก้ปัญหาที่แตกต่างจากการแก้ปัญหาในระยะยาว
ตัวอย่างการวิเคราะห์ทรัพยากรทางเทคโนโลยีของอุปกรณ์บีบอัดขยะ

ผลการวิเคราะห์พบว่า
แนวทางที่ 1 การบีบอัดขยะโดยใช้หลักการของคาน ใช้กลไกการทำงานที่ไม่ยุ่งยากซับซ้อน ใช้เวลาในการสร้างไม่นาน มีค่าใช้จ่ายต่ำ ใช้แรงงานคนในการทำงานของอุปกรณ์จึงไม่มีค่าใช้จ่าย กลไกใช้หลักการของคานที่ช่วยในการผ่อนแรง ทำให้ออกแรงไม่มากในการบีบอัดขวดพลาสติก
แนวทางที่ 2 การบีบอัดขยะด้วยกลไก scissors ใช้กลไกการทำงานไม่ซับซ้อน แต่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจำนวนมาก ทำให้การสร้างใช้เวลามากกว่าแนวทางที่ 1 และมีความเสี่ยงต่อการทำงานที่ผิดพลาด นอกจากนี้ยังต้องมีค่าบำรุงรักษาในการใช้งาน เนื่องจากมีอุปกรณ์ เช่น เซ็นเซอร์ ระบบไฟฟ้า
แนวทางที่ 3 การบีบอัดขยะโดยใช้ระบบไฮดรอลิค แนวทางนี้มีประสิทธิภาพในการบีบอัดสูง ต้องใช้ผู้ที่มีความรู้และทักษะเฉพาะ มีกระบวนการสร้างที่ซับซ้อน จึงใช้เวลานานในการสร้าง
สรุปจากการวิเคราะห์ เลือกแนวทางที่ 1 สร้างอุปกรณ์บีบอัดขยะโดยใช้หลักการของคาน เนื่องจากกลไกทำงานไม่ยุ่งยากซับซ้อน สามารถสร้างเองได้ ใช้ทุนในการซื้อวัสดุที่ใช้ทำโครงสร้างของคานและนอตเท่านั้น ถึงแม้จะใช้แรงคนในการกด แต่กลไกนี้ช่วยผ่อนแรงทำให้ใช้แรงไม่มากในการบีบอัดขยะพลาสติก
