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Metodi e tecniche di problem solving

Master A.A. II livello in Matematica industriale

a.a. 2012-2013

Uno sguardo di insieme sui metodi di sviluppo di creatività e di ideazione nuovi prodotti

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Giochiamo un po’ ?!!!

Che significa problem solving ?

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Proviamo a dare una definizione di problema:

Il problema è una struttura euristicache istruisce un processo di ricercacon lo scopo di arrivare ad unasoluzione

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Processo di problem solving

Il processo parte dal riconoscimento di una situazioneirrisolta , dalla definizione dei termini del problema, dallacorretta formulazione della domanda.

La domanda viene posta alla persona o al gruppo dipersone che deve risolvere il problema.

I solutori si mettono al lavoro e formulano le loro soluzioni.

Da queste, spesso nasce l’esigenza di porsi nuoviproblemi, in un processo più ampio di ricerca e dimiglioramento.

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Il processo1. Problem finding – rendersi conto del disagio

2. Problem setting – definire il problema

3. Problem analysis – scomporre il problema

principale in problemi secondari (WBS)

4. Problem solving – individuare le cause e lepossibili modalità di superamento

5. Decision making – decidere come agire

6. Decision taking – passare all’azione

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Quali / quanti tipi di metodi esistono ?

Esempio: ho 20 banane e 7 bimbi

Come posso assegnare correttamente le banane ai bimbi ?

Modalità di soluzione dei problemi – 1

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Modalità di soluzione dei problemi – 2Quali modalità posso seguire nella risoluzione delproblema ?

a) Sperimento qualsiasi possibile soluzione:� «trial & error» modalità 1

b) Utilizzo una modalità razionale, seguo un� Approccio «strutturato» modalità 2

Step a : Riconosco il «tipo» di problema, Step b: Conosco la «teoria» di soluzione,Step c: Applico la teoria al caso specifico.

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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modalità 1 «trial & error» - 1

• Sempre utilizzata nello sviluppo della civiltà

• Si tenta a caso ??

• È suscettibile di razionalizzazione e/o di sistematizzazione ?

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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modalità 1 «trial & error» - 2

• «provando e riprovando» (G.Galilei) (17mo secolo)

razionalizzazione

La scienza (e la tecnologia) come risultato di duro lavoro e non comepuro atto creativo, deduttivo (guardando la natura, comprenderne leleggi) e/o fulminazione divina.

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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modalità 1 «trial & error» - 3

• T.A. Edison (19mo secolo)

sistematizzazione

• Step 1 individuo i fattori che influenzano il fenomeno problematico• Step 2 pianifico una campagna sperimentale per la verifica

sistematica delle possibili combinazioni dei fattori• Step 3 scelgo la/le combinazione di fattori che da i risultati desiderati

(� soluzione/i accettabili del problema) e le approfondisco / miglioro

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modalità 1 «trial & error» - 4

• D.o.E. Design of Experiments (21mo secolo)

Ottimizzazione

• Le combinazioni dei fattori hanno diversi livelli di probabilità diprodurre i risultati desiderati

• Se posso associare corretti livelli di probabilità ad ognicombinazione…

• Posso limitare tempi e costi della sperimentazione sistematicascegliendo di effettuare sperimentazione fisiche solo su una parteridotta delle combinazioni possibili

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Step a: Riconosco il «tipo» di problema

- Identifico all’interno della «situazione irrisolta» ilproblema specifico da affrontare

- Riconosco che il problema specifico NON è unico, ma è«similare» ad altri, ovvero

- Astraendomi dal contesto, «modellizzo» il problemacioè dico che il problema specifico è un caso di un«problema generale»

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

modalità 2 Approccio «strutturato» - 1

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Step b: Conosco la «teoria» di soluzione

- Molti problemi hanno una soluzione- Esiste un «archivio» delle soluzioni- Confronto il problema generale con l’ «archivio» delle

«soluzioni generali»- Verifico quali teorie di soluzioni rispondono al problema

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

modalità 2 Approccio «strutturato» - 2

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Step c: Applico la teoria al caso specifico

• Ricontestualizzo le possibili soluzioni generali nellasituazione di partenza

• Tra le soluzioni possibili, valuto quali meglio rispondonoalle esigenze

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

modalità 2 Approccio «strutturato» - 3

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Modalità di soluzione dei problemi – 3

Che cosa si usa nella pratica ?

� «trial & error» modalità 1� approccio «strutturato» modalità 2

Generalmente, è ovvio, si utilizzano entrambe lemodalità, spesso in modo «combinato».L’utilizzo della prima è più frequente di quanto sicreda, anche nella pratica tecnico-scientifica.

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Modalità di soluzione dei problemi – 4

Vantaggi -Trial & Error

Vantaggi –Strutturato

Tempi

Costi

Difficoltà Tecniche

Difficoltà di concetto

……………...

……………...

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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- Giochiamo di nuovo ! - 1

Finora, tutto chiaro ?!!

Ma, allora, che problemi si devono risolvere per risolvere problemi?

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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- Giochiamo di nuovo ! - 2

Che significa?

• Creativitàarte o capacità cognitiva della mente di creare e inventare

• Ideazioneprocesso di generazione, sviluppo, e comunicazione dinuove idee

Allora:

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

- Tutti possono essere creativi ?- Tutti possono ideare ?

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Metodi di ideazione - 1

• Esistono ?

• Nonostante l’ opinione di Edison… nel secolosuccessivo si sono affermati metodi di «sviluppodella creatività» o, almeno, di «nuove idee».

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Brainstorming - 1

Il brainstorming è una tecnica di creatività di gruppoper far emergere idee volte alla risoluzione di unproblema.

Fonte Wikipedia

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Brainstorming - 2 Fonte Wikipedia

• Essa consiste, dato un problema, nel proporre ciascuno liberamentesoluzioni di ogni tipo (anche strampalate o con poco senso apparente)senza che nessuna di esse venga minimamente censurata.

• La critica ed eventuale selezione interverrà solo in un secondo tempo,terminata la seduta di brainstorming.

• Il risultato principale di una sessione di brainstorming consiste in unalista di idee per un approccio ad una soluzione successiva, o in unalista di idee che si trasformeranno nella stesura di un programma dilavoro per trovare in seguito una soluzione.

• Il metodo del brainstorming iniziò a diffondersi nel 1957, grazie al libroApplied Imagination del dirigente pubblicitario Alex Faickney Osborn.

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Brainstorming - 3

• Esistono differenti tecniche di brainstorming• Principi ispiratori

1. liberare i partecipanti dai vincoli delpensiero comune/logico

2. sfruttare la sinergia di gruppo, grazie allacapacità di generare associazioni di idee

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Brainstorming - 4

ALCUNE REGOLE / ACCORGIMENTI• Luogo ampio, buona illuminazione, lontano dal

«solito» ambiente di lavoro• Nessun disturbo accettato (cellulari, bagno, ...)• Materiali: lavagna, blocco note e penna

� (Flip-chart-post-it-pennarelli)

• Massima eterogeneità nella composizione delgruppo

• La censura è severamente proibita

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Brainstorming - 5

ALCUNE REGOLE / ACCORGIMENTI

• Il conduttore non è leader ma facilitatore e nonpartecipa al «gioco»

• Il facilitatore esplicita il tema, lascia alcuni minutiper riflessione individuale, poi …

• Raccoglie i contributi e «aiuta» nella formazioneed esplicitazione delle idee….

• Gestisce il tempo (predefinito), supporta ipartecipanti

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Brainstorming - 6

ALCUNE REGOLE / ACCORGIMENTI• Si inizia con un «esercizio di riscaldamento»

• Esempi• Come aumentare la sicurezza dei guidatori di bus• Come si può preservare l’orma di Armstrong

Al lavoro !!!

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Brainstorming - 7

ALCUNE REGOLE / ACCORGIMENTI

• Al termine della sessione:

1. Si raggruppano / classificano le idee2. Si selezionano le idee3. Si raffinano – approfondiscono quelle più

promettenti

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale

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Brainstorming - 8 APPLICAZIONI

• Sviluppo di nuovi prodotti • Sviluppo idee per campagne pubblicitarie• Risoluzione di un problema - analizzando dati, cause, soluzioni

alternative, analisi di impatto, valutazioni• Creazione artistica• Gestione di processi – identificando sistemi e procedure per migliorare• Gestione di progetti - identificando gli obiettivi del cliente, i rischi, le

determinanti, le risorse, i ruoli e le responsabilità

• Team building → utilizzo della tecnica di brainstorming èutilizzata per generare discussione e condivisione di idee,visione e obiettivi

Ing. Ezio ROPPOLOMaster A.A. in Matematica Industriale