Computer assisted instruction in computer aided ship design

COMPUTER ASSISTED INSTRUCTION

IN

COMPUTER AIDED SHIP DESIGN

PROEFSCH RIFT

TER VERKRIJG ING VAN

DE GRAAD VAN DOCTOR

IN DE TECHNISCHE WETENSCHAPPEN

AAN DE TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT,

OP GEZAG VAN DE RECTOR MAGNIFICUS,

PROF.DR. J.M. DIRKEN,

IN HET OPENBAAR TE VERDEDIGEN

TEN OVERSTAAN VAN IIET COLLEGE VAN DEKANEN

OP DINSDAG 25 NOVEMBER 1986 TE 14.00 UUR

door

EGBERTUS DEETMAN

SCHEEPSBOUWKUNDIG INGENIEUR

GEBOREN TE 'S-GRAVEN HAGE

COMPUTER ASSISTED INSTRUCTION

IN

Dit proefschrift is goedgekeurd door de promotoren

Prof dr J Vastenhouw

Prof dr ing C Gallin

Copyright © 1986 by E. Deetman, The Netherlands

All rights reserved

No part of the material protected by this copyright notice may be reproduced

or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including

photocopying, recording or by any information storage and retrieval system,

withbut written permission from the author

Aan mijn vrouw en dochters

aan mjn ouders

Inhoudsopgave

-I-Summary.-.

Hoof dstúk - - blz

I.. Inleiding ...

i

II. De beroepsinhoud van naval architect ... 3

De ontverper 5

Bet ontwerpproces

...-

... .6 Bet heden: rekenen met en tekenen zonder de computer... 11 De toekomst rekenen en tekenen met de computer 12

Sarnenvatting - - 13

III. De opleiding van de navál architect 15

De huidige opleiding in ontwerpen 17

Naar de gewenste opieiding van de CAD-gebruiker 19

De opleidingsproblemen in de overgangsfase naar CAD 21 Eenmogelijke oplossing: toepassen vañ een ISS - - 24 Het onderwijsleerproces voor CASD 26

Leren door middel van de. computer 31

Samenvatting 34

Iv. Onderwijskundige achtergronden van CAl in CAD 36 Hen aantal rnogelijkheden waaruit men met CA! kan kiezen . . .. 37

Wat kan man van CA! verwachten? . - 41 Waarop letten bij programmeren vàn de

mens-machine-dialoog' ... 47

De oñderwijsmiddelen voor CAl ... 54 Taakanalyse met behuip van de taxonomie van Bloom 59 De onderwijsmaatregelen van Gagne in de CAI-dialoog 64 Samenvatting en konklusie ... 67

V. Konstruktie van CAl in CAD 69

Bet oefenprogramma voor de adspirant CAD-gebruiker 70 Ontwikkeien van het kursusmateriaal voor CAl in CAD 80

Formatieve evaluatie . 89

Summatieve evaluatie - 94

Onderwijsevaluatie . 96

Systeemorganisatie van het oefenprogramma 100

Evaluatie van CAl in CAD 110 Opzet en uitvoering van het onderzoek 111

Effektiviteit van adjunct CAl 118

Aanvaardbaarheid van adjunct CAl 127 Funktionaliteit van adjunct CAl 131

Samenvatting

en konklusie 137 NabeschOuwiflg 139 Geraadpleegde literatuur 144 Bijiage biz TENTAMEN JANUARI 1986 155 STEEKPROEFRESULTATEN 1986 163

Tabellén

Tabel

biz

KOGNITIEVE.00ELSTELLINGEN-DIDAKTISCHE-METEÖDEN MATRIX ....

-RELATIES TUSSEN CAD ONDERWIJSFUÑKTIES EÑ

ÔEÖtÏES .-..

28

.3. ÔVERZICHTGEWENSTCAD ONDERWIJSLEERPROCES ... .. 29

4 BEGELEIDING.VAN HETLEERPROCES

77

6: DOELSTELLING EN CAD-INVOER/-UITVOER. ... . .:. :: ... . .

SCHERMBEELDFORMULIER: VOORBEREIDEN VAN EEN LEERTAAK 81

PLAATS VAN RET ALERNATIEF - 90

FORMAT IEVrE EVALUATIE 92

io.

cA-IÑvo

VA s'trnÈNT NUMMER 12 95

STAND VAN ZAKEN 96

ONEEZOEKOPZET...112

CERONOLOGISCE ÖVERZICBT UITVOERIÑG 116

TENTAINRESULTAAT VRIJBOOD

118.

INVLOED GROEPSINDELING OP TENTAZ4EÑRESTJLTAAT 120

INVLOED PRETESTRESULTAAT OP TENTAMENSUL'rAAT 122

toEb

ÒNDERWIJSLEERPROCES OP TENTANRESULTAM' 125 ATTI'I'UDE T.OV ONTWERPEN, CAl EN RET KURSUSMATERIAAL ₁₂₆

PITmÉ T.O.V. DE DIALOOG

128

GESCRATTE TIJDSBESTEDING AAN ONDERWÏJS VAN CAD I . 130

FOUTENANALYSE 132

Figuren

Figuur biz

ONTWRPPROCES

8

DE ONTWERPOEFENINGEN EN EET KOLLEGE CAD 1 30 VOORBEELD VAN LEN TUTORIELE DIALOOG 66 DIALOOG VOOR RET OPLOSSEN VAN PROBLEMEN 72 DIALOOG VOOR RET KIEZEN VAN DE LEERTAKEN 74

Symbolenhijst

A

A aanwezigheid op 2 hoorkolleges en le instruktie 124 ACN attitude t.o.v. het nut van CAl na tentamen -. 125 ACV attitude t.o.v. het nut van CAl voor CAl ... 125 ADN attitude t.o.v. de dialoog na tentamen ... 127 ADV attitude t.o.v. de dialoog voor CAl ... 127

AKN attitude t.o.v. het kursusmateriaal na tentamen ... 125 AKV attitude t.o.v. het kursusmateriaal voor CAl 125 ALFA betrouwbaarheidskoefficient ... 118

AON attitude t.o.v. ontwerpen na tentamen 125 AOV attitude t.o.v. ontwerpen voor CAT ... 125 Al aanwezigheid op eerste hoorkollege 124

A1CAD aanwezigheid op 2 hoorkolleges en 2 instrukties 124 A2 aanwezigheid op tweede hoorkollege ... 124

A3 aanwezigheid op le instruktie ... 124 B

B boodschap 91

BE werkelijke boeghoogte op voorloodlijn (umi) 85 32 tentamenopgave 2 in kognitieve gebied begrip ... 119 B5 tentamenopgave 5 in kognitieve gebied begrip ... 119 C

CAD aanwezigheid op de 2e instruktie over CAD ... 124 CADC CAD-berekening 91

CADI CAD-invoer 91

CB volheidskoefficient op 85% van D 85 CEIKWA de statistische grootheid chi-kwadraat 119

D

D holte maar de mal (m) ... 85

DEC holtekorrektie voor basisvrijboord (mm) ... 85 DS bovenbouwkorrektie voor basisvrijboord (mm) ... 85 E

EE tentamenopgave in kognitieve gebied evaluatie 119 EG aantal studenten in de experimentele groep 118 F

F basisvrijboord (mm) ... 85

F de statistische grootheid F 118

FCB basisvrijboord gekorrigeerd voor CB (mm) ... 85 FM negatieve faalangst ... 119

FP positieve faalangst .. 119

-V-G

GROEP groep studenten ... 118 H

RAT eerste of tweede klasse afsluitmiddelen ... 85 HS1 werkelijke hoogte kampanje (e) ... 85

ffS2 werkelijke hoogte brug of voll. boy. bouw (e) ... 85

11S3 werkelijke hoogte bah Cm) ... 85

K

KG aantal studenten in de kontrole groep ... 118 KG' aantal studenten in KG minus bijzonder geval ... 119 K2 tentamenopgave 2 in kognitieve gebied kennis ... 119 K3 tentamenopgave 3 in kognitieve gebied kennis ... 119 L

L lengte tussen vrijboordloodlijnen Cm) ... 85 LS1 gemiddelde lengte kampanje Cm) ... 85

LS2 gemiddelde lengte brug of voll, boy. bouw (e) ... 85 LS3 geiniddelde lengte bak Cm) ... 85

M

MBH kleinst toelaatbare boeghoogte (mm) ... 85

MM moeilijkheidsgraad van CAI-opgave t3 ... 132

MSY moeilijkheidsgraad van CAI-opgave

SS ...

132 N

N aantal studenten ... 118

NA VWO-cijfer voor natuurkunde ... 123 P

p overschrijdingskans ... 118

P verantwoordelijkheidsbesef ... 119

PB CAD-invoer als opgave in kognitieve gebied begrip ... 121 PMAX hoogste score op de prestes ... 121

PMIN laagste score op de pretest ... 121

PRE soescore over alle pretestopgaven ... 121 PRE$ naar SON genormeerde somscore PRE ... 121 PREMAX maximum te behalen score op de pretest ... 121 Pl

P2 p3 P4

Q

QOl antwoord op attitude-vraag 1 na tentamen . . . 169

R

R Pearson's korrelatiekoefficient ... 119

pretestopgave 1 in kognitieve gebied toepassing ... 121 pretestopgave 2 in kognitieve gebied toepassing ... 121 pretestopgave 3 in kognitieve gebied toepassing ... 121 pretestopgave 4 in kognitieve gebied toepassing ... 121

S

SAl zeeg op achterloodlijñ (in) ... 85

5A2 zeeg op 1/6 L uit, achterloodlijn (in) 85 SA3 zeeg op 1/3 L uit achterloodlijn (in) 85 SC zeegkorrektie voor basisvrijboord (mm) 85 SE standaard meetfout 118

SE**2 "errôr score" variantie 118 SF1 zeeg op voòrloödlijn (m) 85

SF2 zeeg op 1/6 L uit voorloodlijn (in) -. 85 SF3 zeeg op 1/3 L uit voorioodlijn (m) 85 SOM somscore over alle.tentamenopgäven 119

SOMNAX maximum te béhalen sco±e ove± alle têntaÑeñopgaven 118 SP dikte van de stringerplaat (m) ... 85

SS tentamenopgave in kognitieve gebied Synthese 119 ST**2 "true Score" variàntie 118

SX standaard afwijking 118 SX**2 variantie 118

T

t de statistische grootheid t 118

l'DE dikte van de dekbedekking (in) 85 TIM wel of geen dekiast hout . 85

TMAX hoogste score over alle tentamenopgaven 118 TMIN laagste score over alle tentamenopgaven 118 TYP scheepstype B, B-60, -l00, A 85

Ti tentamenopgave i in kognitieve gebied toepassing 119 P2 tentamenopgave 2 in kognitieve gebied toepassing 119 T3 tentamenopgave 3 in kognitieve gebied toepassing 119 P4 teatamenopgave 4 in kognitieve gebied toepassing 119 V

VMAX hoogste score VWO-cijfer WN . 119 VMIN laagste score VWO-cijfer WN 119

VOl antwoord op attitude-vraag 1 voor CAI-oefening 168 Vi verkiaring van eerste antwoord 91

V2 verklaring van tweede antwoord .. 91 w

WN gemiddeid VWO-cijfer voor wiskunde en natuurkunde 119 Wi VWO-cijfer voor, wiskunde i 123

W2 VWO-ci]fer voor wiskunde 2 165 X

SUMMARY

The principal experience with adjunct CAl (which supplements the traditional learning situation) in CAD will be discussed in the following format:

After the introduction, in which the subject matter of research is mentioned, the second chapter briefly describes the naval architect profession. In chapter 3 the education for this profession is discussed, while chapter 4 discusses the educational background for the benefit of the development of CAl in CAD. Chapter 5 describes the construction of CAl in CAD. Within chapter 6, the results of an investigation towards the feasibility of the system in the practice of education is analysed. Finally chapter 7 provides recommendations for the sake of teachers, who would like to introduce such a system.

INTRODUCTION

At the Deif t University of Technology a new kind of adjunct CAl has been developed for the benefit of teaching in designing with CAD. In the study, the attention is directed towards the specific CAD instruction methodology. It is not the intention to determine if education based on CAl yields better results than the traditional way of education. Literature has already determined this fact.

TEE PROFESSION OF TEE NAVAL ARCHITECT

Designing is an iterative and interactive process, where, besides performing drawings and calculations, many decisions have to be made. Ship design is a goal-directed problem solving activity. Design is also a creative activity; it

means the development of something new, which did not exist before. The final result, the ship, is a very complex product

including

a great deal of compromising between different limiting conditions. These are caused by the need to integrate, within one product, many sub-systems with their particular specifications.

Therefore, ship design problems can be treated in a

systematical way. One of the possibilities is to execute the design process in three phases. At first the problem is broken down into pieces, which are seperately examined (analysis). Then the pieces are integrated together in a new way (synthesis). Finally it is tested to discover the technical, social and economical

_consequences

of putting the new arrangement into practice (evaluation). The phases are

complted

respectively with the concept-definition, the préliminary design and the contract-design

In th traditional design process without a computer as a rule the designer has no time to investigate more than a few alternative solutions of the problem By inserting CAD to perform the calculations nd drawings, it is expected that the designer can concentrate solely on the creative thinking process through which he is able to select the best solution to the problem out of à great number of alternative solutions. TEE EDUCATION 0F TEE NAVAL ARCEITECT

The objective .of,the education of the CAD-user in the field of naval architectuze is to inform him of the existence of the CAD approach to design maritime objects and to teach him the basic knowledge and intellectual skills to enable him to usé an existing CAD-system.

Besidès foreknowledge of the- intrOductory léctures iñ navàl architecture, mathematics, physics and . struturäl mèchanics the students need some experience in programming and drawing.

It. is supposed that this knowledge and intéllectual skills

will be taught in the first yéar at the Deift University of Technology.

In thel second year the education of. the. CAD-user Of maritime software has to be started. The theory of the analysis phase

in the design process has' to be taught th léctureS. The teacher presents the theory and practical examples on a CAD workstation which the students simultaneously monitor on their own workstation After the students are assigned a personäl project to solvé independently, which would be a concept-definition of a basic ship from literature. At the same time they will be able to-train their intellectual skills in the use. of CAD by 'adjunct CAl in -CAD.progiàms.

-The teacher can make a'formative .évaltiation of the study ..perforiance by the use of the CAI-management-syéteifl and can discuss the attained results in discuèsioi-groups. The -. summative evaluation will be done by means of à written examination, in which knowledge and intellectual skills in the - subject -matter of teaching CAD cart be tested. .With the informätion from the mânagemént-system it is possible to evaluae the courseware.

EDUCATIONAL BACKGROUNDS -OF CAl IN CAD

-- The tOpic' of"this. study. was - the development of CAl for

- -education in the- use - of CADcaiculation programs.. Next it - shOuld I be checked if this kind of education is effective,

efficient and functional, -and in which way'student and teacher - can appreéiate. the new-CAl-method.

-X-First of. all, to practice. fundamentals, it was. necessary .to conduct a literature search to determine the existing eìperience with a. .number..of well, known CAl-systems. 'among others PLATO and.TICCIT. From this became.obvious-:

In comparison with traditional edücational methods', the aims of education always wer,e achieved, sometimes the effectivenéss was improved,, that is if. 'adjunct'.CAI was used in the educational process'. To learn . how to. solve independent problems a learner-controlled':-dialoque is preferred above a computer-controlled diàlógue. Howeve± . one may not forget, that novices need, more background information and computer-control than the experienced CAl-users. .

It, is very important in the CAl-dialogue that. the. dispatch of the commands is logical and consistent. To ensur.e a.simple transfer of information, fuiction-keys are mostly used; these special defined keys are.' used in. the, CAl-dialogue.' Errôr messages have to be presented brief., . concise., . fast and' at the

right moment. Students are interested to. sent messages- to thé teacher, when something' is wrong. or. when they have a question that cannot be answered by CAl. If there. is a.possibility that the students can communicate -by terminal with each other or with the teacher,- this is highly appreciated..

'It seems that the, best learningstation canconsist of a alfa-numerical display to which a,. simplé . printer is connected. Thus' àllòwing the opportunity to keep important- information on paper.

If' the system goes down. and/or'.,the response time is too long, it: is demot-ivating, to, -students. . 'fhis. j. reason _that

-personal computers in a local.- area network are preferred above 'terminals connected' to a mainframe or. a. minicomputer.

'Students have-a positive, attitude-towards CAl., They are very busy with CAl in an intensive. 'and interactive .way. and are activated by CAl. ,The activeparticipation of thestudents determine the surplus value of.. the CAl-training - program with respect to, traditional .teaching:methods.. For this.it.is very important that the first. characteristic' of. the' personalized system of instruction, the so-called Kellerplan, is-- fù'lfilled:

namely .that the students can. make' use of CAI.at any - time of the day!, : . . ' '

''.

- '.

It' is recommended that' the' teachers develop' thecourseware as a team. The same recommendation is valuable for the use of the CA-I-management-system and individual. instructioñ. The .surplus value'of education by CAl. -is for the teacher,' wherêby

CAl. provides the' possibility-'-bf''automatic.reqjstration _of .student.performances. - " -

-5.

TflE CÒNSTRUCTION OF CAl IN CAD

The. ,traininq-program fOr CAL in:CAD consists of a standard-dialogue, coursewa±e and manàgemènt-sstern.

The dialogue

ii

compiled in such a way that the nine instrùctional events proposed by Gagne are used and is in general usefull for each (CAD-) calculation program During the first exercise the dialogue is partly computer-controlled In thé next exercise thé dialogue is learner-contröliêd. The students become quickly familiarized with the dialogue because of thé used standard.

The cóursewàre consists f problems, covering all cognitive domains in the taxonomy of Bloom The questions related to the cognitive dOmain. knowledge' are concerned with the theory .dealed with iñ the lectures and described in the lecture-notes. The preparation of the CAD-input belongs to the cognitive domain comprehension. The use of the CAD-calcu]iatiôn comes under the domain application'. The réstrictions, which are conditions of the elements of the CAD-input, belong to the cognitive domain analysis. The variation of the values of the CAD-input, by which a new configuration is treated, and their influence on the results of the calculation belong to the cognitive domain synthesis The qualitative and quantitative judgments of the result of

the CAD-calculation belongs to the cognitive dOmain evaluation

A management-system is connected to the training-program. All interactions bètween student añd computer are collected in it. Mainly this information consists of: a student response

report, with the exact reponses and explanations latencytime messages and the way through the dialogue; and a student status report, by which the teacher can check how far the students are in the course. The student response report is uséfüll for the preparation of material for the discussion group and för-. preparing the problems of the written examination. The latencytime is neöessàry to be sure that the examinät ion problems can be solved by trained students within the available time In general, thé. messages and the way through the dialogue are used. to evaluate the courseware and the dialogue. By maintaining a student status report, the tacher can see at any moment if the students are performing the exércises and how many exercices they have completed. After finishing the concept of the CM-training-program, 6

students, who had aboüt finished their study in naval architecture, made a f ieldtest. From the results and remarks of these experienced students, the dialogue and courseware of the CAl-program were improved. In a second f ieldtest, 18 second, year students

wrked on

a voluntary basis with the final program. They also answered the questions of a

questionaire.. about ship design änd CAl. From, the second fieldtest, it was decided that the learningstation has to consist.of aprinter ..wïth.an.alphanumer.icál-display.,.so the students an easily work with the standard dialogue. -Finally the questionaire for the 'evaluation of CAl in CAD' was

prepared. - .. ..

6. THE EVALUATION OF CAl IN CAD

The CAl in CAD traïniñg-program was used in the first year course to educate the designer, instead of in the second year course for which it was originally developed he reason for this was a new course development program at. the faculty, where the CAT in CAD freeboard-calculation, that was developed was moved from the second year into the first year At the. beginning of the evaluative investigation that synchronized with the commencement of the lectures in the freeboard-calculation, the students were divided '-int a controigroup (KG) of 15 students and an experimental group lEG) of 16 students. It was explained that the stüdents in the KG were instructed in the traditional way and those in the EG should exercise with CAl.

At the end .bothgroups

of students got the same examination problems to solve for the sake of the summativeevaluation.

From thebeginning the s'tudents n 'the EG worked harder than those in the KGand áchieved sinificant better scores on the examination. The impressión obtains -that the management-system of CAT plays a- prominent part, because the teacher can effectively check the performance of the, students. Because of illness of ône of' the teachers, the students in the KG missed part of the planned exercises, 'which could have contributed to the significant lower.achievement on theexamination.

An error-analysis provided indications of great value for the improveme't the courseware, the . . dialogue' and the

management-system. . -. . :'

The discussion-group was highly appreciated by the teacher and the students who participated. The stUdents joined spiritedly in the discussion. Probablyin consequence of the downtime of the Computer and/or the slow responsetime1 not all, students in the EG visited the discussiòn-group. Therefore the discussion-group has to be made obligatory.

The students enjoyed training with adjunct CAl ' in CAD. Fröm the responses to the questions in the evaluative-questionaire, that was offered tothestudents at the beginning of the CAl-exercise and directly after.:the examination, it appeared that

the attitude towards, the speciality ship design and towards the useof CAT remained positive.

An estimate of the total teaOhiii-loád showed that the load

with CAI was equal

to

the lodin traditional

teaching. Bowevér CAI:,makës.thé .ork' of .the,.téächér rnOe meañiñgful, bécaüse of his intensified cOntact with the Students.

The exper.iénces of the aüthor with adjunct CAl hi CAD has conf imed the existing literature.

7. aEcoMMENDAIoNs

The development oUa CAI-systèm is

an expensive affair, in which experts from dif-fOret disciplines should be called in for herp. Minimal expertise is required' in the field of inforinatics, the theory of education and the design of maritime objects using CAO. Because

of thegenral châracter

of the dialogue of CAl in CAD and on account f the costs of the dsign. of a CAl in CAD system, it' séems meaningful to organize añd to finance the system design ¡citivities on a central level within the university.

Due t

the experience obtained with CAl in CAD, it is recommended to add to the traditional instructional system adjunct CAl in phases:

-a. In the first phase, the teàcher hàs tò design problems for a written examination for a limited part of the subject matter in teaching the design process using CAD All the problems brought together in the exathnation have

t cover the whole cognitive domain in the taxonomy of Bloom This examination serves as summative evaluation t'br the: subject matter of teaching.

-In this way, the teacher can discover if his teaching-load changes with this systematical -approách añd can decide to continue with phase 2. - ' '

--b Ii the secoñd phase,

CI-Bnaei5entSystemis coññected

- to the CAD-system. - At the same time a very limited

dialogue is developed for the presentation of the problems in the cognitive domains comprehension and evaluation The teacher also needs a program (later on part of the author-system that will be developed in phase 3) to collect all information from the management-system In this way the teacher gets experience with adjunct CAl however in limited amounts In this phase it is

necessary to call 'in the help of' a computer expert in order that the teaching-load of the teacher does not

-' change. ' ' '

-c., If the teacher is 'sure of the benéf it 'of adjunct CAZ in

hits teaching, the dialoqué can be expanded' to all cognitive domains f the taxonomy of BlOom üsing the instruct iònal events of Gagne. In 'addition an 'authoring-system has to be built for the development and intehance of courseware in the whole ognitive. domain.

In comparisohwith phases 1 arid 2, phase 3 is more expensive in terms of ixiestment.

If phase 3 is finished, this means there exists a CAl in CAD for a limited part of the subject matter of teaching In that case the courseware can be expanded by the teachers of the faculty tò other parts of CAD For the structure is fixed The author-system including the management-system is finished, so that the help of external expertise is not needed anymore.

The reader will hâve noticed, that in the recommendations the interests of the teacher weighs very heavily and it is up to him to go through with it or not In fact, the teacher can retreat from the experiment in phase 1 and in phase 2, whatéver his reason may be.

In the authors opinion, it is certainly worthwhile to incorporate adjunct CAl in the teaching system ät university level.

Uoofdstuk I

INLEIDING

Aan de Technische Universiteit Deif t is op de afde-ling der Maritieme Techniek tussen 1978 en 1986 een onderwijskundig onderzoekprojekt uitgevoerd waaruit moet biijken of, en zo ja in hoeverre, het gebruik vän CAl (Computer Assisted Insruction) binnen een CAD (Computer Aided Design) kader verhelderend kan werken net betrekking tot de processen di zich af apelen tijdens het technisch ontwerpen,. waarbij de computer steeds meer taken van de ontwerper overneest Aanleiding tot het onderzoek vormen dan ook de problemen in het. oefeñen van de inteliektuele vaardigheden, die ontstaan zodra de computer wordt toegepast in het ontwerponderwijs. .. ...

Ontwerpen is een iteratief en interaktief proces,: waarin naast tekeningen veci berekeningen worden gemaakt en veci beslissingen worden genomen. In het traditionele ontwerpen zonder computer heeft de ontwerper van mantiene Objekten geen tijd orn in de regel meer dan enkele aiternatieven te onderzoeken CAD is een goede huip bij het zoeken naar de beste opiossing, door het met elkaar vergelijken van de vele alternatieve: mogeiijkheden. Dit kan, omdat van het deñkwerk, tekenwenk en rekenwerk,- dat- in-het .traditioneie ontwerpproces zonder computer a-llemaai. door de ontwer-per wordt uitgevoerd. bij CAD het tekenwerk enrekenwerk veci sneIler en.akkurater wordt uitgevoerd door de computer ende ontwerper zich geheel op het.kreatieve denkwerk voor het nemen van beslissingen - kan koncentreren.. . r -,

Ret- doei van de toekomstige opleiding van de CAD-gebruiker is- dat de studenten kennis- en inteilektuéle vaardigheden opdoen. in het gebruik van CAD in situaties, waarin van.hen wordt.verwacht dat

zijeenn-ieúw

probleem kunnen oplossen Zi) moeten leren hoe het probleem te ordenen en herordenen, met welke methoden het probleem het beste kan worden aangepakt. en tensiotte op. welke manier de. methoden worden toegepast.

In de huidige ontwerpers-opleiding worden dé berekeningen met de computer gemaakt, terwiji de ontwerper de beslissingen :neemt en de mecate tekeningen op de traditioneie manier worden vervaardigd. De scheepsvorrn kan via eenmoeervorin ofl met behui-pvan vormkôefficienten met de computer worden gegenereerd. - - :- -De berekeningsmethoden worden in hoorkolieges gedoceerd. Omdat de studenten daarna met de computer werken, vergeten zij vaak de inhoud van de methode en gaat soms het inzicht verloren. Daardoor envaren zij het CAD-programma ais een black box en zijn zu, in het aigemeen niet in staat de uitkomsten van de berekeningen, die met de computer - zijn gemaakt, te beoordeien. Daarbij kost nog, dat de kompiexiteit vän het

-i-moderne scheepsontwerp en die van de rekensoftware Zoveel is toegenomen, dat volledig met de hand kontroleren van alle uitkomsten van de computerberekeningen ondoenhijk is Alleen de essentiele resultaten van de berekening worden nag gekontroleerd.

De persoonlijke intuitie, een belàngrijk aspekt iii het zelfstandig kunnen nemen van de beslissingen in het ontwerpproces, is in hoge mate gerelateerd aari de (ambachtelijke) êrvaring van de ontwerper Door herprogrammeren van het studieprogramma en herstruktureren van de studie is tegelijkertijd met het inschakelen van de computer in het leerproces de ti)d voor (teken)oefenzngen in het laatste decennium aanzienlijk gereduceerd. Hetzelfde geldt voor het praktisch werken in het bedrijfsleven orn tijdens. de studie enige ambachtelijke ervaring op te

doen -.

De vraag is nu: "Hoe kan de student-ontwerper tijdens. zijn studie toch genoeg ervaring opdóen in het n men van beslissingen aan de hand van resultaten vàn berekeningen, als omwille van tijdsbesparing alle routinernatige. bèrekeningên Ñet de- computer worden uitgevoerd, waardoor de student het rekenprocès snel vergeet?"

Hen. mogeiijke didaktische oplossing als antwoord op deze vraâg is Kellers methôde (zie paragraaf 3.4) van Individùelé Studie Systemen (ISS) In het onderwijsleerproces toe te passen met de computer als assistent Met individuele instruktie leert de student zeifstandig te werken op de tijd, die hem bet beste uitkomt. De gekozen CAl methode is leren door middel van de computer, waarbi3 de computer wordt gebruikt als toetsend (en onderwi]zend) apparaat en als huip bij studiebegeleiding.

Voor. het toetsen van kennis en intellektuele vaardigheden in het leren oplossen van ontwerpproblemen is voor de studenten een CAl in CAD oefenprogramma ontwikkeld, bestaande uit een universeel te gebruiken CAI-dialoog en per CAD-prograrnma te ontwikkelen CAI-kursusrnater-iaal. Het kursusmaeriaal van het: CADrekenprograrnma bestrijkt het hele kognitieve

gbied en

màakt .hierbij gebruik van- de. indeling in zes klassen volgéns de taxonomie van Bloom, zie paragraaf 4.5. De dialoog is opgezet volgens bet principe van Gagne s negen onderwijsrnaatregelen,

zie paragraaf 4.6. . . . .

Ten behoeve van het onderwijskundig onderzoek naar het nut van genoemde CAl in CAD. programma Zijn de volgende ondérzoekvragen'geforrnuleerd:

L

WOrden met CAI iñ CAD de kognitievé doelstellingen bereikt?

Ervaendôcentêñ en

studenteh CAl in.CAD als zinvol, prettig en stimulerend? . . . .. .

Kan CAI in CAD funktioneel in het. onderwijsleerproces worden

Hoofdstuk II

DE BEROEPSINHOUD VAN NAVAL ARCHITECT

Bet volgende citaat betreffende een korte beschrijving van bet beroep van een scheepsbouwkundig ingenieur is overgenomen uit het rapport Wet Herstrukturering W.O. (1976:6&7]:

"De huidige scheepsbouwkundig ingenieur is een technisch-wetenschappelijke nazaat van de oude scheepsbouwmeester. In deze ambachtelijke vakman waren nog geen eeuw geleden de ontwerper, konstrukteur, bouwer, zakenman en vaak 00k dereder verenigd. Bet vakmanschap van de scheepsbouwmeester kon op (overgeleverde) ervaring gebaseerd zijn omdat de ontwikkeling in grootte en type van de schepen rich in zeer kleine stappen voltrok. leder schip was ro een geringe extrapolatie uit het verleden en vormde op zich

een ware-grootte experiment waarvan de uitkomst de richting van bet volgende stapje aangaf.

Eenvoudige rekenmethoden orn sommige eigenschappen van het schip reeds voor de bouw te kunnen voorspellen en tegen elkaar af te wegen kwamen pas de vorige eeuw spaarzaam ter beschikking. Toch was een scheepsontwerp 00k in die tijd een ingewikkeld kompromis van vele eisen op verschillend gebied, die impliciet tegen elkaar afgewogen werden binnen bet gevoel, de intuitie en de ervaring van de enkele scheepsbouwmeester.

De grote verschillen met vroeger spruiten voort uit de sneiheid waarmee maatschappij en techniek rich. vooral na de tweede wereldoorlog, ontwikke].den en eisen stelden. De vraag naar snel en goedkoop transport leidde tot scheepstypen, die sprongsgewijs groter en/of sneller werden en/of van gespecialiseerd type waren. Andere aktiviteiten ter zee, zoals de winning van gas en olie, eisten eveneens in hoog tempo zeer speciale, op dat doel gerichte konstrukties.

Bet produktenskala van de scheepsbouwindustrje is daarrnee uitgebreid en ornvat nu de meest uiteenlopende eenheden als kontainerachepen, gastankers, supplyschepen, grote tankers voor transport van ruwe olie, pijpenleggers, produktieplatforms, cruise-schepen, boorcruise-schepen, tanks voor olie-opsiag onder water en wat dies meer zij. In veel gevallen wijken de Produkten ro ver van alle voorgaande af dat bij ontwerp en bouw ervaring slechts zeer ten dele bruikbaar is."

Bet ontwerpen van schepen is derhalve een praktijkgeorienteerde zeer komplexe wetenschap. Er moet rekening worden gehouden met erg veel andere disciplines [Schneekluth,1975). Bet uiterst gekompliceerde produkt, het Schip, is een groot kompromis. _{Hierbij slaat groot volgens}

-3-Jaeger (1958] en Langenberg (1984] zowel op de omvang van dit begrip, als op het voorwerp. Ret ontwerp is in feite een integratie van vele deelsys.temen met jeder-. hun eigen. randvoorwaarden.

Het ontwerpen van een schip is een opdracht tot optimaliseren van het te bereiken résultaat, waarbij de ontwerper het toepassingsgebied (bijvoorbeeld de scheepstypen) in aanmerking moet nemen Hz) dient de technisch eknomisch optimale hoofdafmetzngen en verhoudingsgetallen van een schip tezamen met de. machinekamerinstallatie, de inrichting en de uztrusting te bepalen Hij houdt daarbij rekening met de vo].gende randvoorwaarden:

De spéciale eisen van de opdrachtgever, meéstal een reder. Het resultaat moet voldoen aan dé algemeen geldende natuurkundige wetten, technische, ekonomische en sociale eisen.

De ont.ierper dient bij zijn. ontwerp rekening te hoúden met de daarvoòr - in aanmerking komende kl-assevoorschriften en wettelijke voorschriften.

-Het ontwérp wordt. gemaakt volgens de laatste stand van de techniek en de ekonomische situatie.

5. Tenslotte is het nodig, dät het ontwerp voldoet aan de techñische rnogelijkheden. van de werf, waar het schip wordt - gebouwd en van de toeieveringsbedrijven.

-.De moeilijkheidsgraad van deze komplexe opdracht met de zo talrijke

theoretische en praktische groepen van specifieke problemen is erg hoog Algemeen ge1dridè en exakte oplossingen zijn tot nu toe niet gevonden en 00k niet te ,erwachten. Daarvoor is alleen. al het gemiddelde aantal onbekenden en aangegeven beperkingen te groot en de uitwerking van hun onderling soms tegenstrijdige betrekkingen te talrijk [Henschke,1964] De ontwerpopgave wordt daarom opgelost middels een iteratieproces onder meer of minder. beperkende veronderstellingen en vereenvoudigde aannamen [Lyon 1982] Ret hele ontwerpwerk kan worden beschouwd als een opeenvolging van numerieke en niet numerieke processen, iteratief gebruik makend van ceri enórme hoeveeìheid gegevens (Vahl,1972].

e wezenlijke gang van -zaken in het ontwerp van een snel vrachtschip met behuip van dé computer is door Gallin [1967:271] dan -ook als volgt verwoord (waarbij hij uitgaat.van de vereiste sneiheid):

"Es wird die - maximale Geschwindigkeit, die das Schiff auf Konstruktionstiefgang unter PròbefahttSbédingungei erreicht, fuer den Entwurf zugrunde . gelegt. Falls. diese nicht gegeben ist, wird sie aus der dann gegebenen Dienstgeschwindigkeit mit Hilfe eines vorläufig geschätzten Koéffizienten berechnet und später auf den

richtigen Wert geprüft und iter.iert.

...-Zunächst werden die Rauptabmessungen des Schiffes berechnét. Dabei wird entsprechend .der schiffbaulichen Praxié von einer

Rechnung erforderlichenfalls schrittweise vergrössert-. wird. Das Prinzip bei diesem' ersten Téil der Entwurfsrechnung- istl dass bei denjenigen Grössen. die . nicht ....unmittelbar bèrechnet werden können, von geschätzten Werten der jeweiligen Grösse ausgegangen wird -und 'alle.' Grössen dann mit Hilfe von -Iterat-ionsrechnungen

schrittweise aufeinander 'abgesti-mmt werden, bis sie miteinander harmoniéren. Dieses Herantastenan -die

richtigenWerte

wird durch die Réchengeschwindigkeit des elektronischen Rechners ermöglicht, der innerhalb sehr kurzer Zeit eine grosse Zahl -von

Iterationsrechnungen bewältigen kann."

2..l 'DE ONTWERPER

Een (wetenschappelijke) ontdekking is volgens Gagne (1970] het resultaat vanprobleem oplossende aktiviteiten.' -Met 'lijkt alsof de onderzoeker voor' de oplossing an een probleem plotseling eeñ heider; ogenblik krijgt, nadat hij vaak al een hele tijd met.het -probleem bezig is geweest. Veel. kreatieve onderzoekers beweren, dat zij zich diep in een probleem hebben ingewer-kt, zelf s. meerdere malen over- een erg lange periode. Dit koat onder andere, omdat de oñderzoeker weleerst kennis moet hebben van de basisregels, die nodig zijn, om de oplossing mogelijk

te maken.

'

. . . - . - -- . .

-.Ontwerpen van schepen .j, 'evenals wetenschappelijk- onderzoek, een probleemoplossende aktiviteit, waarin vele deelgebieden"-moeten . wordén samengevoegd om het concept van een maritiem objekt tot stand te kunnen brengen. Het meest waardevolle deel in het ontwerpproces is dat déel dat plaats vindt in het brein van de ontwerper en zelfs gedeeltelijk

buiten zijn bewustzijn òm gebeurt. .-' . .'

-Wat in deze black box plaâts vindt is volgens Jones [1973] als volgt samen te vatten: --

-' ,

: . - - .

l Met produkt van de ontwerper ontstàât-úit de informatie, die . hij (recentelïjk) over 'het probleem heef.t vergaard en door d

-. '.ervaring,.die hij heef t -dpgedaan met vroegere problemen;

2.- Zijn-.kreativiteit kan hij

vérgroten doorzijn

ideeeri een poosje voor zich te houden, maar met 'de konsekwèntie dat hij

- naderhand niet meer precies kan vèrklaren hoe de-opiossingtot

stand kwam. -. ' - - : - .. - - -

-3. Zijn vermogen tot -produceren vañ resultaten die van belang zijn voor het oplossenvan het probleem, 'is afhankeïijk 'ran de:. - tijd -orn 'dingen te proberen en te-trachten .het probleem

té-struktureren. -Tijdens soms lang en dhijibaar-- iruchte1oo zoekeñ naar een op1'ossin kan. hij - plotselin en _iigeviìg krijgen het probleem' z'o te- stEuktürereri dat de -konflikten binnen het probleem uit de weg worden geruimd. Dan wordt een ingewikkeld probleem -zodanig véreènvoudigd, dat het -kãñ worden

Opgelost.. , . , .-- -

-5-4. 0m de kans te vergroten, dat een probleem in elk geval wordt

opgelóst, is het zaak de maniere .wàarop het .probleern. in de mensé.Iijkè black.box-wordt.geordend, onder kontrole te hebben.

Vanuit de systematische probleemaanpak gezien is de ontwerper een glass box,. waarbinnen een volledig rationed proces kan worden verklaard. De kenmerken van de glass box methode worden hieronder. vermeld:

1. De werkwijze wordt van te voren vastgelegd. en verloopt gewoonlijk volgens een bepaald patroon, waarin 00k parallelle, voorwa'ardelijke en iteratieve bewerkingen een plaats kunnen hebben.

2.. Doelen, variabelen, randvoorwaarden en kriteria worden van te

voren vastgesteld in de ontwerpfase: de analyse..

De analyse is goeddeels afgerond, dat iS tenminste nagestreefd, voordat naar sen oplossing door .middel van een synthese-wordt gezocht.

De evaluatie vañ het ontwerp geschiedt voor het grootste gedeelte schriftelijk en logisch.

Met merendeel vañ de ontwerpmethoden brust op extern uitwerken van bet denkwerk, dat zjch in de black box afspeelt. Deze methoden hebben daarom meér te maken met de rationele glass box dan met de mysteEieuze black box benáder.ing.

2.2 RET ONTWERPPROCES

Volgens Jones (1973], Lorentz è.a. (1976) en Nijhuis (1984] wordt het ontwerp in devolgende drie fasen gekreeerd, te weten: analyse, synthese en evaluatie. Jones (1973:63] beschrijft deze drie essentiele fasen in het ontwerpproces in eenvoudige bewoordingen als breaking the problem into pieces", "pùtting the pieces together in a new way" en "testing to discover the consequences of putting the new arrangement into practicé". Eames en Drummond (1976] gebruiken andere benamingen voor de indelingsfasen van bet ontwerp, maar hun uitwerkiflg komt ook neer op de drie genoemde1fasen De auteur is van mening, dat het ontwerpproces in de mantiene techniek 00k in deze drie fasen kan worden ingedeeld en heeft daarbij gebruik gemaakt van de beschrijvingen van het ontwerpprocés door Andrews (1985]. en Cardo e.a. (1986].

De ,tijd, die. de ontwerper besteedt aan de ontwerpfasen analyse en evaluatie zou volgens Jones moeten worden vergroot en de inspanning voor de synthese moet worden teruggebracht Met CAD kan deze bewering worden waar gemaakt, orndat bet iteratieproces in de. synthesefase automatisch dor de .cornpute.ordt itgévoerd.

Omdat de computerin bet ontwerpprdces wordt toegepast, wordt eerst een beknopt overzicht gegeven van het CAD-gereedschap, dat hoofdzakelijk bestaat uit een CAD-tekensysteem en CAD-retçenprogrammaS. De laatste

zijn weer onder te verdelen in schattingsmodellen, ontwerpmodellen, stuurmodellen en rekenmodellen.

-Een.tekensysteem wordt .inCAD gebruikt voor het uitwerken en modificeren van de tekeningen, die nodig zijn voor de onderhandelingen tussen werf en reder, het technisch ontwerp etc.

Schattingsmodellen zijn berekeningsmethoden, die geen exakte resultaten opleveren. Enkele voorbeelden van schattingsmethoden in de maritieme techniek zijn: hydrostatica, het bepalen van weerstand en voortstuwingskarakteristieken, energiebalans, ruim- en tankinhouden, het (lege) scheepsgewicht, bewegingen, bouwkosten en operationele kosten.

Het ontwerpmodel is eigenhijk niet veel meer dan een procedure of subroutine, waarin de schattingsmodellen in een bepaalde volgorde, onder andere afhankelijk van het scheepstype, zijn gerangschikt. Met het ontwerpmodel worden de waarden berekend, die uiteindelijk overeen moeten komen met de rederseisen.

Het stuurmodel wordt gebruikt orn door systematisch varieren de hoofdafmetingen en/of koefficienten van het schip te schatten. Ret zijn zuiver wiskundige methodieken. Met een stuurmodel wordt het iteratieproces in de synthesefase geregeld.

Rekenmodellen zijn eigenlijk de berekeningsmethoden, die voor een groot deel al in het traditionele ontwerpproces werden toegepast. Enige voorbeelden van rekenmodellen: transformat ie-I ijnenplan, capaciteitenpian, capaciteiten-hulpwerktuigen, hydrostatische berekeningen, energiebalans, kromme van ruiminhouden, beladingstoestanden, bewerkt grootspant volgens klassevoorschr iften, (langsscheepse) sterkteberekeningen.

In de analysefase van het ontwerpproces begint de ontwerper met het verzamelen van informatie. De hoofdkenmerken van het ontwerp worden in groepen bij elkaar gezet. Voor iedere groep worden specifieke gegevens berekend, die dienst zullen doen als bouwstenen in het iteratieproces van de synthesefase. De belangrijkste ontwerpeisen en -kriteria worden onderzocht. In de analysefase wordt nog geen nieuw probleem opgelost. De ontwerper voert de analyse alleen zover uit, dat hij het nieuwe probleem veilig in een zo kort mogelijke tijd met zo min mogelijk berekeningen en tekeningen kan oplOssen. Daarom probeert hij het grote aantal variabelen in het ontwerpproces te beperken tot een bruikbaar aantal onafhankelijke variabelen.

Afhankelijk van zijn ervaring zal de ontwerper in de analysefase van het ontwerpproces daarna de volgende werkzaamheden verrichten (zie figuur 1):

1. Uit de analyse van de rederseisen wordt op grond van hoofdkenmerken, ontwerpeisen en -kriteria informatie uit de vakliteratuur verzameld, zodat de ontwerper op de hoogte is van de laatste stand van de techniek met betrekking tot het specifieke scheepstype (of een ander maritiem Objekt).

-7-REDERSEISEN

SCHEEPSTYPE

VERGEL I JK I NGS5CHEPEN

ALTERNA llEVEN VERGEL IJKEN

KEUZE BASISSCHIP

KEUZE 'SCHA TI I NGSIIODELLEN'

ER VARI NGSKOEFF ICI ENTEN

/

CONCEPTdEFINITIE

/

IGES

CHA TIE HOOFDAFHET I NGEN

/

SCHET5 'ALGEMEEN PLAN'

uJ

'5TUURMODEL

_1$-

j-USI

I

ONTWERPMODEL'

_I

/

VOORONTWERP

/

W

>-(fl

W

rn

IL

uJ F--J

uJ

JA

GEDETA ILLEERDE BEREKENINGEN,

TEKENINGEN EN BESCHRIJVING

/

OFFERTE-ONT WERP

/

2. De informatie wordt overichte1ijk 'bij elkaar geplaatst in een lijst met. vergelijkingsschepen, waarmee de ontwerper in een oogopslag een indruk krijgt van de.karakteristieken vàn het

scheepstype! waarvan hij een nieuw ontwerp- gaát concipieren. Met behuip van de lijst van vergelijkingsschepen worden 00k grafieken getekend voor . het schatten van' de eerste

. hoofdafinet-ingen. Door middel van regress ieanalyse is het zelfs rnogelijk voor het' schatten van de eerste hoofdafmetingen (lengte, breedte, holte en dïepgang) formules. te ontwikkelen (Weenig .1983].

3. .Het vergelijkingsschip-met de meeste informatie wordt meèstal gebruikt als basisschip', dat', waar nodig, wordt nagerekend met de schattingsmethoden. Verschillen . tussen. berekening en werkeli'jkheid worden. ervariñgskoefficienten genoemd. Deze

--dienen ervoor orn de resultaten met de schattingsmethoden aan te passen aan de realiteit. In geval van twi'jfel kan

de-ontwerper verschillende aspekten, bijvoorbeeld - bi.j de beladingstoestanden: de stabiliteit én de trim nader

onderzoêken' . . - ,

-Het resultaat van dit onderzoek wordt' samengevat in de conceptdefin-itie. De ontwerper heeft nu ervaringskoefficienten ter beschikking en informatie voor het bepalen van het startpunt van het iteratieproces in de synthesefase. Verder-heef t. hij tevens een idêe van- een'geschikte indeling voor het nieuwe ontwerp voor ogen. . -,

-In de tweede ontwerpf ase, de synthesefase, wordt het probleem opgelost.

r wordt een nieuw maritiem objekt gekreerd, dat voldoet aan de belangrijkste rederseisen. .De ontwerper- is er. nu in geinteresseerd de beste konfiguratie. te kreeeren, die voldoet . aan de 'rederseisen. In een haalbaarheidsstudie- probeert de ontwerper een set rnogelijke .opiossingen te vinden. De hoofdafmetingen en de scheepsvorm' van het ontwerp worden bepaald. De synthesefase is eigenlijk de kritieke fase in het ontwerpproces. De schattingen, die in de synthesefase .worden gemaakt, worden- in drie stappen-uitgevoerd-(zie f:iguur 1.).:

L

Met of zonder hulp vän de graf:ieken uit punt. 2 van de analysefase worden de startwaarden. van de hoofdafmetingen voor het iteratieproces gekozen.' Doòrdat de ontwerper"ii de analysefase een.' indeling heèf t gekozen, kan . hi-j de overgebleven variabelen zo als parameters: in' ' het

iteratieproces van het voorontwerp konstant huden.

. Met de hoofdafmetingen en' in - de. - ánalysefase 'aangenomen

scheepsindeling. is het- rnogelijk een- schéts algemeen- -plan van het ontwerp te tekenen. - . . . - . -.

De ontwer-per kontroleert met behuip van de schattiñgsmethoden uit de analysefase of de eerste schatting eeñ bevredigend -resultaat oplevert, .waarmee- het -probleern het schip e' ontwerpen, dat aari de réderseisen en randvoorwaàrdeñ (z je biz - 4) voldoet, is opgelost. Als dat'. niet zoblijkt te zijn, zal

-9-hij. dé hoofdafmetingen en/of vormkoefficienten wijzigen en opnieuw kontroleren of zijn wi)zigingen een ontwerp oplevert .:datdichter..ifl.de,buurt van de rederseisen komt. Dit dee]. van

bet ,iteratieproces kan met CAD geheel automatisch door de computér worden uitgevoerd. De ui.teindelijk bepaalde hoofdafmetingen en dè scheepsvorm worden verkregen met behuip van stuurmodellen, waarniee de hoofdafmetirigen systematisch worden gevarieerd. Daarbij worden via ontwerpeodellen de in de analysefase gekozen schattingsmodellen gèbruikt.

Het resultaat van dé syñthésefase is een voorontwerp, waarvan de hoofdafmetingén. en de scheepsvorui mét het iteratieproces zodanig zijn bepaald, dat het resultaat voldoet aan de rederéeisen. Het is echter nog niet zekér, dat hiermee hét probleern ok technisch is .opgélost, d.w.z.. voldoet aan.. alle rándvoorwaarden Dat komt, osdat het iteratieproces is uitgevoerd met schattirigsmodellen, die zijn gekorrigeerd met ervaringskoefficienten en derhalve geen exakte berekeningsresultateñ opleveren.

De evaluatiefase van he t ontwerpproces is een kontrole en beoordeling van het technisch ontwerp. Er worden theoretische berekeningen en tékeningen gemaakt- van het technisch ontwerp. Een aantal tekeningen worden voorgéschreveri door de. klassifikatiemaatschappijen. Hieronder worden bijvoorbeeld gerekend: het. kapaciteitenpian, hydrostatische grafieken, )onstruktietekeningen, beladingstoestanden, elektrische schemas en mechanische schemas. De ontwerper .kontroleert in elk geval de volgende drie punten (zie f iguur 1):

Blijkt,' achteraf, dat: de. vereiété transportkapaciteit (draagermogen, laadruimhöud en sneiheid) niet wordt bereikt,. doordat de resultaten van de exakte berekeningen niet met de schattingen overeenkomen, dan moeten de ervaringskoefficienten worden bi.jgesteld. .

.. Alle beladingskondities, waaronder het schip moet opereren,. inklusief die uit het iteratieproces, worden gekontroleerd. Blijkt het ontwerp in een van de beladingstoestanden bijvoorbeeld een trim te hebben, die niet voldoet aan de eisen van der klassevoorschriften en/of wètteli.jke vòorschriften (trim vboròver of teveel achterover)., dan za]. de ontwerper de scheepsindeling en/ôf de ligging vanhètdrukkingspunt moeten

wijzigen.

-3. De ontwerper kontroleert ook of met het schip veilig kan worden gevaren. Voor bepaalde maritieme konstrukties worden de beweingen in golven aan een nader onderzoek onderworpen. Eventuel wordt de vorm van deze konstruktie verbeterd met modeiproeven.

Als uit de kòntroles naar. voren kost, dat met. de schatting in de synthese het probleem niet bevredigend is opgelost, doordat bijvoorbeeld de ervaringskoefficienten en/of de scheepsindeling en/of de scheepsvorm moet(en) worden veranderd dan dient het voorontwerp met deze

korrektie(s) opnieuw te-worden gemaakt, gevolgd door een nieuw technisch ontwerp. Interaktief wordeñ de parameters dan veranderd.,

ilet iteratieproces wordt net zo lang voortgezet. -totdat een bevredigende oploss Ing voor de rederseisen is gevonden en aan alle randvoorwaarden wordt voldaan. Het ontwerpproces .wordt tenslotte afgesloten met bet offerteontwerp, waarvoor gedetailleerde berekeningen, -tekeningen (-algemeen plan, -konstruktieplan en machinekamerplan) en een beschrijving (bestek) worden gemaakt.

2.. 3 HET HEDEN: REKENEN MET. EN. TEKENEN ZONDER DE COMPUTER

Jones [1973) is tot de konklusie gekomen, dat het-een rat-ionele gedachte

is ois aan te nemen, dat vakbekwame . handelingen onbewust worden gekontroleerd en het is irrationeel te verwachten dat ontwerpen volledig rationèel kan worden verklaard.

In de praktijk komt de bewering van Jones hierop fleer, dat alleen tekenen en rekenen met .een CADsysteemkunnen worden -ui,tgeyoerd, maar dat bet kreatieve denkproces, dat aan de beslissingen ten grondsiag

.ligt, voor rekening-van de ontwerper blijft. De ontwikkeling van

ontwerpenzonder computer naar computer gesteund Öntwerpen- heef t laten zien, dat. Jones het bij het -rechte eind heef t gehad. Hét. kreatieve denkwerk zal wel altijd voor de ontwerper blijven. .

De huidige stand van zaken is, dat -met de computer de ti.jdrovende routinematige berekèningen worden gemaakt, terwiji de ontwerper bet denkwerk doet, de beslissingen neemt en verreweg de Inceste tekeningen vervaardigt met de konventionele middelen als tekentafel tekenpennen

etc. - -- - - --

-Sinds het midden van de.- jaren vijftig. -gebruikt men - de computer als gereedschap bij het tot stand komen van een scheepsontwerp.- De computer werd eerst in de -evaluatiefase ingezet, omdat het gemakkelijk was de ti.jdrovende,- steeds- terugkerende routine berekeningen.-daarmee te maken. Het zijn eigenlijk de rekenintensiève

programmas

voor het carenediagrarn, de beladingskondities, ruiminhoud, klassevoorschrjften, etc. De mogelijkheden van de computer,: die hiermee aan het licht kwamen, veroorzaakten de behoef te aan meer en betere wiskundi-ge procedures ten behoeve van aigemeen ,brui-kbare -methoden -en ,betere resultaten. Bovendien -- kunnen nieuwé berekeningsme-thoden worden toegepast, zoals het maken van sterkteberekeningen me.t behulp van de eindige elementen methode. - . -

-Wat -het tekenen betref t, is de ontwikkeling van de lokale hardware v-eel langzamer gegaan. -Pas de laatstse jaren. is de hardware zodanig verbeterd, - dat op grafische beeldschermen .nauwkeurig - kan worden getekend. Tot nu toe -werden in- de scheepsbouw -alleen de scheepsvorm en de resultaten van de hydrostatische berekeningen in--de batch-met. de plotter van een casual mainframe getekend. - .- - - -Tegenwoordig- is er -veel meer -hardware lokaa-1 aanwezigj -- dan enige Jaren geleden, toen deze slechts bestond uit een terminal- per gebruiker..

-De zogenaamd 'nátte vinger". methoden voor het schatten van de hoofdafmetingen van bet voorontwerp met dé rekenschúif in de synthesefase zijn erg onnauwkeurig Met is oak niet mogeli]k orn zander computer een groot aantal iteraties te maken, omdat dit tevéel tija kost. Door de iteraties uit te voeren met de computer, - meende Saarilahti reeds in 1973, dat de resultaten van de schattingen in de synthesefase aanmerkelijk kuhnen worden verbeterd. Callin beef t bet iteratieproces voor bet schatten van het voorontwerp van een 10000 tons vrachtschip met een sneiheid van 21 knopen al in 1967 geautomatiseerd Hi] heef t daarbi] gebruik gemaakt van de ideeen van Murphy, Sabat en Taylor (19631 Later beef t Kupras voor andere scheepstypen het iteratieproces geprogrammeerd [1984] Tot op heden werden de onderzoekresultaten niet in de praktijk toegepast, omdat met de hardware niet interaktief grafisch kan worden gewerkt.. De tijd was blijkbaar nag niet rijp orn de computer in te zetten voor het ingewikkelde

iteratieproces in de synthesefase.

2 4 DE TOEKOMST REKENEN EN TEKENEN MET DE COMPUTER

De CAD-software in de maritieme techniek zal naast de reeds in gebruik zijnde rekenmodéllen, gaan bestaan uit schattingsmodellen, ontwerpmodéllen, stuurmodellen, specifieke maritierne tekensoftware en een túrnkey tekensysteem.

Door dé computer oak in te schakeÏen voor het maken van tekeningen en .berekeningen in bet ontwerpproces is de methode van ontwerpen veel

systematischer gewOrden;

Afhankelijk van bet iteratieproces, dat wordt toegepast in de synthesefase, zijn de schattingsmodellen in de meeste gevallen gebaseerd op benaderingsmethoden, die minder invoervariabe].en nodig hebben dan de

rekenmodellen. Dit beef t korte interaktie- en rékentijden tot gevolg. Voor de scheepsbouw is het stroken van het 11)nenplan en het tekenen van de konstruktie een essentieel onderdeel Dit dccl van het ontwerpproces

is meestal ondergebracht in de CAlI pakketten, zoals Autokon (Oian e a 19831 en Schiffko (Verhasselt 1985), die bi] nederlandse werven in gebruik

Zi]fl

Beide pakketten zin speciaal ontwikkeld voor de mar it jeme techniek.

Een turnkey tekensysteem (d.w.z. een systeem dat gereed voor gebruik wordt afge1eerd) voor CAD (Ikonen,19851 kan een heel belangrijke bijdrage 1everen in bet uitwerken en modificeren van de tekeningen, die noig zijn in alle fasen van bet ontwerpproces.

Voor de -rekenníodlleñ is in bet algemeen een computer met een groot werkgeheugen nôdig en een snelle processor orn een karte wachttijd te kunnen garanderen en voor de interaktieve ontwerpprograntma s, die veelal weinig geheugen gebruiken, is een snelle processor met een kleiner

werkgehéügen vòldoende. .

.-Aan de afdeling der Maritieme Tecì'niek is voor geintegreerde CAD gekozen voor een werkstation gekoppeld aan een dedicated minicomputer (dit is een computer met een beperkte kapaciteit die slechts voor een soort toepassing wordt gebruikt), die op zijn. bèurt weer wordt verbanden aan

een casual mainframe. (dit is een grote computer, die voor -meerdere toepassingen tegelijkertijd wordt gebruikt). De minicomputer wordt .ingezet-:voor .de,..berekeningen i-n.het...vo.orontwèrpen in-. het technisch ontwerp, die niet teveel rekentijdvergen. Daarnaast wor,dt het grafische wèrk en alle andere interaktieve werkzaamheden bij pre- en post processing vân bi)voorbeeld de rekenmodellen 00k gedaan met de minicomputer. Het zware rekenwerk zei-f. wordt uitgevoerd . op de mainframe. Een korte wachtti.jd is: een essentiele eis voor een gebruikersvriendelijk CAD sys.teem.

Voor de ontwerper is de lokale hardware het deel, waar hij direkt mee-te maken heef t. Bu een geintegreerd CAD systeem (Biran,1986]. wordt de terminal vervangen door een werkstation, bestaande. uit tenminste. men karakter beeldscherm, een grafisch beeldscherm, een lokale printer een een harcopy unit.. Daarb,ij zal de CAD-gebruiker voor de interaktie met het CAD-systeem bijvoorbeeld de beschikking klugen over een toetsenbord met joystick voor plaatsbepaling op het beeldscherm, een inenutablet als aanvulling op het toetsenbord voor specifieke opdrachten en een digitiser voor het lezen van met de hand vervaardigde tekeningen in het computergeheugen.

2.5 SANENVAPTING

Vanuit een kreatief standpunt bekeken komt de ontwerper op de buitenwereld over als een black box waaruit plotseling een nieuw idee te voorschijn komt. Het ontwerpproces is echter volledig te verklaren, 00k als de ontwerpers in de praktijk soma niet in staat zijn men overtuigende verklaring te geven van alle beslissingen die zu hebben genomen.

liet ontwerpproces in de maritieme techniek kan in principe in drie fasen worden uitgevoerd: analyse, synthese en evaluatie-. De concépt-def initie is het resultaat van de analysefase in het ontwerpproces, waarjn de opdracht wordt geanalyseerd, de vakliteratuur wordt bestudeerd en mét een bestaande configuratie ervaringskoefficienten worden bepaald voor schattingsmethoden. Het eigenlijke oplossen van het ontwerpprobleem begint in de synthesefase, waarin het voorontwerp met een iteratieproces wordt geconcipieerd. Het iteratieproces wordt geregeld met een stuurmodel, waarirl met de schattingsmodellen, die in een bepaalde volgorde in een ontwerpmodel zijn gerangschikt, wordt gekontroleerd of aan de redersopdracht en overige eisen wordt voldaan. In de evaluatiefase wordt het technisch ontwerp gemaakt, dät bestaat uiteen technische beschrijving van het ontwerp en een aantal gedetailleerde kontroleberekeningen, die. worden uitgevoerd met rekenmodellen. waarmee het voorontwerp verdér wordt uitgewetkt. De beschrijving, het bestek,

is tevens de basis voor de bouw van het maritieme Objekt.

Het gereedschap van de ontwerper bestond uit een mechanische rekenmachjne, men rekenschuif, een tekentaf el en andere tekenbenod igdheden.

-De tijdrovende routinematige berekeningen, die vroeger met de mechanische rekenmachines werden gedtaakt, zijn inmiddels vervangen door de nieuwe -rekentechnieken met de. computer. Bovendien- kunnen nu ingewikkelde berekeningen worden gemaakt, die zonder computer niet mogelijk zijn.

In de toekoest zal de tekentafel meer en meer worden vervangen door een werkstation, waarmee de tekeningen met de computer worden vervaardigd. Deze apparatuur zal de ontwerper de kans geven zich volledig met het kreatieve denken en het neinen van beslissingen bezig te houden, omdat 00k het interaktieve iteratieproces in de synthesefase met de computer zal worden uitgevoerd.

De komplexiteit van het ontwerpproces zal met deze nieuwe techniek echter beduidend groter worden. Aan de kennis en intellektuele vaardigheden van de ontwerper, om de problemen met deze geavanceerde apparatuur op te kunnen lossen, zullen nieuwe eisen worden gesteld.

Hoofdstuk III

DE OPLEIDING VAN DE NAVAL ARCHITECT

In Nederland zijn er op vier niveaus technische opleidingen, te weten het lager technisch onderwijs (LTS), het middelbaar technisch onderwijs (MTS), het hoger technisch onderwijs (HTS) en het technisch wetenschappelijk onderwijs (TU).

In de twee laatstgenoemde opleidingen komt het ontwerpproces aan de orde. Op de HTS leren de studenten naast technisch tekenen tevens komplexe technische berekeningen te maken. Op de TU wordt het accent meer op de theorie gelegd dan op de praktische toepassing, zoals op de HTS. Door de meer theoretische benaderirig van de techniek leert de student gefundeerd beslissingen te nemen bij het oplossen van komplexe technische problemen, zoals het scheepsontwerp.

De algemene doelstelling van TU-opleiding is verwoord in artikel 1 van de wet op het wetenschappelijk onderwijs [WWO, suppi. 39, sept 81, B-31:

"Wetenschappelijk onderwijs omvat de vorming tot zeifstandige beoefening der wetenschap en de voorbereiding tot het bekleden van maatschappelijke betrekkingen, waarvoor een wetenschappelijke opleiding vereist is of dienstig kan zijn, en bevordert het inzicht

in de sàmenhang van de wetenschappen."

De 5-jarige scheepsbouwopleiding was tot 1982 ingedeeld in een 3-jarige basisstudie gevolgd door een 2-jarige specialisatiefase. De basisstudie was onderverdeeld in een 1-jarige propaedeutische fase en een 2-jarige kandidaatsfase, de daaropvolgende periode bestond uit een 1-jarige kollegefase en een 1-jarige afstudeerfase.

Voor de propaedeuse golden de volgende eindtermen:

de student heef t een introduktie in de basiswetenschappen gehad;

de student heef t een zodanige introduktie in inhoud, methoden en samenhang van het eigen vakgebied gehad, dat hij zich een idee kan vormen over aard en inhoud van het gehele gebied.

Het kandidaatsmoment diende orn onder andere te kontroleren of aan de volgende eindtermen werd voldaan [Voorstel ex. art. IV Wet Herstructurering W.O. 1976]:

1. De student heef t een brede, maar globale kennis van de basiswetenschappen en de afgeleide wetenschappen en kan deze bij eenvoudige problemen toepassen.

-2. De student heeft

een bree, maar

globale keñnis van de maritieme techniek en

kn

deze problemen zeifstandig toepassen Bi] een eenvoudig totaalprobleem heeft hl:J zijn kennis en vaardigheid synthetiserend leren verwerken, zij het onder begeleiding.

Uit de analye van de beroepsinhoud en de eindtermen van de opleiding tot maritiem ingenieur in Deif t, de enige wetenschappelijke scheepsbpouwopleiding in Nederland

zin de

volgende hoofdlijnen gedestilleerd ten behoeve van de opbouw van het programma (Wet Herstructurering w o studierichting scheepsbouw- en scheepvaartkunde,1976:35]:

1. "De opleiding moet gericht zijn op ontwikkeling van denkvermogen. Dit houdt in dat o.a. grote aandacht geschonken moet worden aan oefening in analyseren-en synthetiseren.

2. be ovegedragen kennis moet zoveel mogelijk waardevast zijn en moet daarom zoveel mogelijk stoelen op fundamentele kennis en inzicht.

Vanuit het fundamentele inzicht moet een breedheid worden opgeboàwd door een uitgebreide introduktie in andere kennisgebieden (disciplines) en het brede scala van maritieme Objekten.

De breedheid van de beroepsinhoud en de opleiding impliceert dat sterke aandacht geschonken moet worden aan de onderlinge

re1atis

van kennisonderwerpen door het systeemtechnisch denken te stimuleren.

Omdat de afgestudeerde direkt "rnaatschappelijkbruikbaar" moet zijn,. moet in de opleiding een belangrijke ruimte .aan de ontwikkeling van toepassingsvaardigheden gegeveri worden.

Bij de toepassingsvaardigheden zal het element vernieuwing een vooraanstaande plaats moeten innemen. 00k de kennisoverdracht zal hiermee doordrenkt moeten zijn door het overbrengen van een kritische geesteshòuding, het steeds uitwerken van de vraag "waarorn. .. ..", en het stimulereñ van systematisch evaluerende kreativitelt.

De opleiding moet onderzoekgericht zijn orn te: kunnen bi jdragen tot de ontwikkeling van bet vakgebied.

Door konibinatie van fundamenteel inzicht met toepassingsvaardighederi moet aan het eind van de studie een hoog wetenschappelijk niveau verkregen zijn."

In 1982 is een start gemaakt met een 4-jarige opleiding. De studenten die in 1982 met de studie voor scheepsbouwkundig ingenieur zijn begonnen waren de eerste die de geherstruktureerde opleiding volgden In de Handleidingen van 1982 tot en met 1986 staan bet oude en het nieuwe

studieprogramm naast elkaar, omdat er tussen. 1982 en 1986 sprake.was van een overgangsperiode, waarin het. 5-jarigeprogramma enhet-4-jarige -programma naast elkaar werden gedoceexd. -Het--afs1ui-tend, --onderzoek is

uitgevoerd met studenten, die de -4-jarige opleiding volgden.

-Ontwerpen was als Voigt in het 5-jarige studieprogramma ingepast; 1n het eerste studiejaar werd een inleidend kollege gegeven over het vakgebied, waarvoor een heel klein deel (3%) van de eerste jaars studielast ter beschikking stond.

Het tweede studiejaar voor ontwerpen deed dienst als voorbereiding op het eigenhijke ontwerpproces, door de student kennis en intellektuele -vaardigheden bij .te brengen in het oplossen van deelprôblêmene die zich voordoen bij het ontwerpen van een schip.. De studiebelast-ing was aag

(5.5%).

I-n.de-basisstudie lag het accent van ontwerpen i-n het derde- stüdiejaar, waar de studenten een kwart (24.5%) van de studielast besteedden aan ontwerpen. De student leerde het iteratieproces -van technisch ontwerpen toè te.passeri, waarbij de kenni-s en- inteilektuele vaardigheden, opgedaan in het tweede studie-jaar, werden- toegepast. door het maken van een ontwerpoefening, die in twee delen werd gemaakt. Het eerste deel betrof het voorontwerp en werd afgerond- met een interimrapport. Het tweede deel betrof een deel van het technisch ontwerp en werd afgerond met een eindrapport. In, de beoordelirìg van het -eindrapport werd tevens het cijfer van ht interimrapport betrokken.-

-3.1 DE EUIDICE OP.LEIDING 1N ONTWERPEN

De kennis van ontwerpen was vroeger alleen gericht op het- ontwerpen van schepen. Tegenwoordig is het vakgebied verbreed naar ontwerpen' van maritieme objekten en heeft dan tevens betrekking -op off-s-horè konstrukties-, zoals drijvende booreilanden [Goldan,1985J.

De doelstellïng van het -onderwijs-. in ontwerpen is, dat de studenten inteilektuele vaardigheden (vaardigheden om kennis- te hanteren en-toe- -te passen) krijgen in het gebruïk van ontwerpmethoden in situàties, waarin van hen wordt verwacht dat zij in staat zijn een nieuw probleem op te lossen. .Zij moeten het probleem ktinnen -organiserén en- reorganiséren en weten welke--methode geschikt is om-het vraagstuk aan tepakken, zich dé methode kunnen her inneren en tenslotte. wéten hoe die toe -te passen.

-De didaktische- werkvormen in- het- vakgebied ontwerpen -bestaan- tot nu toe in hoofdzaak uit de onderw-ijsaktiviteiten doceren en zelfstandig leren probleem oplossen. Tot de- onderwijsaktiviteiten- behoren 00k het schrijven van diktatén voòr kolleges en instrukties, het geven van kolleges en insrukties met de doceermethode in klassikaal verband in groepen van 30 a 40 studenten (Gage,19751, -het -samenstellen van de opgaven voor de tentamens, het opstellen van opgaven voor en de

individuele studiebegeleiding bij- de ontwerpoéfeni-ng.'

-In de instrukties wordt het accent van de aktiviteiten van d docent meer gelegd op he.t voormaken -van problemen, - die bij het -tentamen' -aan de orde, kunnen komen-. De.- inst-rukties worden klassikaal verzorgd. Op de instrukties wordt een probleem uitgewerkt van de onderwerpen, die op

-kollege zijn behandeld, als voorbereiding op het tentamen, waar dergelijke- opgaven künnen worden verwacht.

Het inleidendèköllege Maritierne Techniek in het eerste studiejaar omvat het hele gebied der Maritielne Techniek Van het ontwerpen worden hierin de eerste beginselen behañdéld.

In .het tweede jaars kollege in ontwerpen wordt de algernéne strategie van het ontwerpproces gedoceerd Schattingsrnode].len en rekenmodellen met de traditionele methoden komen aan de orde Alle tekeningen, die voor het technisch ontwerp worden gemaakte worden in dit kollege behandeld. In instrukties worden enige berekeningsvoorbeelden gedemonstreerd met schattingsmethoden in bet ontwerpproces.:

-In het derde studiejaar worden-er twee didaktische werkvórmen toegepast,

te weten: -

--kolleges en instrukties, die worden onderwezen met de

doceermethode en worden' aangevuld met de demonstratiemethode; -de ontwerpoefening, wat betekent zelfstandig studeren met'

- studiebegeleiding. - -

-Bij bet kollege ontwerpen in bet derde studiejaar wordt ingegaan op de ontwerpbijzonderheden van verschillende scheepstypen en andere maritieme objekten. dan-schepen. Verder worden enige bijzondere onderwer-pen, waaronder ekonomische berekeningen en computer aided ship design, globaal behande-id. Alle kennis is in het derde studiejaar aanwezig orn onder begeleiding een eenvoudig scheepsontwerp te kunnen maken. De mate van uitwerking is wel minder dan in de praktijk in het algemeen gebruikelijk én

gwenst is

[Wet Herstructureting w.o., studiefichting

scheepsbouw- én scheepvaartkunde,1976;Handleiding,19831.

Bij zelfstandiq. :ieren kr:ijgt de studeñt een taak waaraan hij een betrekkelijk lange tijd moet werken, zonder dat -de docent uit eigen initiatief aarwijzingen of hulp verstrekt. De ontwerpoèfening is- zon individueel projekt waarbij elke student een aparte opgave krijgt, die hij gehee]. alleen moet uitwerken ledere student moet een ontwerp maken van een van de scheepstypen die er zijn Dit technisch ontwerp wordt als- een integrerend bestanddeei van de .basisstudie beschouwd.

Het sluitstuk van bet didaktisch proces .bestaat uit het bepalen van de resultaten door bet meten van de toetsresultateñ, beoordelen en beslissen. De - kontrole, of de doelstellingen met kolleges en

instrukties ziin bereikt, gebeurt met eeñ téntamen. Door mïdde]. van selektie wordt vastgesteld, welke studenten, wat betref t het yak ontwerpen, toegelaten kunnen worden tot het vervoig van- de opleiding. De samenhang tussen meten, beoordelen en beslissen is hierna in schema

weergegeven-Besl-issi-ng van de. .DOd±E-N-T. -

-TOETSRESULTAAT - .>BEOORDELING >BESLISSING selektieve meting--->voidoende. -- >bevorderen

Met :tentamen -. antwerpen wordt pas .afgenomen, nadat,. de kolleges. - en instrukties aan. de orde zijn geweest en duurt in totaal -dr je uur. De docent.kontro1eert---vervolgens.hette.tsresu1taat en beoordeelt of djt voldoende- of onvoldoende isï' waarna wordt besloten of de student al dan niet wordt bevorderd.

De toetsvorm zou de volledige leerstof van ontwerpen moeten dekken en bestaat-uit twee delen, teweten:: - .

-le dccl - 3 a 4-. open vragen u-it de gehele stof, zander gebruik te maken-van boéken en/of aantekeningen (beschikbare tijd:: 1 uur). 2e dccl.- ontwerpproblemen,- met gebruikmaking van boeken en/öf

aantekeningen.- . - -. :. -

-Ret tweede deel betref t een praktijkprobleem, waaraan in .een tijdsbestek van twee uur de intellektuele vaardjgheden in het.gebruik van de theorie

worden getoetst. Deze wijze van tentaminéren wordt toegepast zowel iñ het tweede als .in het derdé studiejaar-. - . .

De taetsvorm van - de dérde laars ontwerpoefening bestaat. tevensi uit een inter imrapport en -een eindrapport, tezamen met een aantal tekeningen. Ret cijfer dat op grond van deze rapporten en de bijbehorende tekeningen wordt gegeven is een zel-fstandig .tentamencijfer [Handleiding,l9B3J.

-3 2 NAAR. DE GEWENSTE OPLEIDING .VAN DE CAD-GEBRUIKER.

Voor het ontwikkelen van een visie op. de,- .toekomstige opleiding - is

gebruik gemaakt van de inzichten van David [1981). Ret onderwijs' in CAD bestrijkt eigenhijk. drie fundamentele gebieden, narnelijk-:

-informati'ka;

-.

--ontwerpmethoden; . -:

-- --praktische toepassing.

-Ten aanzien van CAD defin-ieert David de kennisni-veaus opiclimmend -van -beperkt, naar ermee kunnen werken, gevo1gddoor-be1angrijk en afgesloten

met fundamenteel..- In avereenstemming daarmee maakt hij.,- wat. de laatste drie kennisniveaùs betref t, onderscheid tussen de CAD gebruiker, de CAD deskundige en de CAD systeemantwerper.

De CAD - gebruiker zal bestaande CAD systemen toepassen -am er zi-jn

-specifieke problemen mee op te lassen. . Hij dient- daarbij kennis -- en intellektuele vaardigheden te hebben in het gebruik van de CAD software Zijn kennis van de infôrmatika hoef t slechts beperkt te zijn. -

-De -CADdeskundige. zal 00k het CAD gereedschap toepassen am er zijn specifieke. probleem mee ap te lossen, maar beoordeelt bovendien hieuwe CAD.gereedschappen- op hun taepassingsmogelijkheden in 'zijn vakgebied. Mij zal in staat macten zijn dc. eisen voor een CAD systeern -te formuleren en nieuwe ontwikkelingen - aan het systeem toe t.- voegeni waarbij -hij de ekonamische en socia-le gevolgen van zijnvoorstellen kan-overzien. -Aan de kennis en intellektuele vaardigheden van de CAD syteemontwerper.

zullen nog hogere- eisen warden gés'teld. Hij zal .nieuwe. CAD me.thodeñ ontwilckelen en dient daarvoar fundamentele kennis van de informatika en het antwerpen te - hebben en verschillende taepassingsgebieden moeten