הפקולטה להנדסה -
המגמה להנדסה מכנית
יוני 2002
פיתוח
תוכנה וניסויים לבדיקת שיתוף פעולה הנדסי דרך האינטרנט
תקציר
לספר הפרוייקטים
פרוייקט גמר
מנחה:
ד"ר אבנר קלונובר
מקום הביצוע: אוניברסיטת תל- אביב
1. נושא הפרוייקט
עבודה הנדסית היא עבודת צוות, ויעילות ועלויות
נמוכות הן הכרח שנובע מהתחרות הגלובלית. שיתוף פעולה בין מהנדסים דרך האינטרנט
הופך למציאות יום יומית, ומושגים כמו מיזם ווירטואלי (Virtual Enterprise) וצוות ווירטואלי (Virtual Team) הופכים למקובלים. לשיתוף הפעולה בצוותים כאלו
חשיבות רבה לתהליך התכנון והפיתוח של מוצר, איכות המוצר, ה"זמן לשוק",
וההצלחה הכוללת של המוצר שתוכנן.
נושא
הפרוייקט המקורי היה "פיתוח מודול תוכנה למדידת שיתוף פעולה של צוות הנדסי
שעובד דרך האינטרנט". עם התקדמות העבודה בפרוייקט הוכפל נפח העבודה
המקורית שתוכננה לביצוע בתחילה, כיוון שעברנו להתמקד גם בתכנון וביצוע ניסויים,
שמטרתם הייתה למצוא מתאם בין שיתוף הפעולה בצוות לאיכות העבודה
שתיעשה בניסוי. הנחתנו היא ששיפור שיתוף הפעולה בצוות יסייע בשיפור איכות התכן
המתבצע. בעקבות שינוי זה שונה נושא הפרוייקט ל"פיתוח תוכנה וניסויים
לבדיקת שיתוף פעולה הנדסי דרך האינטרנט".
2. מטרת הפרוייקט
הפרוייקט הוזמן בידי ד"ר עמירם מושיוב מן
המחלקה למכניקה, חומרים ומערכות באוניברסיטת תל- אביב, לצורך הקמת תשתית למחקר
בתחום שיתוף פעולה הנדסי דרך האינטרנט. מטרת הפרוייקט הייתה פיתוח מודול תוכנה
להצגת ביצועי שיתוף הפעולה של צוות הנדסי שעובד דרך האינטרנט. המודול יחווה את רמת
שיתוף הפעולה בצוות המהנדסים ויעזור בבקרה, ייעול ושיפור תהליך התכן ההנדסי של
הצוות. לכלי כזה חשיבות רבה למחלקות מחקר ופיתוח הנדסיות, כיוון ששיתוף הפעולה הוא
אחד מן הגורמים שישפיעו על איכות ביצועי צוות המהנדסים. מודול התוכנה פותח תוך
שימת דגש על מאפייניה הייחודיים של עבודה בסביבה מכאנית, כלומר הוגדר
מ"דרישות השטח" של צוות הנדסי מכאני.
3. מהות העבודה בפרוייקט
העבודה בפרוייקט הורכבה משלושה שלבים עיקריים,
והיא איגדה בתוכה שלושה תחומים הנדסיים: תחום ההנדסה המכאנית, תחום הנדסת תעשייה
וניהול ותחום הנדסת תוכנה.
בתחום ההנדסה המכאנית, נעשה לימוד ומיפוי של
תהליך התכן ההנדסי. לאחר מכן נלמדו ונסקרו כלי תוכנה מתקדמים שפותחו במיוחד לתמוך
בעבודה שיתופית של צוותי- מהנדסים מכאניים דרך האינטרנט. מטרתו של שלב זה הייתה
ניתוח שיתוף הפעולה בצוות הנדסי מכאני, ופיתוח תהליך הנדסי מכאני שיבוצע באמצעות
האינטרנט, כדי לאשש את הקשר שבין שיתוף הפעולה לאיכות ביצועי הצוות ההנדסי.
בתחום הנדסת תעשייה וניהול, נעשה לימוד של
מחקרים בהם נעשתה בדיקה של השפעת שיתוף הפעולה על ביצועי צוות. מחקרים אלו נוגעים
בתחומי- עבודה מגוונים, ולא רק בתחום המכאני. לאחר מכן נלמד תפקידה של התקשורת
הפנים- ארגונית בארגון הווירטואלי. מטרתו של שלב זה הייתה למצוא מדדים לאפיון
שיתוף פעולה, על בסיס סקר ספרות וניסויים דומים שנעשו בעבר, ולגזור מהם מדדים
לאפיון שיתוף פעולה בסביבה מבוזרת, שיתאימו לסביבת עבודה מכאנית.
בתחום הנדסת התוכנה, פותח מודול תוכנה שמאפשר
שיתוף פעולה הנדסי דרך האינטרנט. תכונות מודול התוכנה הותאמו כך שהוא מאפשר שיתוף
פעולה מכל סוג שהוא. מודול התוכנה מחווה את רמת שיתוף הפעולה בצוות בזמן אמת, על
בסיס המדדים שנבחרו לאפיון שיתוף פעולה. מטרת חיווי זה היא לשפר ולייעל את התכן בד
בבד עם התקדמות התהליך ההנדסי.
4. מפרט הדרישות לפרוייקט
מפרט הדרישות לפרוייקט כפי שהוגדרו על ידי
מזמין העבודה הוא:
א.
אפיון ומיפוי של תהליך התכן ההנדסי –
הגדרת תהליכים, שלבים, שיטות, ודרכי יישום של מוצר מכאני משלב זיהוי הצורך במוצר
חדש ועד שלב הגעת המוצר לשוק.
ב.
סקר כלי תוכנה שמאפשרים עבודה הנדסית מקוונת,
לקביעת כלים רלבנטיים לצוות הנדסי העוסק בתכן מכאני, ומיפוי יכולות של כלי תוכנה
כאלו.
ג.
הגדרת מדדים שמאפיינים שיתוף הפעולה של צוות
הנדסי העוסק בתכן מכאני. יש לבדוק/לבחור את המדדים על בסיס סקר של ספרות העוסקת
בשיתוף פעולה, ועל בסיס ניסויים דומים שנעשו בתחום זה בעבר.
ד.
בדיקה של כלי תוכנה כ- ProjectLink של חברת PTC,
שמיועדת לעבודה משותפת של צוות מהנדסים באינטרנט. מודול התוכנה שיפותח יתבסס על
תכונות כלי תוכנה כזה.
ה.
כתיבת תוכנה לחיווי מצב
שיתוף הפעולה של צוות מכאני בעבודה באינטרנט, ועל בסיס כלי- תיב"ם והתהליכים
הגנריים של תכן מכאני. מודול התוכנה שיפותח יחווה את מדדי שיתוף הפעולה, שעליהם
יוחלט לאחר ביצועו הגדרת המדדים.
ו.
אופציונלי - תכן מערך
ניסוי: תכנון של "פרוייקט סינטטי" עבור צוות מהנדסים
(סטודנטים) מכאני, שיבוצע דרך האינטרנט. מטרת הניסוי היא למצוא היוריסטיקות- חוקי
אצבע למדידה איכותית של רמת שיתוף הפעולה של הצוות בעבודה על פרוייקט מכאני. המטרה
היא אפיון איכותי ובהמשך כימות יחסי של המדדים למדד כולל לחיווי רמת שיתוף הפעולה,
ולא העמדתם במבחן סטטיסטי.
ז.
אופציונלי - ביצוע ניסויים: במידה וסקר
הספרות לא יאפשר קביעה ישירה של מדדים יבוצעו ניסויים, שמטרתם מציאת חוקיות כלשהי
בעבודת צוות מכאני. לחליפין, ייתכן מצב בו ישמשו הניסויים לאשרור מדדים שיימצאו
בספרות. מן הניסויים תיעשה הערכה מהם הגורמים המשפיעים על רמת שיתוף
הפעולה של הצוות, ובדיקה של מתאם השפעת שיתוף הפעולה – על בסיס המדדים שנבחרו – על
ביצועי הצוות (איכות העבודה שבוצעה).
5. הפתרון הנבחר לבעיה
א.
התמקדות בתכן קונספטואלי מתוך כלל תהליך
התכן המכאני לבחינת שיתוף הפעולה
ב.
בחירת מדדים לאפיון שיתוף פעולה בצוות הנדסי
מכאני על בסיס סקר ספרות
ג.
תכנון מערך ניסוי למדידת שיתוף פעולה על
בסיס המדדים שנבחרו
ד.
ביצוע ניסוי (פרוייקטון) לאישוש המדדים,
ע"ס מציאת מתאם עם איכות הפרוייקטון
ה.
פיתוח מודול תוכנה למדידת שיתוף הפעולה
בצוות הנדסי מכאני
א.
התמקדות בתכן קונספטואלי:
ההתמקדות
בתכן קונספטואלי נובעת מן השיקולים הבאים:
v
זהו שלב שיכיל שילוב של
מהנדסים ועובדים רבים מדיסציפלינות שונות
v
זהו השלב בתהליך התכן המכאני
שידרוש את מירב שיתוף הפעולה
v
זהו שלב שניתן למדל באופן
פשוט יחסי לעבודה בכלל, ובתוכנה בפרט
ב. בחירת מדדים לאפיון שיתוף פעולה
מדדים
לשיתוף פעולה ניתן לבחון על פי התכונות הבאות: תדירות התקשורת ותוכן התקשורת. את
המדדים שנבחרו לאפיון שיתוף הפעולה ניתן לחלק לשני סוגים עיקריים: מדדים
"חזקים" ומדדים "חלשים". מדדים "חזקים" הם מדדים
שנמצאו בספרות, ומאפיינים שיתוף פעולה. מדדים "חלשים" הם מדדים שנבחנו
בפרוייקט זה כדי לבדוק האם גם בהם ניתן למצוא מתאם בין המדד הנבחן לבין איכות העבודה
הסופית. לאחר אפיון המדדים, ייעשה ניסיון לכמת אותם למדד יחיד, כדי לקבל הערכה
כוללת של מצב שיתוף הפעולה בצוות.
המדדים ה"חזקים"
שנבחנו בפרוייקט זה הינם:
v
תדירות התקשורת – זמן
העבודה הכולל מחולק במספר ההודעות שנשלחו
v
זמן תגובה לשאלה –
ממוצע הזמן שעובר בין שאילת שאלה לקבלת תשובה
v
אסרטיביות – הנכונות להעיר ולתקן
טעויות של אחרים – ומכאן, בהקשר מכאני: סכום המארקאפים שיתבקשו חברי צוות לבצע בעת
העבודה, כפי שנתבקשו בידי חברי הצוות
v
יצירתיות – מספר הקונספטים שפותח הוא מדד ליצירתיות הצוות
המדדים
ה"חלשים" שנבחנו בפרוייקט זה הינם:
v
ממוצע המילים בהודעה –
בדקנו האם מדד זה משפיע על שיתוף הפעולה בצוות
v
ממוצע הקבצים המצורפים להודעה –
בדקנו האם מדד זה משפיע על שיתוף הפעולה בצוות
השאלה
המתבקשת היא, מה התועלת בחיווי- המדדים, וכן כיצד ניתן להעריך את החשיבות היחסית
של כל אחד מהם לשיתוף הפעולה בצוות. חיווי המדדים אנלוגי ללוח השעונים ברכב – כל
מדד מחווה מאפיין של שיתוף פעולה. השימוש בחיווי המדדים דומה לשימוש בנוריות
האזהרה בלוח השעונים – ניתן לדעת שיש בעיה, אך קשה לדעת מה הסיבה לה.
הערכת
החשיבות של כל מדד תוכל להיעשות רק לאחר צבירת ניסיון. הערכה כזו אנלוגית להערכה
שנעשית בתחרות יופי – השופטים בתחרות גיבשו מדיניות הערכה לכל אחת מן התכונות של
המועמדות שבפניהן, הערכה שהיא תוצאה של צבירת ניסיון בתחרויות קודמות.
ג. תכנון מערך
ניסוי למדידת שיתוף פעולה
תיאור
מפורט של מהלך הניסוי (שייקרא "פרוייקטון") מופיע בפרק 4, ואביא כאן את עיקריו:
- מטרת הניסוי: לנסות למצוא מתאם בין המדדים לשיתוף פעולה כפי שהוגדרו, לבין תוצאות איכות העבודה שנעשתה בניסוי. איכות העבודה תתבסס על הערכת תוצרי התכן שיוגשו לבדיקה ולהערכה בתום הניסוי.
- תיאור הניסוי: צוות של שלושה סטודנטים ישתף פעולה באמצעות האינטרנט בלבד, לצורך תכנון קונספטואלי של רובוט, בשיטה של בחירת חלפים מתוך בנק חלפים קיים, תכנון מידות גיאומטריות כלליות, ותכנון קונפיגורציה של החלפים בתוך הרובוט.
- מהלך הניסוי: בשלב הראשון, הסטודנטים בצוות ייצרו קונספטים אפשריים לרובוט ; בשלב השני, יעריכו את הקונספטים שפותחו באופן איכותי ; בשלב השלישי, יעריכו את הקונספטים שפותחו באופן כמותי ; בשלב הרביעי, יפיקו תוצרי- תכן הקשורים לקונספט שנבחר כקונספט הטוב ביותר, על בסיס ההערכה שנעשתה (בשיטת AHP).
- הציפייה מן הניסוי: למצוא היוריסטיקות - חוקי אצבע למדידה איכותית של רמת שיתוף הפעולה של הצוות בעבודה על פרוייקט תכנוני בעל אופי מכאני. נצפה גם להסיק מסקנות לגבי החשיבות היחסית של כל אחד מן המדדים שנבחרו, בהסתמך על המתאם שבין כל מדד שנבחן לבין איכות העבודה שהתבצעה בפועל, על בסיס הערכת תוצרי התכן.
ד. ביצוע ניסוי
(פרוייקטון)
בביצוע
הפרוייקטון השתתפו 24 סטודנטים בקורס "מבוא לרובוטיקה", בהוראתו של
ד"ר עמירם מושיוב. הסטודנטים חולקו לשמונה צוותי עבודה. הסטודנטים לא היו
מודעים למדדים שנבחן, ולכך שאנו מחפשים את המתאם שבין איכות שיתוף הפעולה לאיכות
העבודה של הצוות.
בין
הגורמים העיקריים הנוספים שמשפיעים על ביצועי צוות, פרט לשיתוף פעולה, ניתן למנות:
רמת ידע אישית של חברי הצוות, מוטיבציה, המשאבים העומדים לרשות הצוות. כדי
ל"רכך" את השפעתה של איכות הצוות, נבנו צוותים בעלי רמת ציונים אקדמית
ממוצעת, פרט לצוות יחיד שהיה בעל רמה גבוהה מן האחרים. המוטיבציה של הצוותים הייתה
זהה, כי ביצוע הפרוייקטון הקנה בונוס לציון הקורס. המשאבים שעמדו לידי כל צוות היו
שווים (דואר אלקטרוני, תוכנת Excel ותוכנת "וורד"), וגם זמינותם.
בתאריך 23
באפריל (2002) הצגתי בפני הסטודנטים בקורס הרצאה במצגת בת שלוש שעות, שהכילה את כל
המידע הדרוש להם לביצוע הפרוייקטון, שכלל הנחיות ורקע תיאורטי לביצוע הפרוייקטון,
וכן רקע תיאורטי על תהליך התכן ההנדסי. הפרוייקטון בוצע על ידי הסטודנטים בתקופה
שבין 24 באפריל ל- 1 במאי. בתקופה זו שימשתי כמדריך, ועקבתי אחר התנהלות הצוותים
כדי לאתר תקלות אפשריות ולתקן אותן. לאחר שהסתיימה העבודה ריכזתי את תוצרי התכן,
שנמסרו להערכה לצורך מתן ציון, והתחלתי בניתוח שיתוף הפעולה של הצוותים, שכלל
איסוף הודעות התקשורת, עריכת ארכיון תקשורת לכל צוות, שיאפשר ניתוח נוסף בעתיד,
וקריאת 173 הודעות דוא"ל לצורך עיבוד המדדים הדרושים. סיכום המסקנות מופיע בסעיף 1.6.
ה.
פיתוח מודול תוכנה למדידת שיתוף הפעולה
בפרוייקט
פותח מודול תוכנה בג'אווה, שמאפשר שיתוף פעולה של שלושה בעלי תפקידים דרך
האינטרנט. מודול התוכנה הוא שלושה דפי אינטרנט אישיים,שמאפשרים שליחת הודעות
באינטרנט, וצורתו כשל אתר אינטרנט, שבאמצעותו מתבצע שיתוף הפעולה של חברי הצוות.
מודול התוכנה ניתן להרחבה (סעיף 7.3.1) לשיתוף
בעלי- תפקידים נוספים. ניתן גם להוסיף מדדים נוספים למודול התוכנה בעתיד, באופן
פשוט ומהיר.
כל
המידע התקשורתי שנשלח בצוות נשמר במודול. המודול מחשב את המדדים שצוינו לעיל,
ומציגם בעת העבודה, בזמן אמת. במודול התוכנה מתאפשר שיתוף פעולה מכל סוג שהוא,
והתכונות שנוספו לו מתמקדות במדידת שיתוף פעולה של צוות הנדסי מכאני.
ממשק
המשתמש מוראה בתמונה משמאל: המשתמש מגדיר נמען להודעה (מהנדס / מנהל), ומוסיף את
כתובת הדוא"ל שלו. לאחר מכן הוא מציין את סוג ההודעה הנשלחת: שאלה, תשובה
לשאלה, או הודעה רגילה. אחר כך יש להקליד את תוכן ההודעה. הזמן בו נשלחה ההודעה
נשמר במודול, ומנתונים אלו יחושבו תדירות התקשורת, זמן התגובה לשאלה, ממוצע
המילים.
המשתמש יציין את מספר המארקאפים
שביצע, וכן את מספר הקבצים שצירף. מנתונים אלו יחושב סכום המארקאפים הכולל וממוצע
הקבצים המצורפים. ממשק המשתמש פשוט וידידותי לשימוש.
הצגת המידע
אודות שיתוף הפעולה בצוות מוראה בתמונה התחתונה משמאל:
1. תדירות
התקשורת; 2. זמן התגובה לשאלה; 3. מצב ההודעות בצוות:
כמות השאלות, התשובות וההודעות הרגילות שנשלחו. הצגת הנתונים באופן כזה מאפשרת
למנהל הפרוייקט לדעת את מצב ההודעות בצוות; 4. סכום המארקאפים ; 5. ממוצע המילים להודעה; 6. ממוצע הקבצים להודעה. בסעיף
7.5 מוצגת ומודגמת התנהלות התקשורת בצוות, שכוללת את המידע אודות ההודעות
שנשלחו בצוות, ופירוט נתוני שיתוף הפעולה של הצוות, כפי שהובאו בפסקה זו.
6. תוצאות, מסקנות והמלצות לעתיד
א. התמקדות בתכן קונספטואלי: בחינת שיתוף הפעולה בתכן קונספטואלי הוכחה כמוצלחת, משום שהסטודנטים שביצעו אותו דיווחו שהפלטפורמה שנבחרה לביצוע על הניסוי (גיליון Excel) הייתה פשוטה ליישום ולביצוע בדואר אלקטרוני.
ב. בחירת המדדים וכימותם: בניסוי נמצא מתאם בין שיתוף פעולה לאיכות ביצועי הצוות. פירוט מלא של המסקנות אודות המדדים מופיע בסעיף 5.8, ועיקרן הוא: המדדים ה"חזקים" – "תדירות התקשורת", "זמן תגובה", ו"אסרטיביות" משקפים באופן ניכר את איכות העבודה; לא ניתן היה להסיק מסקנות חד משמעיות על מדד "יצירתיות". ניתוח המדדים ה"חלשים" לא הניב מסקנות משמעותיות. להערכתי כימות המדדים למדד אחד כולל שיחווה את מצב שיתוף הפעולה עשוי להיות לא יעיל, כיוון שהמדדים בלתי תלויים, וכימותם למדד יחיד עשוי לבטל מגמות סותרות בבחינת שיתוף הפעולה.
ג. תכנון מערך ניסוי (פרוייקטון): המסקנות העיקריות מתכנון הפרוייקטון הן המלצה להאריך את פרק הזמן המוקדש לכל שלב, מיום אחד למספר ימים בודדים, כדי לאפשר נגישות זהה לאינטרנט לסטודנטים שייטלו בו חלק.
ד. פיתוח מודול תוכנה: מודול התוכנה שנכתב עונה על כל הדרישות שהוגדרו, שעיקרן הן להוות פלטפורמה לשיתוף פעולה, ולתת חיווי בזמן אמת של מצב שיתוף הפעולה בצוות.
סיכום הפרוייקט: האפשרות ליישום הפרוייקט בכלי תוכנה קיימים, סקירת כדאיות כלכלית של יישום הפרוייקט והמלצות להמשך העבודה בשנים הבאות מופיעים בפרק 8. במשוב שהתקבל ממזמין העבודה נמסר לי שהעבודה בוצעה לשביעות רצונו המלאה, והיא תוכל לשמש כתשתית לצורך הוראה של תכן הנדסי ולצורכי מחקר עתידי. בנוסף, על בסיס עבודתי מוגש מאמר לכנס שמזמין העבודה ישתתף בו בחודש יולי הקרוב – טיוטה ראשונית של המאמר מצורפת כנספח G.