3 Jak specifikovat inovační potřeby podnikatelského

InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
3 Jak specifikovat inovační potřeby podnikatelského problému
3.1 Metoda černé skříňky
Klíčová slova:
Černá skříňka, Strategie testování, Třídy ekvivalence, Okrajová hodnota, Testování,
Rozhodovací tabulky
Cíl studia
V tomto modulu najdete informace o užitečném nástroji, který může být používán pro
hodnocení inovačních procesů a manažerských problémů – metodě černé skříňky.
Tato metoda souvisí s modulem 5.1 - „Rozhodovací proces“. Seznámíte se také
s obecným přístupem k použití tohoto nástroje v praxi.
Po prostudování této komponenty budete umět odpovědět na otázky:
-
Co je metoda černé skříňky?
-
Co nám tato metoda může přinést?
-
K čemu se používá?
-
Jak ji lze použít v MSP?
Abyste se s metodou blíže seznámili, na konci uvedeme několik případových studií.
K prostudování tohoto modulu potřebujete asi 1 hodinu.
Úvod
Tento modul se zabývá specifickou metodou, nazývanou
„metoda černé skříňky“. Tuto metodu můžeme použít při
zkoumání dynamických manažerských systémů
sledováním jejich vstupů a výstupů, přičemž se
nezajímáme o jejich vnitřní strukturu.
Jako příklad můžeme uvést finanční audit podniku, který
končí vydáním finanční zprávy. Sledování finančních
výkazů v podniku je náročný proces, při němž se vychází
z počátečních dat a sleduje se vývoj finančních toků až
ke konečným hodnotám (výstupům), aniž se zabýváme
tím, co se děje v „černé skříňce“, která tyto toky vytváří.
Důležité je, že nakonec získáme hodnocení správnosti
finančních výkazů.
© InnoSkills
1/10
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
Vysvětlíme metodu černé skříňky na následujících příkladech:
1. Předpokládejme, že sedíte před počítačem a vyhledáváte na internetu informace, které
potřebujete pro svou práci. Při tom používáte různé prohledávače 1 a klíčová slova.
Pokud použijete dva různé prohledávače, dostanete dva různé výpisy zdrojů, i když
použijete stejná klíčová slova. Na základě zkušenosti můžete ocenit kvalitu výstupů a
nezajímají vás detaily procesu, jaký byly tyto výstupy získány (např. jaké algoritmy
používá Gogole).
2. V mnoha podnicích je prodej a marketing „černou skříňkou“, na jejímž vstupu je
výrobek a výstupem jsou zákazníci. Pokud chceme zvýšit počet zákazníků, posílíme
vstupy. Ale jak to vlastně funguje? Co by měl manažer dělat, aby se zvýšil obrat?
Jde o příklady, se kterými se běžně setkáváte, černá skříňka tedy pro vás není neznámým
pojmem. V dalším textu najdete teoretické vysvětlení tohoto konceptu.
3.1.1 Co je metoda černé skříňky
Černá skříňka je jakýkoliv systém, proces nebo zařízení, jehož vnitřní fungování
uživatel nerozumí nebo ho nezajímá. Metoda černé skříňky je jednoduchým, ale
účinným nástrojem řešení složitých problémů. Její hlavní výhodou je to, že jasně
rozlišuje mezi:
-
vstupy (nebo zdroji)
-
výstupy (požadovanými cíli)
Obecná struktura černé skříňky je zobrazena na Obrázku 1:
Obrázek 1: Model černé skříňky
Máme tedy vstup, černou skříňku a výstup.
1.
2.
3.
Vstup (zdroje) - to, co do systému vkládáme,
-
Černá skříňka – v ní mohou probíhat složité a tajemné proces, ty nás ale
nezajímají,
Výstupy (požadované cíle) – to, čeho chceme dosáhnout.
Bohužel je tu ještě jeden faktor, kterým jsme se dosud nezabývali, a to je prostředí.
Potřebujeme o něm vědět, jak ovlivňuje transformaci vstupů na výstupy, jak ovlivňuje
Vyhledávač je “systém vyhledávání informací, který pomáhá nalézt informace uložené ve výpočetním systému”
– zdroj http://en.wikipedia.org/wiki/SMART_Information_Retrieval_System, viewed: 20-th July, 2008
1
© InnoSkills
2/10
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
úspěšnost procesu, jaké nepředvídatelné události mohou ovlivnit výsledky, atd.
Prostředí může mít na chování černé skříňky velký vliv.
Mohli bychom samozřejmě prostředí „vložit“ do černé skříňky, ale ta by se postupně
stávala tak složitou, že bychom nemohli dělat žádné smysluplné závěry o jejích
funkcích. Při implementaci metodologie černé skříňky musíme tedy prostředí od černé skříňky
izolovat, to znamená, že musíme předpokládat jednoznačně určené vazby mezi vstupy a
výstupy (viz Obrázek 2).
Prostředí
Výstupy
Vstupy
Obrázek 2: Model černé skříňky včetně prostředí
Stanovení rozhraní mezi systémem a jeho okolím je často nejsložitějším krokem analýzy a
obvykle závisí na síle vazeb mezi elementy.
3.1.2 Proč a kde použít metodu černé skříňky?
Metoda černé skříňky nám pomůže odhalit logické vazby mezi vstupy a výstupy. Užívají ji
inženýři, výrobci, projektoví manažeři, výzkumníci i statistici.
Inženýr ve výrobě zkoumá výrobní proces na základě pozorování a měření.
Projektový manažer se může na černou skříňku dívat ze tří hledisek: produkt, náklady a
trvání, což jsou pro něj tři základní parametry.
Výzkum často hledá model zkoumaného systému na základě statistického zpracování
naměřených hodnot vstupů a výstupů.
3.1.3 Jak použít metodu černé skříňky?
Příklad vyhledávání na internetu se zabývá situací, o které leccos víme (od přátel,
z knih, z vlastní zkušenosti). Těchto znalostí můžeme využit pro vytvoření modelu,
který budeme pro vyhledávání úspěšně využívat.
Co když nemáme žádné předběžné znalosti? Pak musíme model a k tomu potřebujeme:
-
popsat, jak se vstupy transformují na výstupy, nebo
-
vytvořit podrobnější model na základě toho, co víme o vnitřním fungování systému.
Při tvorbě modelu musíme najít odezvu systému na vstupy. Musíme tedy poskytnout vstup,
odečíst výstup a tento proces opakovat pro různé vstupy.
© InnoSkills
3/10
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
Je zřejmé, že může existovat nekonečné množství vstupních hodnot. S rostoucím počtem
vstupů se stává složitější jejich kombinace a odečítání výstupů. Jak máme postupovat?
Potřebujeme strategii testování.
Jaký je cíl testování metodou černé skříňky?
Cílem je popsat systém tak, že ho můžeme používat, i když nevíme, jak funguje (chci-li se
dívat na televizi, stačí, když vím, jak zacházet s ovladačem. Co se děje „v bedně“ mě
nezajímá).
Podívejme se na příklad ze školy:
Učitelka matematiky dá dětem test. Ví, že:
-
děti znají celá čísla do 100,
-
znají pouze kladná čísla,
-
zatím umí jen sčítat a odčítat čísla v tomto rozsahu.
Co se stane, když učitelka zadá následující úlohy:
1. 32+66=?
2. 65-22=?
3. 43-67=?
4. 88+90=?
Pro děti to bude obtížný problém. Většina z nich pravděpodobně vyřeší první dva příklady,
další dva jsou zatím za hranicemi jejich znalostí (i když se samozřejmě ve třídě mohou
vyskytnou výjimeční žáci, kteří to dokáží 2).
Jaký bude výsledek příkladů 3 a 4?
Odpověď je jednoduchá: náhodný. Žáci používají metody, které znají. Pokud narazí na
problém, jehož metodu řešení neznají, pak nemůžeme očekávat žádnou smysluplnou
odpověď.
Tento příklad nás vede k závěru, že musíme znát rozsah vstupních hodnot, pro něž se černá
skříňka chová rozumně, a mimo ně se chová nepředvídatelně.
A co prostředí?
Výsledky testu budou záviste na době, kdy byl proveden (některým z nás to brzy po
ránu moc nemyslí), na místnosti, osobní náladě apod. (to je prostředí), ale pokud jsou
žáci ve stejné třídě a podmínky jsou pro všechny stejné (což zřejmě těžko bude platit
pro osobní náladu), můžeme očekávat, že prostředí ovlivní všechny stejně. A můžeme
PŘEDPOKLÁDAT (ale pouze předpokládat), že rozdíly mezi žáky závisí pouze na tom,
co umí (jaká je jejich „černá skříňka“).
http://de.wikipedia.org/wiki/Carl_Friedrich_Gau%C3%9F – přečtěte si historku o mladém Carlu Gaussovi v
hodinách matematiky, viewed: 20-th July, 2008
2
© InnoSkills
4/10
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
Vraťme se nyní ke strategii použití černé skříňky podrobněji.
3.1.4. Případové studie
3.1.4.1 Rozdělení na třídy ekvivalence
Rozdělení na třídy ekvivalence je specifickou strategií testování objektu s pomocí metody
černé skříňky. Původně byla vyvinuta pro testování softwaru 3.
Tuto metodu můžeme používat před zavedením inovace tak, že modelujeme chování
produktů nebo procesů, zadáváme vstupy, pozorujeme výstupy a analyzujeme vztahy mezi
nimi (Obr. 2).
Jaké jsou kroky?
Oblast vstupů rozdělíme do konečného počtu rozsahů (tříd ekvivalence), které jsou ve vztahu
k výstupům platné nebo neplatné. Platný vstup je systémem přijat a zpracován, při neplatném
vstupu je odezvou systému varování.
Vzpomeňte si, že musíme najít výstup pro každý vstup, abychom mohli popsat, jak systém
funguje.
Strategie rozdělení na třídy ekvivalence minimalizuje počet testů, protože za předpokladu, že
se všechny elementy této třídy chovají stejně, stačí vybrat z každé třídy ekvivalence jednoho
reprezentanta. Pokud např. jedna hodnota z třídy ekvivalence je neplatná (vybudí varování),
pak se všechny ostatní hodnoty z této třídy budou chovat stejně. Totéž platí pro třídy platných
hodnot.
Příklad:
Představme si inovativní výrobní linku, kterou podnik chce zavést. Pro jednoduchost
vycházejme z následujících předpokladů:
-
Vstupy jsou ceny surovin v rozsahu 100 až 10,000 EUR.
-
Výstupem černé skříňky je buď růst nebo pokles prodeje. To je to, co zajímá manažery.
-
Nezajímají nás podrobnosti o výrobní lince, zkušenosti obsluhy, planých předpisech
apod.
-
Zajímá nás pouze výstup – budeme mít zisk nebo ne?
Chceme tedy monitorovat vliv vstupů na výstupy. Jak to uděláme? Budeme testovat černou
skříňku – zadávat vstupy a monitorovat výstupy. Zřejmě nemůžeme testovat všechny možné
vstupy (při rozlišení 1 EUR bychom museli provést 9 900 testů).
Rozdělíme tedy vstupy do tří tříd ekvivalence:
3
-
Pokud je cena surovin menší než 100 EUR, jde o neplatný rozsah (pokles prodeje).
-
Ceny mezi 100 a 10,000 EUR jsou platným rozsahem (růst prodeje).
-
Ceny nad 10,000 EUR jsou opět neplatným rozsahem (pokles prodeje).
http://en.wikipedia.org/wiki/Equivalence_partitioning, viewed: 20-th July, 2008
© InnoSkills
5/10
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
A nyní stačí provést tři testy:
1. pro cenu nižší než 100 EUR (první neplatný rozsah),
2. pro cenu v rozsahu 100 – 10,000 EUR (platný rozsah),
3. pro cenu vyšší než 10,000 EUR (druhý neplatný rozsah),
a monitorovat výstup.
-
pokud v případě 1 prodej klesá, je jisté, že bude výsledek stejný pro všechny hodnoty
z této třídy ekvivalence (cena menší než 100 EUR);
-
pokud v případě 2 prodej roste, je jisté, že bude výsledek stejný pro všechny hodnoty
z této třídy ekvivalence (cena mezi 100 a 10000 EUR)
-
pokud v případě 3 prodej klesá, je jisté, že bude výsledek stejný pro všechny hodnoty
z této třídy ekvivalence (cena vyšší než 10000 EUR)
Místo 9900 testů tedy stačí provést tři testy, abychom věděli, jaký bude výsledek.
Je třeba poznamenat, že tento přístup vyžaduje dobrou znalost chování „černé skříňky“, jejích
vstupů a výstupů a vztahů mezi nimi (černá skříňka tedy nemůže být úplně černá, musí být do
určité míry průhledná). Jinak můžete snadno definovat třídy ekvivalence nesprávně a
výsledky vašich analýz budou zavádějící. Ve výše uvedeném případě musíte dobře znát své
trhy, abyste mohli stanovit okrajové body tříd ekvivalence, to je stanovit mezní hodnoty, při
nichž budou prodeje růst nebo klesat. Analýza okrajových hodnot, popsaná v následujícím
textu, vám může pomoci potvrdit nebo vyvrátit vaše počáteční předpoklady.
Prosíme, pokuste se během několika minut prezentovat případovou studii použití
rozdělení na třídy ekvivalence ve vašem podniku. Doporučení:
1. Definujte provozní proces podniku.
2. Určete vstupy a výstupy.
3. Určete třídy ekvivalence (platné - neplatné vstupy)
4. Určete potřebný počet testů.
3.1.4.2 Analýza okrajových hodnot
Analýzu okrajových hodnot lze považovat za rozšíření metody rozdělení na třídy ekvivalence.
Zabývá se testováním se vstupními hodnotami, které leží blízko mezních hodnot tříd
ekvivalence.
Příklad:
Vraťme se k příkladu uvedenému v 3.1.4.1. Budou nás zajímat hodnoty blízko okrajových
hodnot 100 a 10000 EUR, budeme tedy monitorovat výstup (růst nebo pokles prodeje) pro
následující případy:
-
99 a 101 EUR
-
9999 a 10001 EUR
© InnoSkills
6/10
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
Tímto způsobem ověříme citlivost výstupů na malé změny vstupních hodnot.
Prosíme, pokuste se během několika minut navrhnout použití analýzy okrajových
hodnot ve vašem podniku. Doporučení:
1. Definujte rozsahy vstupů.
2. Určete výstupy.
3. Určete potřebné testy.
3.1.4.3 Konstrukce rozhodovací tabulky a testování
Tato metoda je používána v případech, kdy je množina vstupních a výstupních hodnot
omezená (např. ano – ne, pravda – nepravda). Akce, tj. chování objektů nebo procesů, jsou
pospány ve formě tabulky – viz příklad, Tabulka 1:
Pravidla
Podmínka 1
Podmínky
...
Podmínka n
Akce 1
Akce
...
Akce m
Tabulka 1: Rozhodovací tabulka pro metodu černé skříňky
Ve sloupcích rozhodovací tabulky jsou uvedena pravidla popisující všechny možné testové
situace. Předpokládáme, že vstupy jsou vzájemně nezávislé. Výstupy jsou závislé na
pravidlech a jsou definovány uživatelem, např. „Pokud je splněna PODMÍNKA 1 A
PODMÍNKA 2, pak se provede AKCE 1“, atd. Podmínky je možné spojovat logickými
operátory Booleovy algebry A, NEBO apod. 4
Počet pravidel závisí na počtu podmínek a použitých kombinací logických spojek.
4
http://en.wikipedia.org/wiki/Boolean_algebra_(logic), viewed: 20-th July, 2008
© InnoSkills
7/10
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
Příklad 5:
Pro diagnostiku problémů s tiskárnou na základě popisu příznaků, získaných od klienta
telefonicky, může být použita následující rozhodovací tabulka.
Problémy s tiskárnou
Pravidla
8 7 6 5 4 3 2 1
Tiskárna netiskne
A A A A N N N N
Podmínky Svítí červené světlo
A A N N A A N N
Tiskárna není rozpoznána
A N A N A N A N
Zkontrolujte přívodní kabel
Akce
X
Zkontrolujte propojovací kabel mezi tiskárnou a
počítačem
X
X
Zkontrolujte, zda je nainstalován ovladač tiskárny
X
X
Zkontrolujte / vyměňte náplň (toner)
X X
Zkontrolujte, zda nedošlo k záseku papíru
X
X
X
X X
X
Tabulka 2: Příklad rozhodovací tabulky (A = ANO, N = NE)
Vysvětlíme si použití Tabulky 2 pro několik případů. Postupujme podle pravidel zprava doleva:
5
-
Kombinace 1: Pokud “ Tiskárna netiskne (N)“ a “ Svítí červené světlo (N)“ a “Tiskárna
není rozpoznána (N)“, pak se neprovede žádná akce.
-
Kombinace 2: Pokud “ Tiskárna netiskne (N)“ a “ Svítí červené světlo (N)“ a “Tiskárna
není rozpoznána (A“, pak se provede akce „Zkontrolujte, zda je nainstalován ovladač
tiskárny“
-
Pro kombinaci 3 je předepsána 1 akce, pro kombinaci 4 se provedou 2 akce, atd.
http://www.answers.com/topic/decision-table?cat=technology
© InnoSkills
8/10
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
Prosíme, věnujte několik minut formulaci konceptu technologické inovace vytvořené
spojením několika inovativních námětů. Doplňte rozhodovací tabulku pro testování
tohoto konceptu.
Inovační koncept
Pravidla
A A A A N N N N
Podmínky
A A N N A A N N
A N A N A N A N
Akce
Tabulka 3: Rozhodovací tabulka
Návod:
Podmínky:
Zavedení nových energeticky účinných zdrojů
– ANO nebo NE
Recyklace
– ANO nebo NE
Implementace IT
– ANO nebo NE
Akce (výstupy): Intenzivní využití netradičních zdrojů energie, nákladný výzkum a vývoj
(VaV)
Hlavním cílem tohoto modulu bylo seznámení s metodou černé skříňky, která
soustřeďuje pozornost uživatele na samotnou podstatu problému, aniž ztrácí čas
snahou o pochopení možných složitých příčin. Zde uvedené příklady použití metody
černé skříňky samozřejmě nejsou vyčerpávající, další informace a příklady můžete najít
v literatuře uvedené v sekci Bibliografie.
© InnoSkills
9/10
InnoSkills – Inovační dovednosti pro MSP
3.1Metoda černé skříňky
BIBLIOGRAFIE
Makedonska et al (1997): Concurrency and company management, TU-Varna
Wikipedia- the free encyclopaedia, Wikemedia Foundations Inc, USA
http://en.wikipedia.org/wiki/Black_box_testing; viewed: 20-th July, 2008
Wikipedia- the free encyclopaedia, Wikemedia Foundations Inc, USA
http://en.wikipedia.org/wiki/Boolean_algebra_(logic); viewed: 20-th July, 2008
Answers Corporation
http://www.answers.com/topic/decision-table?cat=technology; viewed: 20-th July, 2008
Wikipedia- the free encyclopaedia, Wikemedia Foundations Inc, USA
http://en.wikipedia.org/wiki/Equivalence_partitioning; viewed: 20-th July, 2008
Další zdroje
Myers, Margaret, (2004), A First Systems Book: Technology and Management Edition: 2nd,
World Scientific Pub Co Inc
Webové stránky
http://www.informatik.uni-bremen.de/uniform/gdpa_d/methods/m-bbtd.htm - zde najdete
příklad použití metody černé skříňky v softwarovém inženýrství, viewed: 2-nd July, 2008
http://www.hi.is/~joner/eaps/y3_16047.htm Black Box approach: an eye-opener in innovation
work – Zde najdete základní definice a odkazy na informace o metodě černé skříňky, viewed:
14-th July, 2008
http://www.ejbrm.com/vol4/v4-i1/Van_Staaden_Lubbe.pdf - Výběr a hodnocení softwaru,
viewed: 2-nd July, 2008
http://www.maxwideman.com/pmglossary/index.htm , viewed: 20-th July, 2008
SLOVNÍČEK
Prostředí – vnější podmínky, zdroje, podněty atd., s kterými objekt interaguje.
Model – vzor, plán, reprezentace (zvláště zmenšená) nebo popis, který ukazuje, jak objekt,
systém funguje.
© InnoSkills
10/10