Technische Produktgestaltung - Exam

Aufgabe 1)

Du bist Teil des Entwicklungsteams für ein neues technisches Produkt. Dein Team hat den Auftrag, ein fortschrittliches Sensorgerät für die Agrarwirtschaft zu entwickeln. Dieses Gerät soll in der Lage sein, Bodenfeuchtigkeit und -temperatur präzise zu messen und drahtlos Daten an eine zentrale Datenbank zu übermitteln. Auf Basis der Einführung in die Produktanforderungen und Spezifikationen sollst Du sicherstellen, dass das Gerät den Kundenbedürfnissen gerecht wird.

a)

Erstelle eine detaillierte Liste der Produktanforderungen für das Sensorgerät. Berücksichtige dabei Funktionen wie Messgenauigkeit, Datentransfer, Energieverbrauch und Wetterbeständigkeit.

Lösung:

Detaillierte Liste der Produktanforderungen für das Sensorgerät

• Messgenauigkeit:
  • Die Bodenfeuchtigkeit sollte mit einer Genauigkeit von ±2% gemessen werden können.
  • Die Bodentemperatur sollte mit einer Genauigkeit von ±0,5°C gemessen werden können.
• Datentransfer:
  • Das Gerät sollte drahtlos mittels Wi-Fi oder LTE Daten an eine zentrale Datenbank übertragen können.
  • Die Datenübertragungsrate sollte mindestens 1 MB/s betragen, um sicherzustellen, dass große Datenmengen schnell und zuverlässig übertragen werden.
  • Eine Übertragung der Daten in regelmäßigen Intervallen, z.B. alle 30 Minuten, sollte konfigurierbar sein.
• Energieverbrauch:
  • Das Gerät sollte über eine langlebige Batterie verfügen, die mindestens 6 Monate ohne Aufladung hält.
  • Optional kann das Gerät mit einer Solarzelle ausgestattet sein, um den Energieverbrauch nachhaltig zu gestalten.
  • Das Gerät sollte im Standby-Modus minimalen Stromverbrauch haben.
• Wetterbeständigkeit:
  • Das Gerät sollte wasserdicht und wetterfest sein, um den Einsatz unter allen Witterungsbedingungen zu gewährleisten (mindestens IP67-Zertifizierung).
  • Es sollte Temperaturen von -20°C bis +50°C standhalten können.
• Robustheit:
  • Das Gehäuse sollte stoßfest und aus robustem Material gefertigt sein, um Belastungen durch Maschinen oder Fahrzeuge auf dem Feld standzuhalten.
• Benutzerfreundlichkeit:
  • Das Gerät sollte einfach zu installieren und zu warten sein.
  • Eine benutzerfreundliche mobile App oder Web-Oberfläche für die Konfiguration und Überwachung der Sensoren sollte bereitgestellt werden.
• Datenverarbeitung:
  • Das Gerät sollte lokale Datenverarbeitung unterstützen, um Echtzeit-Feedback zu ermöglichen.
  • Die Daten sollten sicher verschlüsselt und gesichert werden, um Datenschutzanforderungen zu erfüllen.

b)

Dokumentiere die Spezifikationen für das Sensorgerät. Gehe insbesondere auf die technischen Beschreibungen, Maße, Toleranzen und verwendeten Materialien ein. Erkläre, wie Du sicherstellen würdest, dass diese Spezifikationen erfüllt werden.

Lösung:

Spezifikationen für das Sensorgerät

• Technische Beschreibungen:
  • Messungen:Bodenfeuchtigkeit: Bereich von 0% bis 100% mit einer Genauigkeit von ±2%.Bodentemperatur: Bereich von -20°C bis +50°C mit einer Genauigkeit von ±0,5°C.
  • Datentransfer:Drahtlose Kommunikation über Wi-Fi (IEEE 802.11b/g/n) oder LTE (4G).Datenübertragungsrate: mindestens 1 MB/s.Konfigurierbare Datenübertragungsintervalle: Standardintervall alle 30 Minuten.
  • Stromversorgung:Interne Batterie, die mindestens 6 Monate ohne Aufladung hält.Option für Solarzellenintegration zur Energiegewinnung.
• Maße und Toleranzen:
  • Gehäusemaße:Abmessungen: 10 cm x 5 cm x 2 cm (L x B x H).Toleranzen: ±0,2 cm in jeder Dimension.
  • Gewicht:Maximales Gewicht: 150 g.
• Verwendete Materialien:
  • Gehäuse:Material: Hochwertiger, stoßfester Kunststoff (z.B. ABS-Kunststoff).Klassifizierung: IP67 (staubdicht und gegen zeitweiliges Untertauchen in Wasser geschützt).
  • Sensorelemente:Material: Rostfreier Stahl und gehärtetes Glas für die Sensorausgänge.
  • Dichtungen und Isolierungen:Material: Silikon für Dichtungen und Polyurethan für Isolierungen.
• Sicherstellung der Spezifikationen:
  • Qualitätskontrolle:Einführung strenger Qualitätskontrolltests (QC) für jedes Bauteil und jeden Produktionsschritt.Regelmäßige Stichprobentests zur Überprüfung der Messgenauigkeit und der Konnektivität.
  • Prototypentests:Erstellung und Testen von Prototypen unter verschiedenen Umweltbedingungen, um die Wetterbeständigkeit zu überprüfen.Durchführung von Langzeittests zur Untersuchung der Batterielebensdauer und der Stabilität der Datenübertragung.
  • Materialprüfung:Verwendung von zertifizierten Materialien, die den spezifischen Anforderungen entsprechen.Regelmäßige Überprüfung der Materialqualität und Durchführung von Umweltbelastungstests.
  • Benutzerfeedback:Einholen von Rückmeldungen von Pilotanwendern, um kontinuierliche Verbesserungen am Design und an der Funktionalität vorzunehmen.

Aufgabe 2)

Schnellprototyping-Techniken wie 3D-Druck und CNC-Fräsen ermöglichen die schnelle Herstellung von physischen Modellen und Bauteilen anhand von digitalen 3D-Modellen. Diese Techniken werden hauptsächlich in der Produktentwicklung, Designverifikation und für Funktionsprototypen verwendet. Die verwendeten Materialien können unter anderem Kunststoffe, Metalle und Verbundstoffe sein. Während der 3D-Druck ein additives Verfahren darstellt, bei dem Material schichtweise aufgetragen wird, ist CNC-Fräsen ein subtraktives Verfahren, bei dem Material durch eine computergesteuerte Fräse entfernt wird. Beide Techniken zeichnen sich durch ihre Schnelligkeit und Flexibilität aus, da sie die Entwicklungszeit und -kosten erheblich reduzieren und die Herstellung komplexer Geometrien und Anpassungen ermöglichen.

a)

• Beschreibe den grundsätzlichen Unterschied zwischen additiven und subtraktiven Prototyping-Techniken.
• Führe mindestens zwei Vorteile des 3D-Druckverfahrens hinsichtlich der Flexibilität in der Produktentwicklung auf und erkläre, warum diese von Vorteil sind.
• Für ein Bauteil mit den Abmessungen 100 mm x 50 mm x 30 mm wird ein Prototyp sowohl im 3D-Druck als auch im CNC-Fräsen hergestellt. Schätze die Materialkosten und Produktionszeiten für beide Verfahren, wenn angenommen wird, dass im 3D-Druck 200 g PLA zu 20 €/kg und im CNC-Fräsen 500 g Aluminium zu 40 €/kg verwendet werden. Gehe dabei von einer Produktionszeit für den 3D-Druck von 4 Stunden zu 10 €/Stunde und für das CNC-Fräsen von 2 Stunden zu 15 €/Stunde aus.
• Erläutere, warum die Schnelligkeit und Flexibilität von Schnellprototyping-Techniken besonders in der frühen Phase der Produktentwicklung entscheidend sein können.

Lösung:

• Grundsätzlicher Unterschied zwischen additiven und subtraktiven Prototyping-Techniken: Additive Prototyping-Techniken, wie der 3D-Druck, fügen Material schichtweise hinzu, um ein Objekt zu erstellen. Im Gegensatz dazu entfernen subtraktive Prototyping-Techniken, wie das CNC-Fräsen, Material von einem Rohling, um die gewünschte Form zu erreichen.
• Zwei Vorteile des 3D-Druckverfahrens hinsichtlich der Flexibilität in der Produktentwicklung und ihre Vorteile:1. Komplexe Geometrien: Der 3D-Druck ermöglicht die Herstellung komplexer und detailreicher Geometrien, die mit traditionellen Methoden schwer realisierbar wären. Dies ist besonders vorteilhaft, da es Designern größere kreative Freiheiten gibt und innovative Produkte ermöglicht.2. Schnelle Iterationen: Durch die Möglichkeit, schnell und kostengünstig Prototypen herzustellen, erlaubt der 3D-Druck schnelle Designänderungen und -anpassungen. Das reduziert die Entwicklungszeiten erheblich und ermöglicht es, schneller auf Feedback und Marktanforderungen zu reagieren.
• Schätzung der Materialkosten und Produktionszeiten für 3D-Druck und CNC-Fräsen:
  • 3D-Druck: Material: 200 g PLA zu 20 €/kg Materialkosten: \(\frac{200 \text{g}}{1000 \text{g}}\times 20 \text{€/kg} = 4 €) Produktionszeit: 4 Stunden zu 10 €/Stunde Produktionskosten: 4 Stunden \(\times 10 \text{€/Stunde} = 40 €) Gesamtkosten: 4 € (Material) + 40 € (Produktion) = 44 €
  • CNC-Fräsen: Material: 500 g Aluminium zu 40 €/kg Materialkosten: \(\frac{500 \text{g}}{1000 \text{g}}\times 40 \text{€/kg} = 20 €) Produktionszeit: 2 Stunden zu 15 €/Stunde Produktionskosten: 2 Stunden \(\times 15 \text{€/Stunde} = 30 €) Gesamtkosten: 20 € (Material) + 30 € (Produktion) = 50 €
• Warum Schnelligkeit und Flexibilität von Schnellprototyping-Techniken in der frühen Phase der Produktentwicklung entscheidend sein können: Die frühe Phase der Produktentwicklung ist durch viele Tests, Änderungen und Anpassungen geprägt. Schnellprototyping-Techniken ermöglichen es, schnell funktionale Prototypen zu erstellen und Designideen iterativ zu testen. Dies verkürzt die Entwicklungszyklen erheblich und erlaubt es, schneller auf Designfehler und Kundenfeedback zu reagieren, was die Erfolgswahrscheinlichkeit des finalen Produkts erhöht.

Aufgabe 3)

Du hast die Aufgabe, die Eigenschaften und die Klassifikation von Werkstoffen zu analysieren. Berate ein Unternehmen bezüglich der Auswahl des geeigneten Materials für verschiedene Anwendungen.

a)

Das Unternehmen hat die Anforderung, ein Material für die Herstellung von elektrischen Leiterbahnen auszuwählen. Berücksichtige dabei folgende Eigenschaften: Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Herstellbarkeit. Erläutere, welche Materialien der Kategorien Metalle, Kunststoffe, Keramiken und Verbundwerkstoffe in Frage kommen und begründe Deine Auswahl.

Lösung:

Um das richtige Material für die Herstellung von elektrischen Leiterbahnen auszuwählen, sollten folgende Eigenschaften berücksichtigt werden: Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Herstellbarkeit. Wir betrachten die Kategorien Metalle, Kunststoffe, Keramiken und Verbundwerkstoffe. Hier sind die am besten geeigneten Materialien der jeweiligen Kategorien:

• Metalle: Metalle sind aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit eine offensichtliche Wahl für Leiterbahnen.
  • Kupfer (Cu): Kupfer hat eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit und gute mechanische Festigkeit. Es lässt sich gut verarbeiten und ist leicht verfügbar. Deshalb ist Kupfer die am häufigsten verwendete Wahl für elektrische Leiterbahnen.
  • Aluminium (Al): Aluminium ist zwar nicht so leitfähig wie Kupfer, hat aber ein geringeres Gewicht und ist kostengünstiger. Auch Aluminium lässt sich gut verarbeiten und wird häufig in Anwendungen verwendet, bei denen Gewicht eine Rolle spielt.
• Kunststoffe: Kunststoffe sind generell keine guten elektrischen Leiter. Sie werden eher als Isolatoren verwendet, weshalb sie für elektrische Leiterbahnen ungeeignet sind.
  • Von der Nutzung kunststoffbasierter Materialien als Leiter wird abgeraten.
• Keramiken: Keramiken haben meistens gute Isolierungseigenschaften und sind brüchig, weshalb sie nicht für Leiterbahnen geeignet sind.
  • Von der Nutzung keramischer Materialien als Leiter wird abgeraten.
• Verbundwerkstoffe: Einige Verbundwerkstoffe können durch die Einbindung leitender Materialien in nicht-leitende Matrices hergestellt werden. Diese sind jedoch in der Regel weder so leitfähig noch so leicht herstellbar wie reine Metalle.
  • Verbundwerkstoffe wie kupferbeschichtete Kunststoffe könnten in einigen speziellen Anwendungen eingesetzt werden, haben aber generell nicht die gleiche Leistungsfähigkeit wie reine metallische Leiter.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Metalle, insbesondere Kupfer und Aluminium, die besten Optionen für die Herstellung von elektrischen Leiterbahnen sind. Beide Materialien bieten eine gute Balance zwischen elektrischer Leitfähigkeit, mechanischer Festigkeit und Herstellbarkeit. Kunststoffe und Keramiken hingegen sind aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaften nicht geeignet, während Verbundwerkstoffe nur in speziellen Fällen verwendet werden könnten.

b)

Berechne die Dehnung eines metallischen Werkstoffs, wenn eine Spannung von 200 MPa aufgebracht wird und der E-Modul des Materials 70 GPa beträgt. Verwende dazu das Hookesche Gesetz. Zeige alle Schritte Deiner Berechnung:

Lösung:

Um die Dehnung (\varepsilon) eines metallischen Werkstoffs bei gegebener Spannung (\sigma) und Elastizitätsmodul (E) zu berechnen, verwenden wir das Hookesche Gesetz. Das Hookesche Gesetz lautet:

• Hookesches Gesetz: \(\sigma = E \cdot \varepsilon\)

Wir müssen die Gleichung nach der Dehnung (\varepsilon) auflösen:

• \(\varepsilon = \frac{\sigma}{E}\)

Gegeben sind:

• Spannung (\sigma): 200 MPa = 200 \times 10^6 Pa
• E-Modul (E): 70 GPa = 70 \times 10^9 Pa

Ersatz der Werte in die Gleichung:

• \(\varepsilon = \frac{200 \times 10^6 \text{ Pa}}{70 \times 10^9 \text{ Pa}}\)

Das vereinfacht sich zu:

• \(\varepsilon = \frac{200}{70} \times \frac{10^6}{10^9}\)
• \(\varepsilon = \frac{200}{70} \times 10^{-3}\)
• \(\varepsilon = \frac{20}{7} \times 10^{-3}\)

Das ergibt eine Dehnung von:

• \(\varepsilon = 2,8571 \times 10^{-3}\)

In Prozent ausgedrückt, beträgt die Dehnung etwa:

• 0,28571 %

Die Dehnung des metallischen Werkstoffs beträgt somit 0,28571 %.

Aufgabe 4)

Du bist Teil eines Teams, das ein neues tragbares Fitnessgerät entwickelt. Ihr wollt den Design-Thinking-Prozess anwenden und die Phasen Empathize, Define, Ideate, Prototype und Test vollständig durchlaufen. Beschreibe jede Phase detailliert und entwickle einen klaren Plan für jede Phase, um das gewünschte Produkt gezielt und effizient zu gestalten.

a)

Beschreibe im Detail, wie Du in der Phase Empathize vorgehen würdest, um die Nutzerbedürfnisse und Probleme der potenziellen Kunden für das tragbare Fitnessgerät zu erfassen. Welche Methoden und Werkzeuge würdest Du einsetzen?

Lösung:

Phase Empathize

Vorgehensweise zur Erfassung der Nutzerbedürfnisse und Probleme

• Benutzerinterviews führen: Führe persönliche Gespräche mit potenziellen Kunden durch, um ihre Bedürfnisse, Wünsche und Probleme besser zu verstehen. Stelle offene Fragen, um tiefere Einblicke zu gewinnen.
• Beobachtungen durchführen: Beobachte die Nutzer in ihrem natürlichen Umfeld beim Sport oder anderen Fitnessaktivitäten. Achte darauf, wie sie bestehende Geräte nutzen und wo eventuelle Schwierigkeiten auftreten.
• Online-Umfragen erstellen: Verwende Online-Umfragen, um eine größere Anzahl von Nutzern schnell zu erreichen und quantitative Daten zu sammeln. Frage nach ihren aktuellen Fitnessgeräten, Nutzungshäufigkeit und den Problemen, die sie dabei haben.
• Benutzer-Tagebücher: Bitte einige Nutzer, ein Tagebuch zu führen und ihre täglichen Fitnessaktivitäten, genutzte Geräte, Herausforderungen und Wünsche zu dokumentieren.
• Zielgruppen-Personas erstellen: Basierend auf den gesammelten Daten erstelle detaillierte Personas, die die verschiedenen Nutzergruppen und ihre spezifischen Bedürfnisse und Probleme repräsentieren.
• Affinitätsdiagramme verwenden: Analysiere die gesammelten Daten und organisiere sie mithilfe von Affinitätsdiagrammen, um Muster zu erkennen und die Hauptprobleme und Bedürfnisse zu identifizieren.

Werkzeuge und Methoden

• Interviewleitfäden für strukturierte Gespräche
• Beobachtungsprotokolle für detaillierte Notizen während der Beobachtungen
• Online-Umfrage-Tools wie Google Forms oder SurveyMonkey
• Tagebuchvorlagen für die Nutzer
• Persona-Vorlagen zur Erstellung von Zielgruppen-Personas
• Post-It-Zettel und Whiteboards oder digitale Tools wie Miro für Affinitätsdiagramme

Durch diese Methoden und Werkzeuge kannst Du ein tiefes Verständnis für die Bedürfnisse und Probleme der potenziellen Kunden gewinnen und eine solide Basis für die weiteren Phasen des Design-Thinking-Prozesses schaffen.

b)

Formuliere eine prägnante Problemstellung in der Phase Define, basierend auf den Informationen, die Du durch die Empathize-Phase gesammelt hast. Wie stellst Du sicher, dass die Problemstellung spezifisch und lösbar ist?

Lösung:

Phase Define

Formulierung einer prägnanten Problemstellung

Basierend auf den Erkenntnissen aus der Empathize-Phase lassen sich die folgenden Kernthemen und Bedürfnisse der potenziellen Kunden identifizieren:

• Mangel an Individualisierungsoptionen bei bestehenden Fitnessgeräten
• Schwierigkeiten bei der Verfolgung des Fortschritts und der Analyse der Fitnessdaten
• Komfortprobleme und Nutzerfreundlichkeit, insbesondere bei längerer Tragezeit
• Fehlende Integration mit anderen Fitness-Apps und Geräten
• Motivations- und Engagementprobleme bei der regelmäßigen Nutzung der Fitnessgeräte

Diese Erkenntnisse führen zu der folgenden prägnanten Problemstellung:

Problemstellung: Unsere potenziellen Kunden haben Schwierigkeiten, ein tragbares Fitnessgerät zu finden, das individualisierbar, komfortabel und benutzerfreundlich ist, sowie nahtlos mit anderen Fitness-Apps und Geräten integriert werden kann. Darüber hinaus möchten sie ein Gerät, das ihnen hilft, ihre Fitnessfortschritte einfach zu verfolgen und ihre Motivation und ihr Engagement langfristig zu fördern.

Sicherstellung der Spezifität und Lösbarkeit der Problemstellung

• Specifität: Die Problemstellung ist spezifisch, da sie konkrete Bedürfnisse und Probleme der Nutzer anspricht, die in der Empathize-Phase identifiziert wurden. Diese spezifischen Punkte umfassen Individualisierungsoptionen, Komfort, Benutzerfreundlichkeit, Datenverfolgung und Integration mit anderen Apps.
• Lösbarkeit: Um sicherzustellen, dass die Problemstellung lösbar ist, muss sie auf realisierbare Aspekte fokussieren, die durch Design und Technologie adressiert werden können. Jedes der genannten Probleme kann durch gezielte Produktentwicklungs- und Designinitiativen behandelt werden, wie die Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit durch intuitive Benutzeroberflächen, die Entwicklung von komfortableren Materialien und die Implementierung von Schnittstellen für die App-Integration.

Weiterführende Schritte

• Validierung der Problemstellung: Bevor wir mit der nächsten Phase fortfahren, sollten wir unsere Problemstellung durch Rückmeldungen von Nutzern und Stakeholdern validieren. Dies kann durch weitere Gespräche oder Fokusgruppen erfolgen.
• Priorisierung: Es ist wichtig, die identifizierten Bedürfnisse und Probleme nach ihrer Relevanz und ihrem Einfluss auf die Nutzererfahrung zu priorisieren.

Durch die prägnante Definition der Problemstellung und die Sicherstellung ihrer Spezifität und Lösbarkeit können wir sicherstellen, dass die folgenden Phasen des Design-Thinking-Prozesses effektiv und zielgerichtet sind.

c)

Entwickle mindestens drei kreative Lösungsideen in der Phase Ideate für die oben definierte Problemstellung. Beschreibe, wie Du den Kreativprozess organisiert hast und welche Techniken Du angewendet hast (z.B. Brainstorming, Mindmapping, etc.).

Lösung:

Phase Ideate

Entwicklung kreativer Lösungsideen

In der Ideate-Phase geht es darum, möglichst viele innovative und praktikable Lösungsansätze für die definierte Problemstellung zu entwickeln. Der Kreativprozess muss dabei strukturiert verlaufen, um effektive Lösungen zu generieren.

Organisierter Kreativprozess

Um den Kreativprozess zu organisieren, wurden folgende Techniken angewendet:

• Brainstorming-Sitzungen: Das Team traf sich in mehreren Sitzungen, um spontan Ideen zu sammeln. Dabei waren alle Vorschläge willkommen, ohne sofort bewertet oder kritisiert zu werden. Ziel war es, eine breite Vielfalt an Ideen zu generieren.
• Mindmapping: Die Ideen aus dem Brainstorming wurden in ein Mindmap überführt, um Zusammenhänge und Beziehungen zwischen den verschiedenen Ideen zu visualisieren und zu verfeinern. Diese Technik half dabei, aus groben Konzepten detailliertere und umsetzbare Lösungen zu entwickeln.
• Crazy 8s: Eine schnelle Skizzen-Technik, bei der jedes Teammitglied innerhalb von acht Minuten acht unterschiedliche Lösungskonzepte skizzierte. Dies half, den kreativen Fluss zu steigern und visuelle Ideen zu sammeln.
• SCAMPER-Technik: Eine Methode, bei der bestehende Ideen durch gezielte Fragen verändert oder erweitert werden. SCAMPER steht für Substitute, Combine, Adapt, Modify, Put to another use, Eliminate und Rearrange.

Ergebnisse: Kreative Lösungsideen

Basierend auf den oben genannten Techniken wurden folgende drei kreative Lösungsideen entwickelt:

• Individualisierbares Fitnessarmband
  • Nutzer können das Fitnessarmband mit verschiedenen Modulen und Sensoren erweitern oder modifizieren, die auf ihre individuellen Bedürfnisse zugeschnitten sind (z.B. Pulsmesser, GPS-Modul, Hauttemperatursensor).
  • Das Design des Armbands ist anpassbar mit verschiedenen Materialien und Farben, um den Komfort und den persönlichen Stil der Nutzer anzupassen.
• Intelligente Fitness-App-Integration
  • Eine zentrale App, die mit verschiedenen bekannten Fitness-Apps und Geräten nahtlos integriert wird, um alle Fitnessdaten an einem Ort zu sammeln und zu analysieren.
  • Die App bietet personalisierte Trainingspläne und Motivationstipps basierend auf den gesammelten Daten und der Fitnesshistorie des Nutzers.
• Ergonomisches Design und Langzeit-Komfort
  • Entwicklung eines Fitnessgeräts mit ergonomischem Design, das für maximalen Komfort auch bei längerer Tragezeit sorgt.
  • Verwendung hautfreundlicher und atmungsaktiver Materialien, die Schweißbildung minimieren und Hautirritationen verhindern.

Zusammenfassung

Durch die strukturierte Anwendung verschiedener Kreativitätstechniken konnten wir eine Vielzahl von innovativen Lösungsansätzen generieren und drei besonders vielversprechende Ideen weiterverfolgen. Diese Ideen werden nun in der nächsten Phase des Design-Thinking-Prozesses verfeinert und bewertet.

d)

In der Phase Prototype sollst Du einen Prototyp für eine der erarbeiteten Lösungsideen entwickelt. Beschreibe detailliert, welcher Art von Prototyp (Low-Fidelity, High-Fidelity) Du erstellen wirst und wie genau Du ihn bauen wirst. Gehe auch darauf ein, wie Du den Prototyp im Anschluss in der Phase Test evaluieren würdest.

Lösung:

Phase Prototype

Entwicklung eines Prototyps

Für die gewählte Lösungsidee 'Individualisierbares Fitnessarmband' werden wir schrittweise Prototypen erstellen, beginnend mit einem Low-Fidelity-Prototypen und fortschreitend zu einem High-Fidelity-Prototypen. Dies ermöglicht es uns, frühzeitig Feedback zu sammeln und kontinuierlich Verbesserungen vorzunehmen.

Low-Fidelity Prototyp

Zweck: Der Low-Fidelity-Prototyp dient dazu, grundlegende Konzepte und Funktionen des tragbaren Fitnessgeräts schnell und kostengünstig darzustellen. Er wird aus einfachen Materialien erstellt und ermöglicht frühes Feedback zu den grundsätzlichen Ideen.

Baumethode:

• Verwendung von Papier, Pappe und anderen leicht verfügbaren Materialien, um die Form und Größe des Fitnessarmbands darzustellen.
• Skizzierungen der Benutzeroberfläche und modularen Komponenten auf Papier, um die Funktionalität und Interaktionsabläufe zu präsentieren.
• Klebeband und Schere zur Montage der verschiedenen Teile.

High-Fidelity Prototyp

Zweck: Der High-Fidelity-Prototyp soll eine realistische Nachbildung des Endprodukts sein, sowohl in Bezug auf das Design als auch auf die Funktionalität. Er wird fortschrittlichere Materialien und Technologien verwenden.

Baumethode:

• CAD-Software: Verwendung von CAD-Software (z.B. SolidWorks oder Autodesk Fusion 360) zur Erstellung detaillierter 3D-Modelle des Armbands und der modularen Komponenten.
• 3D-Druck: Nutzung eines 3D-Druckers, um physische Modelle der Gehäuse und Module zu erstellen.
• Elektronische Komponenten: Integration grundlegender elektronischer Komponenten (z.B. Sensoren, Microcontroller, Display-Module) zur Demonstration der Funktionalität.
• Benutzeroberfläche (UI): Erstellung eines interaktiven UI-Prototyps unter Verwendung von digitalen Tools (z.B. Figma oder Adobe XD) für das Display des Armbands und die zugehörige Smartphone-App.

Phase Test

Sobald der Prototyp erstellt ist, erfolgt die Evaluierung und Verfeinerung in der Test-Phase.

Testmethoden:

• Benutzertests: Rekrutierung von Testpersonen aus der definierten Zielgruppe, um das Fitnessarmband in realen Anwendungsszenarien auszuprobieren. Dabei werden qualitative und quantitative Daten gesammelt.
• Feedback-Runden: Durchführung mehrerer Feedback-Runden mit den Nutzern, um ihre Gedanken, Meinungen und Verbesserungsvorschläge zu sammeln.
• Fragebögen und Interviews: Verwendung strukturierter Fragebögen und Interviews, um detaillierte Informationen über die Nutzererfahrung und mögliche Probleme zu erhalten.
• Beobachtung: Aktive Beobachtung der Nutzer während sie den Prototyp verwenden, um potenzielle Schwachstellen und Optimierungsmöglichkeiten zu identifizieren.

Wichtig: Nach jeder Test-Runde sollten die gewonnenen Erkenntnisse analysiert und der Prototyp entsprechend angepasst und verfeinert werden. Dieser iterative Prozess stellt sicher, dass das endgültige Produkt den Bedürfnissen und Erwartungen der Nutzer bestmöglich entspricht.