{"id":654,"date":"2026-05-27T08:36:49","date_gmt":"2026-05-27T08:36:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.widg.de\/?page_id=654"},"modified":"2026-05-27T08:36:49","modified_gmt":"2026-05-27T08:36:49","slug":"cube-4-0-wie-ein-werkstueck-einer-industrie-4-0-simulationsumgebung-mit-hilfe-des-design-thinking-ansatzes-beduerfnisorientiert-verbessert-werden-kann","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.widg.de\/en\/cube-4-0-wie-ein-werkstueck-einer-industrie-4-0-simulationsumgebung-mit-hilfe-des-design-thinking-ansatzes-beduerfnisorientiert-verbessert-werden-kann\/","title":{"rendered":"Cube 4.0: Wie ein Werkst\u00fcck einer Industrie 4.0 Simulationsumgebung mit Hilfe des Design Thinking Ansatzes bed\u00fcrfnisorientiert verbessert werden kann"},"content":{"rendered":"<h2 class=\"wp-block-heading\">Projekt\u00fcberblick<\/h2>\n\n\n\n<p>Im Projekt \u201eCube 4.0\u201c wurde ein bestehendes Werkst\u00fcck (Cube 3.0) der Industrie-4.0-Simulationsumgebung des Lehrstuhls f\u00fcr Wirtschaftsinformatik, Prozesse und Systeme (LSWI) systematisch analysiert und weiterentwickelt.<\/p>\n\n\n\n<p>Ziel war es, mithilfe des&nbsp;<strong>Design Thinking Ansatzes<\/strong>&nbsp;ein bed\u00fcrfnisorientiertes, technisch leistungsf\u00e4higeres und modulareres Werkst\u00fcck zu konzipieren und als funktionsf\u00e4higen Prototyp umzusetzen.<\/p>\n\n\n\n<p>Im Fokus standen insbesondere:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Verbesserung von Rechen- und Akkuleistung<\/li>\n\n\n\n<li>Reduktion von Gewicht und Gr\u00f6\u00dfe<\/li>\n\n\n\n<li>Modularit\u00e4t und Skalierbarkeit<\/li>\n\n\n\n<li>Verbesserte Bedienbarkeit und Kommunikation<\/li>\n\n\n\n<li>Vorbereitung f\u00fcr Tracking- und AR\/VR-Szenarien<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Ausgangslage: Cube 3.0<\/h2>\n\n\n\n<p>Der Cube 3.0 diente als zentrales Werkst\u00fcck zur hybriden Simulation von Industrie-4.0-Prozessen im ZIP. Er kombinierte:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>physische Bewegung auf einer Industriestra\u00dfe<\/li>\n\n\n\n<li>digitale Prozessdarstellung \u00fcber mehrere Displays<\/li>\n\n\n\n<li>Datenaufzeichnung und Interaktionsm\u00f6glichkeiten<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Trotz mehrerer Entwicklungszyklen zeigten sich strukturelle Schw\u00e4chen:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>hohes Gewicht (~8 kg)<\/li>\n\n\n\n<li>gro\u00dfes Geh\u00e4usevolumen<\/li>\n\n\n\n<li>begrenzte Akkuleistung<\/li>\n\n\n\n<li>eingeschr\u00e4nkte Modularit\u00e4t<\/li>\n\n\n\n<li>fehlende Tracking-Funktion<\/li>\n\n\n\n<li>begrenzte Interaktions- und Kommunikationsm\u00f6glichkeiten<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Diese Schwachstellen bildeten den Ausgangspunkt der Weiterentwicklung.<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Vorgehen &amp; Methodik<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Entwicklung erfolgte entlang der f\u00fcnf Phasen des&nbsp;<strong>Design Thinking Prozesses<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">1. Empathize<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Analyse des Ist-Zustands<\/li>\n\n\n\n<li>Literaturrecherche zu Industrie 4.0 und Design Thinking<\/li>\n\n\n\n<li>Definition relevanter Personas<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">2. Define<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Workshops mit technischen Betreibern, Forschenden und weiteren Stakeholdern<\/li>\n\n\n\n<li>Identifikation und Priorisierung von \u201eMust-Have\u201c- und \u201eNice-to-Have\u201c-Anforderungen<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">3. Ideate<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Entwicklung mehrerer Konzeptvarianten (Display-Cube, Upgrade-Cube, Mini-Cube)<\/li>\n\n\n\n<li>Bewertung hinsichtlich Machbarkeit und Nutzen<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">4. Prototype<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Auswahl geeigneter Hardware-Komponenten<\/li>\n\n\n\n<li>3D-Design und 3D-Druck des Geh\u00e4uses<\/li>\n\n\n\n<li>Integration von Raspberry Pi, Displays, Lautsprecher, Mikrofon und Akkus<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">5. Test<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Funktionstests des Alpha-Prototyps<\/li>\n\n\n\n<li>Dokumentation technischer Herausforderungen<\/li>\n\n\n\n<li>Ableitung von Optimierungspotenzialen<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">L\u00f6sungskonzept: Mini-Cube 4.0<\/h2>\n\n\n\n<p>Das finale Konzept fokussierte sich auf die Umsetzung eines&nbsp;<strong>Mini-Cube 4.0<\/strong>&nbsp;als modularen Alpha-Prototyp.<\/p>\n\n\n\n<p>Zentrale Merkmale:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Raspberry Pi 4 (8 GB RAM)<\/li>\n\n\n\n<li>Bis zu drei Touch-Displays<\/li>\n\n\n\n<li>Zwei Lithium-Polymer-Akkus<\/li>\n\n\n\n<li>Integrierter Lautsprecher und Mikrofon<\/li>\n\n\n\n<li>LED-Statusanzeige<\/li>\n\n\n\n<li>3D-gedrucktes, symmetrisches Geh\u00e4use (PLA)<\/li>\n\n\n\n<li>Vorbereitung f\u00fcr RFID\/UWB-Tracking<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Ergebnisse<\/h2>\n\n\n\n<p>Im Vergleich zum Cube 3.0 konnte der Mini-Cube 4.0 signifikante Verbesserungen erzielen:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>85 % Gewichtsreduktion<\/strong><\/li>\n\n\n\n<li><strong>\u00dcber 80 % geringeres Volumen<\/strong><\/li>\n\n\n\n<li>Verbesserte Performance<\/li>\n\n\n\n<li>Modularer Aufbau<\/li>\n\n\n\n<li>Netzwerkbasierte Fernsteuerung<\/li>\n\n\n\n<li>Erweiterte Kommunikationsm\u00f6glichkeiten<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Der Cube ist sowohl lokal per Touchdisplay als auch remote \u00fcber ein Netzwerk steuerbar und erlaubt damit flexible Einsatzszenarien in Forschung und Lehre.<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\"\/>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Mehrwert &amp; Transfer<\/h2>\n\n\n\n<p>Das Projekt zeigt exemplarisch, wie:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Design Thinking im technischen Umfeld angewendet werden kann<\/li>\n\n\n\n<li>nutzerzentrierte Produktentwicklung in Forschungsinfrastrukturen gelingt<\/li>\n\n\n\n<li>Industrie-4.0-Konzepte praktisch erprobt werden<\/li>\n\n\n\n<li>interdisziplin\u00e4re Teams funktionale Prototypen realisieren<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Der entwickelte Mini-Cube bildet die Grundlage f\u00fcr weitere Iterationen, etwa:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Integration von RFID\/UWB-Tracking<\/li>\n\n\n\n<li>AR-\/VR-Einbindung<\/li>\n\n\n\n<li>modulare Montage-Szenarien mit mehreren Cubes<\/li>\n\n\n\n<li>softwareseitige Erweiterungen f\u00fcr Simulationssteuerung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Damit leistet das Projekt einen konkreten Beitrag zur Weiterentwicklung experimenteller Industrie-4.0-Umgebungen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Projekt\u00fcberblick Im Projekt \u201eCube 4.0\u201c wurde ein bestehendes Werkst\u00fcck (Cube 3.0) der Industrie-4.0-Simulationsumgebung des Lehrstuhls f\u00fcr Wirtschaftsinformatik, Prozesse und Systeme (LSWI) systematisch analysiert und weiterentwickelt. 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