King’s College London (King's) ist eine der traditionsreichsten und renommiertesten Universitäten in England, die durchweg Top-Rankings im Vereinigten Königreich und weltweit erzielt.
Unter der Anleitung von Dr. Francesco Ciriello, Studiengangsleiter für Ingenieurausbildung und Experte für projektbasiertes Lernen sowie computergestütztes Ingenieurdesign, haben die Studierenden nun einen immersiven Kurs, der sie mit den Werkzeugen ausstattet, um nachhaltige Produkteigenschaften mithilfe von DPPs zu erstellen und zu kommunizieren.
Die 1829 gegründete Institution bietet hochgeschätzte Programme in Recht, Medizin, Management, Kunst und mehr an. Tatsächlich ist die Ingenieurfakultät der Universität eine der führenden Ingenieurschulen im Vereinigten Königreich und bietet eine Vielzahl von Studienprogrammen mit innovativen Forschungsgelegenheiten, modernsten Einrichtungen und engen Verbindungen zur Industrie an.
Ausbildung der nächsten Generation von Produktführern
Keeping students on der Spitze der aktuellen Ingenieurthemen hat für die Ingenieurabteilung stets oberste Priorität. Für Dr. Ciriello, Senior Lecturer in Engineering Education am King's College, steht die Ausbildung von Studierenden im Bereich Nachhaltigkeit im Mittelpunkt seines Lehrplans.
Immersiver Kurs in Computational Design for Manufacturing
Angesichts der Bedeutung des Öko-Designs – für zukünftige Generationen und im Hinblick auf neue Vorschriften – hilft der Workshop Design for Sustainability des Kurses den Studierenden, umfassende Nachhaltigkeitsthemen zu diskutieren, um schnell Strategien zu entwickeln, die sie auf ihre vielfältigen und offenen Projekte anwenden können.
„Unser Kurs Design for Manufacturing nutzt neue rechnergestützte Denkweisen, die kombiniert mit kritischen Fähigkeiten im Bau helfen, die Studierenden kommerzielle Produkte entwerfen und komplexe Kompromisse managen zu lassen. Die Studierenden durchlaufen den gesamten Design- und Herstellungsprozess, wenden KI-unterstützte Technologien an, um zu entwerfen, zu iterieren und Prototyp-Produkte zu bauen, und bringen ihre Ideen von der Konzeptualisierung bis zur Umsetzung und Herstellung“, sagte Ciriello.
„Angesichts der Bedeutung des Öko-Designs – für zukünftige Generationen und im Hinblick auf neue Vorschriften – hilft der Workshop Design for Sustainability des Kurses den Studierenden, umfassende Nachhaltigkeitsthemen zu diskutieren, um schnell Strategien zu entwickeln, die sie auf ihre vielfältigen und offenen Projekte anwenden können.“
Fortschrittliches instructional design
Nicht nur behandelt der Kurs fortschrittliche Themen, sondern Ciriello denkt auch vorausschauend in seinem instructional design – er integriert Gamification, schnelles Prototyping und generative Ideenfindung in den Lernprozess der Studierenden.
Anwendung von rechnergestütztem Ingenieurwesen auf reale Projekte
Im Laufe des Kurses wandten die Studierenden Ingenieurprinzipien auf reale Projekte an. In der ersten Woche brainstormten die Teilnehmer Produktideen zum Entwerfen; analysierten Vor- und Nachteile; und führten umfangreiche Recherchen zu bestehenden Standards, Produkteigenschaften und möglichen Verbesserungen durch.
Iterieren von Produktdesigns
Von dort aus arbeiteten die Studierenden in den folgenden Wochen einen iterativen Designprozess durch, wählten ein Produkt aus, das sie bauen wollten, und evaluierten gleichzeitig ingenieurtechnische Einschränkungen, Materialauswahl, Lastfaktoren und andere Elemente. Die Teilnehmenden holten sich Feedback von Gleichaltrigen und Mentoren zu ihren CAD-Designs und führten ihre Schaltpläne durch Ingenieursimulationen, um ihre Machbarkeit zu testen.
Schnelle Prototypenentwicklung in modernen Laboren
Dann bauten sie Prototypen ihrer Designs in den modernen, 3000 Quadratmeter großen Laboreinrichtungen des Ingenieurdepartements, die Maker Spaces mit 3D-Druckern, Laserschneidern, Gieß- und Formmaschinen sowie eine Vielzahl anderer Fertigungsgeräte umfassen.
Fokussierung auf Nachhaltigkeit durch innovative Didaktik
In der 6. Woche des Kurses nahmen die Studierenden an einem Workshop "Design for Manufacturing" teil, in dem Ciriello innovative Lehrmethoden anwandte, um die Teilnehmenden für Nachhaltigkeitsthemen zu gewinnen. Mithilfe generativer künstlicher Intelligenz destillierte Ciriello zentrale Konzepte aus der neuen Ecodesign-Verordnung für nachhaltige Produkte (ESPR) in ein farbgedrucktes Kartendeck.
Ein spielerischer Ansatz zum Lernen
Dann engagierten sich die Studierenden in einem spielerischen Ansatz zum Lernen, indem sie Karten aus dem Deck zogen und Nachhaltigkeitsinterventionen anwendeten, um ihre Produkte zu verbessern. Die Karten enthielten Herausforderungen, die die Studierenden bewältigen mussten, wie:
- Umsetzung einer Designstrategie, die sich auf die Schaffung von Produkten mit minimalem Materialeinsatz und einer modularen Architektur konzentriert, bei der Komponenten leicht demontiert und wiederverwendet oder recycelt werden können.
- Nutzung von 3D-Druck zur Erstellung von Ersatzteilen oder Komponenten, die nach Bedarf produziert werden können, um die Wiederverwendung vorhandener Produkte zu fördern, indem die Mittel bereitgestellt werden, um abgenutzte oder beschädigte Teile zu ersetzen.
- Auswahl von Stahlgüten, die in Recyclingprogrammen weit verbreitet akzeptiert sind, wie Kohlenstoffstahl und Edelstahl, die mit minimalem Qualitätsverlust eingeschmolzen und umgewidmet werden können.
- Gestaltung von Formen und Werkzeugen, die eine einfache Demontage und Wiederzusammenbau von Teilen ermöglichen, wodurch schnelle Reparaturen bei spritzgegossenen Produkten ermöglicht werden und die Hindernisse für die Aufrechterhaltung der Produktfunktionalität verringert werden.
Verwendete FähigkeitenErstellung digitaler Produktpässe zur Präsentation von Produktdaten
Da Digitale Produktpässe (DPPs) ein zentrales Element der ESPR-Gesetzgebung sind, war ein Kernpunkt des Workshops, dass die Studierenden DPPs erstellen, um die Produktdetails zu kommunizieren, an denen sie wochenlang gearbeitet hatten.
Ciriello ist ein Experte für projektbasiertes Lernen und computergestütztes Ingenieurd Design – er hat ausgiebig zu diesen Themen geforscht und Vorlesungen gehalten – und deshalb wollte er generative KI in die Lernaktivitäten für digitale Produktpässe einbringen.
Beschleunigung der DPP-Erstellung mit generativer KI
Mit PicoNext luden die Studierenden ihre Rohdaten und Notizen zu ihren Produktdesigns in den PicoNext KI-Assistenten hoch. Danach wählten sie eine DPP-Vorlage aus, die mit ihrer Produktkategorie übereinstimmt und den Berichtspflichten der ESPR-Verordnung entspricht – einschließlich Produkteigenschaften wie Zusammensetzung der Rohmaterialien, Recycelbarkeit, Vorhandensein bedenklicher Substanzen, Haltbarkeit und mehr.
Der PicoNext AI-Assistent analysierte die Daten und erstellte zusammenfassende Absätze für jede Kategorie des digitalen Produktpasses, die die Studierenden weiter bearbeiten und überarbeiten konnten. Anschlie ßend veröffentlichten die Studierenden ihre DPPs in prägnant formatierten Landingpages, um sie mit Kollegen zu teilen und in ihre endgültige Kursarbeit einzubeziehen. Da die ESPR-Verordnung das Konzept eines "Datenträgers" – oder einer einfachen Möglichkeit für Verbraucher, auf die DPP-Daten zuzugreifen – umfasst, konnten die Studierenden auch einen QR-Code herunterladen, der einen direkten Link zu ihrer formatierten DPP-Landingpage bietet.
Die Erstellung digitaler Produktpässe ist ein wichtiger Weg, um über den Return on Investment (ROI) zu kommunizieren und ihn zu bewerten, und wir wollten, dass unsere Studierenden mit den besten Praktiken dafür vertraut sind – insbesondere, da in den nächsten Monaten und Jahren neue Vorschriften eingeführt werden.
Durch den Einsatz generativer KI in PicoNext konnten wir eine kleine Menge an Produkteigenschaften in einem Daten-Lakehouse nutzen, um in kürzester Zeit eine ansprechende DPP-Landingpage für Kunden zu erstellen.„Die Erstellung digitaler Produktpässe ist ein wichtiger Weg, um über den Return on Investment (ROI) zu kommunizieren und ihn zu bewerten, und wir wollten, dass unsere Studierenden mit den besten Praktiken dafür vertraut sind – insbesondere, da in den nächsten Monaten und Jahren neue Vorschriften eingeführt werden“, sagte Ciriello. „Durch den Einsatz generativer KI in PicoNext konnten wir eine kleine Menge an Produkteigenschaften in einem Daten-Lakehouse nutzen, um in kürzester Zeit eine ansprechende DPP-Landingpage für Kunden zu erstellen.“
Realen Einfluss durch evidenzbasierte Technikgestaltung ausüben
Für Ciriello bedeutet es mehr, den Studierenden bei der Integration von Ökodesign und digitalen Produktpässen zu helfen, als nur die Einhaltung der Vorschriften in Europa und darüber hinaus zu unterstützen – es geht darum, ihnen zu helfen, evidenzbasierte Technikentscheidungen zu treffen, die die Nachhaltigkeit verbessern.
Während die Studierenden mit den Handelskonflikten in der Produkttechnik – bei Rohmaterialien, Haltbarkeit, Reparierbarkeit, Recycling und mehr – durch die Linse des Ökodesigns ringen, werden sie besser gerüstet, um nachhaltigere Produkte in der Organisation zu schaffen, in der sie letztendlich arbeiten.
Und da ihre erstklassige Ausbildung Themen von künstlicher Intelligenz und digitalen Zwillingen bis hin zu schnellem Prototyping und digitalen Produktpässen abdeckt, sind die Ingenieurstudierenden des King’s College nicht nur bei zukunftsorientierten Arbeitgebern gefragt, sondern auch bereit, echten Einfluss zu nehmen.
