Vom digitalen Zwilling zum smarten IoT-Fahrzeug: Die Zukunft der technischen Ausbildung mit „Design & Make“
- 11. Dez. 2025
- 3 Min. Lesezeit
Ein exklusiver Einblick, wie das Design & Make Projekt bei der Lernplattform MLS der Nachwuchsstiftung Maschinenbau Mechanik, Elektronik und Informatik zu einem Cyber-Physischen System verschmilzt.
In der modernen Industrie existieren keine Silos mehr. Die Trennung zwischen dem Maschinenbauer, der die Hardware konstruiert, dem Elektroniker, der die Platinen lötet, und dem Informatiker, der die Intelligenz programmiert, löst sich auf. Die Zukunft gehört den Cyber-Physischen Systemen (CPS) – und genau hier setzt moderne Ausbildung an.
Mit unserem Leuchtturmprojekt „Design & Make“ bilden wir diese Konvergenz ab. Wir bieten Auszubildenden und Fachkräften nicht nur einen Workshop, sondern eine vollständige Reise durch den Produktlebenszyklus von Industrie 4.0.
Wir möchten Ihnen heute einen exklusiven Blick hinter die Kulissen gewähren. Sehen Sie, wie wir auf unserer Lernplattform MLS (Mobile Learning in Smart Factories) komplexe Theorie nahtlos mit faszinierender Praxis verweben.
Die Mission: Mehr als nur ein Fahrzeug
Der Kurs führt die Lernenden von der ersten digitalen Skizze bis zur Steuerung über die Cloud. Das Ergebnis ist ein omnidirektionales Fahrzeug – ein komplexer Roboter, der sich dank Mecanum-Rädern in jede Richtung bewegen kann.
Doch das Fahrzeug ist nur das Mittel zum Zweck. Das eigentliche Ziel ist das Verständnis für das große Ganze:
Digitale Konstruktion: Parametrisches Design und KI-gestützte Formfindung in Autodesk Fusion.
Additive Fertigung: Vom digitalen Modell zum physischen Bauteil mittels FDM-Druck.
Elektronik & Hardware: Verständnis von Leistungselektronik und Sensorik.
Vernetzung & IoT: Programmierung eines Arduino Nano 33 IoT und globale Steuerung via Cloud.
Der Einstieg: Struktur statt Chaos in MLS
Premium-Ausbildung bedeutet strukturierte Führung. In MLS beginnt das Projekt nicht mit einem Sprung ins kalte Wasser, sondern mit einer klaren „Auftragsklärung“. Diese dient als mentale Landkarte für die gesamte Lerneinheit.
Wir simulieren hier einen Blick direkt in die MLS-Oberfläche, wie sie der Lernende sieht:
Der Deep-Dive: Wo Praxis auf fundierte Theorie trifft
Was „Design & Make“ von einem herkömmlichen Bastel-Workshop unterscheidet, ist die akademische Tiefe, die in jedem Schritt steckt. Jede der 13 Aufgaben in MLS kombiniert eine operative Tätigkeit (Video-Anleitung) mit einem spezifischen Theorie-Baustein.
Wir lehren nicht nur das „Wie“, sondern das ingenieurwissenschaftliche „Warum“. Hier sind vier Beispiele aus dem Kursablauf:
Highlight 1: Von digitaler Knete zum intelligenten Modell
Die Praxis (Aufgabe 2): Anpassung einer Schraubenkonstruktion von M10 auf M12.
Der Theorie-Fokus: Parametrisches vs. Direktes Modellieren. Wir zeigen den Unterschied zwischen statischem „digitalem Kneten“ und regelbasiertem Design. Die Lernenden verstehen, dass ein professionelles CAD-Modell auf logischen Abhängigkeiten (Constraints) basiert, nicht auf fixen Maßen. Nur so sind schnelle Iterationen in der Industrie möglich.
Highlight 2: Wenn die KI das Design übernimmt
Die Praxis (Aufgabe 5): Konstruktion des Innenteils des Mecanum-Rades mittels automatischer Modellierung.
Der Theorie-Fokus: Generatives Design & Topologieoptimierung. Hier findet der Rollenwechsel vom „Konstrukteur“ zum „Kurator“ statt. Anstatt eine Form zu zeichnen, definiert der Mensch Ziele (Lastpfade) und Hindernisse (Sperrzonen), während KI-Algorithmen die effizienteste Geometrie „wachsen“ lassen. Das ist Leichtbau 4.0.
Highlight 3: Physik statt Magie – Die Omnidirektionalität
Die Praxis (Aufgabe 7): Zusammenbau der Mecanum-Rollen im spezifischen 45°-Winkel.
Der Theorie-Fokus: Kinematik und Vektoren. Warum kann das Fahrzeug seitwärts fahren, ohne die Räder zu lenken? Die Lernenden verstehen die Vektoraddition von Kräften in holonomen Systemen. Es ist keine Zauberei, es ist angewandte Physik.
Highlight 4: Das Fahrzeug bekommt ein digitales Leben
(Bildplatzierung 4: Ein Smartphone, das das Arduino Cloud Dashboard zeigt, mit Schiebereglern und Graphen, die das Fahrzeug steuern.)
Die Praxis (Aufgabe 11): Programmierung und Erstellung des Smartphone-Dashboards in der Arduino Cloud.
Der Theorie-Fokus: IoT-Architektur & MQTT. Das Fahrzeug wird zum Cyber-Physischen System. Wir behandeln das MQTT-Protokoll (Publish/Subscribe) und erklären, wie das lokale Gerät (Edge) sicher mit der Cloud interagiert, um eine weltweite Steuerung in Echtzeit zu ermöglichen.
Fazit: Investition in Zukunftskompetenzen
Das Projekt „Design & Make“ ist eine strukturierte Lektion in modernen Ingenieurswissenschaften. Durch die Aufbereitung in MLS stellen wir sicher, dass die Lernenden die Technologien der Industrie 4.0 nicht nur anwenden, sondern tiefgreifend verstehen.
Das ist die Ausbildung, die moderne Unternehmen brauchen. Professionell, vernetzt und zukunftssicher.
🚀 Starten Sie jetzt mit "Design & Make"
Möchten Sie diese High-End-Ausbildungslösung in Ihrem Unternehmen oder Ihrer Bildungseinrichtung einsetzen?
1. Der Content & Die Plattform (MLS)
Die kompletten digitalen Lerneinheiten (Content) können über die Nachwuchsstiftung Maschinenbau erworben werden – wahlweise zum Einmalkauf oder flexibel via Abo.
👉 Sprechen Sie jetzt Ihren Ausbildungsberater bei der Nachwuchsstiftung Maschinenbau an für ein individuelles Angebot, auch für größere Stückzahlen.
Mehr zu MLS erfahren: https://www.nachwuchsstiftung-maschinenbau.de/ausbildung-40/mobile-learning-in-smart-factories-mls.html
2. Das Elektronik-Hardware-Set
Die physischen Komponenten für das Fahrzeug (die Herzstücke der Praxis) beziehen Sie über unseren Partner sterndidactic.
Hinweis: Die spezielle Platine ist nur in diesem Set erhältlich und nicht frei verkäuflich.
👉 Zum Elektronikset: https://www.sterndidactic.com/product-page/elektronikset-design-make-workshop
3. Die Workshops
Sie möchten das Projekt begleitet durchführen? Alle aktuellen Workshoptermine finden Sie unter: www.sterndidactic.com
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