Konto für Lernende erstellenDie Herausforderung
Das Abschlussdesign an der School of Engineering der Tufts University ist eine akademische Erfahrung, bei der von den Lernenden erwartet wird, dass sie jahrelange Studienarbeit in ein einziges, komplexes Ingenieurprojekt integrieren. Die Teams erhalten eine kurze Designaufforderung und müssen bis Ende des Semesters einen voll funktionsfähigen Prototyp liefern. Projekte beinhalten oft mehrere Subsysteme, strenge Integrationsanforderungen und Teammitglieder, die an verschiedenen Standorten arbeiten.
Während des gesamten Bachelorstudiums werden die Studierenden mit verschiedenen CAD-Tools vertraut gemacht und können frei wählen, welche Plattformen ihre Abschlussprojekte am besten unterstützen, aber die Zusammenarbeit in dieser Größenordnung kann mit herkömmlichen dateibasierten CAD-Systemen schwierig sein. Die Studierenden beschrieben die Herausforderungen bei der Versionskontrolle, der Montage verteilter Bauteile und der Sicherstellung, dass alle mit dem aktuellsten Design arbeiten. Viele der erfahrenen Designteams entschieden sich für Onshape und setzten ihre Designs erfolgreich in die Realität um.
Ergebnisse
- Verbesserte teamübergreifende Zusammenarbeit: Die Lernenden konnten gleichzeitig an gemeinsamen Konstruktionsdokumenten arbeiten, was den Teams half, bei der parallelen Entwicklung der Subsysteme ausgerichtet zu sein und sicherstellte, dass sich alle gleichermaßen in das Projekt eingebunden fühlten.
- Weniger Reibungsverluste bei der Dateiverwaltung: Durch die Arbeit in einer gemeinsamen, cloudbasierten Umgebung ersparten sich die Teams viele der Probleme mit Versionskontrolle und Dateifreigabe, die Lernende zuvor mit herkömmlichen, dateibasierten CAD-Tools hatten.
- Schnellere Iteration beim Prototyping: Die Lernenden nutzten Onshape, um schnelle Konstruktionsänderungen während der Fertigung und des Testens zu unterstützen, sodass die Lernenden schnell von CAD zu physischen Prototypen übergehen und Designs in Echtzeit anpassen konnten.
- Verbesserter Zugang zu CAD-Tools: Die Studierenden konnten überall auf ihre CAD-Modelle zugreifen, wo sie gerade arbeiteten — in Makerspaces, Studentenwohnheimen, Bibliotheken oder Laboren — was eine flexiblere und kontinuierlichere Konstruktionsarbeit ermöglichte.
- Bessere Einblicke und Feedback von der Fakultät: Die Mentoren der Fakultät konnten laufende Entwürfe direkt überprüfen und so zeitnahes, kontextbezogenes Feedback geben, während die Lernenden aktiv arbeiteten, und nicht erst, nachdem die Entscheidungen bereits abgeschlossen waren.
- Bessere Vorbereitung auf die professionelle technische Praxis: Durch die Zusammenarbeit an komplexen Systemen, die Verwaltung präziser Baugruppen und die Konstruktion unter Berücksichtigung der Anforderungen und Benutzerbedürfnisse sammelten die Studierenden Erfahrungen, die den modernen technischen Arbeitsabläufen sehr nahe kommen.
Ich denke, es ist sehr wichtig, dass Lernende auf ihre CAD-Dateien und Modelle zugreifen können, während sie tatsächlich Prototypen entwickeln, insbesondere bei der additiven Fertigung mit 3D-Druck. Es ist großartig, am 3D-Drucker sitzen zu können, zu sehen, wie sich Ihr Design von der Bauplatte löst, und sofort Änderungen vornehmen zu können. Oft arbeiten sie zusammen daran, sie arbeiten gleichzeitig an verschiedenen Orten daran. Einer ist im Makerspace, einer ist in ihrem Wohnheim, einer ist in einer anderen Einrichtung. Es ist also wirklich großartig, dort sitzen zu können und diese sofortigen Updates zu erhalten, während sie passieren.“
Capstone Design bei Tufts
Für Dr. Briana Bouchard ist Senior Design der Ort, an dem alles zusammenkommt.
„Das Ziel dieses Programms ist es, älteren Lernende zu ermöglichen, all die Fähigkeiten und Kenntnisse, die sie während ihrer akademischen Ausbildung hier bei Tufts gelernt haben, in einer abschließenden Erfahrung zu nutzen“, erklärt sie, „bei der sie all diese Fähigkeiten und Kenntnisse auf ein reales Problem anwenden.“
Jedes Semester beginnen die Teams mit einem kurzen Design-Briefing — manchmal nur ein paar Sätze — und haben die Aufgabe, bis zum Ende des Semesters einen funktionsfähigen Prototyp zu liefern. „Sie gehen aus dem Nichts über, von einer vielleicht fünf Sätze langen Entwurfsaufforderung zu einem funktionierenden Prototyp am Ende des Semesters“, sagt Bouchard. „Und das ist wirklich eine große Leistung.“
Die Projekte dieser Kohorte reichten von einem automatischen Drahtschneider über ein visuelles Navigationssystem bis hin zu Onshape Pen Pal, einem Industriepartnerprojekt, bei dem Onshape die Designaufforderung gab und während des gesamten Semesters als technische Mentoren direkt mit dem Studententeam zusammenarbeitete.
Warum sich Teams für Onshape entschieden haben
Die Studierenden von Tufts treffen während ihrer Kursarbeit auf mehrere CAD-Plattformen und können frei wählen, welche Tools ihre Abschlussprojekte am besten unterstützen. Für mehrere Teams war Onshape aufgrund der Kollaborations- und Iterationsanforderungen von Capstone die bevorzugte Option.
„In Bezug auf die zu verwendende CAD-Plattform war Onshape einfach am sinnvollsten“, reflektiert Adam Mitchel die Entscheidung seines Teams.
Die Studierenden stellten diese Erfahrung früheren kollaborativen Arbeiten mit dateibasierten CAD-Systemen gegenüber. „In der Vergangenheit habe ich SolidWorks verwendet, um an all meinen Klassenaufgaben zusammenzuarbeiten“, erklärt Haley Leimbach. „Das machte es sehr schwierig, sich gegenseitig Dateien zu schicken, nachdem jeder von uns die Bauteile aufgeteilt hatte und sie dann in einer Baugruppe zusammenfügen musste. Wir mussten sicherstellen, dass wir bei allen Updates die richtige Version hatten, was es sehr schwierig machte.“
Die Arbeit in einem gemeinsamen, Cloud-nativen Dokument hat die Arbeitsweise von Teams verändert. „Wir mussten viele schnelle Prototypen mit Onshape erstellen“, sagt Jana Dia. „Wir konnten bei Bedarf alle auf demselben Dokument arbeiten, was es für uns alle sehr hilfreich machte, gleichzeitig produktiv zu sein und das Gefühl zu haben, gleichermaßen zum Projekt beizutragen.“
Entwerfen parallel zum Prototyping
Als die Projekte vom Konzept zur Fertigung übergingen, wurde der Zugang zu CAD beim Prototyping immer wichtiger — insbesondere für Teams, die mit additiver Fertigung arbeiten.
Dr. Briana Bouchard betont, dass es für Lernende einen großen Unterschied macht, wenn CAD während der Prototypenentwicklung sofort zur Verfügung steht. Wenn sie beobachten können, wie ein Bauteil aus einem 3D-Drucker kommt, und das Design sofort anpassen können, wird die Iteration schneller und intuitiver.
Sie stellt auch fest, dass Capstone-Teams oft parallel von verschiedenen Standorten auf dem Campus aus arbeiten. Da die Lernende auf Makerspaces, Wohnheime und andere Einrichtungen verteilt sind, helfen Updates der gemeinsamen Designs in Echtzeit den Teams, auf dem Laufenden zu bleiben und gemeinsam voranzukommen, wenn sich Änderungen ergeben.
Für die Lernenden wurde diese Flexibilität schnell zur Selbstverständlichkeit. „Ich habe im Grunde überall CAD gemacht“, sagt Leia Hannes. „Ich sitze in den Makerspaces von Tufts, sitze in der Bibliothek — ich habe in meinem Bett CADd. Irgendwo und überall.“
Schnellere Iteration auf komplexen Systemen
Die Lernenden betonten wiederholt, wie Onshape eine schnelle Iteration bei der Entwicklung von Designs unterstützte. „Ich habe das Gefühl, dass ich in der Zeit, die ich brauche, um SolidWorks auf einer virtuellen Maschine zu öffnen, ein ganzes Onshape-Bauteil erstellen kann“, sagt Natalie Dell'Immagine.
Andere betonten, wie einfach es sei, Arbeit zu teilen und Feedback zu erhalten. „Manchmal wollte ich einfach, dass ein Professor überprüft, was ich mache“, erklärt Adam Mitchel. „Ich konnte einen Link senden, der nur zum Ansehen geeignet ist, und ihre Meinung sofort einholen.“
Als die Projekte immer komplexer wurden, betonten die Lernenden, wie wichtig es ist, als Team an einem Strang zu ziehen. „Bei einem so komplexen System müssen alle auf derselben Wellenlänge sein“, stellten mehrere Lernende fest. „Viele Bauteile müssen sehr genau zusammenpassen.“
Die Lernenden reflektierten auch, wie stark sich ihre Fähigkeiten im Laufe des Semesters entwickelt haben. „Von Anfang des Semesters bis heute habe ich CAD wirklich gut gelernt“, sagt Haley, die in einem der Pen Pal-Teams gearbeitet hat. „Ein Projekt von Anfang bis Ende unter Berücksichtigung der Anforderungen und Nutzerbedürfnisse zu erstellen, war eine wirklich großartige Erfahrung, die ich mitnehmen werde.“
Engagement der Fakultät in realen Designkontexten
Für die Mentoren der Fakultät wird das Capstone-Design nicht nur durch den endgültigen Prototyp definiert, sondern auch durch den Prozess, mit dem die Lernenden dorthin gelangen. Da die Systeme immer komplexer werden und die Fristen immer näher rücken, wird der rechtzeitige Zugang zu den Arbeiten der Lernenden für eine effektive Beratung von entscheidender Bedeutung.
„Ich verbringe viel Zeit damit, Lernende nach Feierabend zu kontaktieren, weil sie auf Probleme stoßen“, sagt Dr. Briana Bouchard. „Hier bietet sich Onshape wirklich an. Ich kann ihr Dokument aufrufen, während sie daran arbeiten, genau sehen, wovon sie sprechen, und ihnen sogar folgen.“
Da Designs das ganze Semester über zugänglich bleiben, erfolgt das Feedback der Fakultäten im Kontext — während die Lernende aktiv Designentscheidungen durcharbeiten und nicht erst im Nachhinein.
„Sie können mir die verschiedenen Funktionen zeigen, mit denen sie zu kämpfen haben“, erklärt Bouchard, „und dann können wir darüber sprechen, wie ich dieses Problem am besten umgehen kann.“
Diese gemeinsame Designumgebung wird besonders wertvoll, wenn Teams mit der Systemintegration beginnen. Mehrere Subsysteme müssen exakt aufeinander abgestimmt sein, und kleine Konstruktionsänderungen können kaskadierende Auswirkungen haben. Der kontinuierliche Zugriff auf gemeinsam genutzte CAD-Modelle ermöglicht es der Fakultät, nicht nur einzelne Komponenten, sondern das Denken auf Systemebene während des gesamten Projekts zu unterstützen.
Für Teams, die sich für Onshape als Bauteil ihres Workflows entschieden hatten, unterstützten diese Interaktionen eine schnellere Iteration, eine klarere Kommunikation und eine bessere Abstimmung, während sich die Designs zur endgültigen Lösung entwickelten.
Das Capstone-Ergebnis
Das Semester endet mit einer öffentlichen Präsentation, in der die Leistungen der Lernenden gefeiert werden. Zu diesem Zeitpunkt können die Teams Systeme demonstrieren, die funktionieren und echte Probleme lösen — ein Meilenstein, der sowohl die technischen Fähigkeiten als auch den beruflichen Stolz stärkt.
Wie Dr. Briana Bouchard erklärt, soll der Capstone-Showcase nicht nur das endgültige Artefakt feiern, sondern auch den Prozess, mit dem die Lernende dorthin gelangten. „Beim Showcase geht es darum, alles zu feiern, was Sie in diesem Jahr erreicht haben“, sagt sie. „Am Ende des Semesters können sie sagen: 'Hey, ich habe etwas, das funktioniert, das ein Problem löst. ' Und das Endergebnis ist immer unglaublich und etwas, auf das sie wirklich stolz sein können.“
Dieses Ergebnis spiegelt monatelange Iteration, Integration und Zusammenarbeit wider. Für die Lernenden bedeutet das Erreichen dieses Punktes, dass sie eine kurze Designaufforderung erfolgreich in ein funktionales, realitätsnahes System übersetzt haben — und gleichzeitig Komplexität, Genauigkeit und Teamwork im Griff haben.
Mehrere Lernende betonten, wie der gemeinsame Zugriff auf CAD-Modelle diesen Prozess durch die Endphase des Projekts unterstützte. „Bei einem so komplexen System müssen alle auf derselben Wellenlänge sein“, stellten die Lernende fest. „Viele Bauteile müssen sehr genau zusammenpassen, daher war es sehr nützlich, sich die Bauteile des anderen ansehen zu können und Maße und Parameter zu erhalten.“
Die Einbindung der Fakultäten durch den gemeinsamen Designkontext trug dazu bei, dass die Teams beim Showcase mit Zuversicht ankamen, wie ihre Systeme funktionierten — nicht nur einzeln, sondern als integrierte Lösungen.
Für die Lernende führte dieses Selbstvertrauen zu Stolz. „Wenn man etwas baut, das funktioniert, ist man unermesslich stolz auf das, was man gemacht hat“, sagt Adam Mitchel. „Es lässt Träume wahr werden.“
Auf diese Weise unterstützt Onshape Studenten-Teams, indem es die Zusammenarbeit, Iteration und die Betreuung durch die Fakultät während des gesamten Prozesses erleichtert, sodass sich die Lernende auf das ultimative Ziel des Senior-Design konzentrieren können: die Bereitstellung technischer Systeme, die funktionieren.