Developing a graphical user interface to a furniture digital product passport in data spaces

Abstract

Die Kreislaufwirtschaft verfolgt das Ziel, Ressourcenverbrauch, Abfälle, Schadstoffe und Treibhausgasemissionen zu reduzieren, um eine nachhaltige Entwicklung zu fördern. Für eine erfolgreiche Umsetzung sind sektorübergreifende Ansätze und der gezielte Einsatz verschiedener Strategien, Maßnahmen und digitaler Technologien erforderlich. Die Digitalisierung spielt dabei eine entscheidende Rolle. Ein wichtiges digitales Werkzeug ist der digitale Produktpass, der transparente Produktinformationen über den gesamten Lebenszyklus bereitstellt. Eine effektive Visualisierung ist dabei unverzichtbar, um komplexe Daten verständlich darzustellen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Gestaltung und Entwicklung einer modularen, flexibel einsetzbaren grafischen Benutzeroberfläche sowie einer Datenschnittstelle, die den anwendungsorientierten und unternehmensübergreifenden Datenaustausch im Rahmen des digitalen Produktpasses ermöglichen. Als Anwendungsbeispiel wird die Möbelindustrie betrachtet, wobei insbesondere die Rückverfolgbarkeit von Holzmaterialien im Fokus steht. Nach umfassender Analyse bestehender Architekturen, Identifikationssysteme, Datenträger und Datenmanagementkonzepte wurde eine universell übertragbare Benutzeroberfläche entworfen. Der Zugang zum digitalen Produktpass erfolgt über das Scannen eines QR-Codes, der direkt zur Benutzeroberfläche führt. Das Backend optimiert die Datenstruktur für eine effiziente Speicherung und Abfrage, sichert die Interoperabilität verschiedener Systeme und bietet eine skalierbare Systemarchitektur. Für den Datenaustausch wurde ein dezentraler Datenraum implementiert, der hohe Datenintegrität und die ständige Verfügbarkeit aktueller Informationen gewährleistet. Die Benutzeroberfläche liefert detaillierte Produktdaten, Leistungskennzahlen zur Bewertung der Zirkularität und ermöglicht die Nachverfolgung der Materialien über den gesamten Produktlebenszyklus. Das Frontend sorgt für eine übersichtliche und benutzerfreundliche Darstellung der Informationen und vermeidet eine Überladung der Oberfläche durch eine klare und intuitive Gestaltung. Zur Bewertung der Benutzerfreundlichkeit wurden standardisierte Fragebögen eingesetzt, darunter die System Usability Scale und der User Experience Questionnaire. Nach Abschluss der laufenden Standardisierungsaktivitäten werden die offiziellen Datenformate für den digitalen Produktpass veröffentlicht. Durch eine entsprechende Anpassung des Backends an diese Vorgaben kann die Lösung anschließend branchenübergreifend für alle Produktgruppen eingesetzt werden.

The circular economy aims to significantly reduce resource consumption, avoid waste, decrease pollutants and lower greenhouse gas emissions in order to promote sustainable development. Successful implementation requires cross-sectoral approaches and the targeted use of various strategies, measures and digital technologies. Digitalisation plays a crucial role in this process. An important digital tool is the Digital Product Passport, which provides transparent product information throughout the entire life cycle. Effective visualization is essential to present complex data in an understandable way. This thesis focuses on the design and development of a modular, flexibly deployable graphical user interface and a data interface that enable application-oriented and cross-company data exchange within the framework of the Digital Product Passport. The furniture industry is used as a case study, with a particular focus on the traceability of wood materials. After a comprehensive analysis of existing architectures, identification systems, data carriers and data management concepts, a universally transferable user interface was designed. Access to the Digital Product Passport is granted by scanning a QR-Code that leads directly to the user interface. The backend optimizes the data structure for efficient storage and querying, ensures interoperability among different systems and offers a scalable system architecture. For data exchange, a decentralized data space was implemented to guarantee high data integrity and continuous availability of up-to-date information. The user interface provides detailed product data, key performance indicators for assessing circularity and enables tracking of materials throughout the entire product life cycle. The frontend ensures a clear and user-friendly presentation of information and avoids interface overload through a straightforward and intuitive design. Standardized questionnaires, including the System Usability Scale and the User Experience Questionnaire, were used to evaluate usability. Upon completion of ongoing standardization activities, official data formats for the Digital Product Passport will be published. By adapting the backend accordingly, the solution can then be deployed across industries, covering all product groups.