Abgeschlossenes DFG-Gemeinschaftsprojekt von IPEK (KIT) und KTmfk (FAU) zur ganzheitlichen Robustheitsbewertung in den frühen Phasen der Produktentwicklung
Der Effizienz in der Produktentwicklung wird aufgrund wachsender Marktanforderungen eine bedeutende Rolle zuteil. Fokussiert wird dabei häufig, Produkte nach dem „First-Time-Right“-Prinzip zu entwickeln und damit die Zahl von Iterationen zu verringern. Diese führen insbesondere bei weit vorangeschrittenen Projekten zu hohen Kosten. So ist beispielsweise eine Iteration notwendig, wenn einzelne Bauteile aufgrund fertigungsbedingter Abweichungen zu Qualitätseinbußen führen. Idealerweise können ebensolche Abweichungen jedoch durch die geschickte Wahl eines Konzeptes, das insensitiv gegenüber jenen Abweichungen ist, kompensiert werden. In frühen Entwicklungsphasen ist das Produkt und insbesondere seine Gestalt noch nicht in aller Gänze festgelegt. Daher bietet diese Phase aufgrund des Gestaltungsfreiraums einen idealen Zeitpunkt für den Einsatz von Entwicklungsmethoden. Mit der Identifikation ebensolcher Konzepte beschäftigt sich das Robust Design, wozu das abgeschlossene Projekt von IPEK am KIT und KTmfk der FAU einen Beitrag leistet.
Im Rahmen des durch die DFG geförderten Projektes „Ganzheitliche Robustheitsbewertung in den frühen Phasen der Produktentwicklung“ (467789897) wurden dafür die Gestalt- und Toleranzdomäne durch die Entwicklung des „EmbodimentFunction-Relation and Tolerancing Model“ (EFRT-Modell) gezielt verknüpft. Das Modell adressiert dabei die Herausforderungen der frühen Phasen, wie z. B. die meist limitierte und qualitative Datengrundlage, und bietet die Möglichkeit zur Formalisierung von Produktkonzepten auf Basis des Toleranzgraphs. Durch die Analysemöglichkeit von Produktkonzepten in verschiedenen Systemzuständen können Auswirkungen verschiedener Abweichungen (z. B. Verschleiß) zielgerichtet bewertet werden. Neben dem EFRT-Modell ist die zugehörige Modellbildungsmethode ein wesentliches Ergebnis des Projektes. Dieses adressiert explizit die unterschiedlich detaillierte Daten-grundlage bei der Neu- und Weiterentwicklung. So müssen beispielsweise Daten einer Vorgängergeneration für die Weiterentwicklung sondiert und gezielt zur Überführung in das EFRT-Modell aufbereitet werden. Bei der Neuentwicklung hingegen werden Produktentwickelnde hinsichtlich der Entwicklung neuer Konzeptideen und der zugehörigen EFRT-Modelle unterstützt. Diese Modellbildungsmethode wurde in Form von Studien mit Probandinnen und Probanden evaluiert und die Anwendbarkeit des Modells sowie der zugehörigen Methode bestätigt. Letztlich besteht damit ein neuartiges Denkwerkzeug, das eine frühzeitige Robustheitsheitsuntersuchung als Entscheidungsgrundlage nutzbar macht.