Computer Aided Robust Design – Verknüpfung rechnerunterstützter Entwicklung und virtueller Fertigung als Baustein des Toleranzmanagements

Da die Produktion von Bauteilen aus technologischen und wirtschaftlichen Grunden stets durch Abweichungen von der Nenngestalt begleitet ist, werden seitens der Entwicklung die zulassigen Abweichungen durch Toleranzen eingeschrankt. Ziel des Toleranzmanagements und insbesondere der virtuellen, entwicklungsbegleitenden Funktionsabsicherung ist es, die Wirtschaftlichkeit und Prognosefahigkeit der Toleranzvorgaben sicherzustellen. Im Rahmen dieser Arbeit wird durch einen integrativen Simulationsansatz eine Kopplung von Methoden des Robust Design und der Toleranzrechnung vorgeschlagen, um fruhzeitig ein robustes Toleranzkonzept herbeifuhren zu konnen: stochastische Betrachtungen von Teilefertigungsprozessen, Montage- und Fugeprozessen bis hin zu Aussagen uber das statistische Verhalten der Baugruppen unter Betriebslasten erlauben es, rechnerunterstutzt die Mashaltigkeit und Funktionserfullung auf Bauteil- und Baugruppenebene zu ermitteln. Damit kann die Robustheit der einzelnen Schritte in der Prozesskette und schlieslich der Produktfunktion im Entwicklungsprozess fruhzeitig bestimmt werden. Ausgehend von Grundlagenbetrachtungen und dem Stand der Forschung und Technik werden systematisch der Handlungsbedarf und das Simulationskonzept abgeleitet. An Beispielen wird die vorgeschlagene Simulationskette exemplarisch durchlaufen und anhand experimenteller Teiluntersuchungen validiert. Schlussendlich werden die verfugbaren Methoden des Dimensional Managements identifiziert und den Prozessschritten im Produktenwicklungsmodell zugeordnet, um das Toleranzmanagement in Entwicklungsvorhaben effektiv unterstutzen zu konnen.