Das Projekt, das vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zusammen mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und ihren jeweiligen Forschungseinheiten – dem Institut für Produktentwicklung (IPEK) und dem KTmfk – Engineering Design – durchgeführt wird, entwickelt einen strukturierten Ansatz für die frühe Robustheitsbewertung von Produktkonzepten. Der Kernbeitrag ist eine adaptive Modellierungsmethode, die das Embodiment Function Relation and Tolerance (EFRT) Modell integriert, ein qualitatives Werkzeug, das Systemeigenschaften darstellt, ohne dass detaillierte quantitative Daten erforderlich sind. Die Methode erkennt an, dass die Menge an spezifischem Designwissen (SDK), die zu Beginn eines Projekts verfügbar ist, stark variieren kann, und passt ihre Modellierungsaktivitäten an das tatsächliche Niveau des SDK an, das aus der Designsituation abgeleitet werden kann.
Der Arbeitsablauf besteht aus fünf Phasen und Gates, von denen jede explizit das ableitbare SDK einbezieht. In der ersten Phase wird das Konzept skizziert und die verfügbaren Informationen werden bewertet. Je nachdem, ob der SDK hoch ist – wenn zum Beispiel konkrete Referenzen oder detaillierte Daten vorhanden sind – oder niedrig – wenn zum Beispiel nur abstrakte Skizzen vorhanden sind – wird in den nachfolgenden Phasen die Tiefe der Modellierung angepasst. In der Skizzenphase können Ideationstechniken wie TRIZ, die 6-3-5-Methode oder Brainstorming integriert werden, um Alternativen zu generieren. In der nächsten Phase, der explorativen Modellierung, wird das EFRT-Framework verwendet, um funktionale Beziehungen und Toleranzen qualitativ zu erfassen. Wenn genügend SDK vorhanden ist, folgt eine eher deduktive Modellierungsphase, in der analytische Methoden wie SPALTEN zur Verfeinerung des Modells angewendet werden können. Die letzte Phase umfasst die Validierung anhand von Robustheitskriterien und die Dokumentation des Toleranzbereichs des Konzepts. Die Methode wurde in zwei gegensätzlichen Fallstudien demonstriert, eine mit einem hohen Grad an ableitbarem SDK und eine mit einem niedrigen Grad, was zeigt, dass der adaptive Arbeitsablauf beide Szenarien berücksichtigen kann, ohne die Strenge der Robustheitsbewertung zu beeinträchtigen. Obwohl der Bericht keine spezifischen numerischen Leistungszahlen enthält, zeigt er, dass der EFRT-basierte Ansatz bereits in einem frühen Stadium des Entwurfszyklus angewandt werden kann, wodurch spätere kostspielige Iterationen reduziert werden könnten.
Die Zusammenarbeit zwischen dem KIT und der FAU bündelt Fachwissen in den Bereichen Produktentwicklung, Systemdesign und Qualitätsmanagement. IPEK liefert die theoretischen Grundlagen für das Produkt-Engineering, während KTmfk die praktische Erfahrung im technischen Design und der frühen Konzeptentwicklung beisteuert. Die Projektergebnisse werden unter einer Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International-Lizenz verbreitet, um sicherzustellen, dass die Methodik von anderen Forschungsgruppen und Industriepartnern frei übernommen und angepasst werden kann. Obwohl der Bericht keine bestimmte Finanzierungsquelle oder eine feste Projektdauer nennt, spiegelt die gemeinsame Anstrengung ein breiteres Engagement innerhalb der deutschen Forschungsgemeinschaft wider, frühe robuste Entwurfspraktiken zu fördern. Zukünftige Arbeiten werden sich auf die empirische Validierung in industriellen Umgebungen und auf die Erweiterung des EFRT-Modells konzentrieren, um zusätzliche Designprinzipien und Simulationswerkzeuge einzubeziehen und so die Verbindung zwischen der frühen Konzeptrobustheit und der endgültigen Produktleistung zu stärken.