Die extremste Form eines Robustheitsproblems liegt vor, wenn sich ein System in einem Verzweigungspunkt (Bifurkation) befindet. Hier stellt sich die Frage, ob oder inwieweit Standardverfahren zur Robustheitsoptimierung anwendbar sind. Am Beispiel des Pendelumschlagens eines Hinterachsstabilisators wird exemplarisch eine Metamodell-basierte Robustheitsoptimierung durchgeführt. Es wird erläutert, wieso und unter welchen Voraussetzungen diese bei einem Verzweigungsproblem erfolgreich eingesetzt werden kann. Alternativ wird eine einfache Pushing- Away-Strategie vorgestellt und angewendet. Die Ergebnisse beider Methoden werden verglichen und bewertet. Darüber hinaus werden die aus der Robustheitsoptimierung vorliegenden Daten verwendet, um zusätzliche Informationen über das System zu gewinnen. So wird versucht, die wichtigsten Variablen lokal und im gesamten Designraum sowohl mit Hilfe eines lineraren Regressionsmodells als auch mit einer funktionalen Varianzanalyse (ANOVA) zu identifizieren. Der Bericht erläutert im Einzelnen die Nominalwert-Optimierung, die Robustheitsanalyse nach der Pushing-Away-Strategie und die Metamodell-basierte Robustheitsoptimierung. Die Pushing-Away-Strategie ist die kostengünstige Variante, da sie nur die Analysen für zwei Monte-Carlo-Simulationen benötigt. Das Metaamodell-basierte Verfahren mit dem Kriging-Modell ist das teurere Verfahren, weil zusätzlich zur Monte-Carlo-Simulation noch die Analysen an den Stützpunkten aus dem Versuchsplan durchgeführt werden müssen. Dafür können aber mit Hilfe einer ANOVA oder einer lineraren Regressionsanalyse die wichtigsten Variablen über den gesamten Designraum identifiziert werden, wodurch ein tieferes Verständnis für das Gesamtsystem gewonnen werden kann. In beiden Fällen stimmen die Ergebnisse aus der ANOVA und der linearen Regressionsanalyse gut überein.
Robustheitsoptimierung eines Verzweigungsproblems am Beispiel des Pendelumschlagens eines Hinterachsstabilisators
2010
8 Seiten, 12 Bilder, 18 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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