Die neue Methodik FORM (funktionsorientiert optimal robuste Auslegungsmethodik) zeigt einen Weg auf, wie Unsicherheiten in einem modulbasierten Entwicklungsprozess beschrieben und deren Auswirkungen durch eine systematische Auslegung von Fahrzeugmodulen minimiert werden können. Die Methodik FORM stellt durch die transparente und vollständige Beschreibung der Robustheitsoptimierung einen ganzheitlichen Ansatz zur Auslegung von Fahrzeugmodulen dar. Die erfolgreiche Implementierung anhand realitätsnaher und repräsentativer Aufgabenstellungen für Kinematikmodule ermöglicht den Nachweis, dass FORM als Methodik zielführend für die Grundproblematik dieser Arbeit ist. Durch die Transformation der theoretischen Methodik FORM in einen PC-Tool-gestützten Prozess kann zudem eine Beurteilung hinsichtlich der praktischen Anwendbarkeit erfolgen. So beweist die positiv bewertete Validierung des FORM-Tools, dass in realen, industriellen Entwicklungsumgebungen die von Menschen gestellten Anforderungen durch FORM berücksichtigt werden. Die Formulierung funktionaler Anforderungen ist in FORM durch die Trennung in zustandsabhängige und zustandsunabhängige funktionale Anforderungen gekennzeichnet. Hierdurch kann für die Simulation des betrachteten Modulkonzepts für ein Fahrzeugmodul gewährleistet werden, dass Lastfälle systematisch und vollständig abgebildet werden. Aufgrund der Einbindung von funktionalen Anforderungen in die Zielfunktion der Robustheitsoptimierung wird die Schnittstelle zu Lastenheften des jeweiligen OEM's notwendige Bedingung, um FORM überhaupt anwenden zu können. Die Hauptmotivation von FORM ist die frühzeitige Robustheitsoptimierung von Fahrzeugmodulen. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Einsatzpotenziale für FORM auch in späteren Entwicklungsphasen bestehen. So könnte FORM zur Fahrzeug-Serienfreigabe als Funktionsnachweis für ein Fahrzeugmodul dienen. Hierfür müssten die Optimierungsfreiheitsgrade vollständig eliminiert werden, so dass lediglich eine Kombination der Optimierungsparameter einbezogen wird. Die Wahl des Optimierungsverfahrens in FORM ist stark beeinflusst von der Automatisierbarkeit des Optimierungsprozesses. Da die Rolle des Modulverantwortlichen als Hauptanwender von FORM typischerweise keine Kenntnisse über Optimierungsverfahren beinhaltet, kristallisieren sich Evolutionäre Algorithmen aufgrund universeller Einsetzbarkeit und vollständiger Automatisierbarkeit als überlegenes Optimierungsverfahren für die Ziele von FORM heraus.
Robuste Auslegung von Mehrkörpersystemen: frühzeitige Robustheitsoptimierung von Fahrzeugmodulen im Kontext modulbasierter Entwicklungsprozesse
2012
226 Seiten, Bilder, Tabellen, 169 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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