Software: CAD - Tutorial - Optimierung - Toleranzen - Experimentkonfiguration

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Robust-Design (Experimentkonfiguration)

Im Prinzip könnte man das Robust-Design als Ergänzung des Experiments "Detail-Analyse" durchführen. Um den Entwurfsprozess für die Biegefeder vollständig nachvollziehbar zu archivieren, werden wir das Ergebnis der Analyse darin nicht überschreiben:

• Durch Duplizieren erzeugen wir aus der "Detail-Analyse" ein neues Experiment "Robust-Design" und wählen es als Startup-Experiment.
• Leider werden die Ergebnisse nicht mit dupliziert. Deshalb müssen wir die Simulation erneut starten und in sinnvollen Diagrammen visualisieren.

Robust-Design-Ziel

Wir müssen die Streuung der Federkonstante bis zu einem vorgegebenem Wert verkleinern. Dies muss in geeigneter Form als Robust-Design-Ziel formuliert werden:

• Da für das Robust-Design die aus der statistischen Versuchsplanung bereits gewonnenen Information benutzt werden, findet man ihre Konfiguration im Analyse-Menü:

• Mit Hilfe des "Rechners" kann man unter Nutzung aller Restriktionsgrößen einen Ausdruck definieren, dessen Wert bei der Robust-Optimierung zu minimieren ist.
• Günstig ist ein Ausdruck, dessen Wert=0 wird, wenn das Ziel der Robust-Optimierung erreicht ist. Null sollte gleichzeitig der kleinst mögliche wert dieses Ausdrucks sein, was man z.B. bei negativen Werten durch Quadrieren erreichen kann.
• Für c_Feder soll die Streuung Sigma (mit σ=6·T) nach der Optimierung exakt der Toleranzbreite T= ±10% vom Sollwert entsprechen.
• Der folgende Ausdruck wird Null, wenn dieses Ziel erreicht ist (für Teilnehmer-Nr.=0):

Optimierungsvariable

Die Streuung der Feder-Dicke muss im virtuellen Entwurf als Variable zur Veränderung für die Robust-Optimierung freigegeben werden:

• Die Obergrenze der Toleranz sollte auf den Wert der aktuellen Toleranz gesetzt werden, um bei der Optimierung im gültigen Bereich des Ersatzmodells zu bleiben.
• Die Untergrenze der Toleranz sollte mindestens dem technologisch sinnvollem Minimalwert entsprechen. Wir verwenden z.B. 1/10 des bisherigen Wertes.
• Die Genauigkeit bestimmt das Raster der Wertänderung für die variable Toleranz (0=stetige Änderung)
• Der Kostenfaktor hat nur eine Bedeutung, wenn man mehrere Streuungen als Variable zur Veränderung freigibt. Dann erfolgt die Optimierung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Kosten für die Realisierung der Toleranzen.
• Wichtig: In allen Streuungen muss Entwurfsparameter=False gesetzt sein, damit durch die Robust-Optimierung der Nennwert nicht verändert wird!

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