Robustes Design ist eine ingenieurwissenschaftliche Methode, deren Hauptziel es ist, die Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Produkten und Prozessen gegenüber verschiedenen Einflussfaktoren zu maximieren. Diese Methode ist besonders relevant für Produkte, die in einem vielfältigen und oft unvorhersehbaren Anwendungsbereich eingesetzt werden sollen. Dabei liegt der Fokus darauf, die Funktionalität des Produktes oder Prozesses unter variierenden Bedingungen sicherzustellen.
Der Entwurfsprozess im robusten Design orientiert sich eng an den Wünschen und Erwartungen der Kunden. Eine zentrale Herausforderung dabei ist die Übersetzung dieser Kundenbedürfnisse in technische Lösungen. Kunden äußern ihre Anforderungen häufig nicht in technischen Begriffen, was eine genaue Interpretation und technische Umsetzung dieser Bedürfnisse durch die Ingenieure erfordert. Diese Umsetzung wird oft als Umwandlung von „Energie“ oder Signalen betrachtet, bei der Kundenerwartungen in effektive technische Lösungen transformiert werden.
Ein Schlüsselelement des robusten Designs ist das Management von Störgrößen, die in interne und externe Faktoren unterteilt werden. Interne Störgrößen beziehen sich auf Variabilitäten innerhalb des Produktes selbst, wie Materialverschleiß oder Alterung. Externe Störgrößen hingegen umfassen Faktoren wie Umwelteinflüsse, unterschiedliche Nutzungsweisen durch die Kunden und Interferenzen von benachbarten Systemen.
Der Prozess besteht aus drei Hauptphasen: der Konzeptauswahl, dem Parameter-Design und dem Toleranz-Design. In der Phase der Konzeptauswahl wird ein grundlegendes Design ausgewählt, das sowohl robust als auch flexibel ist. Das Parameter-Design konzentriert sich auf die Identifizierung und Anpassung der Steuerungsfaktoren, um das Produkt oder den Prozess gegenüber Störgrößen widerstandsfähig zu machen. Schließlich zielt das Toleranz-Design darauf ab, eine Balance zwischen Qualität und Kosten zu finden, indem die Toleranzgrenzen entsprechend den im Parameter-Design festgelegten Zielen angepasst werden.
Das robuste Design hat mehrere Vorteile, darunter eine effiziente und effektive Produktentwicklung, optimierte Prozessgruppen durch die Anwendung robuster Technologien, verkürzte Entwicklungszeiten und reduzierte Entwicklungskosten. Darüber hinaus ermöglicht es eine schnellere Markteinführung von neuen Produkten und Prozessen.