Robustes Design: Produktion in besonders hoher Qualität

Robust wird im deutschen Sprachraum auch mit Widerstandsfähigkeit gleichgesetzt. Das klingt zunächst einmal ganz logisch. Allerdings ist robustes Design (oder RD) nicht im eigentlichen Wortsinn zu verstehen. Es geht vielmehr um Produkt- und Prozessoptimierung. Das Ziel dabei: Äußere Faktoren haben geringeren Einfluss, es werden Verluste minimiert und ein für den Anwendungsfall optimal entwickeltes Asset der Zielgruppe angeboten. Doch was steckt genau hinter robustem Design und was ist bei der Einführung und Umsetzung zu beachten?

Abbildung 1: Robustes Design kann für produzierende Unternehmen heute einen großen Beitrag zur Qualitätsverbesserung darstellen. Doch wie lässt sich das Ganze im Betrieb umsetzen und welche Stolpersteine existieren? Bildquelle: @ Ryan Ancill / Unsplash.com

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Was ist robustes Design genau?

Robustes Design oder Robust Design wird gern falsch verstanden. Wer den Begriff zum ersten Mal hört, denkt fast schon zwangsläufig an ein Produkt, das sich als sehr widerstandsfähig erweist. Komplett von der Hand ist dieser Zusammenhang nicht zu weisen. Aber: Es geht im robusten Design um einen viel breiteren Ansatz. Dahinter stehen Grundsätze, die der japanische Ingenieur Genichi Taguchi Ende der 1950er Jahre entwickelt hat.

Robustheit bezieht sich in diesem Zusammenhang auf die Unempfindlichkeit von Produkten oder Prozessen. Beide sind gegenüber äußeren Einflüssen unempfindlich, wenn die Robustheit sehr groß ist. Welche Einflüsse von außen dies sind, ist in dem Konzept des robusten Designs sehr weit gefasst. In einem Fertigungsprozess kann dies beispielsweise die Abhängigkeit von Rohstoffen sein, wie auf https://wirtschaftsnavigator.de/ erklärt wird.

Produkte selbst haben ein robustes Design, wenn die Variabilität minimiert werden kann. Diese entstehen durch:

• Abweichungen im Material
• im Fertigungsprozess
• im Nutzerverhalten.

Robustes Design – in vielen Quellen einfach RD abgekürzt – sorgt trotz solcher Varianzen dafür, dass Produkte und Prozesse das gewünschte Ergebnis abliefern.

Um im Prozessmanagement das Konzept einzubauen, muss robustes Design quantifizierbar werden. Hierfür haben sich in der Vergangenheit Methoden entwickelt. Eine Möglichkeit: Das Toleranz-Design. Hier wird ein Toleranzbereich festgelegt, innerhalb dessen sich die Kosten optimieren lassen – ohne die Qualität nachhaltig zu beeinträchtigen. Die zweite Option ist die Verwendung von Qualitätsverlustfunktionen. Innerhalb dieser wird ein Zielwert festgelegt. Durch Abweichungen lässt sich die Differenz in der Qualität und der damit einhergehende Verlust quantifizieren.

Wo wird robustes Design eingesetzt?

Gerade die Qualitätsverlustfunktion ist ein wichtiges Tool, um die Bedeutung des robusten Designs im Prozessmanagement zu erfassen. Hierdurch ist die Variabilität messbar, es wird sich nicht nur auf die Einhaltung von Spezifikationen fokussiert. Das Ergebnis: Mit den sich daraus ergebenden Qualitätsverbesserungen sinken die Kosten – da Nacharbeiten entfallen und die Kundenzufriedenheit steigt. Konstante Qualität und Zuverlässigkeit beeinflussen die Customer Experience positiv.

Das Robust Design Konzept wird heute in vielen Bereichen der Fertigung eingesetzt. So nutzen beispielsweise Entwickler von Wellen und Antriebssträngen in der Autoindustrie die Methode, um Schwingungen der bewegten Massen besser in den Griff zu bekommen. Aber auch im Bereich moderner Schließsysteme ist robustes Design ein Anwendungsfall.

Viele Unternehmen setzen Robust Design als Tool in der Entwicklungsarbeit ein. Dabei greifen verschiedene Aspekte ineinander, um Parameter und Toleranzen noch weiter zu optimieren. Um diese enge Verzahnung in der Praxis zu erreichen, setzen F&E-Abteilungen auf Simulationen und Modellierungen der einzelnen Prozessparameter.

Vor- und Nachteile von robustem Design

Robust Design erschließt Unternehmen mehrere Vorteile:

1. Zuverlässigere Produkte

Dazu gehört eine höhere Zuverlässigkeit der Produkte – dank Minimierung der Variabilität.

2. Geringere Kosten

Zusätzlich hilft RD dabei, Kosten im laufenden Fertigungsprozess zu minimieren. Sind weniger Nachbesserungen nötig, wirkt sich dies direkt auf die Kostenseite aus. Und dank robustem Design lassen sich Vereinfachungen umsetzen.

Unterm Strich verbessert sich das Produkt – was zu mehr Kundenzufriedenheit und einem positiven Impuls im Wettbewerb führt.

Robustes Design hat allerdings auch Nachteile. Unternehmen müssen sich im Klaren darüber sein, dass Überoptimierungseffekte auftreten können. Parallel ist mit Anfangsinvestitionen zu rechnen, die Zeit und Ressourcen in Anspruch nehmen – auch aufgrund der Komplexität der Anwendungen.

Fazit: Mit Robust Design Vorteile sichern

Unternehmen sind immer bemüht, Kosten zu optimieren und die Kundenzufriedenheit zu verbessern. RD oder Robustes Design hilft dabei, Produkte und Prozesse zuverlässiger zu machen. Damit geht eine Optimierung der Kosten einher. Gerade die Vorteile in der Produktentwicklung und dem Qualitätsmanagement sprechen für den Einsatz des Robust Designs.