Due to the tightening of requirements and the increasing complexity of products, robust design becomes more and more important in the context of a straightforward product development. Although various robust design methods have been evolved to support the design of products that are less sensitive to variations, these methods are not sufficiently integrated into early stages of the product development process. This is mainly due to the lack of concrete product data necessary for robustness evaluation and tolerance specification. For this reason, it is still unclear to product development engineers when and how to apply existing approaches for enhancing the robustness of products. Therefore, this paper describes a holistic methodology that supports the designer in developing a robust product layout including an initial, validated tolerance specification based on the functional requirements. The proposed framework focuses on the close linkage of robust design activities with product data along the product development process and demonstrates the resulting benefits of an early consideration of variations and tolerances. In addition to the proper choice of robust product concepts and their corresponding spatial arrangement in the product structure, the approach allows a conceptual tolerance specification and the subsequent CAD-based analysis based on the preliminary design. Thus, the proposed approach aims to reduce iterations in the conventional tolerancing. To demonstrate the process, the methodology is applied to an electric window regulator.

中文翻译：

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在产品开发过程的早期阶段集成稳健和容差设计

由于要求的收紧和产品的日益复杂，在简单的产品开发环境中，稳健的设计变得越来越重要。尽管已经发展出各种稳健的设计方法来支持对变化不太敏感的产品的设计，但这些方法并没有充分整合到产品开发过程的早期阶段。这主要是由于缺乏稳健性评估和公差规范所需的具体产品数据。因此，产品开发工程师仍不清楚何时以及如何应用现有方法来增强产品的稳健性。因此，本文描述了一种支持设计师开发稳健产品布局的整体方法，包括初始、基于功能要求的经过验证的公差规范。提议的框架侧重于稳健的设计活动与产品开发过程中产品数据的密切联系，并展示了及早考虑变化和容差所带来的好处。除了正确选择稳健的产品概念及其在产品结构中的相应空间布置外，该方法还允许概念公差规范和随后基于初步设计的基于 CAD 的分析。因此，所提出的方法旨在减少传统公差中的迭代。为了演示该过程，该方法应用于电动车窗升降器。提议的框架侧重于稳健的设计活动与产品开发过程中产品数据的紧密联系，并展示了及早考虑变化和容差所带来的好处。除了正确选择稳健的产品概念及其在产品结构中的相应空间布置外，该方法还允许概念公差规范和随后基于初步设计的基于 CAD 的分析。因此，所提出的方法旨在减少传统公差中的迭代。为了演示该过程，该方法应用于电动车窗升降器。提议的框架侧重于稳健的设计活动与产品开发过程中产品数据的密切联系，并展示了及早考虑变化和容差所带来的好处。除了正确选择稳健的产品概念及其在产品结构中的相应空间布置外，该方法还允许概念公差规范和随后基于初步设计的基于 CAD 的分析。因此，所提出的方法旨在减少传统公差中的迭代。为了演示该过程，该方法应用于电动车窗升降器。除了正确选择稳健的产品概念及其在产品结构中的相应空间布置外，该方法还允许概念公差规范和随后基于初步设计的基于 CAD 的分析。因此，所提出的方法旨在减少传统公差中的迭代。为了演示该过程，该方法应用于电动车窗升降器。除了正确选择稳健的产品概念及其在产品结构中的相应空间布置外，该方法还允许概念公差规范和随后基于初步设计的基于 CAD 的分析。因此，所提出的方法旨在减少传统公差中的迭代。为了演示该过程，该方法应用于电动车窗升降器。