In der Soft- und Hardwareentwicklung von Weisswaren unterliegen die mechatronischen Komponenten spezifischen Produkttoleranzen. Diese treten aufgrund der Produktionstoleranzen auf. Beispiel Drehzahlbereich, Leistungsschwankung oder Temperaturgenauigkeit. Diese sind meistens in den Datenblättern ersichtlich oder können beim Hersteller nachgefragt werden. Die daraus resultierenden Einflüsse werden vorgängig mit der Monte Carlo-Simulation simuliert. Es wird aufgrund der Ergebnisse versucht, mit Hilfe der Wahrscheinlichkeitstheorie analytisch unlösbare Probleme zu lösen. Dies ermöglicht es in der Entwicklung vorgängig mögliche Szenarien ab zu testen um die richtigen Komponenten zu evaluieren.
Es lassen sich für zufällig gewählte Parameter über die entsprechenden Zusammenhänge der mögliche Output ermitteln. Heutige Programme wie VENSIM, r programming, python oder Excel werden dazu verwendet.
Vorgehenswiese in der Produktentwicklung.
Das Zusammenspiel der Komponenten in einer Baugruppe oder Gerät analysiert indem ein Simulationsmodel erstellt wird. Die Idee basiert auf einen Ursache-Wirkungs-Diagramm. Das Ursache-Wirkungs-Diagramm visualisiert die Zusammenhänge, bei dem analytisch die Konstruktion/Aufgabenstellung analysiert wird. Die Konstruktion wird solange zerlegt, bis jeder Zusammenhang analysiert wurde.
Somit wird die Nachbildung von komplexen Baugruppen, die nicht direkt analysiert werden können, simuliert. Dies erfolgt durch substituieren einer Reihe von Wahrscheinlichkeitsverteilungen für jeden Unbestimmtheitsfaktor. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen der verwendeten Komponenten lassen sich meistens aus der Fachliteratur entnehmen. Liegen diese Daten nicht vor, so können auf interne oder externe Erfahrungen zurück gegriffen werden. Die Daten können aber auch via IOT/IIOT evaluiert werden. Weiter gibt auch die Möglichkeit den verschieden Komponenten eine am Anfang eher höhere Wahrscheinlichkeit zu zuweisen.
Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen von mechanischen Komponenten oder Bauteilen sind normalweise Gaussverteilt. Hingegen wird die Weibull-Verteilung der Lebensdauer, Ausfallhäufigkeit von elektronischen Bauelementen oder (spröden) Werkstoffen wie Keramik herangezogen. Die Resultate werden immer wieder neu unter Verwendung einer Reihe von neuen Zufallswerten welche aus den Wahrscheinlichkeitsfunktionen stammen, berechnet. Je nach Anzahl der Unbestimmtheiten und der dafür angegebenen Bereiche, können eine unendliche Anzahl von Neuberechnungen während einer Monte Carlo-Simulation durchgeführt werden.
Pflichtenheft
Schlussendlich kann somit die ganze Lebensdauer eines Geräts simuliert werden mit den zugehörigen Schwankungen. Wie die Schwankungen zu Stande kommen, können im Model evaluiert werden. Daraus ergeben sich die Spezifikationen für die einzelnen Bauteile, Baugruppen und Komponenten, welche dann im Pflichtenheft nieder geschrieben werden.
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