Entwicklung einer Hochvolt-Traktionsbatterie als Produktgeneration 1 – Variationsinduzierte Validierungs- und Verifikationsplanung im Modell der PGE – Produktgenerationsentwicklung = Development of a high-voltage traction battery as a product generation 1 – Variation-induced validation and verification planning in the PGE model – Product Generation Engineering
Creators: name: Ebertz, Jona
Publisher: name: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Year: 2022
Subjects: Modell der PGE - Produktgenerationsentwicklung
Produktgeneration 1
Hochvolt-Traktionsbatterie
Validierung

description: Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird die Entwicklung von Hochvolt-Traktionsbatterien als Entwicklung einer Produktgeneration 1, kurz G1, im Modell der PGE – Produktgenerationsentwicklung untersucht. Bei einer G1-Entwicklung verfügt die entwickelnde Entität über keine direkte Vorgängergeneration als Referenz. Das Ziel ist, ein grundlegendes Verständnis zur Sonderform G1 sowie methodische Unterstützung hinsichtlich der Validierungs- und Verifikations-Aktivität in diesem Kontext zu entwickeln. Auf Basis teilnehmender Beobachtungen werden die beiden genannten Themen-schwerpunkte initial in der Forschungsumgebung analysiert. Der erste Teil der Arbeit betrachtet technische und prozessuale Herausforderungen bei der Entwicklung einer G1. In der kategorisierenden Auswertung von Experteninterviews kristallisieren sich elf Herausforderung heraus, die besonders in ihrer Häufung und Ausprägung als G1-typisch aufgefasst werden. Davon ausgehend wird eine Systematik zur prospektiven Einordnung von Produktentwicklungen hinsichtlich ihres G1-Charakters entwickelt. Die daraus resultierende Tendenzaussage, die anhand von sieben Kriterien hergeleitet wird, ermöglicht die Ableitung spezifischer Maßnahmen für die Produktentwicklung. Motiviert durch die Erkenntnis, dass in einer G1-Entwicklung mit einer erhöhten Anzahl an Variationen zu späten Entwicklungszeitpunkten gerechnet werden kann, wird im zweiten Teil eine Methodik für die variationsinduzierte Bestimmung des Testumfangs zur erfolgsorientierten Validierung und Verifikation entwickelt. Die Methodik basiert auf vier Schritten. Der Abgleich von erwartetem Entwicklungsrisiko im Zuge der Variationsimplementierung und Variationsursache stellt im ersten Schritt die Notwendigkeit der eingehenden Variation sicher. Basierend auf vorhandenen Werkzeugen, wie beispielsweise der Produkt-FMEA, wird im zweiten Schritt der Zusammenhang zwischen der eingehenden Variation und möglichen Tests abgebil-det. Darauf aufbauend werden in Schritt drei sowohl inhärent durch die spezifische Testauswahl als auch durch Variierung einzelner Parameter Validierungs- und Verifikations-Alternativen generiert. Die dadurch gewonnenen Alternativen werden im Anschluss in Schritt vier anhand der drei Dimensionen Zeit, Kosten, Qualität bewertet. Der wechselseitige Austausch mit dem Referenzsystem ermöglicht den Wissensaufbau und die Wiederverwendung der Informationen in jedem einzelnen Schritt. Die Anwendbarkeit sowohl der Einordnungssystematik als auch der Methodik zur variationsinduzierten Validierungs- und Verifikations-Planung wird an Beispielen im Rahmen der Entwicklung einer Hochvolt-Traktionsbatterie in der Forschungsumge-bung aufgezeigt. Die Methodik wird zudem mittels eines Fragebogens positiv evaluiert. Die abschließende Diskussion weist auf Limitationen und den kritischen Umgang bei Übertragung der Forschungsergebnisse in andere Umgebungen hin, deren Potenzial zur Weiterentwicklung im Ausblick aufgezeigt wird.