Ontwerpgrenzen

Ontwerpgrenzen zijn de grenzen waarbinnen een systeem, onderdeel of product moet opereren om veilig, betrouwbaar en kostenefficiënt te blijven. Het begrip wordt gebruikt in engineering, productontwerp en beleidsvorming en omvat operationele, fysieke, wettelijke en economische beperkingen die het ontwerp bepalen.

Een ontwerpgrens bestaat doorgaans uit verschillende elementen. Operationele grenzen zijn bijvoorbeeld de minimale en maximale belastingen, temperaturen, snelheden of stromen waaraan een systeem blootstaat. Fysieke grenzen betreffen afmetingen en toleranties, materiaalkeuzes en koppelingen tussen onderdelen. Omgevingsgrenzen houden rekening met factoren zoals vocht, stof, corrosie en buitentemperatuur. Regulerende grenzen verwijzen naar normen, veiligheidsvoorschriften en bouw- en milieuregels waaraan het ontwerp moet voldoen. Daarnaast spelen productie- en kostenbeperkingen een rol, zoals fabricagemogelijkheden, cyclustijden en materiaalkosten.

Ontwerpgrenzen vormen samen met ontwerpdoelstellingen het ontwerpvermogen (design space) en bepalen welke oplossingen haalbaar en acceptabel zijn. Ze kunnen statisch zijn, als vaste waarden, of dynamisch, afhankelijk van verschillende scenario’s en gebruikscondities. Ze worden doorgaans vastgesteld in vroege stadia van het project via aannames, risicoanalyse en systeemmodellering, en worden regelmatig getoetst met tests en evaluaties.

Voorbeelden zijn: bij brugontwerpen de grenswaarden voor belasting en wind; bij consumentenelektronica de grenzen voor warmteafvoer en behuizinggrootte. Ontwerpgrenzen dragen bij aan veiligheid, conformiteit en voorspelbaar gedrag en faciliteren communicatie met belanghebbenden.