Robustheitsforderungen

Robustheitsforderungen bezeichnen Anforderungen in der System- und Softwaretechnik, die sicherstellen, dass ein System auch unter Unsicherheit, unvorhergesehenen Umweltbedingungen oder Variation in Eingaben und Parametern zuverlässig funktioniert. Ziel ist, die Leistungsfähigkeit trotz Störungen oder Modellunsicherheiten weitgehend unverändert zu halten. Robustheit bezieht sich damit auf die Insensitivität gegenüber Abweichungen und ergänzt, aber unterscheidet sich von Zuverlässigkeit (Zeit bis zum Ausfall) sowie von Sicherheit und Resilienz.

Zur Formulierung solcher Anforderungen dienen Grenz- oder Umhüllungskriterien, die zulässige Abweichungen in Leistungskennzahlen festlegen. Unterscheidungen werden oft durch Uncertainty-Sets oder Worst-Case-Betrachtungen operationalisiert. Typische Methoden umfassen Szenario- und Stress-Tests, robuste Optimierung, Sensitivitätsanalysen und das Festlegen von Sicherheits- oder Pufferzonen.

In der Praxis beeinflussen Robustheitsforderungen Designentscheidungen wie Redundanzen, Fail-Safe-Funktionen, modulare Architekturen und Fehler-Toleranz. Sie gehen oft Hand in Hand mit Zuverlässigkeit und Sicherheit, unterscheiden sich aber durch ihren Fokus auf Unempfindlichkeit gegenüber Varianz und Störung sowie auf Wiederherstellungsfähigkeit.

Anwendungsbeispiele finden sich in der Automobiltechnik (z. B. Bremsen unter Nässe oder Glatteis), in der Elektronik- und Netzwerktechnik (Unterlast- oder Netzwerkkongestion), in der Energieversorgung (Lastfluss unter Fluktuationen) sowie im Maschinenbau. Die Validierung erfolgt durch Simulationen, kontrollierte Tests unter definierten Unsicherheiten und die Dokumentation der Nachweise.