基于制造和裝配的設(shè)計(jì)DFMA,附案例
能夠生存下來的并不是最強(qiáng)壯的,而是能夠適應(yīng)改變的物種。(查爾斯 · 達(dá)爾文)
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基于制造的設(shè)計(jì)(DFM)
在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先考慮到以下因素:
優(yōu)化所有的生產(chǎn)工序:加工,裝配,測試,采購,運(yùn)輸,服務(wù)和維修;
確保最低的成本,最好的質(zhì)量,可靠性,遵守條例,安全,交貨時(shí)間和客戶滿意度;
確保工藝上的紕漏不會(huì)危及產(chǎn)品的功能,外觀,新產(chǎn)品的推廣,交付等方面,也不
會(huì)對產(chǎn)品訂單有意想不到的沖擊。
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基于裝配的設(shè)計(jì)(DFA)
在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先考慮到以下因素:
優(yōu)化裝配人工;
減少對客戶無價(jià)值的裝配動(dòng)作。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)對產(chǎn)品成本的影響可以從下面的圖表來看出

產(chǎn)品設(shè)計(jì)通過以下手段達(dá)到目標(biāo):
● 降低復(fù)雜程度
●?減少變數(shù)
●?提高效率
●?發(fā)展競爭優(yōu)勢
產(chǎn)品設(shè)計(jì)對什么有影響呢?從調(diào)研過的工廠數(shù)據(jù)我們來看看下表的分析

以玩具生產(chǎn)舉例,要實(shí)現(xiàn)基于制造和裝配的設(shè)計(jì),要遵循十個(gè)原則:
原則 1 減少零件數(shù)量
減少零件數(shù)量或許是降低成本的最好方法,較少的零件會(huì)減少:采購,存?zhèn)},處理,加工時(shí)間,開發(fā)時(shí)間,設(shè)備,工程時(shí)間,裝配難度,測試,等等。
每個(gè)零件都增加了出錯(cuò)的機(jī)會(huì)并減小了無缺陷產(chǎn)品的概率。
如:下圖把3塊小板仔合并為1塊大板仔,減少2個(gè)螺絲,并節(jié)省了裝配時(shí)間。

原則 2 減少物料或顏色
物料和顏色太多會(huì)增加產(chǎn)品的復(fù)雜程度和制造成本:
●?開發(fā)成本:樣板制作、樣板測試、顏色認(rèn)可、物料釋放
●?采購成本:采購&管理、手續(xù)費(fèi)、驗(yàn)貨、測試費(fèi)用
●?后勤費(fèi)用:運(yùn)輸,排期&庫存
●?生產(chǎn)成本:零件有MOQ、所有的物料和零件需要配色并轉(zhuǎn)換
如:在符合品質(zhì)要求的前提下變更更低廉、更合適的物料,并盡量減少配色。

原則 3 標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)商
增加供應(yīng)商數(shù)量,會(huì)增加開發(fā)和管理供應(yīng)商的成本
●?開發(fā)成本:樣板測試、物料釋放
●?采購成本:采購&管理、手續(xù)費(fèi)、運(yùn)費(fèi)、驗(yàn)貨
●?后勤費(fèi)用:運(yùn)輸,排期 & 庫存
供應(yīng)商和系統(tǒng)管理
如:減少供應(yīng)商數(shù)量,建立供應(yīng)商審核制度,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
原則 4 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)
標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì):如:電池箱、鉸鏈、連接位等;
標(biāo)準(zhǔn)化看不見的常用物料:如五金件、螺絲、接觸片等等;
決定標(biāo)準(zhǔn)化,建立并采用標(biāo)準(zhǔn)件或物料清單。

原則 5 多功能用途
模塊化設(shè)計(jì)使零件和/或一組零件具有互換性,這將幫你減少一些成本:
減少一些研發(fā)費(fèi)用、模具減少了、測試減少了、容易操作、減少了運(yùn)輸、降低了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn) 、減少了開拉、換拉/換模方面的費(fèi)用,并提高了設(shè)備效率。
對生產(chǎn)計(jì)劃以及后勤方面有更多挑戰(zhàn):如生產(chǎn)能力和客戶需求方面的管理、模具管理等。
如:組合式設(shè)計(jì):
通用的地盤 ;
手臂,腿,連接位,軀干;
外形、顏色。
原則 6 便于生產(chǎn)
消除浪費(fèi),不增值的都是浪費(fèi):
流程浪費(fèi):退貨,返工,生產(chǎn)轉(zhuǎn)換;
制造浪費(fèi):流程,批峰,返工,檢查;
物料浪費(fèi):水口,報(bào)廢,轉(zhuǎn)換
…… 八大浪費(fèi)都是需要消除和避免的。
如:所有部件盡量在一個(gè)面的底殼安裝;左右或正反防呆的設(shè)計(jì);定位孔設(shè)計(jì);凹凸位的設(shè)計(jì);合并部件減少安裝動(dòng)作;減少螺絲,用卡扣代替;插入裝配時(shí)倒角設(shè)計(jì);顏色區(qū)分設(shè)計(jì);使用視頻或計(jì)步器輔助作業(yè)等等。

原則 7 多樣的緊固件
若使用機(jī)械緊固件,盡量使用最便宜的方式:
咬合、塑性彎折、鉚接、螺絲
對所有的產(chǎn)品,標(biāo)準(zhǔn)化其所用的通用零件,加工過程和方法。

原則 8 最小化裝配方向
設(shè)計(jì)時(shí)要考慮操作最小化:
最小化再處理,裝配應(yīng)增加價(jià)值;雙手操作;盡量一致的平面;保持垂直裝配;自動(dòng)化輔助。
如:避免重復(fù)定位;設(shè)計(jì)時(shí)考慮零件對稱;零件安裝定位等等。
原則 9 最大化符合條例
設(shè)計(jì)要考慮安全:
●?本身要堅(jiān)固,超過 QSOP要求
●?考慮“加工能力”和“加工變數(shù)”
●?設(shè)計(jì)上增加防錯(cuò)措施
●?零件越少,風(fēng)險(xiǎn)越低
設(shè)計(jì)要考慮質(zhì)量:
●?一次召回的費(fèi)用約為1500萬 …
●?測試費(fèi)用超過1億
●?重金屬、磷苯二甲酸鹽要避免
●?盡量少使用高風(fēng)險(xiǎn)的物料
考慮總體成本:設(shè)計(jì),制造,測試
最大化的遵守安全標(biāo)準(zhǔn)

原則 10 明白制造問題:過去 & 現(xiàn)在
總結(jié)!
明白以前的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
要明白哪些能做好,哪些做不好
記住荒謬意味著什么!
“一遍一遍重復(fù)同樣的事情,除非期望結(jié)果更好。”
周期性的聽取匯報(bào)!
要定時(shí)
確定參與人員
確定地點(diǎn)
確定格式
建立一個(gè)知識(shí)/信息的渠道
如:印錯(cuò)日期要花費(fèi)很多的人工返工

基于制造的設(shè)計(jì)應(yīng)用于各個(gè)制造行業(yè),電子制造、機(jī)械制造、紡織、化工等等都有應(yīng)用,但無論哪個(gè)行業(yè),DFM都應(yīng)該遵循它固有的原則,記住:
DFM?不是校對的步驟,其應(yīng)該本身固有
DFM?不是只由“DFM工程師”做,是所有人都有責(zé)任
DFM?不是一個(gè)“工具”,而是一個(gè) “思想”
DFM?不只是在零件的階段要考慮,在系統(tǒng)中有更多的地方要考慮
DFM?不是一個(gè)事后的想法,要把它當(dāng)作一個(gè)得益之處
DFM?不是在以后的設(shè)計(jì)評論中才提到
DFM?不應(yīng)熟練地應(yīng)用于修改中,太遲了
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