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基于制造和装配的设计(DFMA)

 霍振丽 2017-11-17

能够生存下来的并不是最强壮的,而是能够适应改变的物种。(查尔斯·达尔文)

基于制造的设计(DFM)

在设计时预先考虑到以下因素:

优化所有的生产工序: 加工, 装配, 测试, 采购, 运输, 服务和维修;

确保最低的成本,最好的质量,可靠性,遵守条例,安全,交货时间和客户满意度;

确保工艺上的纰漏不会危及产品的功能,外观,新产品的推广,交付等方面,也不

会对产品订单有意想不到的冲击。

基于装配的设计(DFA)

在设计时预先考虑到以下因素:

优化装配人工;

减少对客户无价值的装配动作。

产品设计对产品成本的影响可以从下面的图表来看出

基于制造和装配的设计(DFMA)

产品设计通过以下手段达到目标:

  • 降低复杂程度

  • 减少变数

  • 提高效率

  • 发展竞争优势

产品设计对什么有影响呢?从调研过的工厂数据我们来看看下表的分析

基于制造和装配的设计(DFMA)

以玩具生产举例,要实现基于制造和装配的设计,要遵循十个原则:

原则 1 减少零件数量

减少零件数量或许是降低成本的最好方法,较少的零件会减少:采购, 存仓, 处理, 加工时间, 开发时间, 设备, 工程时间, 装配难度, 测试, 等等。

每个零件都增加了出错的机会并减小了无缺陷产品的概率。

如:下图把3块小板仔合并为1块大板仔,减少2个螺丝,并节省了装配时间。

基于制造和装配的设计(DFMA)

原则 2 减少物料或颜色

物料和颜色太多会增加产品的复杂程度和制造成本:

开发成本:样板制作、样板测试、颜色认可、物料释放

采购成本:采购&管理、手续费、验货、测试费用

后勤费用:运输, 排期&库存

生产成本:零件有MOQ、所有的物料和零件需要配色并转换

如:在符合品质要求的前提下变更更低廉、更合适的物料,并尽量减少配色。

基于制造和装配的设计(DFMA)

原则 3标准供应商

增加供应商数量,会增加开发和管理供应商的成本

开发成本:样板测试、物料释放

采购成本:采购&管理、手续费、运费、验货

后勤费用:运输, 排期 & 库存

供应商和系统管理

如: 减少供应商数量,建立供应商审核制度,统一标准。

原则 4 标准设计

标准设计:如:电池箱、铰链、连接位等;

标准化看不见的常用物料:如五金件、螺丝、接触片等等;

决定标准化,建立并采用标准件或物料清单。

基于制造和装配的设计(DFMA)

原则 5多功能用途

模块化设计使零件和/或一组零件具有互换性,这将帮你减少一些成本:

减少一些研发费用、模具减少了、测试减少了、容易操作、减少了运输、降低了质量风险 、减少了开拉、换拉/换模方面的费用,并提高了设备效率。

对生产计划以及后勤方面有更多挑战:如生产能力和客户需求方面的管理、模具管理等。

如:组合式设计:

  • 通用的地盘 ;

  • 手臂, 腿, 连接位, 躯干;

  • 外形、颜色。

原则 6便于生产

消除浪费,不增值的都是浪费:

流程浪费:退货, 返工, 生产转换

制造浪费:流程, 批峰, 返工, 检查

物料浪费:水口, 报废, 转换

…… 八大浪费都是需要消除和避免的。

如:所有部件尽量在一个面的底壳安装;左右或正反防呆的设计;定位孔设计;凹凸位的设计;合并部件减少安装动作;减少螺丝,用卡扣代替;插入装配时倒角设计;颜色区分设计;使用视频或计步器辅助作业等等。

基于制造和装配的设计(DFMA)

原则 7多样的紧固件

若使用机械紧固件,尽量使用最便宜的方式:

咬合、塑性弯折、铆接、螺丝

对所有的产品,标准化其所用的通用零件,加工过程和方法。

基于制造和装配的设计(DFMA)

原则 8最小化装配方向

设计时要考虑操作最小化:

最小化再处理,装配应增加价值;双手操作;尽量一致的平面;保持垂直装配;自动化辅助。

如:避免重复定位;设计时考虑零件对称;零件安装定位等等。

原则 9最大化符合条例

设计要考虑安全:

  • 本身要坚固,超过 QSOP要求

  • 考虑“加工能力”和“加工变数”

  • 设计上增加防错措施

  • 零件越少,风险越低

设计要考虑质量:

  • 一次召回的费用约为1500万 …

  • 测试费用超过1亿

  • 重金属、磷苯二甲酸盐要避免

  • 尽量少使用高风险的物料

  • 考虑总体成本:设计, 制造, 测试

最大化的遵守安全标准

基于制造和装配的设计(DFMA)

原则 10明白制造问题:过去 & 现在

总结!

  • 明白以前的经验教训

  • 要明白哪些能做好,哪些做不好

记住荒谬意味着什么!

  • “一遍一遍重复同样的事情,除非期望结果更好.”

周期性的听取汇报!

  • 要定时

  • 确定参与人员

  • 确定地点

  • 确定格式

  • 建立一个知识/信息的渠道

如:印错日期要花费很多的人工返工

基于制造和装配的设计(DFMA)

基于制造的设计应用于各个制造行业,电子制造、机械制造、纺织、化工等等都有应用,但无论哪个行业,DFM都应该遵循它固有的原则,记住:

DFM不是校对的步骤,其应该本身固有

DFM不是只由“DFM工程师”做,是所有人都有责任

DFM不是一个“工具”,而是一个 “思想”

DFM不只是在零件的阶段要考虑,在系统中有更多的地方要考虑

DFM不是一个事后的想法,要把它当作一个得益之处

DFM不是在以后的设计评论中才提到

DFM不应熟练地应用于修改中,太迟了

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