基於製造和裝配的設計(DFMA)

能夠生存下來的並不是最強壯的,而是能夠適應改變的物種。(查爾斯·達爾文)

基於製造的設計(DFM)

在設計時預先考慮到以下因素:

優化所有的生產工序: 加工, 裝配, 測試, 採購, 運輸, 服務和維修;

確保最低的成本,最好的質量,可靠性,遵守條例,安全,交貨時間和客戶滿意度;

確保工藝上的紕漏不會危及產品的功能,外觀,新產品的推廣,交付等方面,也不

會對產品訂單有意想不到的衝擊。

基於裝配的設計(DFA)

在設計時預先考慮到以下因素:

優化裝配人工;

減少對客戶無價值的裝配動作。

產品設計對產品成本的影響可以從下面的圖表來看出

基於製造和裝配的設計(DFMA)

產品設計通過以下手段達到目標:

  • 降低複雜程度

  • 減少變數

  • 提高效率

  • 發展競爭優勢

產品設計對什麼有影響呢?從調研過的工廠數據我們來看看下錶的分析

基於製造和裝配的設計(DFMA)

以玩具生產舉例,要實現基於製造和裝配的設計,要遵循十個原則:

原則 1 減少零件數量

減少零件數量或許是降低成本的最好方法,較少的零件會減少:採購, 存倉, 處理, 加工時間, 開發時間, 設備, 工程時間, 裝配難度, 測試, 等等。

每個零件都增加了出錯的機會並減小了無缺陷產品的概率。

如:下圖把3塊小板仔合併為1塊大板仔,減少2個螺絲,並節省了裝配時間。

基於製造和裝配的設計(DFMA)

原則 2 減少物料或顏色

物料和顏色太多會增加產品的複雜程度和製造成本:

開發成本:樣板製作、樣板測試、顏色認可、物料釋放

採購成本:採購&管理、手續費、驗貨、測試費用

後勤費用:運輸, 排期&庫存

生產成本:零件有MOQ、所有的物料和零件需要配色並轉換

如:在符合品質要求的前提下變更更低廉、更合適的物料,並儘量減少配色。

基於製造和裝配的設計(DFMA)

原則 3標準供應商

增加供應商數量,會增加開發和管理供應商的成本

開發成本:樣板測試、物料釋放

採購成本:採購&管理、手續費、運費、驗貨

後勤費用:運輸, 排期 & 庫存

供應商和系統管理

如: 減少供應商數量,建立供應商審核制度,統一標準。

原則 4 標準設計

標準設計:如:電池箱、鉸鏈、連接位等;

標準化看不見的常用物料:如五金件、螺絲、接觸片等等;

決定標準化,建立並採用標準件或物料清單。

基於製造和裝配的設計(DFMA)

原則 5多功能用途

模塊化設計使零件和/或一組零件具有互換性,這將幫你減少一些成本:

減少一些研發費用、模具減少了、測試減少了、容易操作、減少了運輸、降低了質量風險 、減少了開拉、換拉/換模方面的費用,並提高了設備效率。

對生產計劃以及後勤方面有更多挑戰:如生產能力和客戶需求方面的管理、模具管理等。

如:組合式設計:

  • 通用的地盤 ;

  • 手臂, 腿, 連接位, 軀幹;

  • 外形、顏色。

原則 6便於生產

消除浪費,不增值的都是浪費:

流程浪費:退貨, 返工, 生產轉換

製造浪費:流程, 批峰, 返工, 檢查

物料浪費:水口, 報廢, 轉換

…… 八大浪費都是需要消除和避免的。

如:所有部件儘量在一個面的底殼安裝;左右或正反防呆的設計;定位孔設計;凹凸位的設計;合併部件減少安裝動作;減少螺絲,用卡扣代替;插入裝配時倒角設計;顏色區分設計;使用視頻或計步器輔助作業等等。

基於製造和裝配的設計(DFMA)

原則 7多樣的緊固件

若使用機械緊固件,儘量使用最便宜的方式:

咬合、塑性彎折、鉚接、螺絲

對所有的產品,標準化其所用的通用零件,加工過程和方法。

基於製造和裝配的設計(DFMA)

原則 8最小化裝配方向

設計時要考慮操作最小化:

最小化再處理,裝配應增加價值;雙手操作;儘量一致的平面;保持垂直裝配;自動化輔助。

如:避免重複定位;設計時考慮零件對稱;零件安裝定位等等。

原則 9最大化符合條例

設計要考慮安全:

  • 本身要堅固,超過 QSOP要求

  • 考慮“加工能力”和“加工變數”

  • 設計上增加防錯措施

  • 零件越少,風險越低

設計要考慮質量:

  • 一次召回的費用約為1500萬 …

  • 測試費用超過1億

  • 重金屬、磷苯二甲酸鹽要避免

  • 儘量少使用高風險的物料

  • 考慮總體成本:設計, 製造, 測試

最大化的遵守安全標準

基於製造和裝配的設計(DFMA)

原則 10明白製造問題:過去 & 現在

總結!

  • 明白以前的經驗教訓

  • 要明白哪些能做好,哪些做不好

記住荒謬意味著什麼!

  • “一遍一遍重複同樣的事情,除非期望結果更好.”

週期性的聽取彙報!

  • 要定時

  • 確定參與人員

  • 確定地點

  • 確定格式

  • 建立一個知識/信息的渠道

如:印錯日期要花費很多的人工返工

基於製造和裝配的設計(DFMA)

基於製造的設計應用於各個製造行業,電子製造、機械製造、紡織、化工等等都有應用,但無論哪個行業,DFM都應該遵循它固有的原則,記住:

DFM 不是校對的步驟,其應該本身固有

DFM 不是隻由“DFM工程師”做,是所有人都有責任

DFM 不是一個“工具”,而是一個 “思想”

DFM 不只是在零件的階段要考慮,在系統中有更多的地方要考慮

DFM 不是一個事後的想法,要把它當作一個得益之處

DFM 不是在以後的設計評論中才提到

DFM 不應熟練地應用於修改中,太遲了


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