可制造性DFM制作要点与经验探讨（三）

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上篇DFM探讨说到Step3 的针对drawing review提出concern和proposal，图纸尺寸问题还未讲完，今天继续。
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再啰嗦一遍，尺寸问题关乎产品的方方面面，这是核心，带着方案提问题，套路即为 Problem 描述+ 工程分析+ solution or proposal。

先给他个Item Number, 因为一张图纸不只是只有一个问题，即使是，这也是做工程应该有的严谨，否则和客户review时自己都乱了。
( o/ f! `. W8 U$ r, D
Part Name 产品名称
6 E$ k( f4 ~* x) D8 p% P$ [; A
Part Number and Revision 料号和版次

Drawing Number and revision 图纸编号和版次

) P  l) V2 b, U3 F版本很关键，甲乙双方工程人员可以一目了然的确认相互是否使用了正确的版本号，有的时候不一定是最新版，因为开发前期版本号很多，产品设计部门难免会出现upload版次出问题。
- d4 F  F2 C% E0 E! o* [2 G
Dimension FAI/SPC Number and location FAI/SPC 尺寸编号和位置
9 o0 w) M1 M4 p1 ~7 L3 K
Screenshot of the 2D Drawing 图纸截图
$ v7 H  r$ a( m; g' u
Dimension Issue Description 尺寸问题描述
6 X1 |) U( s) K$ |
Clear Concern, Risk and Energency 明确的担心，风险和紧急程度
6 A2 _5 u$ k7 T9 \2 E+ x- K
确认好尺寸编号，将问题表达清楚，设计基准datum问题，公差与配合问题，制程能力问题，尺寸量测问题等等一定要详述清楚。
7 f6 d% F+ m6 K: a# ~. P9 D
& B4 R: u  N$ A. k4 z  u6 u3 q& xProposal and Solution 建议和解决方案

: C" @" x% `( k0 ePros and Cons 与图纸规格相比的利弊分析

Improvement Schedule and Due Date 改善计划和到期时间
0 G! @7 @& G2 `: P) c1 `, W- Z
直接写出针对尺寸问题提出proposal 和解决方案，改变datum基准, 放宽公差，偏移公差，改变尺寸标注与管控尺寸转换等等， 并附加尺寸spec对比说明，同时必须要求对应的优缺点分析，从可量产性，可量测性，良率，加工成本等等各方面进行描述，告诉客户你的目的是什么。
& L. @# ~6 ]- X+ Q
开发早期，也会处出现比较大的局部结构设变建议，这个时候最后是直接将proposed的3D 和 2D一起做好发给客户，这样既展示工程能力，又可以容易让客户接受，其实很多供应商的PD，RD都具备这个结构设计检讨，而且有一些老手，都是直接帮甲方PD画图做设计的，当然这里说的是OEM。

Tolerance Analysis 公差分析TA

Related Manufacturing Process Description 涉及的制造工艺制程描述
0 q$ s7 |* Z) ~5 R' f2 [4 O
Machine and Fixture Analysis 设备与夹治具分析

6 B; l& I2 z7 ]: ?' }MSOP and Measurement Fixture Analysis 检测方法与治具

Process Capability Analysis 制程能力分析

# X  \$ ~7 L# a5 y6 K# |2 S: bLessons Learnt Support 经验总结支持
% D  [7 \8 z) k! x. R
公差分析，百度百科的解释如下：
& d% b" j5 u3 ?1 e
公差分析是指在满足产品功能、性能、外观和可装配性等要求的前提下，合理地定义和分配零件和产品的公差，优化产品设计，从而以最小的成本和最高的质量制造产品。公差分析是面向制造和装配的产品设计中非常重要的一个环节，对于降低产品成本、提高产品质量具有重大影响。（来自百度百科）

针对组装关联性的尺寸链，即dimension chain, 一般公差分析方法有以下几种。

* v) E3 G! [. m5 w1 FWorse Case : 极值法， WC - 适合4个尺寸以下的尺寸链

Statistical : 统计均方根法， RSS - 适合4个及以上的尺寸链
1 K0 h' X( A" R: y, ~
# m" j3 X7 t4 f& p5 m" W  E! [) lMonte Carlo : 蒙地卡罗法
+ }& q* S9 ?& \2 ~6 O& x. r  I7 U
( o7 D: a0 E" zProduct Design, 很多大公司都在用 Monte Carlo model， 但结构件制造厂商用的较多的分析方法都是前两种，均方根法是在制造业运用最多的，也更加适合现在的6西格玛质量控制的正态分布理念和尺寸稳定性要求，具体的使用方法不在这里做详细介绍，我会额外分享一些资料。
1 |$ q' p$ S( Z" R9 q, o
+ [' W4 x( b: h* E通过TA分析，能放宽的公差一定要找客户争取，公差越松，这样制造成本和检验成本就会更低，反之，质量控制难度和制造成本就会更高。
+ L4 T# t0 C9 e! ]9 z, Y
公差的设定一般有经验的PD已经考量了可制造性，但经验不一定特别丰富，尤其碰到不太熟悉的工艺。通过涉及的制造工艺制程，设备及夹治具精度对制程能力进行评价，例如CNC制程的主轴精度，跳动，治具定位精度与重复定位精度，前制程与后制程去除量及加工精度，整体与成品尺寸公差的关系，这都是要考量的。客户一般也会考虑和接受。当然，制程能力和加工精度，制程稳定性也是需要进行不断优化和改善进行提升的，更要配合合理的和全面的quality control，从而持续改善，不断cost down，最终与客户达到双赢。
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/ S3 R" M/ S' r4 wLessons Learnt 的经验一般是针对迭代产品的，例如像iPhone那样相邻两代结构设计变化不大，完全可以在衍生代上直接和客户建议已经有量产经验的proposal，拿出data support。或者像其他品牌的所有产品，产品设计部门的团队会各自负责不同的产品，但都会有相互参考的案例，关键时刻出现分歧或者死棋，这个时候你一拿之前的Lessons Learnt, 是非常有效的，说服力也会非常强。

* P$ ?8 O* n4 o$ M& O3 n其实也有很多时候公差放宽谈不下去，客户强势不放，或者不符合公差分析结果，这个时候建议调整尺寸管控方法，或者减少尺寸链上的尺寸进行管控，或者是找出关键的组装功能性结构和相关尺寸进行收严管控。有些不影响组装和涉及产品功能性的尺寸，其实很多时候有over design的现象，甲方也会考虑制造成本进行放宽。
7 b( Y5 n/ |) @. T
用一句话总结今天的内容：谈尺寸是通过工程分析和客户一起balance design和production 的关系，在满足组装和功能性要求的基础上最大限度降低成本和提高良率的一个不断检讨的过程。

4 S0 H2 W( [: }前期讨论主要还是以理论和经验为基础，后续是需要依据实际情况进行测量和数据收集，理论联系实际进行尺寸检讨，从而来满足mass production 的实际需要。

其实这个2D drawing dimension review 在DFM上体现并不是很明显，在这里强调一下它的重要性，design review的时候考虑全面，和客户达成一致。这样的话，对后面的process 设计和管控意义重大，不至于走弯路，或者一致要求设计尺寸和公差变更。


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直接写出针对尺寸问题提出proposal 和解决方案，改变datum基准, 放宽公差，偏移公差，改变尺寸标注与管控尺寸转换等等， 并附加尺寸spec对比说明，同时必须要求对应的优缺点分析，从可量产性，可量测性，良率，加工成本等等各方面进行描述，告诉客户你的目的是什么。

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公差的设定一般有经验的PD已经考量了可制造性，但经验不一定特别丰富，尤其碰到不太熟悉的工艺。通过涉及的制造工艺制程，设备及夹治具精度对制程能力进行评价，例如CNC制程的主轴精度，跳动，治具定位精度与重复定位精度，前制程与后制程去除量及加工精度，整体与成品尺寸公差的关系，这都是要考量的。客户一般也会考虑和接受。当然，制程能力和加工精度，制程稳定性也是需要进行不断优化和改善进行提升的，更要配合合理的和全面的quality control，从而持续改善，不断cost down，最终与客户达到双赢。

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版本很关键，甲乙双方工程人员可以一目了然的确认相互是否使用了正确的版本号，有的时候不一定是最新版，因为开发前期版本号很多，产品设计部门难免会出现upload版次出问题。