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可制造性设计浅谈

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发表于 2021-7-5 10:22 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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可制造性设计是在设计与制造分工那一刻起,就开始被考虑的问题。可制造性设计是说起来容易做起来难的事情。简单的讲,可制造性设计就是在设计时考虑制造,产品做起来容易。
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- K; u7 q8 I, g8 R, j可是真正把可制造性设计做好的企业却寥寥无几。它有一些客观的规律在里面, 当我们不知道这些规律的时候,开发产品难免事倍功半。
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100多年前,机器开始替代手工劳作,和手工艺品相比,机器做的产品粗糙、难用、不好看,只有低廉的价格是它的优势。价格低廉可以使大众都用的起,对人类来说足够有吸引力了。8 Z. W/ ^; ]* b  }1 Q3 L

* _* `! r0 l8 N! ]怎样让机器制品“即好做,又好看”,这是现代产品设计的初始问题。可制造性概念独立的出现,是在上世纪中期的美国,军方为了大幅降低武器制造成本,有意识的加以研究,以G·布劳斯博士为代表的一批专家做出了卓越贡献,后面逐渐从军工领域过渡到民用企业。
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可制造性设计,英文是Design for Manufacturability,简称DFM。
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8 v/ s/ [  `4 M; P, K产品的可制造性问题随着设计与制造专业化分工而愈加严重。设计部门与制造部门,彼此在各自的办公室里,做着自认为正确的事情,不知道对方需要什么,也不知道对方的工作方式,而问题出在他们又是同一个产品的合作方,彼此工作天然的相互有影响。7 r  r2 c! Z9 V* X7 Z* i5 _" V
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如果没有方法调和他们的关系,矛盾无法避免,产品必然出问题。制造单位不断否定设计方案,指出现有方案无法量产;设计图纸反复修改,迟迟无法启动试产;设计图纸变更频繁,生产线上重工、返工多,造成开发浪费,额外增加成本;开发周期长,产品生产问题太多,量产时间总是推迟,错过最佳上市时机;产品量产之后,还有设计变更,造成库存报废… …
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5 F& d/ A3 y' r" }1 dDFM正是为了解决这些问题而出现,它有一系列的方法来协调设计与制造的关系,如同设计与制造是一体,产品依照制造的规律设计,制造与设计能够顺畅的交流,反馈各自的需求。
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0 L- _2 s8 D  S6 N$ n7 P狭义的讲,“制造”指的是加工工艺;( U1 G. O6 d; @, @% m9 i

$ e4 L- j8 ~$ k$ f6 f8 p广义的讲,包含了零件加工、组装、质量管理、物流、采购、生产管理等,整个生产的范畴;
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再具体的讲,产品要能够量产,能够及时交付到客户手中,要能稳定的支撑生产运营。这要满足哪些条件呢?设备能够生产出符合标准的产品、能持续稳定的生产、在合理成本下生产、保证充足产能等等;设计中的哪些因素会影响到制造的这些因素呢? 包括有产品外观,整体布局,组装方式,零件材料,零件结构,工艺选择,精度要求等等。
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DFM在哪里发挥作用呢?我们找出设计的因素与制造的因素,分析它们彼此之间的关系,是怎么相互影响着;当我们明确知道设计是怎样影响制造过程后,依照制造规律设计产品。7 |- d: h- p* `. J+ G) Z
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产品多种多样,每种产品有着不同的制造方式,每种制造方式又有着自己的特点,有机械加工,有各式各样的模具加工,有化学加工,有手工、自动化、机器人加工的差异等等。就是相同的产品,根据需求的差异,也有不同的制造方式选择。
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举例来说,产品需求数量的不同,会大大影响制造方式的选择:当只需要1个,可以采用3D打印;需要1000个,用快速模具来做比较划算;100万个,要用标准量产模具。如此纷繁复杂,我们该怎样把握其中规律。
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DFM的核心是成本。怎样成本低,怎样良率高,怎么效率高,我们就怎么设计产品,但前提是满足客户的需求,保证质量,符合企业产品规划,在市场上有足够的差异化竞争力。它的精髓是及早评估成本并在每个开发阶段及时评估成本,在产品规划阶段就开始评估制造的可行性与成本,产品是否能够盈利,是在打算做这个产品之时就应知道的,不是在产品做出来才知道。
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$ Z7 A) b/ T% ]* G  L产品开发是一种理性的投资行为,资金成本,时间机会,决定了经营的成败。从产品整体来看待制造成本,整机的组装,零件的制造,各个工序的选择,每个工序的合理性,都有降低成本的机会,同时以总成本最优来平衡各个组成部分之间的矛盾。; b2 d  l9 S& {- {, r

3 X  L: |0 G# I/ Y在产品开发中导入并行工程,是DFM得以有效实施的关键,包含两个方面,! \# l" g! Y9 ?$ p/ @
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一则,“设计”考虑对制造的影响,减少制造过程中的重工与等待;& w: \5 t( t! g7 O2 U0 t: h
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二则,产品被拆分为模块,独立开发再集成,同时串行的开发过程,在可以及早开始的部分并行,明显的缩短开发周期。* o& }/ c) h4 Q

4 ]) o! h# D& Q5 ]# A( o5 e; [! J在并行工程的指导下,采用通用化标准化设计,简化设计,采用成熟工艺等具体的做法,提高设计成熟度,明显减少设计变更次数,或者采取及早变更方法。
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9 _8 _: k8 E  r$ j! g" r当我们只是独立的讨论DFM,事情是简单的,理想的,似乎每家企业都可以快速实施;当我们回到企业日常经营管理中,则是另外一码事。
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( E) M8 O; u1 W7 V7 M! }& D5 i/ ^DFM依赖于设计与制造单位之间的良性沟通。我们经常看到的是斗争,而不是合作。他们愿意沟通并能够默契配合,需要管理机制的培育。这些离不开结构清晰且统一的产品开发流程,使开发步调一致;明确的职责分工,使彼此工作不推诿;项目管理的有效开展,使得大家都意识到是团队的一员,有项目的成功才有自己工作的成绩;建立日常沟通渠道,有问题随时讨论;建立评审制度,在开发过程中的必要时机,借助沟通平台进行系统的评审,全面的评估可制造性问题等等。/ I; X2 e$ X$ a. B+ n8 d4 r1 q

3 r' K0 _7 I/ i& l( bDFM是利用现有资源,在最短时间、最少成本把产品批量生产出来,同时满足顾客需求和质量要求;是基于现有制造能力的设计,在一开始就考虑量产的经济性与高效性;是在产品开发早期就发现问题并解决问题。
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. a" t: k6 m# p) V4 W很好的实施DFM不是一件容易事,但是它值得企业为之努力,做好DFM会带给企业很多回报。DFM的有效实施能提升企业的综合竞争力。
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发表于 2021-7-5 10:54 | 只看该作者
可制造性设计是在设计与制造分工那一刻起,就开始被考虑的问题。可制造性设计是说起来容易做起来难的事情。简单的讲,可制造性设计就是在设计时考虑制造,产品做起来容易。" H' l5 L6 S" p" b! N

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发表于 2021-7-5 11:14 | 只看该作者
DFM的有效实施能提升企业的综合竞争力
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发表于 2021-7-5 13:52 | 只看该作者
DFM正是为了解决这些问题而出现,它有一系列的方法来协调设计与制造的关系,如同设计与制造是一体,产品依照制造的规律设计,制造与设计能够顺畅的交流,反馈各自的需求* _  a7 O/ k" i0 q
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