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可制造性設(shè)計(jì)

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1.什么是可制造性設(shè)計(jì)

可制造性——亦被各方稱為協(xié)同式或同時(shí)性工程(concurrent or simultaneous engineering)或是可生產(chǎn)性或生產(chǎn)線之設(shè)計(jì)(design for productivity or assembly)——相較于由研發(fā)工程師建立自己的設(shè)計(jì)原型(prototype),然后在未經(jīng)前線生產(chǎn)工人的意見下將之送到生產(chǎn)部門組裝線上的傳統(tǒng)制造方式來(lái)說(shuō)享有非常大的優(yōu)勢(shì)。另一方面,一個(gè)可制造性團(tuán)隊(duì)的成員包括設(shè)計(jì)者、制造工程師:行銷代表、財(cái)務(wù)經(jīng)理、研發(fā)人員、原料供應(yīng)商及其他計(jì)劃利益相關(guān)者(包括客戶在內(nèi))。因?yàn)榘瑏?lái)自各方人士,因此也有助于加速計(jì)劃的完成并且可以避免傳統(tǒng)生產(chǎn)方式會(huì)碰到的延遲。

它主要是研究產(chǎn)品本身的物理特征與制造系統(tǒng)各部分之間的相互關(guān)系,并把它用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,以便將整個(gè)制造系統(tǒng)融合在一起進(jìn)行總體優(yōu)化,使之更規(guī)范,以便降低成本,縮短生產(chǎn)時(shí)間,提高產(chǎn)品可制造性和工作效率。它的核心是在不影響產(chǎn)品功能的前提下,從產(chǎn)品的初步規(guī)劃到產(chǎn)品的投入生產(chǎn)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行參與,使之標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化,讓設(shè)計(jì)利于生產(chǎn)及使用。減少整個(gè)產(chǎn)品的制造成本(特別是元器件和加工工藝方面)。減化工藝流程,選擇高通過(guò)率的工藝,標(biāo)準(zhǔn)元器件,選擇減少模具及工具的復(fù)雜性及其成本。

2.可制造性設(shè)計(jì)的過(guò)程方法

引入可制造性設(shè)計(jì),首先要認(rèn)識(shí)到它的必要性,特別是生產(chǎn)和設(shè)計(jì)部門這兩方面的領(lǐng)導(dǎo)更要確信DFM的必要。只有這樣,才能使設(shè)計(jì)人員考慮的不只是功能實(shí)現(xiàn)這一首要目標(biāo),還要兼顧生產(chǎn)制造方面的問(wèn)題。這就是講,不管你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品功能再完美、再先進(jìn),但不能順利制造生產(chǎn)或要花費(fèi)巨額制造成本來(lái)生產(chǎn),這樣就會(huì)造成產(chǎn)品成本上升、銷售困難,失去市場(chǎng)。

其次,統(tǒng)一設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)部門之前的信息,建立有效的溝通機(jī)制。這樣設(shè)計(jì)人員就能在設(shè)計(jì)的同時(shí)考慮生產(chǎn)過(guò)程,使自己的設(shè)計(jì)利于生產(chǎn)制造。

第三,選擇有豐富生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的人員參與設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行可制造方面的測(cè)試和評(píng)估,輔助設(shè)計(jì)人員工作。最后,安排合理的時(shí)間給設(shè)計(jì)人員,以及DFM工程師到生產(chǎn)第一線了解生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)設(shè)備,了解生產(chǎn)中的問(wèn)題。以便更好、更系統(tǒng)地改善自己的設(shè)計(jì)。

1. 尋求并建立本公司DFM系列規(guī)范文件:DFM文件應(yīng)結(jié)合本公司的生產(chǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、工藝水平、設(shè)備硬件能力、產(chǎn)品特點(diǎn)等進(jìn)行合理的制訂。這樣,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),選擇組裝技術(shù)就要考慮當(dāng)前和未來(lái)工廠的生產(chǎn)能力。這些文件可以是很簡(jiǎn)單的一些條款,進(jìn)而也可以是一部復(fù)雜而全面的設(shè)計(jì)手冊(cè)。另外,文件必須根據(jù)公司生產(chǎn)發(fā)展進(jìn)行適時(shí)維護(hù),以使其能更準(zhǔn)確地符合當(dāng)前設(shè)計(jì)及生產(chǎn)需求。

2. 在對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行策劃的同時(shí),根據(jù)公司DFM規(guī)范文件建立DFM檢查表。檢查表是便于系統(tǒng)、全面地分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工具,其應(yīng)包括檢查項(xiàng)目、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的處理等。從內(nèi)容上講主要包含以下信息:

a. 產(chǎn)品信息、數(shù)據(jù)(如電路原理圖、PCB圖、組裝圖、CAD結(jié)構(gòu)文件等內(nèi)容)

b. 選擇生產(chǎn)制造的大致加工流程:AI、SMT、波峰焊、手焊等。

c. PCB尺寸及布局。

d. 元器件的選擇和焊盤、通孔設(shè)計(jì)。

e. 生產(chǎn)適用工藝邊、定位孔及基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。

f. 執(zhí)行機(jī)械組裝的各項(xiàng)要求。

3.做DFM報(bào)告:DFM報(bào)告是反映整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。這個(gè)類似于ISO9001中的審核報(bào)告,主要是根據(jù)DFM規(guī)范文件及檢查表,開具設(shè)計(jì)中的不合格項(xiàng)。其內(nèi)容必須直觀明了,要列出不合格理由,甚者可以給出更正結(jié)果要求。其報(bào)告是隨時(shí)性的,貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

4. DFM測(cè)試:進(jìn)行 DFM設(shè)計(jì)的結(jié)果,會(huì)對(duì)生產(chǎn)組裝影響多大,起到了什么樣的作用。這就要通過(guò)DFM測(cè)試來(lái)進(jìn)行證實(shí)。DFM測(cè)試是由設(shè)計(jì)測(cè)試人員使用與公司生產(chǎn)模式相似的生產(chǎn)工藝來(lái)建立設(shè)計(jì)的樣品,這有時(shí)可能需要生產(chǎn)人員的幫助,測(cè)試必須迅速準(zhǔn)確并做出測(cè)試報(bào)告,這樣可以使設(shè)計(jì)者馬上更正所測(cè)試出來(lái)的任何問(wèn)題,加快設(shè)計(jì)周期。

5. DFM分析評(píng)價(jià):這個(gè)過(guò)程相當(dāng)于總結(jié)評(píng)審。一方面評(píng)價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的DFM可靠程度,另一方面可以將非DFM設(shè)計(jì)的生產(chǎn)制造與進(jìn)行過(guò)DFM 設(shè)計(jì)的生產(chǎn)制造進(jìn)行模擬比較。從生產(chǎn)質(zhì)量、效率、成本等方面分析,得出做DFM的成本節(jié)約量,這個(gè)對(duì)在制訂年度生產(chǎn)目標(biāo)及資金預(yù)算上起到參考資料的作用,另一方面也可以增強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)者實(shí)施DFM的決心。

3.可制造性設(shè)計(jì)的意義

1.降低成本、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。低成本、高產(chǎn)出是所有公司永恒的追求目標(biāo)。通過(guò)實(shí)施DFM規(guī)范,可有效地利用公司資源,低成本、高質(zhì)量、高效率地制造出產(chǎn)品。如果產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不符合公司生產(chǎn)特點(diǎn),可制造性差,即就要花費(fèi)更多的人力、物力、財(cái)力才能達(dá)到目的。同時(shí)還要付出延緩交貨,甚者失去市場(chǎng)的沉重代價(jià)。

2.有利于生產(chǎn)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、提高生產(chǎn)效率。

DFM把設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)部門有機(jī)地聯(lián)系起來(lái),達(dá)到信息互遞的目的,使設(shè)計(jì)開發(fā)與生產(chǎn)準(zhǔn)備能協(xié)調(diào)起來(lái)、。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,提高生產(chǎn)效率。同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化,減少生產(chǎn)測(cè)試設(shè)備的重復(fù)投入。

3.有利于技術(shù)轉(zhuǎn)移,簡(jiǎn)化產(chǎn)品轉(zhuǎn)移流程,加強(qiáng)公司間的協(xié)作溝通。 現(xiàn)在很多企業(yè)受生產(chǎn)規(guī)模的限制,大量的工作需外加工來(lái)進(jìn)行,通過(guò)實(shí)施DFM,可以使加工單位與需加工單位之間制造技術(shù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)移,快速地組織生產(chǎn)??芍圃煨栽O(shè)計(jì)的通用性,可以使企業(yè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全球化生產(chǎn)。

4.新產(chǎn)品開發(fā)及測(cè)試的基礎(chǔ)。

沒(méi)有適當(dāng)?shù)腄FM規(guī)范來(lái)控制產(chǎn)品的設(shè)計(jì),在產(chǎn)品開發(fā)的后期,甚至在大批量生產(chǎn)階段才發(fā)現(xiàn)這樣或那樣的組裝問(wèn)題,此時(shí)想通過(guò)設(shè)計(jì)更改來(lái)修正,無(wú)疑會(huì)增加開發(fā)成本并延長(zhǎng)產(chǎn)品生產(chǎn)周期。所以新品開發(fā)除了要注重功能第一之外,DFM也是很重要的。

5. 適合電子組裝工藝新技術(shù)日趨復(fù)雜的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在,電子組裝工藝新技術(shù)的發(fā)展日趨復(fù)雜,為了搶占市場(chǎng),降低成本,公司開發(fā)一定要使用最新最快的組裝工藝技術(shù),通過(guò)DFM規(guī)范化,才能跟上其發(fā)展的腳步。

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