DFMA实战指南：10大设计原则让制造成本直降30%
DFMA实战指南：10大设计原则让制造成本直降30%
在制造业中，设计阶段的决策对最终产品的成本、质量和生产效率有着决定性的影响。DFMA（面向制造和装配的设计）作为一种系统化的设计方法，通过优化设计来降低成本、提高效率和质量。本文将介绍DFMA的10大设计原则，帮助企业在设计阶段就考虑到制造和装配的可行性，从而实现成本的显著降低。
基于制造的设计（DFM）
在设计时需要预先考虑到以下因素：
- 优化所有的生产工序：包括加工、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，也不会对产品订单产生意想不到的冲击
基于装配的设计（DFA）
在设计时需要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图看出：
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：
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。
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。
例如：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。
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
例如：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。
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
例如：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
- 决定标准化，建立并采用标准件或物料清单
�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
- 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。
例如：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。
例如：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。
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。
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
例如：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
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
例如：印错日期要花费很多的人工返工
总结
DFM（面向制造的设计）应用于各个制造行业，包括电子制造、机械制造、纺织、化工等，但无论哪个行业，DFM都应该遵循其固有的原则：
- 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