面向制造和装配的产品设计基础

精益通常针对生产,但也常被用到其他领域,如产品设计。面向制造的产品设计(DFM)和面向装配的产品设计(DFA)是衔接设计和生产制造的工具,通常被合称为面向制造和装配的产品设计(DFMA)。精益也可以与其他一些主题相配对,如面向检测的产品设计(DFI),或最近比较火的面向增材制造的产品设计(DFA)等等。在展开介绍之前,先简单介绍下DFMA及其变型面向X的产品设计背后的故事。

基本理念

Piggy Bank公司常见的目标是使其产品成本最具竞争力。有些公司甚至还需要考虑产品实际使用过程中的成本,以及最终报废处理的成本。因此关注材料、人力和管理费用这些成本是有意义的,我们不仅要找出这些成本在哪发生,更要找到决定成本的那个点。

DFMA不仅能够优化了产品本身的功能,也有助于降低制造和装配的成本,甚至是产品整个生命周期的成本。DFMA这个概念本身已经有些年头,而且经常会与降本或者产品优化联系起来,1977年左右麻省理工学院的Geoff Boothroyd将这个概念商业化,1981年他和Peter Dewhurst一起开发了软件来支持这个工具,当然现在还有很多公司是手动完成这项工作的。

成本来源

Happy Money我们需要区分成本是如何定义的,以及最终在哪发生。与生产成本相比,产品研发成本相对要低,最终大多数成本都发生在生产制造过程中。但产品的设计又决定了这些后续的成本。

下面的图表应该并不陌生,显示了产品生命周期的总成本(并非单个零件)。更确切地说,产品各生命周期对成本的影响,以及即随着时间的推移,承诺成本与实际成本的发展趋势。这张图比较笼统,但包含了很多信息。事实证明,产品设计的成本虽然不高,但能解决产品后期很多问题。虽然大部分的成本发生在生产制造过程中,但生产本身已经影响不了产品的成本了。

这张图较为普适,产品不同图会略有区别,但趋是一样的,定性的展示了产品全生命周期的成本。曲线的变化幅度取决于产品的复杂性和产量,如果产品复杂,研发成本相对就会较高。如果后期产量较高,总生产成本相对也就较高。

据称,总成本的70%~80%是由研发所决定的,但这个数据没有明确的证据。Barton等人彻底驳斥了这种说法,Ulrich等曾计算出,产品设计只影响咖啡机50%的生产成本(文末有参考资料)。然而,即使只影响总成本的50%也还是很有潜力,而且不管设计有多好,仍然需要生产,有生产就会有生产成本。

成本哪怕只减少5%,从全产品生命周期来看影响就非常大。我参加过一个DFMA的研讨会,起初与会者对这个工具非常怀疑,因为他们认为设计已经非常完美,没有任何改进的空间。研讨会结束后,大家都很惊讶,因为我们为售价仅60欧元的产品又找到近3欧的潜力。这完全颠覆了他们最初的观点,觉得这是他们参加过的最有价值的研讨会之一。

面向X的产品设计

上面我提到过关于卓越设计的变型,我们称这为“Design for X但是还有更多,很容易搜索到以下的结果:

  • 面向锈蚀损坏的产品设计
  • 面向增材制造的产品设计
  • 面向装配过程的产品设计
  • 面向成本的产品设计
  • 面向目检的产品设计
  • 面向精益生产的产品设计
  • 面向物流的产品设计
  • 面向制造/可制造性的产品设计
  • 面向制造和装配的产品设计
  • 面向低风险的产品设计
  • 面向低延迟的产品设计
  • 面向高质量的产品设计
  • 面向高可靠性的产品设计
  • 面向安全的产品设计
  • 面向快速上市的产品设计
  • 面向六西格玛的产品设计
  • 面向标准的产品设计
  • 面向测试/试验的产品设计
  • 面向灵活性的产品设计

还有很多,无法一一涵盖。这些都只是花哨的名称,只是在产品功能之外的某个方面做出的改进。需要强调的是,开研讨会的时候一定要有重点,如果什么都关注,最后就很难统一意见。

在这个简短的系列文章中,我将更多地关注于DFMA。下一篇文章将探讨如何做DFMA研讨会的准备工作,之后的文章将更详细地介绍可用于改进设计的不同工具和方法。在那之前,请继续关注,走出去,组织你的行业!

参考资料

 

Translated by Xie Xuan

 

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