之前,我看到一个新闻报道,说特斯拉超级压铸机把Model Y中70多个零件减少为1个零件,评论区就有许多人都被特斯拉的创新精神折服,结合自己过去在大型制造型企业的工作经历,也一直想分享一下产品开发过程中为何要实施DFX的那些事。
先解释一下什么叫”DFX”。”DFX”是Design for X的简称。是指面向产品生命周期的设计,这里的X是指产品生命周期中的任何一个环节。例如产品制造、产品装配、产品检测、产品维修、环保等等。DFX这个设计方法是世界上先进的新产品开发的一种技术。
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以上,我们把它统称为DFX。比如:我们目前在汽车行业IATF16949标准条文中明确提出:要求就有DFM和DFA。也就是说在我们汽车行业做产品设计的时候,一定要考虑到产品的可制造性和产品的可装配性。DFM面向制造的设计,我们设计的每个零部件都要很好制造,这个就叫DFM。DFA是我们设计的产品要很好装配,零件要越少越好,零件种类越少越好,最好做好标准化设计、模块化设计等等。这个面向装配的设计就让制造起来很简单,装配起来很轻松。这个是DFM和DFA。
当前越来越多的企业开始自动化装配。未来的工业4.0,它的一个理念就是要实现无人化工厂、无灯化工厂。比如说以后我们的零部件进去产品就出来了,要达到工业4.0,必须要做好DFAA,叫面向自动化装配的设计。那也就是说我们设计的产品,那我们在制造过程当中机械手怎么去抓取零部件、怎么去装配零部件要很方便,不需要靠人都可以自动装配,这叫DFAA。
而DFT就是面向测试的设计。就是我们的产品在前生命周期内有一些故障,它能不能自我发现它有故障。比如说我们能用手一摸,就知道发烧了啊,叫每个人自我检测,能知道我自己发烧了,然后我要去找药了,之后去看医生。那我们的设备也是一样、我们的产品也是一样,汽车也是一样。比如有没有一种方法能够自我探测:我这个车有没有出现故障,我这个产品会不会出现故障?出现故障之前我就能检测出来,而不是出现故障之后才停下来或者是报警。我们提前就把它探测出来,这就叫面向测试的设计。
面向质量的设计呢?我们叫零缺陷的设计。就是怎么来设计才能让我们的产品全生命周期内不容易出现故障、质量很好、很稳定。
面向成本的设计呢?就是指我们产品如果要跟竞争对手去竞争,质量是一个方面、成本是另外一个方面。如果我们的成本没有优势,那么我们竞争就没有优势。所以呢,怎么才能把成本降下去叫面向成本的设计,怎么通过设计降本,我们把这个叫DFC。例如:为降低加工成本,打算去掉一个倒角,这是从Design for Cost的角度优化设计。此时,我们需要思考的斜倒角去掉会不会影响到DFX的其他方面,例如产品的功能实现、安全和可靠性等。
DFM叫面向维修的设计。那我们知道产品在前生命周期内呢,或多或少都有一些零部件容易出现故障。那这些零部件会磨损、会出现故障。我们就要更换,更换起来就要方便,很简单很快捷,这叫面向维修的设计,意思就是维修起来很简单,很方便很轻松。
接下来说一下面向回收的设计DFR,就是当产品报废之后怎么回收利用?这些材料怎么样让它们不会污染我们的环境等等,让这些报废的材料能够回收利用起来,这叫面向回收的设计。比如说我们知道电池它会污染环境。所以现在越来越多有社会责任的企业,它在设计汽车电池、电池包的时候,他们就会想到电池或电池包变成报废之后这个产品怎么更好的回收利用,这叫面向回收的设计。
最后说一下面向环境的设计DFE,就是我们在选用各种材料的时候,要想方设法去选择那些环保的材料,让我们的产品在前生命周期内甚至报废之后,都不会污染我们的环境。这个就叫面向环境的设计。
产品设计需要具有大局观,需要考虑到各方面的需求,任何只考虑单方面的需求,就会造成产品开发的失败。
在企业推行IPD的这些年,我越来越发现在产品需求评估与开发阶段,推行DFX这套方法越来越重要,因为DFX充分体现了并行工程的思想,即在设计阶段尽早地考虑产品生命周期各阶段各领域的各种要求,优化生产过程、提高生产效率、大大降低成本(据不完全统计,电子产品成本的70%是在设计阶段就决定了,设计缺陷流到后端,其解决费用会十倍、百倍增加),将有助于提高产品的竞争力。借助计算机等手段实现的DFX工具,可以有效地辅助产品设计工程师按照DFX进行产品设计。
但DFX方法本身不是设计方法,不直接产生设计方案,它是对候选设计进行评价、分析和优化的方法,为设计提供依据。
DFX方法的应用最终通过再设计实现产品的优化,它不仅用于改进产品本身,而且用于改进产品相关过程包括测试过程、制造过程和装配过程等等,和产品在整个生命周期的成本息息相关。就如成功故事都有默默无闻的幕后英雄一般,沉默的奉献者往往不被重视,难以得到光鲜的推介,DFX就是IPD体系的奉献者之一。
成功实施DFX的一个关键因素就是团队合作(在项目正式启动前,就要尽早与DFX设计团队进行工程讨论,该阶段基本确定了产品特性和元器件)。产品的成功开发并不仅仅是产品设计工程师的职责,而是依赖于整个DFX团队成员之间的团队合作,这主要是因为随着科学的发展,产品制造和装配等技术变得日益复杂,产品设计工程师不可能完全掌握好这些技术并设计产品来满足这些技术的要求,必须借助DFX团队中相关专业人员的帮助。
在产品设计阶段,产品设计工程师要尽早与DFX团队的其它人员进行充分沟通与交流,并设计产品完全满足DFX的各种要求,尽早发现问题并加以解决,避免在产品开发的中后期才发现而造成产品质量降低和成本增加等。
当DFX集成到产品开发流程中时,其执行力度会得到大大地加强,这一工作的基础就是要公司上层管理者的支持,当管理层确认DFX是产品设计中非常必要的工作时,执行推动起来就很容易了,也将非常有助于在企业推行IPD落地。
只有当我们通过真正将DFX活动集成到公司文化和每个产品的开发活动中,就能将效益最大化,保证最终产品具备量产和盈利能力。
从流程上来讲,一般DFX需求在需求分析阶段引入,它必将极大的缩短产品开发周期、提高产品质量、降本开发成本,从而真正设计出好生产、好使用、好维护的产品。
好了,今晚先分享一下关于DFX的一些基本概念和实施的策略,后面有时间,再结合一些案例进行解读具体如何开展,谢谢。
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