面向制造的设计.doc

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1、面向制造的设tI-DFM1、引言制造系统的组成是复杂的，它的各个环节相互藕合，某一环节中的决策往往会波及其他，从而使这一决策对整个制造系统的作用复杂化。例如对零件材料的选择必然对产品性能、制造工艺、加工设备、原料供应、成本们算等多方而产生影响。因此，如何在决策时综合考虑整个系统，使Z趋于全局最优，是现代制造技术屮的重要问题。过去，产品总是从一个部门递交给下一部门，每次都根据乞H需要进行修改。“新产品在齐部门间的抛按'是早期电子工业的生动写照。在产品设计完成后，接着将进行产品的可制造性改造，修改零件图和公差，更新零件表、

2、配置和装配图等文件。然后重组产品，向供应商再次订货。下一步由市场和现场维护部门提交用八使用产殆厉反应的报告，以及产品性能与产品广告宣传对照的报告。这些部门的技术维护人员还将提交关于保修期内返修率、零部件损坏率、故障预测难易度及维修厉产品性能的报告。但是，由于产品设计和开发部门没有及时吸收厉续工序各部门对新产品的改进意见,或由于企业部门之间缺乏必要的管理制度和协调解决措施，致使产品设计缺陷、产品制造质量和售后服务等问题难以及时得到解决。因而使公司产品在山场上的占有份额逐步减少，有时严重到导致公司破产倒闭。总之，这种方式的

3、缺陷是设计与制造的严重分离。设计师只负责按照功能要求把产殆设计出來，至于如何加工生产，则是工艺师的事，这被一些国外学者形彖地称为“扔过墙"(Overthewall)式的设计。随看现代制造业的发展，这种设计方武的弊端越來越多地暴露出來：出于设计没考虑工艺，设计出的产品制造成本高，没有竟争力；出于各环节出行，生产准备只能在设计完全结束后起动，延长了产品开发时间，丧失了占领市场的机会；更为常见且很严重的情形是:—些设计要求在制造时很难实现其至根本无法实现，由此导致的返工既浪费了人力，乂延课了工期。全球性的激烈竞争迫使制造行业

4、重新审视现有的设计与生产过程，寻求一种新的设计思想与生产模式来实现他们“短周期、高质量、低成本”的理想。而向制造的设计(DesignforManufacturing,DFM)正是在这种需求下发展起来的，并且己经成为许多企业用以提高竞争力的重要手段。2、DFM概念及其巫要性DFM是一种设计方法，其主要思想是：在产品设计时不但要考虑功能和性能要求，而且要同时考虑制造的可能性、高效性和经济性，即产品的可制造性。其bl标是在保证质量的前提下缩短周期、降低成本。在这种情况下，潜在的制造性问题能够及早暴露出來，避免了很多设计返工；

5、而且，对设计方案根据加工的时间和费用进行优化，能显著地降低成本,增强产品的竞争力。研究表明，虽然在产品成本屮设计成本只占很少一部分，但是，产品成本的大部分(70%—80%)却是在设计,阶段决定的，只有少部分(20%—30%)是在制造过程屮决定的。由于DFM方法的引入，可能会导致设计阶段成本的增加和时问的延长。但是，在产品开发过程屮，错谋发现得越晚，由这个错误引起的一系列修改、返工与管理协调所花费的吋间越长,费用越高。因此，DFM在设计阶段出于考虑工艺而多花的吋间费用能够在下游的制造阶段得到补偿，而从总体上达到了缩短开发

6、周期和降低生产成本的目的。进入80年代以來，制造性设计(DFM)的三字母缩写形式，频繁出现在商业和制造业的出版物屮。正如我们所知道的，可制造性设计(DFM)的优点是加快产品开发周期、缩短投放市场时间(TTM)和降低制造成本。因为缩短投放市场时间(TTM)的压力不断增加，设计师和产品工程师不再有吋间用对原型样品反复试验的方法以精确谐调一个新设计。另外，新产品开发周期题短，以任何原因引入一-个设计修改方案的困难就越人。所以，在设计过程的早期阶段起用可制造性设计(DFM)原则，就可以避免产品性能要求和制造能力之间的不匹配。D

7、FM原则的运川，也能降低制造成本。图说明了做为在最佳成本下获得更高性能的方法，工艺改进相对于产品改进的影响。曲线说明了产殆制造成本和设计复杂度的关系。并行工程(ConcurrentEngineering,CE)是针対传统的串彳亍产品开发过程而提出的。Winner在1988年对CE给出的定义为：“并行工程是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行集成化并行设计的一种系统化方法。这种方法力图便开发者从一开始就考虑到产品整个生命周期(包括质量、成本、进度及用户需求)屮的所有因素”。其要点为：多项工作同吋并行进行•，做

8、每项工作时尽量考虑相关的齐种因索。从对产品串行设计过程的分析可知，传统的制造过程存在着严重的缺陷。为了改变这种状况，很多公司开发了制造厉改善系统。在产品提交制造部门后的再设计屮引入了成本降低方案和价值工程，以降低成本和提高质量，并且为此开发了培训程序。新产品的开发仍主要集屮在研究和开发部门，但是制造部门、营销维护部门对零件、部件的