DFMA

质疑每个零件独立存在的理由
确定设计效率
突出可能导致成本增加和质量 问题的装配困难
Hale Waihona Puke DFMA——集成部件没有适用于所有产品的固定设计准则。上述的 检查表是为了使部件设计致力于减少零部件的 数量，如果不能，就集成零件提高装配效率并 使它们和当前制造工艺相兼容。
DFMA——低成本紧固件设计
尽可能地一次采用钩扣固件，按压固件，槽、接头、螺丝及粘接、 焊接 钩扣固件： 按压固件：过一段时间会失效 槽、接头：采用两个互锁部件，如槽和接头，或弯曲接头 螺丝。使用需注意：
dfma的设计规则设计规则包含内容效益减少零件数量使产品或部件包含尽可能少的零件减少装配工作量降低在制品库存便于管理提高可靠性易于维护使用标准件和通用件尽量使用标准件和通用件采用成组技术简历生产单元减少设计制造时间降低设计制造成本易于保证质量易于维护模块化设计采用模块化设计方法每个模块包含的零件数不宜过多减少最终产品装配时间减少库存缩短交货期易于保证质量易于维护装配结构工艺性?所有零件从一个方向进行装配?尽量在垂直方向进行装配?减少装配工作面?在外部进行装配?零件进入端设计倒角和锥度?避免错误装配减少装配工作量便于装配易于保证装配质量降低装配成本易于维护dfma的设计规则设计规则包含内容效益减少螺纹连接?尽量少用螺纹连接?采用卡扣粘接等快速连接方法减少装配工作量便于实现自动装配设计多功能零件如紧固件和密封件合二为一减少装配工作量减少调整环节尽量减少装配时的调整环节减少装配工作量便于装配少用柔性零件尽量少用橡胶件皮带电缆等在装配中难于处理的柔性零件减少装配工作量便于装配注
20% DFMA 设计 过程 •尝试更多的设 计变更 •早期设计的定 量评价 •DFMA工具
15% •CAD数据 •CAM/CAE分 析 •改变更容易
15% •数据传输 •折衷更少
5% •数据并行共 享 •网络化 •减少了数据 传输时间 •减少了错误
45%
DFMA的重要性
在质量和 可靠性方 面的改进 22% 减少装配 时间13% 缩短加工周 期17%
使用标准件 和通用件 模块化设计
装配结构工艺性
设计规则
DFMA的设计规则
包含内容 如紧固件和密封件合二为一 尽量减少装配时的调整环节
注：近净成形技术是指零件成形后，仅 需少量加工或不再加工，就可用作机械 构件的成形技术。 效益 减少装配工作量，便于实现自 动装配 减少装配工作量 减少装配工作量，便于装配 减少装配工作量，便于装配 减少机械加工工作量，便于加 工，便于检验，降低加工成本， 减少外协加工
缩短产品 上市周期 39%
零件数量 和成本的 减少9%
DFMA
团队方式工作
高效产品开发流程的精髓，强调产品开发不仅是研发 人员的职责，而是市场、研发、工程、制造和客服等 相关部门协作的跨部门流程，产品的竞争力提醒在产 品开发流程的管理上。 授权于一个集体对设计负责。 消除来自不同领导对设计变更的对抗。 更有效地应对产品需求的意外变化。
设计团队成员：加工、销售、质量、工程、客户、 采购、供应商、财务、后勤和现场维护。
DFA方法
DFMA目标
零件数量-决定产品成本的主要因素 装配时间 零件成本 装配方式
零件数目的最少化
三原则
部件在完成其功能时，是否一定要相对其余部件移动？ 部件是否一定由不同材料组成？（强度、绝缘体、隔离、隔振 等） 部件是否一定要从产品上拆下来？（维修、替换等）
面向装配的设计 DFA
•评估装配时间和成本 •简化产品结构 •设计方案比较
面向维护的设计 DFS
•评估维护和维修过程的拆 卸时间和成本 •增加产品可维护性
•机加工 面向制造的设计 •注塑模 DFM •钣金加工 •评估加工时间和成本 •压铸模 •粉末冶金 •指导设计师在零件设计 时进行不同材料和工艺的 选择
DFMA——零部件设计分析检查表
•部件的目的 •装配位置和用途 •能否被别的部件替代 •能否由别的部件组合而成 •设计可以不用到它吗 •可用别的材料吗 •可以做到对称吗 能低价从供货商得到吗 •能快速装配和拆下吗 •竞争者是如何做的 •操作安全吗(没有尖角、锐边） •装配过程兼容吗 •可以采用别的操作顺序吗 •和别的部件相互影响吗 •坚固、耐用吗 •容易维修吗 •在现场环境中性能如何 •容易掌握吗 •容易区分吗 •是否和其余部件具有同样的抛光层、 公差和材料
面向X的设计（DFX）
据统计，新产品提案中只有约6.5%能够制造 出产品，其中能够商品化的比例不到15%，商 品化产品进入市场后又有将近半数未能获得成 功。 原因：在产品设计时对影响产品的多种因素考 虑不周全，或不充分，不深入。 X可以指加工、装配、检验、使用、维护、质 量、成本等。
面向X的设计（DFX）
DFMA——使用模块化和多功能的部件
同一系列相似产品的组件按各自包含模块分组 模块化部件减少了装配时间，改善了库存费用 多功能部件在装配层次把几个功能结合到一个 部件中，减少了复杂性
DFMA——手工插入与固定
明显影响手工插入和固定时间的设计特性
装配位置的可达性（取放容易程度） 装配工具操作的难度 装配位置的可视性 装配期间定位和对准的难度 插入的深度
技术手段：
产品设计
决定产品的特征、功能和用途
产品制造设计
产品的可生产性，即产品设计要满足产品制造工 艺要求。 制造设计代表了成本—效益。将产品构思、设计和 研制与可生产性相结合得以实现。
并行工程
对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过 程）进行并行、一体化色合计的一种系统化的 工作模式。力图使开发者从设计初始阶段就考 虑的产品全生命周期（从概念形成到产品报废） 中所有的因素，包括质量、成本、进度和用户 需求。 作用：避免反复设计，赢取时间，节约资金。
面向环境的设计 DFE
•评估产品报废时的拆卸时 间和成本，以及对环境的影 响
DFMA
基本理念
为了在制造阶段，以最短的周期、最低的成本、 最好的质量达到最高可能的产量。
强调：可制造性，可装配性设计
DFMA
设计循环的改进
传统 设计 初始 设计 5% 详细设计 25% 原型制造/测试 原型制造/ 50% 文档 20%
DFMA(方便插入的设计)
DFMA(方便插入的设计)
DFMA(自定位和导向)
DFMA(避免反复定位)
DFMA(改进设计方便装配)
DFMA(DFMA原则的误区说明)
DFMA(塑料件)
DFMA(练习)
DFMA定量分析方法学
•运用最少零件准则，确定理 论上的最少零件数量 •利用DFA数据库，估计真实的 装配时间 •通过比较真实的装配时间和 理论上的最少装配时间，确定 DFA装配指数 •确定装配困难和可能导致加 工和质量问题的零件
易于理解 便于制造和装配 易于使用且安全可靠
产品功能设计 产品制造设计
产品设计
产品功能设计
决定产品的特征、功能和用途
注重的是产品的性能和质量，要求充分考虑顾客要求， 体现经济价值，保证高品质设计，包括：
配合度精确； 性能优良而稳定； 耐用性； 售后维护的便利性。 价值工程 装配设计 质量功能选择 计算机辅助设计
内容
产品开发和工艺设计 并行工程和DFMA的概念和实施 如何实施DFMA 如何设定设计规则 过程能力指数和公差（略）
新产品开发
产品开发时间
产品开发时间由设计时间，制造时间和装配时间 组成。其中设计时间占据整个开发时间的55%。
产品总成本
设计决定产品总成本的70%以上，而设计阶段占 的费用仅为产品成本的5%以下。 Rolls Royce公司对2000个零件的可降低成本研究 结果表明：设计方案占50%，详细图纸占30%，加 工占20%。
数目和型号要尽量少 使用通常的头尺寸，便于起子操作 垂直方向插入 避免用平垫圈和锁紧垫圈，集成在一起 采用自攻螺丝 缺点：加工费用，紧公差要求、不能拆卸 优点：低成本，采用CAE支持软件包设计
粘接和焊接：简化设计，但导致了高装配成本和维修的困难。
DFMA——电缆
避免使用电缆，因为电缆难于铺线、连接并且可 能需要硬件。使用预先连接的线架直接连接等。 电缆多会导致低的可靠性，因为包含许多部件、 插头和电线。 如一定要用电缆：固定连接器，采用锁定机构并 锁定。 铺线要远离锐边、弯角和挤压等。 有足够的空间来连接和维护部件。 用模仿的插头来保护装配中的连接器。
价值分析工具简化设计：
独创性意见：
确认每一部件的必要功能 寻找实现功能的最经济途径 用检查表简化部件的设计 确认需要更少部件的设计，集成功能（用塑料、铸造、粉末冶 金）等。 选择装配方式最好的设计。
DFMA的设计规则
设计规则 减少零件数量 包含内容 使产品或部件包含尽可能少的 零件 尽量使用标准件和通用件采用 成组技术，简历生产单元 采用模块化设计方法，每个模 块包含的零件数不宜过多 •所有零件从一个方向进行装配 •尽量在垂直方向进行装配 •减少装配工作面 •在外部进行装配 •零件进入端设计倒角和锥度 •避免错误装配 效益 减少装配工作量，降低在制品库 存，便于管理，提高可靠性，易 于维护 减少设计、制造时间，降低设计 制造成本，易于保证质量，易于 维护 减少最终产品装配时间，减少库 存，缩短交货期，易于保证质量， 易于维护 减少装配工作量，便于装配，易 于保证装配质量，降低装配成本， 易于维护
产品设计和工艺设计在产品开发中的重要性：占 产品设计和工艺设计在产品开发中的重要性： 用了55%的开发时间，决定了70%的成本。 的开发时间， 的成本。
新产品开发
设计更改的成本
设计阶段：$35 采购零配件之前：$177 生产之前：$368 客户：$590，000
产品的制造效率的70%-80%是在设计和工艺阶段 决定；所有质量的40%可以归因于低劣的设计和 工艺。
新产品开发系统
产品构思 产品可行性研究 产品功能性设计
产品设计、 产品设计、 制造和定型
源于市场需求及环境变化 产品市场调查 产品价值分析 产品如何制造 产品经济性 产品是否满足需求 产品是否成功
产品制造设计 产品设计审核 产品最终测试
产品进入市场及评估
产品设计
基本原则
决定产品的特征、功能和用途
减少螺纹连接 设计多功能零件 减少调整环节 少用柔性零件 加工结构工艺性
•尽量少用螺纹连接 •采用卡扣、粘接等快速连接方法
尽量少用橡胶件、皮带、电缆等在 装配中难于处理的柔性零件 •采用净成形和近净成形技术 •零件结构、形状尽量简单，便于 加工 •减少加工面 •选用便于加工的材料 •制定合理的精度和表面粗糙度要 求 •对规定的要求可以方便地进行检 验 •避免零件上出现不必要的特征 •充分考虑企业的加工能力