進階篇：2）DFMA方法的運用

時間 2019-12-07

標籤進階 dfma 方法運用简体版

原文原文鏈接

本章目的：DFMA方法運用，引導後面的章節。(運用比只理解重要！)微信

1.DFMA概述

1.1 DFMA的由來

工藝粗略可分爲裝配工藝和製造工藝。在這裏，咱們所講的「製造」是指產品或部件的某個零件的製造，「裝配」是指把零件相互鏈接以造成完整的產品。工具

而在上一個章節學習

進階篇：1）製造發展與對設計的要求；優化

中述說過，隨着機械行業的發展，對設計者的要求也越高了。工藝中有些知識是結構設計工做者必須掌握的，這些必須掌握的知識，稱之爲面向xx的設計（DFX）。spa

製造工藝的知識是面向製造的設計（DFM），裝配工藝的知識爲面向裝配的設計（DFA）。翻譯

1.2 DFMA定義

所以，術語「面向製造的設計」（DFM)指的是易於製造並組裝成產品的全部零件的設計，「面向裝配的設計」（DFA)指的是易於裝配的產品設計；而面向製造和裝配的設計（DFMA）則是DFA和DFM的結合產物，即上述兩種設計方法合併稱爲DFMA：Design for Manufacturing and Assembly。設計

1.3 DFMA的做用

DFMA主要用於三項活動：
1)做爲並行工程研究的基礎，爲設計團隊在簡化產品結構，減小製造和裝配成本，並量化改進方面提供指導。
2)做爲研究競爭對手產品的基準工具，能夠量化製造和裝配的難度。
3)做爲成本工具，控制成本，幫助協商達成供應合同。3d

1.4 DFMA的學習內容

DFA（面向裝配的設計）內容包括：kiss原則、防錯設計、公差分析等；對象

DFM（面向製造的設計）內容包括：塑膠、鈑金、壓鑄、機加工、粉末燒結等零件的設計指南；blog

1.5 DFMA的歸屬

DFMA的歸屬以下圖所示：

DFMA是DFX設計中比較老資格的設計方法，相對於其餘的DFX方法而言，這兩個核心的方法更加值得優先遵照。

1.6 DFMA和DFMEA可不同

DFMA：Design for Manufacturing and Assembly 面向製造和裝配的設計；

DFMEA：Design Failure Mode Effect Analysis 設計失效模式及後果分析。

這是兩種不同的東西，不少資深的工程師都會搞錯，耐心一點的讀者可細細查看一下做者的博客，二者皆有講述。

做者本身就多個產品實際使用過着兩種方法（沒有偷懶的那種）。做者的感覺是：

重要程度是DFMEA爲上，由於這是可靠性的體現。但對一個產品的優化提升仍是DFMA比較好。

1.7 DFMA是個累活

DFMA是一件很是繁重勞累的活，和DFMEA是一回事。一個產品的DFMA的表格疊加起來能夠有厚厚一疊，之後學習了具體方法的同窗都會知道。

若是有人拿了一張紙說這就是一個產品全部DFMA表格，看看就能夠了，不要把它當真。做者歷來不認爲只作幾個重要零件的DFMA會有大做用。

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。

DFMA與DFMEA都是要躬行的事情，拿一個項目慢慢的作吧。不要有敷衍項目或趕週期討好領導之類的，那樣對這兩種方法停留的表面的。

2.DFMA是投石器

各類機械設計的準則至關於板磚，DFMA的方法至關於投石器。

DFMA只是將本來就有的機械設計準則更完善地運用起來。

這是做者最近的感悟，也是對DFMA最好的比喻。

DFMA中的設計準則，機械設計手冊中就有，很老了。好比注塑件壁厚要均勻，機械設計手冊中就有，以下圖所示。

但怎麼運用這些設計準則是有區別的！

一般高手能把板磚（設計準則）舞得虎虎生風當然值得敬佩。可是，板磚能形成的殺傷了有限的，哪怕多帶幾塊也同樣。

DFMA卻像是投石器，它能把不少板磚一塊兒投出去，形成大規模的殺傷。這纔是它值得學習的地方。

它是一種先進的設計工具，設計方法。

實際上，像是其餘的機械設計方法，如QFD、DFMEA等，這些系統的方法，就是投石器同樣的先進工具，也是同樣的道理。

3.重視DFMA

3.1 事前遵循，過後補缺

不要把DFMA表格只當成過後檢查的checklist。在設計以前就應該對着DFMA表格，瞭解製造和裝配的設計準則，並盡最大可能遵照。
而後，再在設計完畢後運用表格查漏補缺。
如此施爲，才能設計好一個儘量完善的產品。

DFMA的作法就是事前遵循，過後補缺。

3.2 DFMA請作完整

若是你真的想要運用DFMA來提高產品，那麼一整個產品全部的零件請用DFM優化一下，產品全部的裝配順序請用DFA優化一下。也就是說，請作完整的DFMA。這樣纔能有顯著的提升。

若是隻作所謂的幾個重要零件的DFMA，真的很難看出效果的。固然，做者知道工做量很大，這是代價。

機械設計的方法基本上都這幅樣子，要求作完整纔有效果。

3.3 迭代的積累

DFMA還有一個重要的做用就是產品的設計積累。

DFMA表格能夠書面上量化地反應出一代產品的設計不足。那麼，在迭代產品設計時，就能夠考慮從這些不足上加以提高。(更加方便取捨)
這樣的產品容易代代更強。

3.4 新手認知

若是你不知道DFMA，那麼你在產品開發和設計中，70%以上須要模具修正等問題能夠在這裏找到答案，這個比例只多很多！（做者的實際體驗，特別是作一個完整產品的DFMA後）

DFMA可讓各類設計的原則和知識點運用地更加全面（某種意義上，不靠腦子死記的工程師能夠設計出更好的產品）。

還有，DFMA可讓新手工程師養成良好的設計習慣，不至於重複犯一些簡單錯誤。（好比塑膠、鈑金件不打圓角等）

3.5 老手認知

若是你是設計老手，中級以上的工程師。請不要去輕視DFMA中簡單易懂的設計原則。
全部DFMA的設計原則都作到完美是你的目標，這並不簡單。（就像保持良好的做息習慣同樣，這並不簡單）
特別是在你須要帶領一堆初級工程師的時候！這種方式能夠大大減小後期錯誤的發生。因此就算你不用，你的手下，新來的菜鳥也有用。
由於中級以上的工程師能夠保證本身設計的零件大部分合格能用，但你不能期待菜鳥工程師也有你同樣的零件設計水平。而你這一套方式（常被稱爲經驗，腦內的），那些入門菜鳥沒法短期學會運用。
DFMA是呆瓜流程，卻能夠，也實用。減小了後期審圖時沒必要要的錯誤和精力耗費。（不少外資企業把DFMA當作結構工程師必作流程，反而國內公司不多）
做者注重學以至用，因此乾脆把用的方法在講解在設計指南前（之後的章節也會提示，由於「用」很重要）。

4.DFMA過後補缺的運用步驟（實踐）

1）準備DFMA設計檢查表格(若是你所在公司用的是DFMA專用軟件，請忽略)；

2）準備設計原則對應的資料書籍；

3）準備要產品中對應工藝製造的零件的3d模型，和2d圖紙；

4）按照DFMA檢查表欄中的內容，逐欄檢查零件中對應的特徵，並在檢查表中評分；

5）優化結構，下降評價分數；

6）從新設計完畢，重複上面5個步驟，直到分數降到最低值。

4.1 準備DFMA設計檢查表格(若是你所在公司用的是DFMA專用軟件，請忽略)

下面分享中就有，做者也會不時更新的。

4.2 準備設計原則對應的資料書籍

1）《面向製造和裝配的產品設計指南》-鍾元著

鍾元老師的書最大好處是符合國人的閱讀習慣，淺顯易懂。做者的DFMA檢查表絕大部份內容就是根據此書的設計準則製成的。

書也不貴，因此有些錢能夠去買本實體書的（做者也買了，用表格時會很方便）。

2）《面向製造及裝配的產品設計》-（美）布斯羅伊德著

這本書應該是原做，上面一本書的內容不少部分出自此書。

能夠做爲DFMA表格的補充，但外文的書籍翻譯內容多少和原文有些出入，閱讀起來會有一些難度，適合專業人士，不然容易出現一些錯誤的理解。因此做者建議先理解上一本書的內容後再看此書，也能夠看看國外先進的設計理念。

3）《機械設計手冊》，第五版，第1卷

機械設計手冊從某種意義上來講，是最全面的DFM設計手冊。固然，它並不只僅包括了DFM的內容。不少新手的機械工程師實際上並不會運用機械設計手冊，只是單純把它當作字典通常看待（實際上比字典厚多了）。但系統學習了DFM的內容，並理解DFM檢查表格的做用後，再去看機械設計手冊，就會有不同的感覺，會以爲它頗有指導的做用。

4.3 準備要產品中對應工藝製造的零件的3d模型，和2d圖紙

4.4 按照DFMA檢查表欄中的內容，逐欄檢查零件中對應的特徵，並在檢查表中評分

步驟以下：

4.4.1 檢查表項目（表中黃色部分）

4.4.2 零件對應特徵

4.4.3 比照書中的內容，評價分數

如上圖中的例子爲內側倒扣，是十分難以製做的特徵。內抽芯的結構是絕對是塑膠件中比較坑爹的表明，通常是要避免的，4的評價。

//但凡事物無絕對，在一些有外觀特殊要求或精密程度較低的塑膠件，不得不採用內抽芯時候，能夠爲3的評價。

4.5 優化結構，下降評價分數

單項分數3以上，總分10以上的分數就能夠從新設計結構了。（這個數字不絕對）

但請記住，評分是用來輔助設計的，因此請以設計爲優先。

//做者見過不少目的和手段搞混的方法。

4.6 從新設計完畢，重複上面5個步驟，直到分數降到最低值

DFMA絕對不時一次就能完成的簡單方法，反而要很是花時間。正由於DFMA這種方法能對一個產品進行反覆地優化，才能不斷強化產品，就像一個經常鍛鍊的人同樣。

5.DFMA運用流程圖

這是做者摘錄的DFMA軟件運用流程圖，用表格工具時也能夠做爲參考。特別是DFA和DFM前後問題。

6.DFMA表格針對的對象

面向裝配的設計檢查表（DFA）的對象是整個產品的每個裝配工序！

面向製造的設計檢查表（DFM）的對象是產品中全部的零件；

全部的DFMA表格做者在網盤裏就有分享。

7.DFMA在APQP中的位置

是的，APQP對DFMA是有明確的要求的。以下截圖所示。

是的，就緊接着DFMEA。在APQP的2.2項就對DFMA提出了明確的要求。

爲什麼要放在DFMEA以後，做者在文章開頭已經闡明本身的觀點。重要程度是DFMEA爲上，由於這是可靠性的體現。但對一個產品的優化提升仍是DFMA比較好。

惋惜的是，APQP沒有對DFMA的方法進行具體闡述和強制的要求。固然，也闡述不了，緣由是DFM的設計原則壓根不可能學的完的。因此國內對這一點不是很重視，遺憾。

8.DFMA對設計的顛覆

9.像健康守則同樣的機械設計準則

機械設計準則不一樣於軟件設計的準則。

軟件設計，名字很軟，但準則中很是多的是硬性的規定，特別是強語言，不少代碼只要少一個分號就沒法運行。也就是說軟件設計的準則不能違背，但就是這種嚴酷的規矩下，給了軟件設計一個好的環境。

機械設計不同，機械設計的名字很硬，但就做者而言，幾乎全部的機械設計原則都是能夠違反的。機械設計手冊厚厚的六本，但稍微入門一點的工程師就要學會取捨。

但是，就是這種須要取捨的準則，沒有給工程師下限的設計要求。有人不遵照的多，有人就敢作的更差。理所固然，不去遵照機械設計準則，產品自己就會先天不足。

做者的觀點，機械設計準則像健康守則同樣。這是做者工做了7年後纔有了一些微微的領悟。

什麼是健康設計守則，好比說按時睡覺，多吃蔬菜，勤加鍛鍊等。儘量遵照全部的健康守則的人才能健康。單遵照一兩條是不夠的。

做者曾在工做時，經常被項目經理詢問，若是不遵照這條機械設計準則會怎麼樣（目的天然是快點作出產品）。實際上做者並不能準確回答出會出什麼問題，相信大部分機械工程師也是這麼回事。你能回答出常熬夜不睡覺，平時飲食不健康，常坐辦公室不鍛鍊的人體檢會怎麼樣麼？也許什麼事都沒有。

但相反的，一我的的健康出了問題，他就必須花大代價去解決，除了花錢花時間，哪些不健康的習慣，都要訂正才行。

產品也是同樣，一旦出了問題，除了花錢花時間去修正模具，那些不遵照設計守則的地方，所有都要更改才行，由於你根本分不清楚哪些準則的違反，才致使這個先天不足的產品，因此只能全改。

但，那個時候，就不怎麼好改了。就像一我的生病了想要健康，就不那麼容易了。

那麼，還不如一開始就儘量去遵照全部的機械設計準則，這樣的產品才容易健康、健壯，就像去保持身體健康而去遵照健康守則同樣。

做者作完一個車用產品的有實際的感覺，單獨遵照幾條DFMA的設計原則，並不會有什麼大效果。可是認真遵照全部的DFMA的原則，不偷懶地作完一整個產品，作爲工程師而言就會有產品真正變好的感受。

關於DFMA，做者還有一點感覺就是，機械設計的準則很是貼近生活自己。沒有那一條準則是完美的，都是須要付出必定代價以後才能達到某種效果，一飲一啄。好比防錯特徵，設計上作防錯，固然好。可是單個零件必然會增長制形成本。因此，各家的工程師，必需要對防錯有基本的意識，都認爲防錯是好的，這些零件的制形成本都是須要付出的，那麼，這個防錯特徵才作的下去。不然，一個扯零件的制形成本，一個扯工裝的增長，一個扯項目週期，一個扯設計的複雜，勢必會形成產品納期的拖延。機械設計中，如防錯的知識，是很是多的。這時候，又須要知識的普及和溝通的重要了。