基礎篇：10）產品結構設計理念的框架搭建（啓下之章）

本章目的：產品結構設計理念的框架搭建，闡述整本博文爲什麼如此劃分章節。

 

1.產品結構設計理念的框架（做者現階段理解）

一個好的產品結構設計，包括1+3個部分：

0.基礎：包括圖紙標準繪製、公差標註等行業基礎知識，是構建設計部分的土壤；這一步作的很差會直接影響一個產品的質量，就好似一我的先天不足，就很難健康同樣。

1.DFM：面向製造的設計，一個產品的全部零件最好符合其工藝的製造要求；

2.DFA：面向裝配的設計，一個產品的全部裝配工序最好簡單、效率高、質量高、不良率低和成本低；

3.DFR：可靠性設計，剩下的全部客戶的要求和安規規定等，均可以算是可靠性設計了。包括強度，壽命，性能要求，可維護性，ID設計，材料安全要求等，都算做可靠性設計要求。（看可靠新新定義）

以下圖所示：

這張圖頗有意思，一顆大樹，厚厚的土壤上結了三個樹冠模塊。做者但願同行業工做者，或有興趣的讀者均可以研究一下。

固然，做爲結構設計師，須要學的結構設計技術遠不止這麼點，但這是基礎中的基礎。

爲何能夠這樣劃分，就要看可靠性定義了（新）。（到底什麼東西才能寫進DFMEA內）

2.可靠性定義

2.1 可靠性定義一（新）

可靠性是DFSS中最關鍵的要素之一。所謂的可靠性，是指一個產品在顧客使用的期間，是否能完美達到其預設的菜單表現。

可靠性亦稱之爲持續質量，且是顧客在心中評估產品表現的一大基準，特別是在顧客考慮是否再次購買時，更是如此。

//新的可靠性定義就很是寬泛了，客戶除了不關心怎麼製造和裝配，其餘的基本都會作要求，都是其心裏預設的菜單。因此均可以稱之爲可靠性。這也是做者如此劃分結構設計框架的依據，也註明了這些內容應該寫進DFMEA。

2.2 可靠性定義二（舊）

產品、系統在規定的條件下，規定的時間內，完成規定功能的能力稱爲可靠性。

這裏的產品能夠泛指任何系統、設備和元器件。產品可靠性定義的要素是三個「規定」：「規定條件」、「規定時間」和「規定功能」。

「規定條件」包括使用時的環境條件和工做條件；

例如同一型號的汽車在高速公路和在崎嶇的山路上行駛，其可靠性的表現就不大同樣，要談論產品的可靠性必須指明規定的條件是什麼。

「規定時間」是指產品規定了的任務時間；

隨着產品任務時間的增長，產品出現故障的機率將增長，而產品的可靠性將是降低的。所以，談論產品的可靠性離不開規定的任務時間。例如，一輛汽車在在剛剛開出廠子，和用了5年後相比，它出故障的機率顯然小了不少。

「規定功能」是指產品規定了的必須具有的功能及其技術指標。

所要求產品功能的多少和其技術指標的高低，直接影響到產品可靠性指標的高低。例如，電風扇的主要功能有轉葉，搖頭，定時，那麼規定的功能是三者都要，仍是僅須要轉葉能轉可以吹風，所得出的可靠性指標是大不同的。

 

可靠性的評價可使用機率指標或時間指標，這些指標有：可靠度、失效率、平均無端障工做時間、平均失效前時間、有效度等。

2.3 可靠性與可靠度的區別

可靠性：產品在規定的時間內，在規定的條件下，完成規定功能的能力。

可靠度：是用完成規定功能的機率表示。

 有些時候口語上會把二者當成同一個意思

3.可靠性的內容分割

根據不一樣產品的具體要求，能夠將新定義中的可靠性設計DFR的內容分割，再與可製造性設計、可裝配性設計重構產品設計理念的框架。

如產品的可維護性DFS（產品有維修拆裝之類的要求）內容較多，可將其單獨從可靠性內容中分割出來；

再如ID設計，若產品很是注重外觀設計（通常電子類消費產品都有嚴格的要求），就能夠將其單獨從可靠性內容中分割出來。

再如一些國外企業如G*的客戶需求書：會將電氣要求，機械安裝要求，功能要求，噪音要求，安全要求等從可靠性要求的內容中分割，單獨成模塊，將壽命等實驗要求單獨歸類在可靠性（狹義）下。以下圖所示：

  不少資料一開始就可靠性進行詳細的區分了，以下表。

再有一些機械行業（軍工類）將廣義的可靠性分類成「六性」的設計要求：可靠性、安全性、維修性、測試性、保障性、環境適應性。

固然，理念框架的幾個模塊都是有相互聯繫的，並非分割以後就沒有關係了，這點須要注意！

3.1 可靠性設計劃分示例

其實不少國外的廠家的規格書都會DFR劃分的很詳細，本身閱讀便可。

做者是爲了口語上的解釋，將可靠性劃分作個示例。

好比產品設計要求是什麼，DFMEA裏面的要求寫什麼，不能說一句可靠性就夠了，容易引發誤會。

可靠性能夠劃分爲以下幾個方面：

1）功能與性能；

2）環境適應性；

3）可靠性與壽命；

4）機械要求：安裝要求等；

5）電氣要求：電壓電流等；

6）噪音要求；

7）安全要求；

8）運輸和包裝；

9）成本（這個可不寫進DFMEA）；

固然，這只是個示例，做者仍是建議你們多多去讀規格 書，有好處的。

4.題外話：ID設計與可靠性

關於ID設計是否屬於可靠性。
若是用新的可靠性定義解釋，固然算，外觀要求絕對是客戶預設的菜單表現，個別客戶甚至認爲這是其惟一的內容(⊙﹏⊙)。
若是用傳統的可靠性定義解釋：產品、系統在規定的條件下（與同期產品對比），規定的時間內（客戶第一時間見到），完成規定功能的能力（吸引客戶，或稱之爲裝逼功能）稱爲可靠性。

不少的產品檢測也是用外觀的漂亮與否（客戶是否能用肉眼接受）來判斷產品的優劣，因此不少時候，ID設計算是可靠性的要求。

5.產品開發流程和對應的設計技術

一個產品的開發流程以下面兩張流程圖所示。

 

做者之因此將這兩張表格掛出來，是但願你們明確產品研發的各個流程階段，並瞭解結構設計工程師所須要學習的對應的方法。

其餘的如DFSS流程，APQP的流程，JB5054的流程，均可以去研究一下。

結構設計工程師，或其餘的工程師，須要學習什麼內容，其實只要認真地從流程中尋找便可。各流程須要提交的資料，原本是爲了設計或管理良好而提供的一種幫助，雖然如今很容易發展成一種負擔（人性問題）。

針對上面的產品研發流程，做者寫出各流程對應的結構設計技術和緣由，供你們參考。做者的博文大部分有對應該方法的篇章。

注意，流程是在進化的，因此其對應的設計技術也在進化。

1）定義產品規格：QFDI，客戶資料的收集，技術任務書的編制，親和圖法。

2）概念設計：pugh矩陣法。

3）定義零件的要求：QFDII。一個零件，好比螺釘，到底有幾個設計要求，就能夠用QFDII來獲得。

4）詳細設計：概念的細化，3d圖紙的繪製。這個和定義零件的設計要求平行。

5）CAE分析：ansys workbench的運用，靜態應力分析能夠先掌握。

6）DFMA：屬於詳細設計的一部分，也能夠稱爲優化設計。DFA、DFM。APQP的第二階段的第二個要求，大篇章。

7）DFMEA：可靠性的設計，目前做者知道的最好的方法。

8）公差分析：極值法是基礎，統計法須要衍生掌握。

9）設計評審：見JB5054的要求。JB5054雖然基礎，但簡單明瞭的東西更加值得學習。

10）其餘：接下來對的流程和對應的方法，讀者能夠去博文中仔細找一找，做者都有寫的。由於不少，做者就不一一闡述了。

也能夠參見下圖。

6.學習規劃

做者將產品結構設計學習階段以下（供參考用）

一階段：有結構設計概念和熟練繪圖；

二階段：DFM，DFA；（結合基礎的可靠性設計，到這一步就能夠獨當一面）

三階段：QFDI、QFDII、DFMEA、FTA；

四階段：質量工程。

參考金字塔學習計劃以下：

 做者的博文就是按照基礎篇→進階篇→高階篇→達人篇，來書寫的。固然，還有不少附加內容。書寫是爲了更好的思考，這個也是做者的學習規劃。