可制造性——亦被各方稱為協(xié)同式或同時性工程(concurrent or simultaneous engineering)或是可生產(chǎn)性或生產(chǎn)線之設(shè)計(design for productivity or assembly)——相較于由研發(fā)工程師建立自己的設(shè)計原型(prototype),然后在未經(jīng)前線生產(chǎn)工人的意見下將之送到生產(chǎn)部門組裝在線的傳統(tǒng)制造方式來說享有非常大的優(yōu)勢。另一方面,一個可制造性團(tuán)隊的成員包括設(shè)計者、制造工程師:營銷代表、財務(wù)經(jīng)理、研發(fā)人員、原料供應(yīng)商及其他計劃利益相關(guān)者(包括客戶在內(nèi))。因為包含來自各方人士,因此也有助于加速計劃的完成并且可以避免傳統(tǒng)生產(chǎn)方式會碰到的延遲。
它主要是研究產(chǎn)品本身的物理特征與制造系統(tǒng)各部分之間的相互關(guān)系,并把它用于產(chǎn)品設(shè)計中,以便將整個制造系統(tǒng)融合在一起進(jìn)行總體優(yōu)化,使之更規(guī)范,以便降低成本,縮短生產(chǎn)時間,提高產(chǎn)品可制造性和工作效率。它的核心是在不影響產(chǎn)品功能的前提下,從產(chǎn)品的初步規(guī)劃到產(chǎn)品的投入生產(chǎn)的整個設(shè)計過程進(jìn)行參與,使之標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化,讓設(shè)計利于生產(chǎn)及使用。減少整個產(chǎn)品的制造成本(特別是元器件和加工工藝方面)。減化工藝流程,選擇高通過率的工藝,標(biāo)準(zhǔn)元器件,選擇減少模具及工具的復(fù)雜性及其成本。
可制造性設(shè)計的過程方法
引入可制造性設(shè)計,首先要認(rèn)識到它的必要性,特別是生產(chǎn)和設(shè)計部門這兩方面的領(lǐng)導(dǎo)更要確信DFM的必要。只有這樣,才能使設(shè)計人員考慮的不只是功能實現(xiàn)這一首要目標(biāo),還要兼顧生產(chǎn)制造方面的問題。這就是講,不管你設(shè)計的產(chǎn)品功能再完美、再先進(jìn),但不能順利制造生產(chǎn)或要花費巨額制造成本來生產(chǎn),這樣就會造成產(chǎn)品成本上升、銷售困難,失去市場。
其次,統(tǒng)一設(shè)計部門和生產(chǎn)部門之前的信息,建立有效的溝通機(jī)制。這樣設(shè)計人員就能在設(shè)計的同時考慮生產(chǎn)過程,使自己的設(shè)計利于生產(chǎn)制造。
第三,選擇有豐富生產(chǎn)經(jīng)驗的人員參與設(shè)計,對設(shè)計成果進(jìn)行可制造方面的測試和評估,輔助設(shè)計人員工作。最后,安排合理的時間給設(shè)計人員,以及DFM工程師到生產(chǎn)第一線了解生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)設(shè)備,了解生產(chǎn)中的問題。以便更好、更系統(tǒng)地改善自己的設(shè)計。
1. 尋求并建立本公司DFM系列規(guī)范文件:DFM文件應(yīng)結(jié)合本公司的生產(chǎn)設(shè)計特點、工藝水平、設(shè)備硬件能力、產(chǎn)品特點等進(jìn)行合理的制訂。這樣,在進(jìn)行設(shè)計時,選擇組裝技術(shù)就要考慮當(dāng)前和未來工廠的生產(chǎn)能力。這些文件可以是很簡單的一些條款,進(jìn)而也可以是一部復(fù)雜而全面的設(shè)計手冊。另外,文件必須根據(jù)公司生產(chǎn)發(fā)展進(jìn)行適時維護(hù),以使其能更準(zhǔn)確地符合當(dāng)前設(shè)計及生產(chǎn)需求。
2. 在對產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行策劃的同時,根據(jù)公司DFM規(guī)范文件建立DFM檢查表。檢查表是便于系統(tǒng)、全面地分析產(chǎn)品設(shè)計的工具,其應(yīng)包括檢查項目、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的處理等。從內(nèi)容上講主要包含以下信息:
a. 產(chǎn)品信息、數(shù)據(jù)(如電路原理圖、PCB圖、組裝圖、CAD結(jié)構(gòu)文件等內(nèi)容)
b. 選擇生產(chǎn)制造的大致加工流程:AI、SMT、波峰焊、手焊等。
c. PCB尺寸及布局。
d. 元器件的選擇和焊盤、通孔設(shè)計。
e. 生產(chǎn)適用工藝邊、定位孔及基準(zhǔn)點的設(shè)計。
f. 執(zhí)行機(jī)械組裝的各項要求。
3.做DFM報告:DFM報告是反映整個設(shè)計過程中所發(fā)現(xiàn)的問題。這個類似于ISO9001中的審核報告,主要是根據(jù)DFM規(guī)范文件及檢查表,開具設(shè)計中的不合格項。其內(nèi)容必須直觀明了,要列出不合格理由,甚者可以給出更正結(jié)果要求。其報告是隨時性的,貫穿于整個設(shè)計過程。
4. DFM測試:進(jìn)行 DFM設(shè)計的結(jié)果,會對生產(chǎn)組裝影響多大,起到了什么樣的作用。這就要通過DFM測試來進(jìn)行證實。DFM測試是由設(shè)計測試人員使用與公司生產(chǎn)模式相似的生產(chǎn)工藝來建立設(shè)計的樣品,這有時可能需要生產(chǎn)人員的幫助,測試必須迅速準(zhǔn)確并做出測試報告,這樣可以使設(shè)計者馬上更正所測試出來的任何問題,加快設(shè)計周期。
5. DFM分析評價:這個過程相當(dāng)于總結(jié)評審。一方面評價產(chǎn)品設(shè)計的DFM可靠程度,另一方面可以將非DFM設(shè)計的生產(chǎn)制造與進(jìn)行過DFM 設(shè)計的生產(chǎn)制造進(jìn)行模擬比較。從生產(chǎn)質(zhì)量、效率、成本等方面分析,得出做DFM的成本節(jié)約量,這個對在制訂年度生產(chǎn)目標(biāo)及資金預(yù)算上起到參考資料的作用,另一方面也可以增強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)者實施DFM的決心。
可制造性設(shè)計的意義
1.降低成本、提高產(chǎn)品競爭力。低成本、高產(chǎn)出是所有公司永恒的追求目標(biāo)。通過實施DFM規(guī)范,可有效地利用公司資源,低成本、高質(zhì)量、高效率地制造出產(chǎn)品。如果產(chǎn)品的設(shè)計不符合公司生產(chǎn)特點,可制造性差,即就要花費更多的人力、物力、財力才能達(dá)到目的。同時還要付出延緩交貨,甚者失去市場的沉重代價。
2.有利于生產(chǎn)過程的標(biāo)準(zhǔn)化、自動化、提高生產(chǎn)效率。
DFM把設(shè)計部門和生產(chǎn)部門有機(jī)地聯(lián)系起來,達(dá)到信息互遞的目的,使設(shè)計開發(fā)與生產(chǎn)準(zhǔn)備能協(xié)調(diào)起來、。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),易實現(xiàn)自動化,提高生產(chǎn)效率。同時也可以實現(xiàn)生產(chǎn)測試設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化,減少生產(chǎn)測試設(shè)備的重覆投入。
3.有利于技術(shù)轉(zhuǎn)移,簡化產(chǎn)品轉(zhuǎn)移流程,加強(qiáng)公司間的協(xié)作溝通。 現(xiàn)在很多企業(yè)受生產(chǎn)規(guī)模的限制,大量的工作需外加工來進(jìn)行,通過實施DFM,可以使加工單位與需加工單位之間制造技術(shù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)移,快速地組織生產(chǎn)??芍圃煨栽O(shè)計的通用性,可以使企業(yè)產(chǎn)品實現(xiàn)全球化生產(chǎn)。
4.新產(chǎn)品開發(fā)及測試的基礎(chǔ)。
沒有適當(dāng)?shù)腄FM規(guī)范來控制產(chǎn)品的設(shè)計,在產(chǎn)品開發(fā)的后期,甚至在大批量生產(chǎn)階段才發(fā)現(xiàn)這樣或那樣的組裝問題,此時想通過設(shè)計更改來修正,無疑會增加開發(fā)成本并延長產(chǎn)品生產(chǎn)周期。所以新品開發(fā)除了要注重功能第一之外,DFM也是很重要的。
5. 適合電子組裝工藝新技術(shù)日趨復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
現(xiàn)在,電子組裝工藝新技術(shù)的發(fā)展日趨復(fù)雜,為了搶占市場,降低成本,公司開發(fā)一定要使用最新最快的組裝工藝技術(shù),通過DFM規(guī)范化,才能跟上其發(fā)展的腳步。