DFX面向产品生命周期的设计

DFX面向产品生命周期的设计

2011年7月出现背景自80年代以来,市场竞争的国际化,促使制造业企业不断寻求产品开发的新思路、新方法并应用于有竞争力的产品的开发一个典型的例子是美国企业在承受着日本70年代以后在汽车、半导体等行业逐步确立的世界市场优势地位的压力下,积极调整产业结构,学习和采用新的产品开发思想、策略、方法,如并行工程、虚拟制造、敏捷制造、精良生产等等,为美国经济在90年代的振兴产生了重要的促进作用DFX即为这些新的产品开发思想、手段、方法之一。在介绍DFX思想与方法之前,首先有必要讨论产品生命周期概念和并行工程思想。产品生命周期正如生物的诞生、成长直至消亡构成其生命周期一样，人类有意识地创造出来的人工物，包括各种产品也被赋予了生命，亦即也有诞生、成长、消亡的过程，分别对应其开发过程、使用过程和报废回收处理过程。这些过程构成了产品的生命周期。产品生命周期图并行工程与串行工程并行工程是一种新的产品开发方法，旨在改善产品质量、降低开发成本、缩短开发周期、提高生产率。与之相对，传统的新产品开发是串行工程串行工程长期以来产品开发工作一直采用传统的串行工程方法，先进行市场需求分析，将分析结果交给设计部门，设计人员进行产品设计，然后将图纸交给工艺部门进行工艺设计和制造准备，采购部门根据要求进行采购，一切齐备后进行生产加工和测试，结果不满意时再修改设计与工艺，如此循环直到满意。串行方法的弊端串行方法设计在设计中各个部门独立工作，设计中不能及早考虑制造及质保等问题，造成设计与制造脱节，导致产品开发成为设计改动量大、开发周期长、成本高的大循环并行工程“并行”是相对传统产品开发的“串行”而言，其实还是有时间先后的由于这种方法能够较好地兼顾产品生命周期中的各阶段的需求，并将它们在设计中加以考虑，因此也称为“生命周期工程”并行工程——生命周期工程程集成地、并行行地设计产品品及其相关的的各种过程（（包括制造与与支持）要求产品开发发人员在设计计一开始就考考虑产品整个个生命周期中中从概念形成成到产品报废废处理的所有有因素强调一切设计计活动尽早开开始，力争一一次获得成功功，关键是产产品及其相关关过程设计工工作的并行集集成竞争并行工程串行工程产品质量较好，在生产前已经注意到产品的制造问题设计与制造之间沟通不足，导致产品质量无法达到最优化生产成本由于产品的易制造性提高，成本低开发成本较低，但制造成本可能较高生产柔性适于小批量、多品种、高技术产品适于大批量、单一品种、低技术产品产品创新较快速推出新产品，能从产品开发中学习及时修改的方法及创新意识，新产品投放市场块竞争力强不易获得最新技术以及市场需求变化趋势，不利于产品创新串行工程与并并行工程的对对比DFX与并行工程并行工程是一一种哲理，涉涉及人员管理理以及产品开开发过程管理理并行工程也提提供技术和方方法，以DFX技术和方法为为代表。DFX的发展历程DFX思想最早产生生于二战时期期50年代末，长期期的设计开发发经验的积累累形成了DFX的原型60、70年代后，DFX研究得到重视视DFX的含义DFX是DesignforX的缩写。其中中，X代表产品生命命周期或其中中某一环节，，也可以代表表产品竞争力力或决定产品品竞争力的因因素其中的Design不仅仅指产品品的设计，也也指产品开发发过程和系统统的设计DFX的内涵DFX是一种哲理、、方法、手段段、工具所有的产品开开发人员都应应该认识到,在设计阶段尽尽早地考虑产产品全生命周周期将有益于于产品竞争力力的提高。产品设设计人人员、、产品品开发发管理理人员员应该该积极极应用用DFX方法于于产品品设计计借助计计算机机实现现的DFX工具可可以有有效地地辅助助产品品设计计人员员按照照DFX方法进进行产产品设设计DFX的内涵涵DFX是一种种设计计方法法论，，但它它本身身并不不是设设计方方法，，不直直接产产生设设计方方案而而是设设计评评价分分析方方法，，为设设计提提供依依据DFX不仅用用于改改进产产品本本身，，而且且用于于改进进产品品相关关过程程（如如装配配和加加工））和系系统以往当当产品品设计计完毕毕,再接着着进行行过程程设计计（体体现串串行工工程思思想））DFX方法强强调产产品设设计和和过程程设计计的同同时进进行（（体现现了并并行工工程思思想））典型的的DFX方法DFA(DesignforAssembly)面向装装配的的设计计DFM(DesignforManufacture)面向制制造的的设计计DFI(DesignforInspection)面向检检验的的设计计DFS(DesignforService/Maintain/Repair)面向维维修的的设计计DFR(DesignforRecycling)面向回回收的的设计计DFC(DesignForCost)面向成成本的的设计计DFQ（DesignForQuality）面向向质量量的设设计DFA面向装装配的的设计计最早，，目前前最成成熟的的DFX方法旨在提提高装装配的的方便便性以以减少少装配配时间间、成成本的的设计计DFA面向装装配的的设计计原则：：1.减少零零件数数2.采用标标准紧紧固件件和其其他标标准零零件3.零件的的方位位保持持不变变4.采用模模块化化的部部件5.设计可可直接接插入入的零零件6.尽量减减少调调整的的需要要7.适合自自动生生成线线生产产DFM面向制制造的的设计计这里的的制造造主要要指构构成产产品的的单个个零件件的冷冷热变变形加加工过过程为了减减少该该类加加工的的时间间与成成本，，提高高加工工质量量DFM面向制制造的的设计计原则：：1.简化零零件的的形状状2.尽量避避免切切削加加工因因为切切削加加工成成本本高3.选用便便于加加工的的材料料4.尽量设设置较较大公公差5.采用标标准件件与外外购件件6.减少不不必要要的精精度要要求DFI面向检检验的的设计计着重考考虑产产品、、过程程、人人的因因素以以便提提高产产品检检验的的方便便性加工中中的产产品检检验是是为了了提供供快速速精确确的加加工过过程反反馈,而维修修中的的产品品检验验则是是为了了快速速而准准确地地确定定产品品结构构或功功能的的缺陷陷,及时维维修以以保证证产品品使用用的安安全DFI面向检检验的的设计计产品检检验方方便性性取决决于色色彩、、零件件内部部可视视性、、结构构等等等诸多多因素素DFS面向维维修的的设计计售后服服务是是现代代企业业非常常重视视的环环节之之一。。产品品的售售后服服务主主要是是指产产品维维修维修总总是伴伴随着着拆卸卸和重重装，，产品品维修修性主主要取取决于于产品品故障障确定定的容容易程程度、、产品品的可可拆卸卸性和和可重重装性性，减减少拆拆卸重重装的的时间间与成成本是是DFS的重要要问题题维修性性也取取决于于产品品的可可靠性性，要要尽量量使容容易发发生故故障的的零部部件处处于容容易拆拆卸的的位置置,从而有有利于于维修修时间间与成成本的的减少少DFS面向维维修的的设计计原则：：1.提高产产品可可靠性性2.经常需需要维维护的的零件件和易易磨损损易失失效效的零零件置置于易易发现现和接接近处处3.零件的的拆卸卸尽量量不需需移动动其他他零件件4.尽量减减少需需要使使用的的维修修工具具种类类5.模块化化设计计并采采用标标准件件6.留有足足够的的维修修空间间DFR面向回回收的的设计计当今社社会环环保问问题的的严峻峻性促促使产产品回回收开开始成成为企企业的的责任任。企企业产产品开开发必必须将将产品品回收收问题题提到到日程程上来来。面向产产品回回收的的设计计重点点集中中在产产品的的可拆拆卸性性的提提高和和材料料方面面。产品的的可拆拆卸性性取决决于零零件数数、产产品结结构、、拆卸卸动作作种类类、拆拆卸工工具种种类等等因素素。典型应应用日本富富士胶胶卷公公司于于年投投放市市场的的一次次性相相机又又称带带镜头头的胶胶卷是是面向向回收收的设设计的的代表表产品品。齐齐哈哈尔车车辆厂厂铁路路货车车开发发并行行工程程思想想的DFX方法后后，大大大缩缩短了了产品品的开开发周周期，，减少少了产产品试试制次次数和和试制制费用用，提提高了了产品品质量量水平平，增增加了了出口口量DFC面向成成本的的设计计面向成成本的的设计计(DFC)是指在在满足足用户户需求求的前前提下下，尽尽可能能地降降低成成本，，并通通过分分析和和研究究产品品全生生命周周期的的设计计、加加工制制造、、装配配、检检测、、销售售、使使用、、维护护、回回收和和报废废等多多种成成本因因素，，对原原设计计中影影响产产品成成本的的过高高费用用部分分进行行修改改，最最终达达到降降低成成本的的目的的。DFC面向成成本的的设计计以最低低成本本，在在最短短时间间内生生产出出高质质量的的产品品已成成为制制造企企业竞竞争的的焦点点，其其中成成本已已成为为决定定产品品竞争争力的的核心心因素素，如如何有有效的的降低低成本本是一一个研研究热热点。。降低低产品品成本本的方方法很很多，，如企企业产产品成成本核核算等等，但但通过过设计计降低低成本本则是是最有有效的的。研究表表明，，设计计阶段段的实实际投投入费费用虽虽然只只占产产品总总成本本的5％，但但是却却决定定了70％—80％的产产品成成本。。如何在在产品品设计计初期期准确确的估估算出出产品品成本本并提提出有有效降降低成成本的的设计计修改改方案案是成成本问问题的的研究究难点点。DFC面向向成成本本的的设设计计面向向成成本本的的设设计计（（DesignForCost）和和按按费费用用设设计计（（DesignToCost）是是不不同同的的，，DFC与DTC的不不同同之之处处主主要要在在于于：：DFC是一一种种设设计计方方法法，，DTC在很很大大程程度度上上属属于于管管理理方方法法；；DFC主动动地地运运用用各各种种方方法法降降低低产产品品的的成成本本，，而而DTC是为为了了获获得得一一个个满满足足给给定定的的目目标标成成本本并并符符合合用用户户要要求求的的设设计计。。两两者者的的相相同同之之处处主主要要体体现现在在从从设设计计入入手手考考虑虑产产品品的的全全生生命命周周期期成成本本。。从从两两者者对对成成本本的的重重视视程程度度、、对对设设计计的的改改进进和和产产生生的的时时间间顺顺序序看看，，可可以以说说DFC是DTC的进进一一步步发发展展。。DFQ面向向质质量量的的设设计计面向向质质量量的的设设计计，，它它要要求求把把一一系系列列的的质质量量保保证证措措施施与与设设计计系系统统有有机机地地集集成成，，在在设设计计阶阶段段进进行行质质量量保保证证的的方方法法，，在在产产品品和和过过程程设设计计阶阶段段就就开开始始进进行行质质量量保保证证。。质量量是是产产品品的的生生命命，，可可以以理理解解为为产产品品满满足足使使用用要要求求的的程程度度。。原则则：：1，产产品品易易于于检检查查2，采采用用标标准准件件3，采采用用模模块块化化设设计计4，图图纸纸标标准准清清楚楚、、规规范范5，尺尺寸寸公公差差设设置置合合理理DFQ面向向质质量量的的设设计计DFQ面向向质质