DFX面向產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)

DFX面向產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)

2011年7月出現(xiàn)背景景自80年代以來(lái)來(lái),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)的國(guó)際際化,促使制造造業(yè)企業(yè)業(yè)不斷尋尋求產(chǎn)品品開發(fā)的的新思路路、新方方法并應(yīng)應(yīng)用于有有競(jìng)爭(zhēng)力力的產(chǎn)品品的開發(fā)發(fā)一個(gè)典型型的例子子是美國(guó)國(guó)企業(yè)在在承受著著日本70年代以后后在汽車車、半導(dǎo)導(dǎo)體等行行業(yè)逐步步確立的的世界市市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)勢(shì)地位的的壓力下下,積極調(diào)整整產(chǎn)業(yè)結(jié)結(jié)構(gòu),學(xué)習(xí)和采采用新的的產(chǎn)品開開發(fā)思想想、策略略、方法法,如并行工工程、虛虛擬制造造、敏捷捷制造、、精良生生產(chǎn)等等等,為美國(guó)經(jīng)經(jīng)濟(jì)在90年代的振振興產(chǎn)生生了重要要的促進(jìn)進(jìn)作用DFX即為這些些新的產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)思想、、手段、、方法之之一。在在介紹DFX思想與方方法之前前,首先有必必要討論論產(chǎn)品生生命周期期概念和和并行工工程思想想。產(chǎn)品生命命周期正如生物物的誕生生、成長(zhǎng)長(zhǎng)直至消消亡構(gòu)成成其生命命周期一一樣，人人類有意意識(shí)地創(chuàng)創(chuàng)造出來(lái)來(lái)的人工工物，包包括各種種產(chǎn)品也也被賦予予了生命命，亦即即也有誕誕生、成成長(zhǎng)、消消亡的過(guò)過(guò)程，分分別對(duì)應(yīng)應(yīng)其開發(fā)發(fā)過(guò)程、、使用過(guò)過(guò)程和報(bào)報(bào)廢回收收處理過(guò)過(guò)程。這這些過(guò)程程構(gòu)成了了產(chǎn)品的的生命周周期。產(chǎn)品生命命周期圖圖并行工程程與串行行工程并行工程程是一種種新的產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)方法，，旨在改改善產(chǎn)品品質(zhì)量、、降低開開發(fā)成本本、縮短短開發(fā)周周期、提提高生產(chǎn)產(chǎn)率。與之相對(duì)對(duì)，傳統(tǒng)統(tǒng)的新產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)是串行行工程串行工程程長(zhǎng)期以來(lái)來(lái)產(chǎn)品開開發(fā)工作作一直采采用傳統(tǒng)統(tǒng)的串行行工程方方法，先先進(jìn)行市市場(chǎng)需求求分析，，將分析析結(jié)果交交給設(shè)計(jì)計(jì)部門，，設(shè)計(jì)人人員進(jìn)行行產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)，然然后將圖圖紙交給給工藝部部門進(jìn)行行工藝設(shè)設(shè)計(jì)和制制造準(zhǔn)備備，采購(gòu)購(gòu)部門根根據(jù)要求求進(jìn)行采采購(gòu)，一一切齊備備后進(jìn)行行生產(chǎn)加加工和測(cè)測(cè)試，結(jié)結(jié)果不滿滿意時(shí)再再修改設(shè)設(shè)計(jì)與工工藝，如如此循環(huán)環(huán)直到滿滿意。串行方法法的弊端端串行方法法設(shè)計(jì)在在設(shè)計(jì)中中各個(gè)部部門獨(dú)立立工作，，設(shè)計(jì)中中不能及及早考慮慮制造及及質(zhì)保等等問(wèn)題，，造成設(shè)設(shè)計(jì)與制制造脫節(jié)節(jié)，導(dǎo)致致產(chǎn)品開開發(fā)成為為設(shè)計(jì)改改動(dòng)量大大、開發(fā)發(fā)周期長(zhǎng)長(zhǎng)、成本本高的大大循環(huán)并行工程程“并行”是是相對(duì)傳傳統(tǒng)產(chǎn)品品開發(fā)的的“串行行”而言言，其實(shí)實(shí)還是有有時(shí)間先先后的由于這種種方法能能夠較好好地兼顧顧產(chǎn)品生生命周期期中的各各階段的的需求，，并將它它們?cè)谠O(shè)設(shè)計(jì)中加加以考慮慮，因此此也稱為為“生命命周期工工程”并行工程程——生命周期期工程集成地、、并行地地設(shè)計(jì)產(chǎn)產(chǎn)品及其其相關(guān)的的各種過(guò)過(guò)程（包包括制造造與支持持）要求產(chǎn)品品開發(fā)人人員在設(shè)設(shè)計(jì)一開開始就考考慮產(chǎn)品品整個(gè)生生命周期期中從概概念形成成到產(chǎn)品品報(bào)廢處處理的所所有因素素強(qiáng)調(diào)一切切設(shè)計(jì)活活動(dòng)盡早早開始，，力爭(zhēng)一一次獲得得成功，，關(guān)鍵是是產(chǎn)品及及其相關(guān)關(guān)過(guò)程設(shè)設(shè)計(jì)工作作的并行行集成競(jìng)爭(zhēng)并行工程串行工程產(chǎn)品質(zhì)量較好，在生產(chǎn)前已經(jīng)注意到產(chǎn)品的制造問(wèn)題設(shè)計(jì)與制造之間溝通不足，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法達(dá)到最優(yōu)化生產(chǎn)成本由于產(chǎn)品的易制造性提高，成本低開發(fā)成本較低，但制造成本可能較高生產(chǎn)柔性適于小批量、多品種、高技術(shù)產(chǎn)品適于大批量、單一品種、低技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)品創(chuàng)新較快速推出新產(chǎn)品，能從產(chǎn)品開發(fā)中學(xué)習(xí)及時(shí)修改的方法及創(chuàng)新意識(shí)，新產(chǎn)品投放市場(chǎng)塊競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)不易獲得最新技術(shù)以及市場(chǎng)需求變化趨勢(shì)，不利于產(chǎn)品創(chuàng)新串行工程程與并行行工程的的對(duì)比DFX與并行工工程并行工程程是一種種哲理，，涉及人人員管理理以及產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)過(guò)程管管理并行工程程也提供供技術(shù)和和方法，，以DFX技術(shù)和方方法為代代表。DFX的發(fā)展歷歷程DFX思想最早早產(chǎn)生于于二戰(zhàn)時(shí)時(shí)期50年代末，，長(zhǎng)期的的設(shè)計(jì)開開發(fā)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)的積累累形成了了DFX的原型60、70年代后，，DFX研究得到到重視DFX的含義DFX是DesignforX的縮寫。。其中，，X代表產(chǎn)品品生命周周期或其其中某一一環(huán)節(jié)，，也可以以代表產(chǎn)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力或決決定產(chǎn)品品競(jìng)爭(zhēng)力力的因素素其中的Design不僅僅指指產(chǎn)品的的設(shè)計(jì)，，也指產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)過(guò)程和和系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)DFX的內(nèi)涵DFX是一種哲哲理、方方法、手手段、工工具所有的產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)人員都都應(yīng)該認(rèn)認(rèn)識(shí)到,在設(shè)計(jì)階階段盡早早地考慮慮產(chǎn)品全全生命周周期將有有益于產(chǎn)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力的提提高。產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)人員、、產(chǎn)品開開發(fā)管理理人員應(yīng)應(yīng)該積極極應(yīng)用DFX方法于產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)借助計(jì)算算機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的DFX工具可以以有效地地輔助產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)人員按按照DFX方法進(jìn)行行產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)DFX的內(nèi)涵DFX是一種設(shè)設(shè)計(jì)方法法論，但但它本身身并不是是設(shè)計(jì)方方法，不不直接產(chǎn)產(chǎn)生設(shè)計(jì)計(jì)方案而而是設(shè)計(jì)計(jì)評(píng)價(jià)分分析方法法，為設(shè)設(shè)計(jì)提供供依據(jù)DFX不僅用于于改進(jìn)產(chǎn)產(chǎn)品本身身，而且且用于改改進(jìn)產(chǎn)品品相關(guān)過(guò)過(guò)程（如如裝配和和加工））和系統(tǒng)統(tǒng)以往當(dāng)產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)完畢,再接著進(jìn)進(jìn)行過(guò)程程設(shè)計(jì)（（體現(xiàn)串串行工程程思想））DFX方法強(qiáng)調(diào)調(diào)產(chǎn)品設(shè)設(shè)計(jì)和過(guò)過(guò)程設(shè)計(jì)計(jì)的同時(shí)時(shí)進(jìn)行（（體現(xiàn)了了并行工工程思想想）典型的DFX方法DFA((DesignforAssembly)面向裝配配的設(shè)計(jì)計(jì)DFM((DesignforManufacture)面向制造造的設(shè)計(jì)計(jì)DFI((DesignforInspection)面向檢驗(yàn)驗(yàn)的設(shè)計(jì)計(jì)DFS((DesignforService/Maintain/Repair)面向維修修的設(shè)計(jì)計(jì)DFR((DesignforRecycling))面向回收收的設(shè)計(jì)計(jì)DFC((Design

ForCost)面向成本本的設(shè)計(jì)計(jì)DFQ（DesignForQuality）面向質(zhì)質(zhì)量的設(shè)設(shè)計(jì)DFA面向裝配配的設(shè)計(jì)計(jì)最早，目目前最成成熟的DFX方法旨在提高高裝配的的方便性性以減少少裝配時(shí)時(shí)間、成成本的設(shè)設(shè)計(jì)DFA面向裝配配的設(shè)計(jì)計(jì)原則：1.減少零件件數(shù)2.采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)緊固件件和其他他標(biāo)準(zhǔn)零零件3.零件的方方位保持持不變4.采用模塊塊化的部部件5.設(shè)計(jì)可直直接插入入的零件件6.盡量減少少調(diào)整的的需要7.適合自動(dòng)動(dòng)生成線線生產(chǎn)DFM面向制造造的設(shè)計(jì)計(jì)這里的制制造主要要指構(gòu)成成產(chǎn)品的的單個(gè)零零件的冷冷熱變形形加工過(guò)過(guò)程為了減少少該類加加工的時(shí)時(shí)間與成成本，提提高加工工質(zhì)量DFM面向制造造的設(shè)計(jì)計(jì)原則：1.簡(jiǎn)化零件件的形狀狀2.盡量避免免切削加加工因?yàn)闉榍邢骷蛹庸こ沙杀颈靖?.選用便于于加工的的材料4.盡量設(shè)置置較大公公差5.采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)件與外外購(gòu)件6.減少不必必要的精精度要求DFI面向檢驗(yàn)驗(yàn)的設(shè)計(jì)計(jì)著重考慮慮產(chǎn)品、、過(guò)程、、人的因因素以便便提高產(chǎn)產(chǎn)品檢驗(yàn)驗(yàn)的方便便性加工中的的產(chǎn)品檢檢驗(yàn)是為為了提供供快速精精確的加加工過(guò)程程反饋,而維修中中的產(chǎn)品品檢驗(yàn)則則是為了了快速而而準(zhǔn)確地地確定產(chǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)或功能能的缺陷陷,及時(shí)維修修以保證證產(chǎn)品使使用的安安全DFI面向檢驗(yàn)驗(yàn)的設(shè)計(jì)計(jì)產(chǎn)品檢驗(yàn)驗(yàn)方便性性取決于于色彩、、零件內(nèi)內(nèi)部可視視性、結(jié)結(jié)構(gòu)等等等諸多因因素DFS面向維修修的設(shè)計(jì)計(jì)售后服務(wù)務(wù)是現(xiàn)代代企業(yè)非非常重視視的環(huán)節(jié)節(jié)之一。。產(chǎn)品的的售后服服務(wù)主要要是指產(chǎn)產(chǎn)品維修修維修總是是伴隨著著拆卸和和重裝，，產(chǎn)品維維修性主主要取決決于產(chǎn)品品故障確確定的容容易程度度、產(chǎn)品品的可拆拆卸性和和可重裝裝性，減減少拆卸卸重裝的的時(shí)間與與成本是是DFS的重要問(wèn)問(wèn)題維修性也也取決于于產(chǎn)品的的可靠性性，要盡盡量使容容易發(fā)生生故障的的零部件件處于容容易拆卸卸的位置置,從而有利利于維修修時(shí)間與與成本的的減少DFS面向維修修的設(shè)計(jì)計(jì)原則：1.提高產(chǎn)品品可靠性性2.經(jīng)常需要要維護(hù)的的零件和和易磨損損易失效效的的零件置置于易發(fā)發(fā)現(xiàn)和接接近處3.零件的拆拆卸盡量量不需移移動(dòng)其他他零件4.盡量減少少需要使使用的維維修工具具種類5.模塊化設(shè)設(shè)計(jì)并采采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)件6.留有足夠夠的維修修空間DFR面向回收收的設(shè)計(jì)計(jì)當(dāng)今社會(huì)會(huì)環(huán)保問(wèn)問(wèn)題的嚴(yán)嚴(yán)峻性促促使產(chǎn)品品回收開開始成為為企業(yè)的的責(zé)任。。企業(yè)產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)發(fā)必須將將產(chǎn)品回回收問(wèn)題題提到日日程上來(lái)來(lái)。面向產(chǎn)品品回收的的設(shè)計(jì)重重點(diǎn)集中中在產(chǎn)品品的可拆拆卸性的的提高和和材料方方面。產(chǎn)品的可可拆卸性性取決于于零件數(shù)數(shù)、產(chǎn)品品結(jié)構(gòu)、、拆卸動(dòng)動(dòng)作種類類、拆卸卸工具種種類等因因素。典型應(yīng)用用日本富士士膠卷公公司于年年投放市市場(chǎng)的一一次性相相機(jī)又稱稱帶鏡頭頭的膠卷卷是面向向回收的的設(shè)計(jì)的的代表產(chǎn)產(chǎn)品。齊齊哈爾爾車輛廠廠鐵路貨貨車開發(fā)發(fā)并行工工程思想想的DFX方法后，，大大縮縮短了產(chǎn)產(chǎn)品的開開發(fā)周期期，減少少了產(chǎn)品品試制次次數(shù)和試試制費(fèi)用用，提高高了產(chǎn)品品質(zhì)量水水平，增增加了出出口量DFC面向成本本的設(shè)計(jì)計(jì)面向成本本的設(shè)計(jì)計(jì)(DFC)是指在滿滿足用戶戶需求的的前提下下，盡可可能地降降低成本本，并通通過(guò)分析析和研究究產(chǎn)品全全生命周周期的設(shè)設(shè)計(jì)、加加工制造造、裝配配、檢測(cè)測(cè)、銷售售、使用用、維護(hù)護(hù)、回收收和報(bào)廢廢等多種種成本因因素，對(duì)對(duì)原設(shè)計(jì)計(jì)中影響響產(chǎn)品成成本的過(guò)過(guò)高費(fèi)用用部分進(jìn)進(jìn)行修改改，最終終達(dá)到降降低成本本的目的的。DFC面向成本本的設(shè)計(jì)計(jì)以最低成成本，在在最短時(shí)時(shí)間內(nèi)生生產(chǎn)出高高質(zhì)量的的產(chǎn)品已已成為制制造企業(yè)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的的焦點(diǎn)，，其中成成本已成成為決定定產(chǎn)品競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)力的的核心因因素，如如何有效效的降低低成本是是一個(gè)研研究熱點(diǎn)點(diǎn)。降低低產(chǎn)品成成本的方方法很多多，如企企業(yè)產(chǎn)品品成本核核算等，，但通過(guò)過(guò)設(shè)計(jì)降降低成本本則是最最有效的的。研究表明明，設(shè)計(jì)計(jì)階段的的實(shí)際投投入費(fèi)用用雖然只只占產(chǎn)品品總成本本的5％，但是是卻決定定了70％—80％的產(chǎn)品品成本。。如何在產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)初期準(zhǔn)準(zhǔn)確的估估算出產(chǎn)產(chǎn)品成本本并提出出有效降降低成本本的設(shè)計(jì)計(jì)修改方方案是成成本問(wèn)題題的研究究難點(diǎn)。。DFC面向成本本的設(shè)計(jì)計(jì)面向成本本的設(shè)計(jì)計(jì)（DesignForCost）和按費(fèi)費(fèi)用設(shè)計(jì)計(jì)（DesignToCost）是不同同的，DFC與DTC的不同之之處主要要在于：：DFC是一種設(shè)設(shè)計(jì)方法法，DTC在很大程程度上屬屬于管理理方法；；DFC主動(dòng)地運(yùn)運(yùn)用各種種方法降降低產(chǎn)品品的成本本，而DTC是為了獲獲得一個(gè)個(gè)滿足給給定的目目標(biāo)成本本并符合合用戶要要求的設(shè)設(shè)計(jì)。兩兩者的相相同之處處主要體體現(xiàn)在從從設(shè)計(jì)入入手考慮慮產(chǎn)品的的全生命命周期成成本。從從兩者對(duì)對(duì)成本的的重視程程度、對(duì)對(duì)設(shè)計(jì)的的改進(jìn)和和產(chǎn)生的的時(shí)間順順序看，，可以說(shuō)說(shuō)DFC是DTC的進(jìn)一步步發(fā)展。。DFQ面向質(zhì)量量的設(shè)計(jì)計(jì)面向質(zhì)量量的設(shè)計(jì)計(jì)，它要要求把一一系列的的質(zhì)量保保證措施施與設(shè)計(jì)計(jì)系統(tǒng)有有機(jī)地集集成，在在設(shè)計(jì)階階段進(jìn)行行質(zhì)量保保證的方方法，在在產(chǎn)品和和過(guò)程設(shè)設(shè)計(jì)階段段就開始始進(jìn)行質(zhì)質(zhì)量保證證。質(zhì)量是產(chǎn)產(chǎn)品的生生命，可可以理解解為產(chǎn)品品滿足使使用要求求的程度度。原則：1，產(chǎn)品易易于檢查查2，采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)件3，采用模模塊化設(shè)設(shè)計(jì)4，圖紙標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)清楚楚、規(guī)范范5，尺寸公公差設(shè)置置合理DFQ面向質(zhì)量量的設(shè)計(jì)計(jì)DFQ面向質(zhì)量量的設(shè)計(jì)計(jì)采用方法法：質(zhì)量功能能配置Q