先進(jìn)制造系統(tǒng)課件

先進(jìn)制造系統(tǒng)第1章先進(jìn)制造系統(tǒng)總論第2章先進(jìn)制造系統(tǒng)基本原理第3章先進(jìn)制造模式

第4章先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)第5章先進(jìn)制造裝備及技術(shù)

第6章先進(jìn)制造工藝技術(shù)第7章綠色設(shè)計(jì)與制造第8章典型產(chǎn)品的制造系統(tǒng)第9章制造系統(tǒng)展望∨∧先進(jìn)制造系統(tǒng)第1章先進(jìn)制造系統(tǒng)總論∨∧∧第4章先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)4.1先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)容與特點(diǎn)4.2計(jì)算機(jī)輔助X（CAX）4.3面向X的設(shè)計(jì)（DFX）

4.4模塊化設(shè)計(jì)（MD）4.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）∨∧第4章先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)4.1先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)面向制造的設(shè)計(jì)（DesignForManufacturing，DFM）調(diào)在設(shè)計(jì)過程中考慮可加工性和加工的方便性；面向裝配的設(shè)計(jì)（DesignForAssembly，DFA）在設(shè)計(jì)過程中考慮可裝配性、裝配的方便性和減少裝配價格；面向成本的設(shè)計(jì)（DesignForCost，DFC）在設(shè)計(jì)階段綜合考慮產(chǎn)品的加工制造、裝配、檢測、維護(hù)等多種成本因素，并及時設(shè)計(jì)修改，降低產(chǎn)品成本。面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DesignForQuality，DFQ）在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行質(zhì)量控制，保證產(chǎn)品滿足顧客質(zhì)量要求。面向環(huán)境的設(shè)計(jì)（DesignForEnvironment，DFE）消耗的資源最少，對環(huán)境的污染最少，對操作者的危害最低，產(chǎn)品可以回收利用，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。DFE也稱為生態(tài)化設(shè)計(jì)ED。

4.3面向X的設(shè)計(jì)的涵義∧∨面向制造的設(shè)計(jì)（DesignForManufacturi4.3面向X的設(shè)計(jì)（DFX）4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）

4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）

4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）

∧∨4.3面向X的設(shè)計(jì)（DFX）4.3.1面向制造的設(shè)4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）1.DFM的發(fā)展2.DFM的基本原理

3.產(chǎn)品可制造性的評價∧∨4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）1.DFM的發(fā)展DFM是在20世紀(jì)80年代后期先進(jìn)制造設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)無法得到發(fā)揮時誕生的。零件DFM重點(diǎn)考慮最小材料費(fèi)用和加工工藝性，而且主要考慮精加工工序。4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）1.DFM的發(fā)展

∧∨DFM的主要原則有：①簡化零件的形狀；②盡量避免切削加工（因?yàn)榍邢骷庸こ杀靖撸?；③選用便于加工的材料；④盡量設(shè)置較大的公差；⑤采用標(biāo)準(zhǔn)件與外購件；⑥減少不必要的精度要求。DFM是在20世紀(jì)80年代后期先進(jìn)制造設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)無法得到發(fā)任務(wù)提出產(chǎn)品概念、產(chǎn)品計(jì)劃和設(shè)計(jì)目標(biāo)圖4-15典型的DFM過程工程工具包·零件繪圖·零件目錄·裝配圖·過程設(shè)計(jì)優(yōu)化產(chǎn)品/工藝概念優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化產(chǎn)品設(shè)計(jì)確保產(chǎn)品/工藝一致性4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）2.DFM的基本原理

∧∨任務(wù)提出產(chǎn)品概念、產(chǎn)品計(jì)劃和設(shè)計(jì)目標(biāo)圖4-15典型的DFDFM包括的基本內(nèi)容與“制造”的定義有關(guān)：狹義DFM主要是零件的可加工性評價。其中的M（制造）是指構(gòu)成產(chǎn)品的單個零件的切削、鑄造、焊接、沖壓等加工過程。4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）2.DFM的基本原理

∧∨廣義DFM既包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，又包括零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。前者被稱為面向裝配的設(shè)計(jì)DFA，后者被稱為面向加工的設(shè)計(jì)DFM（此處M應(yīng)為Machining）。廣義DFM包含下列內(nèi)容：①零件的可加工性。②部件和整機(jī)的可裝拆性。③零部件加工和裝配質(zhì)量的可檢測性。④零部件和整機(jī)性能的可試驗(yàn)性。⑤零部件和整機(jī)的可維修性。⑥零部件及材料的可回收性等。DFM包括的基本內(nèi)容與“制造”的定義有關(guān)：4.3.1面4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）表4-1

產(chǎn)品可制造性評價內(nèi)容評價指標(biāo)評價內(nèi)容技術(shù)性裝配工藝性裝配自由度、模塊化結(jié)構(gòu)、多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)、對稱結(jié)構(gòu)、自定心結(jié)構(gòu)、定位與聯(lián)接、結(jié)構(gòu)與裝配匹配、利于裝配的輔助結(jié)構(gòu)零件標(biāo)準(zhǔn)化、裝配標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)工藝性熱處理性、鍛造性、焊接性、鑄造性、切削性、制造資源約束、模塊化結(jié)構(gòu)、多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)、對稱結(jié)構(gòu)、功能與結(jié)構(gòu)匹配、結(jié)構(gòu)與加工方法匹配、結(jié)構(gòu)繼承性、結(jié)構(gòu)與批量匹配、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化加工可行性精度與功能匹配、精度與加工方法匹配、精度與粗糙度匹配、形位精度與尺寸精度匹配、材料與加工方法匹配、加工方法與批量匹配、材料與刀具匹配、工藝?yán)^承性、滿足裝夾定位基準(zhǔn)規(guī)則、裝夾穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、易裝夾結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)化、工藝標(biāo)準(zhǔn)化、輔助工具標(biāo)準(zhǔn)化、經(jīng)濟(jì)性成本材料成本、外協(xié)成本、加工成本（毛坯、熱處理、勞動、機(jī)床、刀具、工裝成本）、裝配成本、運(yùn)輸成本、倉儲成本、管理成本時間加工時間、裝配時間、工裝準(zhǔn)備時間∧∨3.產(chǎn)品可制造性的評價

4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）表4-1產(chǎn)品可制4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）1.DFA的發(fā)展2.DFA的主要內(nèi)容

3.基于準(zhǔn)則的DFA∧∨4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）1.DFA的發(fā)展

裝配是將零件結(jié)合成完整產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，DFA的產(chǎn)生可追溯至20世紀(jì)60年代初。當(dāng)時大多數(shù)裝配任務(wù)依靠手工完成，裝配所耗的時間約占整個生產(chǎn)周期的50%。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）1.DFA的發(fā)展

∧∨圖4-17可制造性設(shè)計(jì)指南的誤導(dǎo)

a）單個功能零件b）功能由多個零件實(shí)現(xiàn)a）b）裝配是將零件結(jié)合成完整產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，DFA的(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述(2)產(chǎn)品的可裝配性分析(3)產(chǎn)品的可裝配性評價(4)產(chǎn)品的可裝配性再設(shè)計(jì)4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（信息組成包括六個方面（圖4-18）①管理信息是與產(chǎn)品及其零部件管理相關(guān)的信息。②幾何信息是與產(chǎn)品的幾何實(shí)體構(gòu)造相關(guān)的信息。③拓?fù)湫畔▋深悾簩哟谓Y(jié)構(gòu)與幾何配合約束。2.DFA的主要內(nèi)容

4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述∧∨④工程語義信息反映工程師的設(shè)計(jì)及制造意圖。⑤裝配工藝信息是與產(chǎn)品裝/拆工藝過程及其具體操作相關(guān)的信息，包括各裝配元件的裝配順序、裝配路徑及裝配工具的介入、操作和退出等信息。⑥裝配資源信息主要是裝配系統(tǒng)設(shè)備的組成與控制參數(shù)。信息組成包括六個方面（圖4-18）2.DFA的主要內(nèi)容產(chǎn)品裝配模型圖4-18產(chǎn)品裝配模型的信息組成幾何信息管理信息拓?fù)湫畔⒐こ陶Z義信息裝配工藝信息裝配資源信息4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）2.DFA的主要內(nèi)容

(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述∧∨產(chǎn)品裝配模型圖4-18產(chǎn)品裝配模型的信息組成幾何信息管理①基于圖形的表示方法如圖4-19所示，以節(jié)點(diǎn)表示產(chǎn)品裝配系統(tǒng)中的各種實(shí)體，以有向線弧表示實(shí)體與實(shí)體的裝配關(guān)系。其優(yōu)點(diǎn)是直觀、容易理解；缺點(diǎn)是裝配信息描述不完整，難以表達(dá)節(jié)點(diǎn)存在多類型、多層次的相互關(guān)系。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）2.DFA的主要內(nèi)容

(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述∧∨圖4-19基于圖形的表示方式1－箱體2－輪3－螺栓4－箱蓋5－軸6－套3214561314256②基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的表示方法采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲，可以方便地實(shí)現(xiàn)裝配系統(tǒng)實(shí)體及其關(guān)系等信息的組織和維護(hù)，但表達(dá)實(shí)體及其關(guān)系的語義困難。③面向?qū)ο蟮谋硎痉椒`活自然地模擬現(xiàn)實(shí)的裝配工況，減少語義斷層。①基于圖形的表示方法如圖4-19所示，以節(jié)點(diǎn)表示產(chǎn)品裝配1)確定產(chǎn)品可裝配性類別產(chǎn)品有三種基本的裝配方法：手工裝配；專用機(jī)械（自動化）裝配；程序控制機(jī)械（包括機(jī)器人）裝配，還有三者的混合。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(2)產(chǎn)品可裝配性分析的四項(xiàng)基本任務(wù)2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨2)確定產(chǎn)品可裝配性分析方法①實(shí)驗(yàn)的方法②統(tǒng)計(jì)的方法③建模的方法3)分析影響產(chǎn)品的可裝配性的各種因素

4)考察各因素之間的相互作用和相互關(guān)系1)確定產(chǎn)品可裝配性類別4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（D圖4-20廣義設(shè)計(jì)中的可裝配性影響因素（外因）產(chǎn)品·產(chǎn)品種類·產(chǎn)品結(jié)構(gòu)·零部件裝配工藝·裝配策略·裝配結(jié)構(gòu)·工藝過程產(chǎn)品可裝配性裝配系統(tǒng)·系統(tǒng)種類·系統(tǒng)配置·系統(tǒng)元件（外因）（內(nèi)因）4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）∧∨圖4-20廣義設(shè)計(jì)中的可裝配性影響因素（外因）產(chǎn)品裝配工T4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）表4-2

產(chǎn)品可裝配性評價內(nèi)容評價指標(biāo)評價內(nèi)容技術(shù)性進(jìn)給性能（套疊、纏結(jié)）；元件抓?。ǔ叽?、重量、對稱性等）；位置可達(dá)（倒角、圓角，裝拆順序）；定位可靠（自定位、預(yù)定位）；檢測可及工具利用（操作空間）；聯(lián)接方法（插裝、鉚接、焊接、膠接等）；合成方向（多向、單向、垂直向下）；位姿調(diào)整（裝拆便利、穩(wěn)定性）經(jīng)濟(jì)性裝配效率（生產(chǎn)綱領(lǐng)、作業(yè)方式）；資源利用（設(shè)備、工具、人力）；精度保證（公差分布、質(zhì)量控制）；標(biāo)準(zhǔn)化（標(biāo)準(zhǔn)件比例、零件類數(shù)）；材料消耗社會性可拆卸（結(jié)構(gòu)、操作、順序）；可再用（零件、子裝配）；可回收（材料再用）；環(huán)保（裝配、拆卸、報(bào)廢）(3)產(chǎn)品可裝配性評價1)可裝配性評價的三方面內(nèi)容2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨T4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）表4-2產(chǎn)品可2)可裝配性評價方法：①定性評價

②定量評價

4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）圖4-21技術(shù)上不可行的裝配2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨2)可裝配性評價方法：①定性評價②定量評價4.3.2通過產(chǎn)品的可裝配性再設(shè)計(jì)，改善產(chǎn)品的可裝配性。①再設(shè)計(jì)建議，即系統(tǒng)根據(jù)可裝配性分析和評價，給出再設(shè)計(jì)建議，以改進(jìn)產(chǎn)品的可裝配性。②再設(shè)計(jì)工具，在系統(tǒng)支持下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配設(shè)計(jì)的改進(jìn)、補(bǔ)充和完善，如改變設(shè)計(jì)參數(shù)、改變裝配條件、改變裝配結(jié)構(gòu)等。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(4)產(chǎn)品可裝配性再設(shè)計(jì)2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨通過產(chǎn)品的可裝配性再設(shè)計(jì)，改善產(chǎn)品的可裝配性。①再設(shè)計(jì)建議，(1)DFA的常用準(zhǔn)則3.基于準(zhǔn)則的DFA①所使用的零件數(shù)最少。②產(chǎn)品所有零件的裝配方向最少。所有零件應(yīng)盡量在同一個方向進(jìn)行裝配，以便保證效率和質(zhì)量。③盡量采用模塊化設(shè)計(jì)。④盡量減少裝配工作面。⑤盡量減少使用緊固件。⑥裝配盡量在外部進(jìn)行，以便于觀察和裝配的便利。⑦盡量使零件易于識別。⑧須避免設(shè)計(jì)的零件相互干涉、纏結(jié)，優(yōu)化零件的抓取。⑨裝配在一起的零件應(yīng)有互鎖特征。如設(shè)計(jì)時增加一些凸凹特征，以便使零件保持原位。⑩使零件易于配合。如采用增加導(dǎo)角、引導(dǎo)面等措施引入柔性環(huán)境。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）∧∨(1)DFA的常用準(zhǔn)則3.基于準(zhǔn)則的DFA①所使用的零圖4-22原始設(shè)計(jì)的油缸1－左端蓋

2－缸筒

3－密封圈4－螺栓

5－螺母6－活塞

7－密封圈8－墊環(huán)9－活塞桿10－密封圈11－右端蓋

12－螺母12345678921011124.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(2)案例：基于準(zhǔn)則的DFA在油缸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用3.基于準(zhǔn)則的DFA∧∨圖4-22原始設(shè)計(jì)的油缸1234512345678圖4-18DFA再設(shè)計(jì)后的油缸1－密封圈2－活塞桿3－缸筒4－端蓋5－密封墊6－墊圈7－密封圈8－螺釘4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(2)案例：基于準(zhǔn)則的DFA在油缸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用3.基于準(zhǔn)則的DFA∧∨123454.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）1.DFC的發(fā)展2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

3.案例：DFC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

∧∨4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）1.DFC的發(fā)展1.DFC的發(fā)展

通常產(chǎn)品設(shè)計(jì)費(fèi)用只占產(chǎn)品總成本的5%~10%，卻決定了產(chǎn)品成本的70%~80%。設(shè)計(jì)不合理所引起的產(chǎn)品性能和經(jīng)濟(jì)性方面的先天不足是生產(chǎn)過程中質(zhì)量和成本控制措施所無法挽回的。4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）∧∨基于回歸分析的產(chǎn)品成本估計(jì)通過對產(chǎn)品描述，比較公司以前生產(chǎn)過的相似訂單，建立產(chǎn)品成本模型，實(shí)現(xiàn)快速成本估算。產(chǎn)品成本建模試圖通過建立產(chǎn)品的成本模型，在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造成本的估算?；趦r值工程的產(chǎn)品成本分析在產(chǎn)品開發(fā)階段，運(yùn)用價值工程的分析方法，通過選擇新穎設(shè)計(jì)概念和優(yōu)化工藝過程達(dá)到降低產(chǎn)品成本的目的。1.DFC的發(fā)展通常產(chǎn)品設(shè)計(jì)費(fèi)用只占產(chǎn)2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

(1)包含成本信息的數(shù)字化產(chǎn)品建模方法

建立包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢測等成本預(yù)算所需信息的數(shù)字化模型是在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行產(chǎn)品成本估算的基礎(chǔ)。產(chǎn)品數(shù)字化模型分兩個層次：①零件特征模型它為零件制造成本估算提供信息；②裝配特征模型它為產(chǎn)品裝配成本估算提供信息。4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）∧∨2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題(1)包含成本信息的數(shù)字化產(chǎn)品建圖4-24產(chǎn)品成本信息模型產(chǎn)品模型產(chǎn)品零件制造加工資源使用成本工裝資源工裝準(zhǔn)備制造時間制造資源裝配資源制造方法制造工藝制造特征加工時間裝配方法裝配特征裝配工藝產(chǎn)品成本特征成本基本幾何形狀幾何模型零件成本檢測特征檢測成本產(chǎn)品BOM物料成本4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）∧∨圖4-24產(chǎn)品成本信息模型產(chǎn)品模型產(chǎn)品零件制造加工資源使①優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，用最少的零件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能；②優(yōu)化零件尺寸和工藝參數(shù)，降低零件的加工成本；③尋找高成本零件的代用品，降低材料成本；④采用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)降低材料用量；⑤實(shí)現(xiàn)零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)；⑥應(yīng)用DFM/DFA的分析、評價方法，選擇新的設(shè)計(jì)概念，改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；⑦簡化復(fù)雜零部件結(jié)構(gòu)，改善零部件的制造和裝配性能，降低加工成本和裝配成本。4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）(2)面向成本的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

∧∨①優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，用最少的零件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能；4.3.3(3)產(chǎn)品成本估算

①產(chǎn)品裝配成本估算取決于零部件的裝配難易程度，而零部件的裝配難易程度取決于零部件的裝配特征。②零件制造成本估算取決于零件的材料成本和制造成本。零件制造成本取決于零件的制造過程。③特征制造成本估算取決于特征的制造過程。(4)零件的分類方法及相似度比較方法應(yīng)用成組技術(shù)將組成產(chǎn)品的零件根據(jù)其特征進(jìn)行分類編碼。通過基于特征的零件相似度比較，快速從產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中檢索出與所設(shè)計(jì)零件相似的零件，實(shí)現(xiàn)同類零件的成本類比。4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

∧∨(3)產(chǎn)品成本估算4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC圖4-25DFC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)Y④產(chǎn)品裝配規(guī)劃產(chǎn)品設(shè)計(jì)①概念設(shè)計(jì)裝配建模②產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化③詳細(xì)設(shè)計(jì)裝配建模⑤產(chǎn)品裝配成本估算⑥成本結(jié)果分析與評價DFA方法庫價值工程方法庫DFA方法庫成本信息模型存在相似零件？Y成本滿足要求？N檢索零件庫零件相似度比較產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫N零件特征建模零件DFM評價零件制造成本估算特征庫特征制造過程庫成本信息模型4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）∧∨圖4-25DFC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)Y④產(chǎn)品裝配規(guī)劃產(chǎn)品設(shè)計(jì)①概念4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）1.DFQ思想的產(chǎn)生2.DFQ的基本概念

3.DFQ的工具

∧∨4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）1.DFQ思想的1.DFQ思想的產(chǎn)生

傳統(tǒng)方法是在生產(chǎn)線上布置大量的檢測人員，人們認(rèn)為“質(zhì)量”是檢測出來的。后來人們開始發(fā)展和采用統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)技術(shù)來控制生產(chǎn)過程，保證在生產(chǎn)過程中獲得人們期望的質(zhì)量。于是觀念轉(zhuǎn)變?yōu)椤百|(zhì)量”是生產(chǎn)出來的。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展研究表明，“質(zhì)量”首先是設(shè)計(jì)出來的。

4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）∧∨2.DFQ的基本概念

質(zhì)量分解為兩類：①外部質(zhì)量，指顧客能感受到的質(zhì)量，即最終產(chǎn)品體現(xiàn)的特性；②內(nèi)部質(zhì)量，指企業(yè)內(nèi)部所進(jìn)行的一切生產(chǎn)活動的質(zhì)量，如采購、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配等質(zhì)量。1.DFQ思想的產(chǎn)生傳統(tǒng)方法是在生產(chǎn)圖4-26實(shí)現(xiàn)DFQ的過程模型a）串行設(shè)計(jì)的DFQ流程設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)計(jì)管理設(shè)計(jì)信息設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)人員生產(chǎn)要求a）概念分析方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）2.DFQ的基本概念

∧∨圖4-26實(shí)現(xiàn)DFQ的過程模型設(shè)計(jì)環(huán)境生產(chǎn)要求a）概圖4-26實(shí)現(xiàn)DFQ的過程模型b）并行設(shè)計(jì)的DFQ流程c）每一設(shè)計(jì)階段的過程設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)計(jì)管理設(shè)計(jì)信息設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)人員生產(chǎn)b）時間軸概念分析方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)要求c）質(zhì)量分解與合成質(zhì)量評價與決策確定質(zhì)量目標(biāo)4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）2.DFQ的基本概念

∧∨圖4-26實(shí)現(xiàn)DFQ的過程模型設(shè)計(jì)環(huán)境生產(chǎn)b）時間軸概念3.DFQ的工具

(1)確定質(zhì)量目標(biāo)的工具——QFD

QFD的目標(biāo)是確保以顧客需求來驅(qū)動產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，采用矩陣圖解法，通過定義“做什么”和“如何做”將顧客要求逐步展開，逐層轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)要求、零件要求、工藝要求和生產(chǎn)要求，形成圖4-27所示的分解過程。4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）∧∨3.DFQ的工具(1)確定質(zhì)量目標(biāo)的工具——QFD4產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)零件設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求零部件要求工藝要求圖4-27質(zhì)量功能展開示意圖設(shè)計(jì)要求零件要求工藝要求生產(chǎn)要求顧客要求設(shè)計(jì)要求零部件要求工藝要求4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）3.DFQ的工具

(1)確定質(zhì)量目標(biāo)的工具——QFD

∧∨產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)零件設(shè)計(jì)

QFD的基本工具是”質(zhì)量屋”(HOQ)。利用一系列的相互關(guān)聯(lián)的質(zhì)量屋，可以將顧客的需求最終轉(zhuǎn)移成零件的制造過程。一個產(chǎn)品計(jì)劃階段的質(zhì)量屋由6個矩陣組成（圖4-28）：①反映顧客要求的列矩陣。②反映產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的行矩陣。③屋頂是個三角形，表示各個設(shè)計(jì)要求之間的相互關(guān)系。④表示設(shè)計(jì)要求與顧客要求之間的關(guān)系矩陣。⑤表示將要開發(fā)的產(chǎn)品的競爭能力的市場評估矩陣。矩陣中的數(shù)據(jù)都是相對于每項(xiàng)顧客要求的。⑥表示技術(shù)和成本評估矩陣，矩陣中的數(shù)據(jù)都是相對于每項(xiàng)設(shè)計(jì)要求的。4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）(1)確定質(zhì)量目標(biāo)的工具——QFD

3.DFQ的工具

∧∨圖4-28質(zhì)量屋的組成QFD的基本工具是”質(zhì)量屋”(HOQ)。利用目錄設(shè)計(jì)與方法學(xué)設(shè)計(jì)通過系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)將系統(tǒng)進(jìn)行功能分解與綜合，尋求最佳設(shè)計(jì)方案，但缺乏有效的軟件支持。響應(yīng)模型法應(yīng)用統(tǒng)計(jì)模型，通過對設(shè)定的設(shè)計(jì)參數(shù)名義值及其偏差大小，對功能指標(biāo)的響應(yīng)及產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的精確分析來選擇方案。適應(yīng)性分析預(yù)測零部件在生產(chǎn)、裝配過程的風(fēng)險(xiǎn)、質(zhì)量成本影響，在設(shè)計(jì)階段及早發(fā)現(xiàn)解決潛在的加工能力問題，使設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行。三次設(shè)計(jì)法又稱穩(wěn)健設(shè)計(jì)法。應(yīng)用正交表來安排試驗(yàn)方案，通過誤差因素模擬各種干擾。失效模式和效應(yīng)分析(FMEA)通過對系統(tǒng)各組成單元潛在的各種失效模式及對系統(tǒng)功能的影響與產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行分析。故障樹分析(FTA)根據(jù)產(chǎn)品或系統(tǒng)可能產(chǎn)生的失效，利用失效樹圖分析，尋找一切可能導(dǎo)致此失效的原因。4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）(2)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分解與合成的工具

3.DFQ的工具

∧∨目錄設(shè)計(jì)與方法學(xué)設(shè)計(jì)通過系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)將系統(tǒng)進(jìn)行功設(shè)計(jì)評審在設(shè)計(jì)的各個階段對設(shè)計(jì)進(jìn)行評議審查，及早發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)計(jì)缺陷，以便對設(shè)計(jì)提出改進(jìn)或?yàn)檗D(zhuǎn)入下一階段提供依據(jù)。多目標(biāo)優(yōu)化是同時考慮多個目標(biāo)在某種意義下的最優(yōu)化問題。模糊綜合評判利用隸屬度函數(shù)和權(quán)重來表達(dá)指標(biāo)優(yōu)劣的模糊性和相對重要性，從而對模糊多目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行評價和決策。信息譜熵分析是用信息熵測量產(chǎn)品關(guān)鍵性能滿足顧客需求的不確定性，以此作為備選方案中擇優(yōu)的依據(jù)。這些方法大部分都是用于詳細(xì)的、具體的產(chǎn)品模型產(chǎn)生之后，尚缺乏適用于設(shè)計(jì)早期的評價方法。4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）(3)質(zhì)量評價與決策的工具

3.DFQ的工具

∧∨設(shè)計(jì)評審在設(shè)計(jì)的各個階段對設(shè)計(jì)進(jìn)行評議審查，及早發(fā)現(xiàn)和消4.3END∨∧4.3END∨∧第4章復(fù)習(xí)思考題（4.3）15.DFM有哪些主要原則？16.狹義DFM與廣義DFM有何不同？DFM的實(shí)質(zhì)是什么？17.產(chǎn)品可制造性評價的基本內(nèi)容是什么?18.產(chǎn)品可制造性的評價方法有哪些？19.DFA的主要內(nèi)容有哪些？20.影響產(chǎn)品可裝配性的因素有哪些？21.產(chǎn)品可裝配性評價的基本內(nèi)容是什么?22.DFA的實(shí)質(zhì)是什么？∧∨第4章復(fù)習(xí)思考題（4.3）15.DFM有哪些主要原則？∧∨第4章復(fù)習(xí)思考題（4.3）23.DFC系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)是什么？24.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么？解決這些問題的關(guān)鍵技術(shù)是什么？25.DFQ的基本思想是什么？26.DFQ的實(shí)現(xiàn)策略是什么？27.QFD的應(yīng)用過程一般有哪幾個階段？28.質(zhì)量屋的組成是什么？29.什么是三次設(shè)計(jì)法?∧∨第4章復(fù)習(xí)思考題（4.3）23.DFC系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)是Chapter4Section4.3END∧∨THANKEVERYONE!

Chapter4Section4.3END∧∨TH先進(jìn)制造系統(tǒng)第1章先進(jìn)制造系統(tǒng)總論第2章先進(jìn)制造系統(tǒng)基本原理第3章先進(jìn)制造模式

第4章先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)第5章先進(jìn)制造裝備及技術(shù)

第6章先進(jìn)制造工藝技術(shù)第7章綠色設(shè)計(jì)與制造第8章典型產(chǎn)品的制造系統(tǒng)第9章制造系統(tǒng)展望∨∧先進(jìn)制造系統(tǒng)第1章先進(jìn)制造系統(tǒng)總論∨∧∧第4章先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)4.1先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)容與特點(diǎn)4.2計(jì)算機(jī)輔助X（CAX）4.3面向X的設(shè)計(jì)（DFX）

4.4模塊化設(shè)計(jì)（MD）4.5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）∨∧第4章先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)4.1先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的定義、內(nèi)面向制造的設(shè)計(jì)（DesignForManufacturing，DFM）調(diào)在設(shè)計(jì)過程中考慮可加工性和加工的方便性；面向裝配的設(shè)計(jì)（DesignForAssembly，DFA）在設(shè)計(jì)過程中考慮可裝配性、裝配的方便性和減少裝配價格；面向成本的設(shè)計(jì)（DesignForCost，DFC）在設(shè)計(jì)階段綜合考慮產(chǎn)品的加工制造、裝配、檢測、維護(hù)等多種成本因素，并及時設(shè)計(jì)修改，降低產(chǎn)品成本。面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DesignForQuality，DFQ）在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行質(zhì)量控制，保證產(chǎn)品滿足顧客質(zhì)量要求。面向環(huán)境的設(shè)計(jì)（DesignForEnvironment，DFE）消耗的資源最少，對環(huán)境的污染最少，對操作者的危害最低，產(chǎn)品可以回收利用，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。DFE也稱為生態(tài)化設(shè)計(jì)ED。

4.3面向X的設(shè)計(jì)的涵義∧∨面向制造的設(shè)計(jì)（DesignForManufacturi4.3面向X的設(shè)計(jì)（DFX）4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）

4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）

4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）

∧∨4.3面向X的設(shè)計(jì)（DFX）4.3.1面向制造的設(shè)4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）1.DFM的發(fā)展2.DFM的基本原理

3.產(chǎn)品可制造性的評價∧∨4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）1.DFM的發(fā)展DFM是在20世紀(jì)80年代后期先進(jìn)制造設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)無法得到發(fā)揮時誕生的。零件DFM重點(diǎn)考慮最小材料費(fèi)用和加工工藝性，而且主要考慮精加工工序。4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）1.DFM的發(fā)展

∧∨DFM的主要原則有：①簡化零件的形狀；②盡量避免切削加工（因?yàn)榍邢骷庸こ杀靖撸?；③選用便于加工的材料；④盡量設(shè)置較大的公差；⑤采用標(biāo)準(zhǔn)件與外購件；⑥減少不必要的精度要求。DFM是在20世紀(jì)80年代后期先進(jìn)制造設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)無法得到發(fā)任務(wù)提出產(chǎn)品概念、產(chǎn)品計(jì)劃和設(shè)計(jì)目標(biāo)圖4-15典型的DFM過程工程工具包·零件繪圖·零件目錄·裝配圖·過程設(shè)計(jì)優(yōu)化產(chǎn)品/工藝概念優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化產(chǎn)品設(shè)計(jì)確保產(chǎn)品/工藝一致性4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）2.DFM的基本原理

∧∨任務(wù)提出產(chǎn)品概念、產(chǎn)品計(jì)劃和設(shè)計(jì)目標(biāo)圖4-15典型的DFDFM包括的基本內(nèi)容與“制造”的定義有關(guān)：狹義DFM主要是零件的可加工性評價。其中的M（制造）是指構(gòu)成產(chǎn)品的單個零件的切削、鑄造、焊接、沖壓等加工過程。4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）2.DFM的基本原理

∧∨廣義DFM既包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，又包括零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。前者被稱為面向裝配的設(shè)計(jì)DFA，后者被稱為面向加工的設(shè)計(jì)DFM（此處M應(yīng)為Machining）。廣義DFM包含下列內(nèi)容：①零件的可加工性。②部件和整機(jī)的可裝拆性。③零部件加工和裝配質(zhì)量的可檢測性。④零部件和整機(jī)性能的可試驗(yàn)性。⑤零部件和整機(jī)的可維修性。⑥零部件及材料的可回收性等。DFM包括的基本內(nèi)容與“制造”的定義有關(guān)：4.3.1面4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）表4-1

產(chǎn)品可制造性評價內(nèi)容評價指標(biāo)評價內(nèi)容技術(shù)性裝配工藝性裝配自由度、模塊化結(jié)構(gòu)、多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)、對稱結(jié)構(gòu)、自定心結(jié)構(gòu)、定位與聯(lián)接、結(jié)構(gòu)與裝配匹配、利于裝配的輔助結(jié)構(gòu)零件標(biāo)準(zhǔn)化、裝配標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)工藝性熱處理性、鍛造性、焊接性、鑄造性、切削性、制造資源約束、模塊化結(jié)構(gòu)、多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)、對稱結(jié)構(gòu)、功能與結(jié)構(gòu)匹配、結(jié)構(gòu)與加工方法匹配、結(jié)構(gòu)繼承性、結(jié)構(gòu)與批量匹配、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化加工可行性精度與功能匹配、精度與加工方法匹配、精度與粗糙度匹配、形位精度與尺寸精度匹配、材料與加工方法匹配、加工方法與批量匹配、材料與刀具匹配、工藝?yán)^承性、滿足裝夾定位基準(zhǔn)規(guī)則、裝夾穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、易裝夾結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)化、工藝標(biāo)準(zhǔn)化、輔助工具標(biāo)準(zhǔn)化、經(jīng)濟(jì)性成本材料成本、外協(xié)成本、加工成本（毛坯、熱處理、勞動、機(jī)床、刀具、工裝成本）、裝配成本、運(yùn)輸成本、倉儲成本、管理成本時間加工時間、裝配時間、工裝準(zhǔn)備時間∧∨3.產(chǎn)品可制造性的評價

4.3.1面向制造的設(shè)計(jì)（DFM）表4-1產(chǎn)品可制4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）1.DFA的發(fā)展2.DFA的主要內(nèi)容

3.基于準(zhǔn)則的DFA∧∨4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）1.DFA的發(fā)展

裝配是將零件結(jié)合成完整產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，DFA的產(chǎn)生可追溯至20世紀(jì)60年代初。當(dāng)時大多數(shù)裝配任務(wù)依靠手工完成，裝配所耗的時間約占整個生產(chǎn)周期的50%。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）1.DFA的發(fā)展

∧∨圖4-17可制造性設(shè)計(jì)指南的誤導(dǎo)

a）單個功能零件b）功能由多個零件實(shí)現(xiàn)a）b）裝配是將零件結(jié)合成完整產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，DFA的(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述(2)產(chǎn)品的可裝配性分析(3)產(chǎn)品的可裝配性評價(4)產(chǎn)品的可裝配性再設(shè)計(jì)4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（信息組成包括六個方面（圖4-18）①管理信息是與產(chǎn)品及其零部件管理相關(guān)的信息。②幾何信息是與產(chǎn)品的幾何實(shí)體構(gòu)造相關(guān)的信息。③拓?fù)湫畔▋深悾簩哟谓Y(jié)構(gòu)與幾何配合約束。2.DFA的主要內(nèi)容

4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述∧∨④工程語義信息反映工程師的設(shè)計(jì)及制造意圖。⑤裝配工藝信息是與產(chǎn)品裝/拆工藝過程及其具體操作相關(guān)的信息，包括各裝配元件的裝配順序、裝配路徑及裝配工具的介入、操作和退出等信息。⑥裝配資源信息主要是裝配系統(tǒng)設(shè)備的組成與控制參數(shù)。信息組成包括六個方面（圖4-18）2.DFA的主要內(nèi)容產(chǎn)品裝配模型圖4-18產(chǎn)品裝配模型的信息組成幾何信息管理信息拓?fù)湫畔⒐こ陶Z義信息裝配工藝信息裝配資源信息4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）2.DFA的主要內(nèi)容

(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述∧∨產(chǎn)品裝配模型圖4-18產(chǎn)品裝配模型的信息組成幾何信息管理①基于圖形的表示方法如圖4-19所示，以節(jié)點(diǎn)表示產(chǎn)品裝配系統(tǒng)中的各種實(shí)體，以有向線弧表示實(shí)體與實(shí)體的裝配關(guān)系。其優(yōu)點(diǎn)是直觀、容易理解；缺點(diǎn)是裝配信息描述不完整，難以表達(dá)節(jié)點(diǎn)存在多類型、多層次的相互關(guān)系。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）2.DFA的主要內(nèi)容

(1)產(chǎn)品裝配模型的信息描述∧∨圖4-19基于圖形的表示方式1－箱體2－輪3－螺栓4－箱蓋5－軸6－套3214561314256②基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的表示方法采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲，可以方便地實(shí)現(xiàn)裝配系統(tǒng)實(shí)體及其關(guān)系等信息的組織和維護(hù)，但表達(dá)實(shí)體及其關(guān)系的語義困難。③面向?qū)ο蟮谋硎痉椒`活自然地模擬現(xiàn)實(shí)的裝配工況，減少語義斷層。①基于圖形的表示方法如圖4-19所示，以節(jié)點(diǎn)表示產(chǎn)品裝配1)確定產(chǎn)品可裝配性類別產(chǎn)品有三種基本的裝配方法：手工裝配；專用機(jī)械（自動化）裝配；程序控制機(jī)械（包括機(jī)器人）裝配，還有三者的混合。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(2)產(chǎn)品可裝配性分析的四項(xiàng)基本任務(wù)2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨2)確定產(chǎn)品可裝配性分析方法①實(shí)驗(yàn)的方法②統(tǒng)計(jì)的方法③建模的方法3)分析影響產(chǎn)品的可裝配性的各種因素

4)考察各因素之間的相互作用和相互關(guān)系1)確定產(chǎn)品可裝配性類別4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（D圖4-20廣義設(shè)計(jì)中的可裝配性影響因素（外因）產(chǎn)品·產(chǎn)品種類·產(chǎn)品結(jié)構(gòu)·零部件裝配工藝·裝配策略·裝配結(jié)構(gòu)·工藝過程產(chǎn)品可裝配性裝配系統(tǒng)·系統(tǒng)種類·系統(tǒng)配置·系統(tǒng)元件（外因）（內(nèi)因）4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）∧∨圖4-20廣義設(shè)計(jì)中的可裝配性影響因素（外因）產(chǎn)品裝配工T4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）表4-2

產(chǎn)品可裝配性評價內(nèi)容評價指標(biāo)評價內(nèi)容技術(shù)性進(jìn)給性能（套疊、纏結(jié)）；元件抓?。ǔ叽?、重量、對稱性等）；位置可達(dá)（倒角、圓角，裝拆順序）；定位可靠（自定位、預(yù)定位）；檢測可及工具利用（操作空間）；聯(lián)接方法（插裝、鉚接、焊接、膠接等）；合成方向（多向、單向、垂直向下）；位姿調(diào)整（裝拆便利、穩(wěn)定性）經(jīng)濟(jì)性裝配效率（生產(chǎn)綱領(lǐng)、作業(yè)方式）；資源利用（設(shè)備、工具、人力）；精度保證（公差分布、質(zhì)量控制）；標(biāo)準(zhǔn)化（標(biāo)準(zhǔn)件比例、零件類數(shù)）；材料消耗社會性可拆卸（結(jié)構(gòu)、操作、順序）；可再用（零件、子裝配）；可回收（材料再用）；環(huán)保（裝配、拆卸、報(bào)廢）(3)產(chǎn)品可裝配性評價1)可裝配性評價的三方面內(nèi)容2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨T4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）表4-2產(chǎn)品可2)可裝配性評價方法：①定性評價

②定量評價

4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）圖4-21技術(shù)上不可行的裝配2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨2)可裝配性評價方法：①定性評價②定量評價4.3.2通過產(chǎn)品的可裝配性再設(shè)計(jì)，改善產(chǎn)品的可裝配性。①再設(shè)計(jì)建議，即系統(tǒng)根據(jù)可裝配性分析和評價，給出再設(shè)計(jì)建議，以改進(jìn)產(chǎn)品的可裝配性。②再設(shè)計(jì)工具，在系統(tǒng)支持下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配設(shè)計(jì)的改進(jìn)、補(bǔ)充和完善，如改變設(shè)計(jì)參數(shù)、改變裝配條件、改變裝配結(jié)構(gòu)等。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(4)產(chǎn)品可裝配性再設(shè)計(jì)2.DFA的主要內(nèi)容

∧∨通過產(chǎn)品的可裝配性再設(shè)計(jì)，改善產(chǎn)品的可裝配性。①再設(shè)計(jì)建議，(1)DFA的常用準(zhǔn)則3.基于準(zhǔn)則的DFA①所使用的零件數(shù)最少。②產(chǎn)品所有零件的裝配方向最少。所有零件應(yīng)盡量在同一個方向進(jìn)行裝配，以便保證效率和質(zhì)量。③盡量采用模塊化設(shè)計(jì)。④盡量減少裝配工作面。⑤盡量減少使用緊固件。⑥裝配盡量在外部進(jìn)行，以便于觀察和裝配的便利。⑦盡量使零件易于識別。⑧須避免設(shè)計(jì)的零件相互干涉、纏結(jié)，優(yōu)化零件的抓取。⑨裝配在一起的零件應(yīng)有互鎖特征。如設(shè)計(jì)時增加一些凸凹特征，以便使零件保持原位。⑩使零件易于配合。如采用增加導(dǎo)角、引導(dǎo)面等措施引入柔性環(huán)境。4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）∧∨(1)DFA的常用準(zhǔn)則3.基于準(zhǔn)則的DFA①所使用的零圖4-22原始設(shè)計(jì)的油缸1－左端蓋

2－缸筒

3－密封圈4－螺栓

5－螺母6－活塞

7－密封圈8－墊環(huán)9－活塞桿10－密封圈11－右端蓋

12－螺母12345678921011124.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(2)案例：基于準(zhǔn)則的DFA在油缸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用3.基于準(zhǔn)則的DFA∧∨圖4-22原始設(shè)計(jì)的油缸1234512345678圖4-18DFA再設(shè)計(jì)后的油缸1－密封圈2－活塞桿3－缸筒4－端蓋5－密封墊6－墊圈7－密封圈8－螺釘4.3.2面向裝配的設(shè)計(jì)（DFA）(2)案例：基于準(zhǔn)則的DFA在油缸設(shè)計(jì)中的應(yīng)用3.基于準(zhǔn)則的DFA∧∨123454.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）1.DFC的發(fā)展2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

3.案例：DFC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

∧∨4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）1.DFC的發(fā)展1.DFC的發(fā)展

通常產(chǎn)品設(shè)計(jì)費(fèi)用只占產(chǎn)品總成本的5%~10%，卻決定了產(chǎn)品成本的70%~80%。設(shè)計(jì)不合理所引起的產(chǎn)品性能和經(jīng)濟(jì)性方面的先天不足是生產(chǎn)過程中質(zhì)量和成本控制措施所無法挽回的。4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）∧∨基于回歸分析的產(chǎn)品成本估計(jì)通過對產(chǎn)品描述，比較公司以前生產(chǎn)過的相似訂單，建立產(chǎn)品成本模型，實(shí)現(xiàn)快速成本估算。產(chǎn)品成本建模試圖通過建立產(chǎn)品的成本模型，在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造成本的估算。基于價值工程的產(chǎn)品成本分析在產(chǎn)品開發(fā)階段，運(yùn)用價值工程的分析方法，通過選擇新穎設(shè)計(jì)概念和優(yōu)化工藝過程達(dá)到降低產(chǎn)品成本的目的。1.DFC的發(fā)展通常產(chǎn)品設(shè)計(jì)費(fèi)用只占產(chǎn)2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

(1)包含成本信息的數(shù)字化產(chǎn)品建模方法

建立包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢測等成本預(yù)算所需信息的數(shù)字化模型是在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行產(chǎn)品成本估算的基礎(chǔ)。產(chǎn)品數(shù)字化模型分兩個層次：①零件特征模型它為零件制造成本估算提供信息；②裝配特征模型它為產(chǎn)品裝配成本估算提供信息。4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）∧∨2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題(1)包含成本信息的數(shù)字化產(chǎn)品建圖4-24產(chǎn)品成本信息模型產(chǎn)品模型產(chǎn)品零件制造加工資源使用成本工裝資源工裝準(zhǔn)備制造時間制造資源裝配資源制造方法制造工藝制造特征加工時間裝配方法裝配特征裝配工藝產(chǎn)品成本特征成本基本幾何形狀幾何模型零件成本檢測特征檢測成本產(chǎn)品BOM物料成本4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）∧∨圖4-24產(chǎn)品成本信息模型產(chǎn)品模型產(chǎn)品零件制造加工資源使①優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，用最少的零件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能；②優(yōu)化零件尺寸和工藝參數(shù)，降低零件的加工成本；③尋找高成本零件的代用品，降低材料成本；④采用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)降低材料用量；⑤實(shí)現(xiàn)零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)；⑥應(yīng)用DFM/DFA的分析、評價方法，選擇新的設(shè)計(jì)概念，改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；⑦簡化復(fù)雜零部件結(jié)構(gòu)，改善零部件的制造和裝配性能，降低加工成本和裝配成本。4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）(2)面向成本的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

∧∨①優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，用最少的零件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能；4.3.3(3)產(chǎn)品成本估算

①產(chǎn)品裝配成本估算取決于零部件的裝配難易程度，而零部件的裝配難易程度取決于零部件的裝配特征。②零件制造成本估算取決于零件的材料成本和制造成本。零件制造成本取決于零件的制造過程。③特征制造成本估算取決于特征的制造過程。(4)零件的分類方法及相似度比較方法應(yīng)用成組技術(shù)將組成產(chǎn)品的零件根據(jù)其特征進(jìn)行分類編碼。通過基于特征的零件相似度比較，快速從產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中檢索出與所設(shè)計(jì)零件相似的零件，實(shí)現(xiàn)同類零件的成本類比。4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）2.DFC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

∧∨(3)產(chǎn)品成本估算4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC圖4-25DFC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)Y④產(chǎn)品裝配規(guī)劃產(chǎn)品設(shè)計(jì)①概念設(shè)計(jì)裝配建模②產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化③詳細(xì)設(shè)計(jì)裝配建模⑤產(chǎn)品裝配成本估算⑥成本結(jié)果分析與評價DFA方法庫價值工程方法庫DFA方法庫成本信息模型存在相似零件？Y成本滿足要求？N檢索零件庫零件相似度比較產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫N零件特征建模零件DFM評價零件制造成本估算特征庫特征制造過程庫成本信息模型4.3.3面向成本的設(shè)計(jì)（DFC）∧∨圖4-25DFC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)Y④產(chǎn)品裝配規(guī)劃產(chǎn)品設(shè)計(jì)①概念4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）1.DFQ思想的產(chǎn)生2.DFQ的基本概念

3.DFQ的工具

∧∨4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）1.DFQ思想的1.DFQ思想的產(chǎn)生

傳統(tǒng)方法是在生產(chǎn)線上布置大量的檢測人員，人們認(rèn)為“質(zhì)量”是檢測出來的。后來人們開始發(fā)展和采用統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)技術(shù)來控制生產(chǎn)過程，保證在生產(chǎn)過程中獲得人們期望的質(zhì)量。于是觀念轉(zhuǎn)變?yōu)椤百|(zhì)量”是生產(chǎn)出來的。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展研究表明，“質(zhì)量”首先是設(shè)計(jì)出來的。

4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）∧∨2.DFQ的基本概念

質(zhì)量分解為兩類：①外部質(zhì)量，指顧客能感受到的質(zhì)量，即最終產(chǎn)品體現(xiàn)的特性；②內(nèi)部質(zhì)量，指企業(yè)內(nèi)部所進(jìn)行的一切生產(chǎn)活動的質(zhì)量，如采購、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配等質(zhì)量。1.DFQ思想的產(chǎn)生傳統(tǒng)方法是在生產(chǎn)圖4-26實(shí)現(xiàn)DFQ的過程模型a）串行設(shè)計(jì)的DFQ流程設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)計(jì)管理設(shè)計(jì)信息設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)人員生產(chǎn)要求a）概念分析方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）2.DFQ的基本概念

∧∨圖4-26實(shí)現(xiàn)DFQ的過程模型設(shè)計(jì)環(huán)境生產(chǎn)要求a）概圖4-26實(shí)現(xiàn)DFQ的過程模型b）并行設(shè)計(jì)的DFQ流程c）每一設(shè)計(jì)階段的過程設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)計(jì)管理設(shè)計(jì)信息設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)人員生產(chǎn)b）時間軸概念分析方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)要求c）質(zhì)量分解與合成質(zhì)量評價與決策確定質(zhì)量目標(biāo)4.3.4面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)（DFQ）2.DFQ的基本概念

∧∨圖4-26實(shí)現(xiàn)DFQ的過程模型設(shè)計(jì)環(huán)境生產(chǎn)b）時間軸概念3.DFQ的工具

(1)確定質(zhì)量目標(biāo)的工具——QFD

QFD的目標(biāo)是確保以顧客需求來驅(qū)動產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，采用矩陣圖解法，通過定義“做什么”和“如何