DFX面向產品生命周期的設計方案課件

DFX面向產品生命周期的設計

2011年7月DFX面向產品生命周期的設計2011年7月出現背景自80年代以來,市場競爭的國際化,促使制造業(yè)企業(yè)不斷尋求產品開發(fā)的新思路、新方法并應用于有競爭力的產品的開發(fā)出現背景自80年代以來,市場競爭的國際化,促使制造業(yè)企業(yè)一個典型的例子是美國企業(yè)在承受著日本70年代以后在汽車、半導體等行業(yè)逐步確立的世界市場優(yōu)勢地位的壓力下,積極調整產業(yè)結構,學習和采用新的產品開發(fā)思想、策略、方法,如并行工程、虛擬制造、敏捷制造、精良生產等等,為美國經濟在90年代的振興產生了重要的促進作用一個典型的例子是美國企業(yè)在承受著日本70年代以后在汽車、半導DFX即為這些新的產品開發(fā)思想、手段、方法之一。在介紹DFX思想與方法之前,首先有必要討論產品生命周期概念和并行工程思想。DFX即為這些新的產品開發(fā)思想、手段、方法之一。在介紹DFX產品生命周期正如生物的誕生、成長直至消亡構成其生命周期一樣，人類有意識地創(chuàng)造出來的人工物，包括各種產品也被賦予了生命，亦即也有誕生、成長、消亡的過程，分別對應其開發(fā)過程、使用過程和報廢回收處理過程。這些過程構成了產品的生命周期。產品生命周期正如生物的誕生、成長直至消亡構成其生命周期一樣，產品生命周期圖產品生命周期圖并行工程與串行工程并行工程是一種新的產品開發(fā)方法，旨在改善產品質量、降低開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期、提高生產率。與之相對，傳統的新產品開發(fā)是串行工程并行工程與串行工程并行工程是一種新的產品開發(fā)方法，旨在改善產串行工程長期以來產品開發(fā)工作一直采用傳統的串行工程方法，先進行市場需求分析，將分析結果交給設計部門，設計人員進行產品設計，然后將圖紙交給工藝部門進行工藝設計和制造準備，采購部門根據要求進行采購，一切齊備后進行生產加工和測試，結果不滿意時再修改設計與工藝，如此循環(huán)直到滿意。串行工程長期以來產品開發(fā)工作一直采用傳統的串行工程方法，先進串行方法的弊端串行方法設計在設計中各個部門獨立工作，設計中不能及早考慮制造及質保等問題，造成設計與制造脫節(jié)，導致產品開發(fā)成為設計改動量大、開發(fā)周期長、成本高的大循環(huán)串行方法的弊端串行方法設計在設計中各個部門獨立工作，設計中不并行工程“并行”是相對傳統產品開發(fā)的“串行”而言，其實還是有時間先后的由于這種方法能夠較好地兼顧產品生命周期中的各階段的需求，并將它們在設計中加以考慮，因此也稱為“生命周期工程”并行工程“并行”是相對傳統產品開發(fā)的“串行”而言，其實還是有并行工程——生命周期工程集成地、并行地設計產品及其相關的各種過程（包括制造與支持）要求產品開發(fā)人員在設計一開始就考慮產品整個生命周期中從概念形成到產品報廢處理的所有因素強調一切設計活動盡早開始，力爭一次獲得成功，關鍵是產品及其相關過程設計工作的并行集成并行工程——生命周期工程集成地、并行地設計產品及其相關的各種競爭并行工程串行工程產品質量較好，在生產前已經注意到產品的制造問題設計與制造之間溝通不足，導致產品質量無法達到最優(yōu)化生產成本由于產品的易制造性提高，成本低開發(fā)成本較低，但制造成本可能較高生產柔性適于小批量、多品種、高技術產品適于大批量、單一品種、低技術產品產品創(chuàng)新較快速推出新產品，能從產品開發(fā)中學習及時修改的方法及創(chuàng)新意識，新產品投放市場塊競爭力強不易獲得最新技術以及市場需求變化趨勢，不利于產品創(chuàng)新串行工程與并行工程的對比競爭并行工程串行工程產品質量較好，在生產前已經注意到產品的制DFX與并行工程并行工程是一種哲理，涉及人員管理以及產品開發(fā)過程管理并行工程也提供技術和方法，以DFX技術和方法為代表。DFX與并行工程并行工程是一種哲理，涉及人員管理以及產品開發(fā)DFX的發(fā)展歷程DFX思想最早產生于二戰(zhàn)時期50年代末，長期的設計開發(fā)經驗的積累形成了DFX的原型60、70年代后，DFX研究得到重視DFX的發(fā)展歷程DFX思想最早產生于二戰(zhàn)時期DFX的含義DFX是DesignforX的縮寫。其中，X代表產品生命周期或其中某一環(huán)節(jié)，也可以代表產品競爭力或決定產品競爭力的因素其中的Design不僅僅指產品的設計，也指產品開發(fā)過程和系統的設計DFX的含義DFX是DesignforX的縮寫。其中，XDFX的內涵DFX是一種哲理、方法、手段、工具所有的產品開發(fā)人員都應該認識到,在設計階段盡早地考慮產品全生命周期將有益于產品競爭力的提高。產品設計人員、產品開發(fā)管理人員應該積極應用DFX方法于產品設計借助計算機實現的DFX工具可以有效地輔助產品設計人員按照DFX方法進行產品設計DFX的內涵DFX是一種哲理、方法、手段、工具DFX的內涵DFX是一種設計方法論，但它本身并不是設計方法，不直接產生設計方案而是設計評價分析方法，為設計提供依據DFX不僅用于改進產品本身，而且用于改進產品相關過程（如裝配和加工）和系統DFX的內涵DFX是一種設計方法論，但它本身并不是設計方法，以往當產品設計完畢,再接著進行過程設計（體現串行工程思想）DFX方法強調產品設計和過程設計的同時進行（體現了并行工程思想）以往當產品設計完畢,再接著進行過程設計（體現串行工程思想）典型的DFX方法DFA(DesignforAssembly)面向裝配的設計DFM(DesignforManufacture)面向制造的設計DFI(DesignforInspection)面向檢驗的設計DFS(DesignforService/Maintain/Repair)面向維修的設計DFR(DesignforRecycling)面向回收的設計DFC(Design

ForCost)面向成本的設計DFQ（DesignForQuality）面向質量的設計典型的DFX方法DFA(DesignforAssemblDFA面向裝配的設計最早，目前最成熟的DFX方法旨在提高裝配的方便性以減少裝配時間、成本的設計DFA面向裝配的設計最早，目前最成熟的DFX方法DFA面向裝配的設計原則：1.減少零件數

2.采用標準緊固件和其他標準零件

3.零件的方位保持不變

4.采用模塊化的部件

5.設計可直接插入的零件

6.盡量減少調整的需要7.適合自動生成線生產DFA面向裝配的設計原則：1.減少零件數DFM面向制造的設計這里的制造主要指構成產品的單個零件的冷熱變形加工過程為了減少該類加工的時間與成本，提高加工質量DFM面向制造的設計這里的制造主要指構成產品的單個零件的冷DFM面向制造的設計原則：1.簡化零件的形狀

2.盡量避免切削加工因為切削加工 成本高

3.選用便于加工的材料

4.盡量設置較大公差

5.采用標準件與外購件

6.減少不必要的精度要求DFM面向制造的設計原則：1.簡化零件的形狀DFI面向檢驗的設計著重考慮產品、過程、人的因素以便提高產品檢驗的方便性加工中的產品檢驗是為了提供快速精確的加工過程反饋,而維修中的產品檢驗則是為了快速而準確地確定產品結構或功能的缺陷,及時維修以保證產品使用的安全DFI面向檢驗的設計著重考慮產品、過程、人的因素以便提高產DFI面向檢驗的設計產品檢驗方便性取決于色彩、零件內部可視性、結構等等諸多因素DFI面向檢驗的設計產品檢驗方便性取決于色彩、零件內部可視DFS面向維修的設計售后服務是現代企業(yè)非常重視的環(huán)節(jié)之一。產品的售后服務主要是指產品維修維修總是伴隨著拆卸和重裝，產品維修性主要取決于產品故障確定的容易程度、產品的可拆卸性和可重裝性，減少拆卸重裝的時間與成本是DFS的重要問題維修性也取決于產品的可靠性，要盡量使容易發(fā)生故障的零部件處于容易拆卸的位置,從而有利于維修時間與成本的減少DFS面向維修的設計售后服務是現代企業(yè)非常重視的環(huán)節(jié)之一。DFS面向維修的設計原則：1.提高產品可靠性

2.經常需要維護的零件和易磨損易失 效的零件置于易發(fā)現和接近處

3.零件的拆卸盡量不需移動其他零件

4.盡量減少需要使用的維修工具種類

5.模塊化設計并采用標準件

6.留有足夠的維修空間DFS面向維修的設計原則：1.提高產品可靠性DFR面向回收的設計當今社會環(huán)保問題的嚴峻性促使產品回收開始成為企業(yè)的責任。企業(yè)產品開發(fā)必須將產品回收問題提到日程上來。面向產品回收的設計重點集中在產品的可拆卸性的提高和材料方面。產品的可拆卸性取決于零件數、產品結構、拆卸動作種類、拆卸工具種類等因素。DFR面向回收的設計當今社會環(huán)保問題的嚴峻性促使產品回收開典型應用日本富士膠卷公司于年投放市場的一次性相機又稱帶鏡頭的膠卷是面向回收的設計的代表產品。齊齊哈爾車輛廠鐵路貨車開發(fā)并行工程思想的DFX方法后，大大縮短了產品的開發(fā)周期，減少了產品試制次數和試制費用，提高了產品質量水平，增加了出口量典型應用日本富士膠卷公司于年投放市場的一次性相機又稱帶鏡頭的DFC面向成本的設計面向成本的設計(DFC)是指在滿足用戶需求的前提下，盡可能地降低成本，并通過分析和研究產品全生命周期的設計、加工制造、裝配、檢測、銷售、使用、維護、回收和報廢等多種成本因素，對原設計中影響產品成本的過高費用部分進行修改，最終達到降低成本的目的。DFC面向成本的設計面向成本的設計(DFC)是指在滿足用戶需DFC面向成本的設計以最低成本，在最短時間內生產出高質量的產品已成為制造企業(yè)競爭的焦點，其中成本已成為決定產品競爭力的核心因素，如何有效的降低成本是一個研究熱點。降低產品成本的方法很多，如企業(yè)產品成本核算等，但通過設計降低成本則是最有效的。研究表明，設計階段的實際投入費用雖然只占產品總成本的5％，但是卻決定了70％—80％的產品成本。如何在產品設計初期準確的估算出產品成本并提出有效降低成本的設計修改方案是成本問題的研究難點。DFC面向成本的設計以最低成本，在最短時間內生產出高質量的產DFC面向成本的設計面向成本的設計（DesignForCost）和按費用設計（DesignToCost）是不同的，DFC與DTC的不同之處主要在于：DFC是一種設計方法，DTC在很大程度上屬于管理方法；DFC主動地運用各種方法降低產品的成本，而DTC是為了獲得一個滿足給定的目標成本并符合用戶要求的設計。兩者的相同之處主要體現在從設計入手考慮產品的全生命周期成本。從兩者對成本的重視程度、對設計的改進和產生的時間順序看，可以說DFC是DTC的進一步發(fā)展。DFC面向成本的設計面向成本的設計（DesignForCDFQ面向質量的設計面向質量的設計，它要求把一系列的質量保證措施與設計系統有機地集成，在設計階段進行質量保證的方法，在產品和過程設計階段就開始進行質量保證。質量是產品的生命，可以理解為產品滿足使用要求的程度。DFQ面向質量的設計面向質量的設計，它要求把一系列的質量保證原則：1，產品易于檢查2，采用標準件3，采用模塊化設計4，圖紙標準清楚、規(guī)范5，尺寸公差設置合理DFQ面向質量的設計原則：1，產品易于檢查DFQ面向質量的設計DFQ面向質量的設計采用方法：質量功能配置QFD（QualityFunctionDeployment）、故障模式和效益分析FMEA（FailureModeandEffectAnalysis）、魯棒性設計RD（RobustDesign）、優(yōu)化設計、質量信息反饋的有效利用等DFQ面向質量的設計采用方法：DFQ面向質量的設計質量是個綜合概念，這里我們主要是指在生產過程中的產品質量保證過程，可以說質量的優(yōu)先級應該是最高的，即一個產品首先必須是符合一定質量標準的產品（比如安全Designforsafety），然后才會談到成本和綠色性問題。通過DFM/DFA/DFS/DFE/DFC方法集成設計出的產品就是為了得到一個高質量的產品。從這個意義上說，本課所討論的全部內容都是與DFQ相關的，即全面質量管理體系。DFQ面向質量的設計質量是個綜合概念，這里我們主要是指在生產頭腦風暴：DesignforX是一種哲學，請問“X”還能是哪些因素？DesignforSafetyDesignforSixSigmaDesignforEnvironmentDesignforConversionDesignforVisionDesignforYouDesignfor……頭腦風暴：DesignforX是一種哲學，請問“X”還能謝謝大家！謝謝大家！DFX面向產品生命周期的設計

2011年7月DFX面向產品生命周期的設計2011年7月出現背景自80年代以來,市場競爭的國際化,促使制造業(yè)企業(yè)不斷尋求產品開發(fā)的新思路、新方法并應用于有競爭力的產品的開發(fā)出現背景自80年代以來,市場競爭的國際化,促使制造業(yè)企業(yè)一個典型的例子是美國企業(yè)在承受著日本70年代以后在汽車、半導體等行業(yè)逐步確立的世界市場優(yōu)勢地位的壓力下,積極調整產業(yè)結構,學習和采用新的產品開發(fā)思想、策略、方法,如并行工程、虛擬制造、敏捷制造、精良生產等等,為美國經濟在90年代的振興產生了重要的促進作用一個典型的例子是美國企業(yè)在承受著日本70年代以后在汽車、半導DFX即為這些新的產品開發(fā)思想、手段、方法之一。在介紹DFX思想與方法之前,首先有必要討論產品生命周期概念和并行工程思想。DFX即為這些新的產品開發(fā)思想、手段、方法之一。在介紹DFX產品生命周期正如生物的誕生、成長直至消亡構成其生命周期一樣，人類有意識地創(chuàng)造出來的人工物，包括各種產品也被賦予了生命，亦即也有誕生、成長、消亡的過程，分別對應其開發(fā)過程、使用過程和報廢回收處理過程。這些過程構成了產品的生命周期。產品生命周期正如生物的誕生、成長直至消亡構成其生命周期一樣，產品生命周期圖產品生命周期圖并行工程與串行工程并行工程是一種新的產品開發(fā)方法，旨在改善產品質量、降低開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期、提高生產率。與之相對，傳統的新產品開發(fā)是串行工程并行工程與串行工程并行工程是一種新的產品開發(fā)方法，旨在改善產串行工程長期以來產品開發(fā)工作一直采用傳統的串行工程方法，先進行市場需求分析，將分析結果交給設計部門，設計人員進行產品設計，然后將圖紙交給工藝部門進行工藝設計和制造準備，采購部門根據要求進行采購，一切齊備后進行生產加工和測試，結果不滿意時再修改設計與工藝，如此循環(huán)直到滿意。串行工程長期以來產品開發(fā)工作一直采用傳統的串行工程方法，先進串行方法的弊端串行方法設計在設計中各個部門獨立工作，設計中不能及早考慮制造及質保等問題，造成設計與制造脫節(jié)，導致產品開發(fā)成為設計改動量大、開發(fā)周期長、成本高的大循環(huán)串行方法的弊端串行方法設計在設計中各個部門獨立工作，設計中不并行工程“并行”是相對傳統產品開發(fā)的“串行”而言，其實還是有時間先后的由于這種方法能夠較好地兼顧產品生命周期中的各階段的需求，并將它們在設計中加以考慮，因此也稱為“生命周期工程”并行工程“并行”是相對傳統產品開發(fā)的“串行”而言，其實還是有并行工程——生命周期工程集成地、并行地設計產品及其相關的各種過程（包括制造與支持）要求產品開發(fā)人員在設計一開始就考慮產品整個生命周期中從概念形成到產品報廢處理的所有因素強調一切設計活動盡早開始，力爭一次獲得成功，關鍵是產品及其相關過程設計工作的并行集成并行工程——生命周期工程集成地、并行地設計產品及其相關的各種競爭并行工程串行工程產品質量較好，在生產前已經注意到產品的制造問題設計與制造之間溝通不足，導致產品質量無法達到最優(yōu)化生產成本由于產品的易制造性提高，成本低開發(fā)成本較低，但制造成本可能較高生產柔性適于小批量、多品種、高技術產品適于大批量、單一品種、低技術產品產品創(chuàng)新較快速推出新產品，能從產品開發(fā)中學習及時修改的方法及創(chuàng)新意識，新產品投放市場塊競爭力強不易獲得最新技術以及市場需求變化趨勢，不利于產品創(chuàng)新串行工程與并行工程的對比競爭并行工程串行工程產品質量較好，在生產前已經注意到產品的制DFX與并行工程并行工程是一種哲理，涉及人員管理以及產品開發(fā)過程管理并行工程也提供技術和方法，以DFX技術和方法為代表。DFX與并行工程并行工程是一種哲理，涉及人員管理以及產品開發(fā)DFX的發(fā)展歷程DFX思想最早產生于二戰(zhàn)時期50年代末，長期的設計開發(fā)經驗的積累形成了DFX的原型60、70年代后，DFX研究得到重視DFX的發(fā)展歷程DFX思想最早產生于二戰(zhàn)時期DFX的含義DFX是DesignforX的縮寫。其中，X代表產品生命周期或其中某一環(huán)節(jié)，也可以代表產品競爭力或決定產品競爭力的因素其中的Design不僅僅指產品的設計，也指產品開發(fā)過程和系統的設計DFX的含義DFX是DesignforX的縮寫。其中，XDFX的內涵DFX是一種哲理、方法、手段、工具所有的產品開發(fā)人員都應該認識到,在設計階段盡早地考慮產品全生命周期將有益于產品競爭力的提高。產品設計人員、產品開發(fā)管理人員應該積極應用DFX方法于產品設計借助計算機實現的DFX工具可以有效地輔助產品設計人員按照DFX方法進行產品設計DFX的內涵DFX是一種哲理、方法、手段、工具DFX的內涵DFX是一種設計方法論，但它本身并不是設計方法，不直接產生設計方案而是設計評價分析方法，為設計提供依據DFX不僅用于改進產品本身，而且用于改進產品相關過程（如裝配和加工）和系統DFX的內涵DFX是一種設計方法論，但它本身并不是設計方法，以往當產品設計完畢,再接著進行過程設計（體現串行工程思想）DFX方法強調產品設計和過程設計的同時進行（體現了并行工程思想）以往當產品設計完畢,再接著進行過程設計（體現串行工程思想）典型的DFX方法DFA(DesignforAssembly)面向裝配的設計DFM(DesignforManufacture)面向制造的設計DFI(DesignforInspection)面向檢驗的設計DFS(DesignforService/Maintain/Repair)面向維修的設計DFR(DesignforRecycling)面向回收的設計DFC(Design

ForCost)面向成本的設計DFQ（DesignForQuality）面向質量的設計典型的DFX方法DFA(DesignforAssemblDFA面向裝配的設計最早，目前最成熟的DFX方法旨在提高裝配的方便性以減少裝配時間、成本的設計DFA面向裝配的設計最早，目前最成熟的DFX方法DFA面向裝配的設計原則：1.減少零件數

2.采用標準緊固件和其他標準零件

3.零件的方位保持不變

4.采用模塊化的部件

5.設計可直接插入的零件

6.盡量減少調整的需要7.適合自動生成線生產DFA面向裝配的設計原則：1.減少零件數DFM面向制造的設計這里的制造主要指構成產品的單個零件的冷熱變形加工過程為了減少該類加工的時間與成本，提高加工質量DFM面向制造的設計這里的制造主要指構成產品的單個零件的冷DFM面向制造的設計原則：1.簡化零件的形狀

2.盡量避免切削加工因為切削加工 成本高

3.選用便于加工的材料

4.盡量設置較大公差

5.采用標準件與外購件

6.減少不必要的精度要求DFM面向制造的設計原則：1.簡化零件的形狀DFI面向檢驗的設計著重考慮產品、過程、人的因素以便提高產品檢驗的方便性加工中的產品檢驗是為了提供快速精確的加工過程反饋,而維修中的產品檢驗則是為了快速而準確地確定產品結構或功能的缺陷,及時維修以保證產品使用的安全DFI面向檢驗的設計著重考慮產品、過程、人的因素以便提高產DFI面向檢驗的設計產品檢驗方便性取決于色彩、零件內部可視性、結構等等諸多因素DFI面向檢驗的設計產品檢驗方便性取決于色彩、零件內部可視DFS面向維修的設計售后服務是現代企業(yè)非常重視的環(huán)節(jié)之一。產品的售后服務主要是指產品維修維修總是伴隨著拆卸和重裝，產品維修性主要取決于產品故障確定的容易程度、產品的可拆卸性和可重裝性，減少拆卸重裝的時間與成本是DFS的重要問題維修性也取決于產品的可靠性，要盡量使容易發(fā)生故障的零部件處于容易拆卸的位置,從而有利于維修時間與成本的減少DFS面向維修的設計售后服務是現代企業(yè)非常重視的環(huán)節(jié)之一。DFS面向維修的設計原則：1.提高產品可靠性

2.經常需要維護的零件和易磨損易失 效的零件置于易發(fā)現和接近處

3.零件的拆卸盡量不需移動其他零件

4.盡量減少需要使用的維修工具種類

5.模塊化設計并采用標準件

6.留有足夠的維修空間DFS面向維修的設計原則：1.提高產品可靠性DFR面向回收的設計當今社會環(huán)保問題的嚴峻性促使產品回收開始成為企業(yè)的責任。企業(yè)產品開發(fā)必須將產品回收問題提到日程上來。面向產品回收的設計重點集中在產品的可拆卸性的提高和材料方面。產品的可拆卸性取決于零件數、產品結構、拆卸動作種類、拆卸工具種類等因素。DFR面向回收的設計當今社會環(huán)保問題的嚴峻性促使產品回收開典型應用日本富士膠卷公司于年投放市場的一次性相機又稱帶鏡頭的膠卷是面向回收的設計的代表產品。齊齊哈爾車輛廠鐵路貨車開發(fā)并行工程思想的DFX方法后，大大縮短了產品的開發(fā)周期，減少了產品試制次數和試制費用，提高了產品質量水平，增加了出口量典型應用日本富士膠卷公司于年投放市場的一次性相機又稱帶鏡頭的DFC面向成本的設計面向成本的設計(DFC)是指在滿足用戶需求的前提下，盡可能地降低成本，并通過分析和研究產品全生命周期的設計、加工制造、裝配、檢測、銷售、使用、維護、回收和報廢等多種成本因素，對原設計中影響產品成本的過高費用部分進行修改，最終達到降低成本的目的。DFC面向成本的設計面向成本的設計(DFC)是指在滿足用戶需DFC面向成本的設計以最低成本，在最短時間內生產出高質量的產品已成為制造企業(yè)競爭的焦點，其中成本已成為決定產品競爭力的核心因素，如何有效的降低成本是一個研究熱點。降低產品成本的方法很多，如企業(yè)產品成本核算等，但通過設計降低成本則是最有效的。研究表明，設計階段的實際投入費用雖然只占產品總成本的5％，但是卻決定了70％—80％的產品成本。如何在產品設計初期準確的估算出產品成本并提出有效降低成本的設計修改方案是成本問題的研究難點。DFC面向成本的設計以最低成本，在最短時間內生產出高質量的產DFC面向成本的設計面向成本的設計（DesignForCost）和按費用設計（Design