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面向產品生命周期設計(Design For X,DFX)

目錄

  • 1 什麼是面向產品生命周期設計[1]
  • 2 面向產品生命周期設計的分類[2]
  • 3 面向產品生命周期設計的步驟[3]
  • 4 參考文獻

什麼是面向產品生命周期設計[1]

  面向產品生命周期設計(DFX)是並行工程中最重要的核心技術,全名為Design For X。X是指產品生命周期或其中某一環節,如裝配、加工、使用、維修、回收、報廢等,同時包括產品競爭力因素:時間、成本、質量等。其中最受重視的是DFM和DFA。

面向產品生命周期設計的分類[2]

  按照面向對象的不同,可以把DFX設計技術分為以下5類。

  1.面向製造的設計

  首先要提到的是,這裡說的的製造的概念是指組成產品的單一零件的鑄造、切削、焊接、鍛造、衝壓等熱冷變形的加工過程。通過面向製造的設計可以減少該類加工的成本與時間,提高加工零件的質量。面向製造的設計原則是:①簡化零件的形狀;②選用便於加工的材料;③由於切削加工成本高,儘可能避免切削加工;④儘可能設置較大的公差,減少不必要的精度要求;⑤採用外購件與標準件等等。例如,模具DFM是指在模具設計的早期階段,充分利用模具製造的資源信息,充分考慮產品製造過程中的製造相關性和製造約束,如結構工藝約束、裝配工藝約束、設備資源約束等,通過模具的可製造性評價來提高模具設計的一次成功率。

  2.面向檢驗的設計

  面向檢驗的設計主要考慮過程、產品、人的因素從而提高產品檢驗的方便性。加工及維修的主要工作是產品檢驗。加工中的產品檢驗可以快速準確的對加工過程進行反饋;維修中的產品檢驗是可以快速、準確地確定產品的結構以及功能的缺陷並及時維修從而保證產品使用的安全。產品檢驗的方便性取決於色彩、零件內部可視性以及結構等等諸多因素。

  3.面向裝配的設計

  面向裝配的設計的目的在於提高裝配的方便性以減少裝配時間和成本。面向裝配的設計原則有:儘量減少零件數目;採用標準緊固件及其他標準零件;零件的方位保持不變;儘量減少調整的需要等。

  4.面向維修的設計

  現代企業非常重視的環節之一就是售後服務。產品的售後服務其實主要是指產品維修,而產品維修主要涉及的是產品拆卸和重裝等工作。所以,產品故障確定的容易程度、產品的可靠性、產品的可拆卸性和可重裝性是產品維修性主要考慮的因素。對於考慮零部件的可靠性,一方面是要儘量使容易發生故障的零部件處於容易拆卸和重裝的狀態;另一方面是要可能使容易發生故障的零部件處於容易拆卸的位置,從而有利於維修時間和成本的減少。改進產品可維修性的主要原則有:提高產品可靠性;模塊化設計

;零件的拆卸儘可能不需要移動其他零件;儘可能減少使用的維修工具種類;採用標準件等。

  5.面向回收的設計

  目前,產品回收是企業的重要責任。面向產品回收的設計重點集中在產品的可拆卸性的提高。零件數、產品結構、拆卸工具、拆卸動作種類種類等因素決定著產品的可拆卸性。比如1987年日本富士膠卷公司生產的一次性相機就是面向回收的設計的代表產品。

  6.面向環境的設計

  面向環境的設計重點研究產品開發全過程中的環境因素,旨在儘可能減少產品生命周期的每個階段產品對環境產生的不良影響,如資源衰竭、污染、失調等等。應用面向環境的設計的方法開發出來的產品不僅對環境產生的不良影響少,而且消耗少、成本低、容易被社會接受。針對產品生命周期工程而提出產品在不同生命階段的綠色需求,其相關的內容可以經過系統開發過程從而成為支持綠色設計的工具,這些工具和已有的CAD/CAM等設計工具集成,從而可實現產品開發過程中經濟、技術和環境的綜合協調與最優化。材料、加工處理、形狀、功能、尺寸、配合及安裝等是產品開發中對環境產生很大影響的因素。降低對環境不良影響的設計原則有:設計能重覆使用、減少零件數;降低使用材料的種類、儘可能少用金屬強化塑料、玻璃

等複合材料。

面向產品生命周期設計的步驟[3]

  DFX的主要步驟包括:

  1.產品分析(Product analysis)。DFX方法首先需要收集和明確目標產品的相關信息。信息來源可以是圖紙(裝配圖和零件圖)、操作手冊等。分析結果包括零件總數、同類零件的統計、不同類零件的統計、材料等等。

  2.過程分析(Process analysis)。DFX方法的第二步需要收集、整理相關過程的相關數據和資源數據,可以採用工序過程圖和流程圖分析產品與過程的關係。分析結果包括活動(工序)總次數、同類活動次數等等。

  3.性能測定(Measuring performance)。DFX方法的第三步是在獲取產品和過程信息之後,根據相關的性能指標測定信息間的相互關係。

  4.標準制定與問題發現(Highlighting by benchrnarking)。DFX方法的第四步是先確定性能評判標準,然後根據這些標準,判定設計的優劣。主要是發現設計的不足之處或可以改進之處。

  5.問題診斷(Diagnosing for improvement)。DFX方法的第五步是探究設計問題產生的原因,以便提出產品設計改進依據。

  6.改進方案(Advising on change)。DFX方法的第六步將通過對產品和過程進行刪除、集成、組合、簡化、標準化、替代、修改等方法來提出產品設計改進方案。

  7.改進方案的排序。DFX方法的最後一步是要對多個產品設計改進方案進行排序,以便確定需重點考慮採用的方案,從而保證產品設計改進的效果。

參考文獻

  1. ↑ 劉興堂等著.第3章 先進總體設計與實現技術 現代導航、制導與測控技術.科學出版社,2010.03.
  2. ↑ 王欣,段小宇,郭硯榮.面向產品生命周期的設計[J].內蒙古科技與經濟,2012,(第17期).
  3. ↑ 彭璧玉著.第十一章 產品數據管理 現代企業管理新論.經濟科學出版社,2001年09月第1版.