进阶篇：2）DFMA方法的运用

本章目的：DFMA方法运用，引导后面的章节。(运用比只理解重要！)

 

1.DFMA概述

1.1 DFMA的由来

工艺粗略可分为装配工艺和制造工艺。在这里，咱们所讲的“制造”是指产品或部件的某个零件的制造，“装配”是指把零件相互链接以造成完整的产品。

而在上一个章节

进阶篇：1）制造发展与对设计的要求；

中述说过，随着机械行业的发展，对设计者的要求也越高了。工艺中有些知识是结构设计工做者必须掌握的， 这些必须掌握的知识，称之为面向xx的设计（DFX）。

制造工艺的知识是面向制造的设计（DFM），装配工艺的知识为面向装配的设计（DFA）。

1.2 DFMA定义

所以，术语“面向制造的设计”（DFM)指的是易于制造并组装成产品的全部零件的设计，“面向装配的设计”（DFA)指的是易于装配的产品设计；而面向制造和装配的设计（DFMA）则是DFA和DFM的结合产物，即上述两种设计方法合并称为DFMA：Design for Manufacturing and Assembly。

1.3 DFMA的做用

DFMA主要用于三项活动：
1)做为并行工程研究的基础，为设计团队在简化产品结构，减小制造和装配成本，并量化改进方面提供指导。
2)做为研究竞争对手产品的基准工具，能够量化制造和装配的难度。
3)做为成本工具，控制成本，帮助协商达成供应合同。

1.4 DFMA的学习内容

DFA（面向装配的设计）内容包括：kiss原则、防错设计、公差分析等；

DFM（面向制造的设计）内容包括：塑胶、钣金、压铸、机加工、粉末烧结等零件的设计指南 ；

1.5 DFMA的归属

DFMA的归属以下图所示：

 

DFMA是DFX设计中比较老资格的设计方法，相对于其余的DFX方法而言，这两个核心的方法更加值得优先遵照。

1.6 DFMA和DFMEA可不同

DFMA：Design for Manufacturing and Assembly 面向制造和装配的设计；

DFMEA：Design Failure Mode Effect Analysis 设计失效模式及后果分析。

这是两种不同的东西，不少资深的工程师都会搞错，耐心一点的读者可细细查看一下做者的博客，二者皆有讲述。

做者本身就多个产品实际使用过着两种方法（没有偷懒的那种）。做者的感觉是：

重要程度是DFMEA为上，由于这是可靠性的体现。但对一个产品的优化提升仍是DFMA比较好。

1.7 DFMA是个累活

DFMA是一件很是繁重劳累的活，和DFMEA是一回事。一个产品的DFMA的表格叠加起来能够有厚厚一叠，之后学习了具体方法的同窗都会知道。

若是有人拿了一张纸说这就是一个产品全部DFMA表格，看看就能够了，不要把它当真。做者历来不认为只作几个重要零件的DFMA会有大做用。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

DFMA与DFMEA都是要躬行的事情，拿一个项目慢慢的作吧。不要有敷衍项目或赶周期讨好领导之类的，那样对这两种方法停留的表面的。

2.DFMA是投石器

各类机械设计的准则至关于板砖，DFMA的方法至关于投石器。

DFMA只是将本来就有的机械设计准则更完善地运用起来。

这是做者最近的感悟，也是对DFMA最好的比喻。

DFMA中的设计准则，机械设计手册中就有，很老了。好比注塑件壁厚要均匀，机械设计手册中就有，以下图所示。

但怎么运用这些设计准则是有区别的！

一般高手能把板砖（设计准则）舞得虎虎生风当然值得敬佩。可是，板砖能形成的杀伤了有限的，哪怕多带几块也同样。

DFMA却像是投石器，它能把不少板砖一块儿投出去，形成大规模的杀伤。这才是它值得学习的地方。

它是一种先进的设计工具，设计方法。

实际上，像是其余的机械设计方法，如QFD、DFMEA等，这些系统的方法，就是投石器同样的先进工具，也是同样的道理。

3.重视DFMA

3.1 事前遵循，过后补缺

不要把DFMA表格只当成过后检查的checklist。在设计以前就应该对着DFMA表格，了解制造和装配的设计准则，并尽最大可能遵照。
而后，再在设计完毕后运用表格查漏补缺。
如此施为，才能设计好一个尽量完善的产品。

DFMA的作法就是事前遵循，过后补缺。

3.2 DFMA请作完整

若是你真的想要运用DFMA来提高产品，那么一整个产品全部的零件请用DFM优化一下，产品全部的装配顺序请用DFA优化一下。也就是说，请作完整的DFMA。这样才能有显著的提升。

若是只作所谓的几个重要零件的DFMA，真的很难看出效果的。固然，做者知道工做量很大，这是代价。

机械设计的方法基本上都这幅样子，要求作完整才有效果。

3.3 迭代的积累

DFMA还有一个重要的做用就是产品的设计积累。

DFMA表格能够书面上量化地反应出一代产品的设计不足。那么，在迭代产品设计时，就能够考虑从这些不足上加以提高。(更加方便取舍)
这样的产品容易代代更强。

3.4 新手认知

若是你不知道DFMA，那么你在产品开发和设计中，70%以上须要模具修正等问题能够在这里找到答案，这个比例只多很多！（做者的实际体验，特别是作一个完整产品的DFMA后）

DFMA可让各类设计的原则和知识点运用地更加全面（某种意义上，不靠脑子死记的工程师能够设计出更好的产品）。

还有，DFMA可让新手工程师养成良好的设计习惯，不至于重复犯一些简单错误。（好比塑胶、钣金件不打圆角等）

3.5 老手认知

若是你是设计老手，中级以上的工程师。请不要去轻视DFMA中简单易懂的设计原则。
全部DFMA的设计原则都作到完美是你的目标，这并不简单。（就像保持良好的做息习惯同样，这并不简单）
特别是在你须要带领一堆初级工程师的时候！这种方式能够大大减小后期错误的发生。因此就算你不用，你的手下，新来的菜鸟也有用。
由于中级以上的工程师能够保证本身设计的零件大部分合格能用，但你不能期待菜鸟工程师也有你同样的零件设计水平。而你这一套方式（常被称为经验，脑内的），那些入门菜鸟没法短期学会运用。
DFMA是呆瓜流程，却能够，也实用。减小了后期审图时没必要要的错误和精力耗费。（不少外资企业把DFMA当作结构工程师必作流程，反而国内公司不多）
做者注重学以至用，因此干脆把用的方法在讲解在设计指南前（之后的章节也会提示，由于“用”很重要）。

4.DFMA过后补缺的运用步骤（实践）

1）准备DFMA设计检查表格(若是你所在公司用的是DFMA专用软件，请忽略)；

2）准备设计原则对应的资料书籍；

3）准备要产品中对应工艺制造的零件的3d模型，和2d图纸；

4）按照DFMA检查表栏中的内容，逐栏检查零件中对应的特征，并在检查表中评分；

5）优化结构，下降评价分数；

6）从新设计完毕，重复上面5个步骤，直到分数降到最低值。

4.1 准备DFMA设计检查表格(若是你所在公司用的是DFMA专用软件，请忽略)

下面分享中就有，做者也会不时更新的。

 

4.2 准备设计原则对应的资料书籍

1）《面向制造和装配的产品设计指南》-钟元著

钟元老师的书最大好处是符合国人的阅读习惯，浅显易懂。做者的DFMA检查表绝大部份内容就是根据此书的设计准则制成的。

书也不贵，因此有些钱能够去买本实体书的（做者也买了，用表格时会很方便）。

2）《面向制造及装配的产品设计》-（美）布斯罗伊德著

这本书应该是原做，上面一本书的内容不少部分出自此书。

能够做为DFMA表格的补充，但外文的书籍翻译内容多少和原文有些出入，阅读起来会有一些难度，适合专业人士，不然容易出现一些错误的理解。因此做者建议先理解上一本书的内容后再看此书，也能够看看国外先进的设计理念。

3）《机械设计手册》，第五版，第1卷

机械设计手册从某种意义上来讲，是最全面的DFM设计手册。固然，它并不只仅包括了DFM的内容。不少新手的机械工程师实际上并不会运用机械设计手册，只是单纯把它当作字典通常看待（实际上比字典厚多了）。但系统学习了DFM的内容，并理解DFM检查表格的做用后，再去看机械设计手册，就会有不同的感觉，会以为它颇有指导的做用。

4.3 准备要产品中对应工艺制造的零件的3d模型，和2d图纸

 

4.4 按照DFMA检查表栏中的内容，逐栏检查零件中对应的特征，并在检查表中评分

步骤以下：

4.4.1 检查表项目（表中黄色部分）

4.4.2 零件对应特征

4.4.3 比照书中的内容，评价分数

如上图中的例子为内侧倒扣，是十分难以制做的特征。内抽芯的结构是绝对是塑胶件中比较坑爹的表明，通常是要避免的，4的评价。

//但凡事物无绝对，在一些有外观特殊要求或精密程度较低的塑胶件，不得不采用内抽芯时候，能够为3的评价。

4.5 优化结构，下降评价分数

单项分数3以上，总分10以上的分数就能够从新设计结构了。（这个数字不绝对）

但请记住，评分是用来辅助设计的，因此请以设计为优先。

//做者见过不少目的和手段搞混的方法。

4.6 从新设计完毕，重复上面5个步骤，直到分数降到最低值

 DFMA绝对不时一次就能完成的简单方法，反而要很是花时间。正由于DFMA这种方法能对一个产品进行反复地优化，才能不断强化产品，就像一个经常锻炼的人同样。

5.DFMA运用流程图

这是做者摘录的DFMA软件运用流程图，用表格工具时也能够做为参考。特别是DFA和DFM前后问题。

6.DFMA表格针对的对象

面向装配的设计检查表（DFA）的对象是整个产品的每个装配工序！

面向制造的设计检查表（DFM）的对象是产品中全部的零件；

全部的DFMA表格做者在网盘里就有分享。

7.DFMA在APQP中的位置

是的，APQP对DFMA是有明确的要求的。以下截图所示。

是的，就紧接着DFMEA。在APQP的2.2项就对DFMA提出了明确的要求。

为什么要放在DFMEA以后，做者在文章开头已经阐明本身的观点。重要程度是DFMEA为上，由于这是可靠性的体现。但对一个产品的优化提升仍是DFMA比较好。

惋惜的是，APQP没有对DFMA的方法进行具体阐述和强制的要求。固然，也阐述不了，缘由是DFM的设计原则压根不可能学的完的。因此国内对这一点不是很重视，遗憾。

8.DFMA对设计的颠覆

9.像健康守则同样的机械设计准则

机械设计准则不一样于软件设计的准则。

软件设计，名字很软，但准则中很是多的是硬性的规定，特别是强语言，不少代码只要少一个分号就没法运行。也就是说软件设计的准则不能违背，但就是这种严酷的规矩下，给了软件设计一个好的环境。

机械设计不同，机械设计的名字很硬，但就做者而言，几乎全部的机械设计原则都是能够违反的。机械设计手册厚厚的六本，但稍微入门一点的工程师就要学会取舍。

但是，就是这种须要取舍的准则，没有给工程师下限的设计要求。有人不遵照的多，有人就敢作的更差。理所固然，不去遵照机械设计准则，产品自己就会先天不足。

做者的观点，机械设计准则像健康守则同样。这是做者工做了7年后才有了一些微微的领悟。

什么是健康设计守则，好比说按时睡觉，多吃蔬菜，勤加锻炼等。尽量遵照全部的健康守则的人才能健康。 单遵照一两条是不够的。

 

做者曾在工做时，经常被项目经理询问，若是不遵照这条机械设计准则会怎么样（目的天然是快点作出产品）。实际上做者并不能准确回答出会出什么问题，相信大部分机械工程师也是这么回事。你能回答出常熬夜不睡觉，平时饮食不健康，常坐办公室不锻炼的人体检会怎么样么？也许什么事都没有。

但相反的，一我的的健康出了问题，他就必须花大代价去解决，除了花钱花时间，哪些不健康的习惯，都要订正才行。

产品也是同样，一旦出了问题，除了花钱花时间去修正模具，那些不遵照设计守则的地方，所有都要更改才行，由于你根本分不清楚哪些准则的违反，才致使这个先天不足的产品，因此只能全改。

但，那个时候，就不怎么好改了。就像一我的生病了想要健康，就不那么容易了。

那么，还不如一开始就尽量去遵照全部的机械设计准则，这样的产品才容易健康、健壮，就像去保持身体健康而去遵照健康守则同样。

做者作完一个车用产品的有实际的感觉，单独遵照几条DFMA的设计原则，并不会有什么大效果。可是认真遵照全部的DFMA的原则，不偷懒地作完一整个产品，作为工程师而言就会有产品真正变好的感受。

关于DFMA，做者还有一点感觉就是，机械设计的准则很是贴近生活自己。没有那一条准则是完美的，都是须要付出必定代价以后才能达到某种效果，一饮一啄。好比防错特征，设计上作防错，固然好。可是单个零件必然会增长制形成本。因此，各家的工程师，必需要对防错有基本的意识，都认为防错是好的，这些零件的制形成本都是须要付出的，那么，这个防错特征才作的下去。不然，一个扯零件的制形成本，一个扯工装的增长，一个扯项目周期，一个扯设计的复杂，势必会形成产品纳期的拖延。机械设计中，如防错的知识，是很是多的。这时候，又须要知识的普及和沟通的重要了。

10.DFMA章节对应的资料

本来做者分享一些资料，是想作些互动。

也想要更好的沟通和多一些朋友。

能够去关注做者的微信公众号：mdmodule；

做者的邮箱：zjc9915@qq.com，能够写一些长感想，做者通常会回。

下面是本章对应的网盘资料，不少都是做者用心作和花钱买的，值得想要的人一看。

连接：https://pan.baidu.com/s/1f0CtPBrKPF5PBZ1OAu1rdg 密码：vjj9