基础篇：10）产品结构设计理念的框架搭建（启下之章）

本章目的：产品结构设计理念的框架搭建，阐述整本博文为什么如此划分章节。

 

1.产品结构设计理念的框架（做者现阶段理解）

一个好的产品结构设计，包括1+3个部分：

0.基础：包括图纸标准绘制、公差标注等行业基础知识，是构建设计部分的土壤；这一步作的很差会直接影响一个产品的质量，就好似一我的先天不足，就很难健康同样。

1.DFM：面向制造的设计，一个产品的全部零件最好符合其工艺的制造要求；

2.DFA：面向装配的设计，一个产品的全部装配工序最好简单、效率高、质量高、不良率低和成本低；

3.DFR：可靠性设计，剩下的全部客户的要求和安规规定等，均可以算是可靠性设计了。包括强度，寿命，性能要求，可维护性，ID设计，材料安全要求等，都算做可靠性设计要求。（看可靠新新定义）

以下图所示：

这张图颇有意思，一颗大树，厚厚的土壤上结了三个树冠模块。做者但愿同行业工做者，或有兴趣的读者均可以研究一下。

固然，做为结构设计师，须要学的结构设计技术远不止这么点，但这是基础中的基础。

为何能够这样划分，就要看可靠性定义了（新）。（到底什么东西才能写进DFMEA内）

2.可靠性定义

2.1 可靠性定义一（新）

可靠性是DFSS中最关键的要素之一。所谓的可靠性，是指一个产品在顾客使用的期间，是否能完美达到其预设的菜单表现。

可靠性亦称之为持续质量，且是顾客在心中评估产品表现的一大基准，特别是在顾客考虑是否再次购买时，更是如此。

//新的可靠性定义就很是宽泛了，客户除了不关心怎么制造和装配，其余的基本都会作要求，都是其心里预设的菜单。因此均可以称之为可靠性。这也是做者如此划分结构设计框架的依据，也注明了这些内容应该写进DFMEA。

2.2 可靠性定义二（旧）

产品、系统在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力称为可靠性。

这里的产品能够泛指任何系统、设备和元器件。产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。

“规定条件”包括使用时的环境条件和工做条件；

例如同一型号的汽车在高速公路和在崎岖的山路上行驶，其可靠性的表现就不大同样，要谈论产品的可靠性必须指明规定的条件是什么。

“规定时间”是指产品规定了的任务时间；

随着产品任务时间的增长，产品出现故障的几率将增长，而产品的可靠性将是降低的。所以，谈论产品的可靠性离不开规定的任务时间。例如，一辆汽车在在刚刚开出厂子，和用了5年后相比，它出故障的几率显然小了不少。

“规定功能”是指产品规定了的必须具有的功能及其技术指标。

所要求产品功能的多少和其技术指标的高低，直接影响到产品可靠性指标的高低。例如，电风扇的主要功能有转叶，摇头，定时，那么规定的功能是三者都要，仍是仅须要转叶能转可以吹风，所得出的可靠性指标是大不同的。

 

可靠性的评价可使用几率指标或时间指标，这些指标有：可靠度、失效率、平均无端障工做时间、平均失效前时间、有效度等。

2.3 可靠性与可靠度的区别

可靠性：产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的能力。

可靠度：是用完成规定功能的几率表示。

 有些时候口语上会把二者当成同一个意思

3.可靠性的内容分割

根据不一样产品的具体要求，能够将新定义中的可靠性设计DFR的内容分割，再与可制造性设计、可装配性设计重构产品设计理念的框架。

如产品的可维护性DFS（产品有维修拆装之类的要求）内容较多，可将其单独从可靠性内容中分割出来；

再如ID设计，若产品很是注重外观设计（通常电子类消费产品都有严格的要求），就能够将其单独从可靠性内容中分割出来。

再如一些国外企业如G*的客户需求书：会将电气要求，机械安装要求，功能要求，噪音要求，安全要求等从可靠性要求的内容中分割，单独成模块，将寿命等实验要求单独归类在可靠性（狭义）下。以下图所示：

  不少资料一开始就可靠性进行详细的区分了，以下表。

再有一些机械行业（军工类）将广义的可靠性分类成“六性”的设计要求：可靠性、安全性、维修性、测试性、保障性、环境适应性。

固然，理念框架的几个模块都是有相互联系的，并非分割以后就没有关系了，这点须要注意！

3.1 可靠性设计划分示例

其实不少国外的厂家的规格书都会DFR划分的很详细，本身阅读便可。

做者是为了口语上的解释，将可靠性划分作个示例。

好比产品设计要求是什么，DFMEA里面的要求写什么，不能说一句可靠性就够了，容易引发误会。

可靠性能够划分为以下几个方面：

1）功能与性能；

2）环境适应性；

3）可靠性与寿命；

4）机械要求：安装要求等；

5）电气要求：电压电流等；

6）噪音要求；

7）安全要求；

8）运输和包装；

9）成本（这个可不写进DFMEA）；

固然，这只是个示例，做者仍是建议你们多多去读规格 书，有好处的。

4.题外话：ID设计与可靠性

关于ID设计是否属于可靠性。
若是用新的可靠性定义解释，固然算，外观要求绝对是客户预设的菜单表现，个别客户甚至认为这是其惟一的内容(⊙﹏⊙)。
若是用传统的可靠性定义解释：产品、系统在规定的条件下（与同期产品对比），规定的时间内（客户第一时间见到），完成规定功能的能力（吸引客户，或称之为装逼功能）称为可靠性。

不少的产品检测也是用外观的漂亮与否（客户是否能用肉眼接受）来判断产品的优劣，因此不少时候，ID设计算是可靠性的要求。

5.产品开发流程和对应的设计技术

一个产品的开发流程以下面两张流程图所示。

 

做者之因此将这两张表格挂出来，是但愿你们明确产品研发的各个流程阶段，并了解结构设计工程师所须要学习的对应的方法。

其余的如DFSS流程，APQP的流程，JB5054的流程，均可以去研究一下。

结构设计工程师，或其余的工程师，须要学习什么内容，其实只要认真地从流程中寻找便可。各流程须要提交的资料，原本是为了设计或管理良好而提供的一种帮助，虽然如今很容易发展成一种负担（人性问题）。

针对上面的产品研发流程，做者写出各流程对应的结构设计技术和缘由，供你们参考。做者的博文大部分有对应该方法的篇章。

注意，流程是在进化的，因此其对应的设计技术也在进化。

1）定义产品规格：QFDI，客户资料的收集，技术任务书的编制，亲和图法。

2）概念设计：pugh矩阵法。

3）定义零件的要求：QFDII。一个零件，好比螺钉，到底有几个设计要求，就能够用QFDII来获得。

4）详细设计：概念的细化，3d图纸的绘制。这个和定义零件的设计要求平行。

5）CAE分析：ansys workbench的运用，静态应力分析能够先掌握。

6）DFMA：属于详细设计的一部分，也能够称为优化设计。DFA、DFM。APQP的第二阶段的第二个要求，大篇章。

7）DFMEA：可靠性的设计，目前做者知道的最好的方法。

8）公差分析：极值法是基础，统计法须要衍生掌握。

9）设计评审：见JB5054的要求。JB5054虽然基础，但简单明了的东西更加值得学习。

10）其余：接下来对的流程和对应的方法，读者能够去博文中仔细找一找，做者都有写的。由于不少，做者就不一一阐述了。

也能够参见下图。

6.学习规划

做者将产品结构设计学习阶段以下（供参考用）

一阶段：有结构设计概念和熟练绘图；

二阶段：DFM，DFA；（结合基础的可靠性设计，到这一步就能够独当一面）

三阶段：QFDI、QFDII、DFMEA、FTA；

四阶段：质量工程。

参考金字塔学习计划以下：

 做者的博文就是按照基础篇→进阶篇→高阶篇→达人篇，来书写的。固然，还有不少附加内容。书写是为了更好的思考，这个也是做者的学习规划。