DFX面向产品生命周期的设计

DFX面向产品生命周期的设计出现背景自80年代以来,市场竞争的国际化,促使制造业企业不断寻求产品开发的新思路、新方法并应用于有竞争力的产品的开发一个典型的例子是美国企业在承受着日本70年代以后在汽车、半导体等行业逐步确立的世界市场优势地位的压力下,积极调整产业结构,学习和采用新的产品开发思想、策略、方法,如并行工程、虚拟制造、敏捷制造、精良生产等等,为美国经济在90年代的振兴产生了重要的促进作用DFX即为这些新的产品开发思想、手段、方法之一。在介绍DFX思想与方法之前,首先有必要讨论产品生命周期概念和并行工程思想。产品生命周期正如生物的诞生、成长直至消亡构成其生命周期一样，人类有意识地创造出来的人工物，包括各种产品也被赋予了生命，亦即也有诞生、成长、消亡的过程，分别对应其开发过程、使用过程和报废回收处理过程。这些过程构成了产品的生命周期。产品生命周期图并行工程与串行工程并行工程是一种新的产品开发方法，旨在改善产品质量、降低开发成本、缩短开发周期、提高生产率。与之相对，传统的新产品开发是串行工程串行工程长期以来产品开发工作一直采用传统的串行工程方法，先进行市场需求分析，将分析结果交给设计部门，设计人员进行产品设计，然后将图纸交给工艺部门进行工艺设计和制造准备，采购部门根据要求进行采购，一切齐备后进行生产加工和测试，结果不满意时再修改设计与工艺，如此循环直到满意。串行方法的弊端串行方法设计在设计中各个部门独立工作，设计中不能及早考虑制造及质保等问题，造成设计与制造脱节，导致产品开发成为设计改动量大、开发周期长、成本高的大循环并行工程“并行”是相对传统产品开发的“串行”而言，其实还是有时间先后的由于这种方法能够较好地兼顾产品生命周期中的各阶段的需求，并将它们在设计中加以考虑，因此也称为“生命周期工程”并行工程——生命周期工程集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程（包括制造与支持）要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素强调一切设计活动尽早开始，力争一次获得成功，关键是产品及其相关过程设计工作的并行集成竞争并行工程串行工程产品质量较好，在生产前已经注意到产品的制造问题设计与制造之间沟通不足，导致产品质量无法达到最优化生产成本由于产品的易制造性提高，成本低开发成本较低，但制造成本可能较高生产柔性适于小批量、多品种、高技术产品适于大批量、单一品种、低技术产品产品创新较快速推出新产品，能从产品开发中学习及时修改的方法及创新意识，新产品投放市场块竞争力强不易获得最新技术以及市场需求变化趋势，不利于产品创新串行工程与并行工程的对比DFX与并行工程并行工程是一种哲理，涉及人员管理以及产品开发过程管理并行工程也提供技术和方法，以DFX技术和方法为代表。DFX的发展历程DFX思想最早产生于二战时期50年代末，长期的设计开发经验的积累形成了DFX的原型60、70年代后，DFX研究得到重视DFX的含义DFX是DesignforX的缩写。其中，X代表产品生命周期或其中某一环节，也可以代表产品竞争力或决定产品竞争力的因素其中的Design不仅仅指产品的设计，也指产品开发过程和系统的设计DFX的内涵DFX是一种哲理、方法、手段、工具所有的产品开发人员都应该认识到,在设计阶段尽早地考虑产品全生命周期将有益于产品竞争力的提高。产品设计人员、产品开发管理人员应该积极应用DFX方法于产品设计借助计算机实现的DFX工具可以有效地辅助产品设计人员按照DFX方法进行产品设计DFX的内涵DFX是一种设计方法论，但它本身并不是设计方法，不直接产生设计方案而是设计评价分析方法，为设计提供依据DFX不仅用于改进产品本身，而且用于改进产品相关过程（如装配和加工）和系统以往当产品设计完毕,再接着进行过程设计（体现串行工程思想）DFX方法强调产品设计和过程设计的同时进行（体现了并行工程思想）典型的DFX方法DFA(DesignforAssembly)面向装配的设计DFM(DesignforManufacture)面向制造的设计DFI(DesignforInspection)面向检验的设计DFS(DesignforService/Maintain/Repair)面向维修的设计DFR(DesignforRecycling)面向回收的设计DFA面向装配的设计最早，目前最成熟的DFX方法旨在提高装配的方便性以减少装配时间、成本的设计DFA面向装配的设计原则：1.减少零件数2.采用标准紧固件和其他标准零件3.零件的方位保持不变4.采用模块化的部件5.设计可直接插入的零件6.尽量减少调整的需要DFM面向制造的设计这里的制造主要指构成产品的单个零件的冷热变形加工过程为了减少该类加工的时间与成本，提高加工质量DFM面向制造的设计原则：1.简化零件的形状2.尽量避免切削加工因为切削加工成本高3.选用便于加工的材料4.尽量设置较大公差5.采用标准件与外购件6.减少不必要的精度要求DFI面向检验的设计着重考虑产品、过程、人的因素以便提高产品检验的方便性加工中的产品检验是为了提供快速精确的加工过程反馈,而维修中的产品检验则是为了快速而准确地确定产品结构或功能的缺陷,及时维修以保证产品使用的安全DFI面向检验的设计产品检验方便性取决于色彩、零件内部可视性、结构等等诸多因素DFS面向维修的设计售后服务是现代企业非常重视的环节之一。产品的售后服务主要是指产品维修维修总是伴随着拆卸和重装，产品维修性主要取决于产品故障确定的容易程度、产品的可拆卸性和可重装性，减少拆卸重装的时间与成本是DFS的重要问题维修性也取决于产品的可靠性，要尽量使容易发生故障的零部件处于容易拆卸的位置,从而有利于维修时间与成本的减少DFS面向维修的设计原则：1.提高产品可靠性2.经常需要维护的零件和易磨损易失效的零件置于易发现和接近处3.零件的拆卸尽量不需移动其他零件4.尽量减少需要使用的维修工具种类5.模块化设计并采用标准件6.留有足够的维修空间DFR面向回收的设计当今社会环保问题的严峻性促使产品回收开始成为企业的责任。企业产品开发必须将产品回收问题提到日程上来。面向产品回收的设计重点集中在产品的可拆卸性的提高和材料方面。产品的可拆卸性取决于零件数、产品结构、拆卸动作种类、拆卸工具种类等因素。典型应用日本富士胶卷公司于年投放市场的一次性相机又称带镜头的胶卷是面向回收的设计的代表产品。齐齐哈尔车辆厂铁路货车开发并行工程思想的DFX方法后，大大缩短了产品的开发周期，减少了产品试制次数和试制费用，提高了产品质量水平，增加了出口量参考文献熊光楞.并行工程的理论与实践.清华大学出版社.2001秦现生.并行工程的理论与方法.西北工业大学出版社.2008胡庆夕俞涛方明伦.并行工程原理与应用.上海大学出版社.2001王国强常绿赵凯军杨好志.现代设计技术.化学工业出版社.2006谢谢大家！