加入我们，全面了解可制造性设计(DFM)。
这里涉及到一个常用术语，但很少有人去解释它具体的含义，所以今天我们将深入探讨DFM，并详述为什么它对产品开发如此重要。
什么是可制造性设计？
可制造性设计(Design for manufacturing ,简称DFM)也叫“制造可行性设计”，这是一种分析方法，有助于确定产品设计对其制造过程的适用性。
它不是一个独立的行为或一套单独的规则，而是采用许多不同的分析工具来论证得出结论。
这一流程有时被称为“执行DFM”，但不管术语如何，其逻辑几乎适用于任何行业。分析成果的可贵之处在于，能帮助降低生产成本，提高质量，同时减少浪费和低效率。
以下概述介绍了充分运用DFM原则的方式。有的特定行业可能需要对这些方法加以修改，才能适应行业独有的制造要求。
DFM的一般问题
DFM的用途是什么？
DFM有三个用途：确定制造成品的有效方法；确保产品设计进行工艺优化，减少缺陷，降低成本，同时保持产品质量和性能。
谁来对DFM评审负责？
理想情况下，DFM评审应该由产品设计师与制造商合作执行。评审内容应该包括在过程中负责制造成品或相关工具的每个人员的意见。对于复杂项目，这个人员名单会很长，可能包括各种各样的工程师、模具设计师、装配工、着色师、材料专家等。
每个人都有各自负责的专业领域，综合起来就可以对项目和如何优化项目有一个全面的理解。
应该在什么时候进行DFM？
DFM应该在设计阶段尽早执行，当然，也可以要在制造成套模具或购买原材料之前。
因为在开发过程后期修改设计的难度和成本会指数级升高，超过了某个阈值之后，就不可能再修改了。因此，最省成本的做法是在实际生产开始之前完善设计，包括成品和任何相关工具的设计。
DFM耗时多久？
全面DFM评审所需的时长与设计的复杂性直接相关。有些项目相对简单，也许表示应用了某个众所周知且稳定的制造方法。那种情况下的评审，几个小时就够了。但是，对于某些塑料注塑成型项目来说，计算机建模、测试、修改和重新测试需要耗时数周，才能实现理想的解决方案，这也是普遍情况。
DFM如何帮助节约成本？
除了排除设计错误，DFM评审还可以通过以下方式展示潜在的成本节约：
- 减少处理步骤的数量
- 减少不必要或多余的设计特征
- 创建模块化或多用途设计
- 减少接头或配件的数量
- 使用现成零件
- 使用标准或回收的原材料
- 再利用或修改现有固定装置
- 简化组装/拆卸
- 放宽公差
- 减少质量关键(CTQ)维度的数量
为什么可制造性设计如此重要？
根据上文列出的所有优点，可以理解为什么DFM不应该被当做事后补救，而是应当作为一个新产品引入中的一个基本环节。
优良的DFM是设计师与制造商之间明确沟通的成果，也是在产品开发过程中避免任何可预防错误的有效方式。
执行设计制造分析
正如我们所说，每个新产品开发项目的情况都是独有的，所以我们无法提供包揽每个行业各个方面做出指引。我们引用在现代数控机床车间制造的产品来做例子，方便大家更好的理解。
原则一：明确目标
设计目标是什么？
产品的用途是什么，为谁所用，在什么条件下使用，为什么？这些问题都是相关的，而制造商从项目伊始就应该知道答案。产品设计师必须确定自己的优先事项，其中可能包括下面这些内容的组合：
- 强度/耐用性/耐腐蚀性
- 装饰外观
- 价格
- 精确度
- 环境影响
- 质量轻
- 入市时间
…以及许多其他内容。只有明确理解了设计师的意图，制造商才能提供意见，或提出备用方法，有效地帮助客户实现目标。
原则二：管理期待值
为了实现设计意图，为了实现更重要的目标，几乎每次都需要在优先级较低的方面做出妥协。
比如，由特殊材料制成的高精密复杂产品也不需要以廉价、快速的方式生产。因此，DFM分析的第一步是指出需要妥协的方面——制造商称之为“管理期望值”。
原则三：面向工艺的设计
做设计时应当也考虑到生产方法，而不是让生产被迫去适应不适合的工艺。
例如，儿童款橡皮鸭可以非常快速、实惠地塑料注塑成型。但用一整块材料靠数控加工，就不快也不实惠了。
在这方面，产品开发人员应当听取制造商的建议，制造商会提示设计中某些特定方面需要修改，以适应设备和工艺的要求。
原则四：面向材料的设计
产品设计师必须尊重所用原材料的独有特性，同时还要确保材料适合工艺。如果材料有变，则可能导致工艺变化，因此必须提早解决这一问题。
此外，一个优秀的DFM分析会指出所需材料与应用的任何不适合之处。这就是为什么制造商应当提前知道这些不适合之处，因为这样才能提出有用的替代方案。
原则五：确认尺寸和公差
不管最终产品是什么，每张图纸都应明确规定每个主要特征的标称尺寸，以及与标称尺寸的允许偏差。
当然，这些要求是理所应当的。但是根据我们的经验，设计中最常见的错误都来自于不切实际和过于严格的尺寸。
全面的DFM评审将仔细检查所有维度，并对任何显得过于严格的维度提出质疑。这是因为严格的公差增大了制造难度，耗时更久，成本更昂贵，并且通常不会产生更优良的最终成果。
除了要求最苛刻的作业之外，在合格的数控机械车间使用现代设备制定的标准公差对所有项目而言都足够了。这是在大多数数控加工项目中省时省钱、避免受阻的有效方式，一般规则也适用于许多其他类型的制造过程。
原则六：解决设计冲突
冲突是指制造过程无法制造出所需的特征，或者无法在不损害设计其他方面的情况下制造出所需的特征。
数控加工产品的一个例子是底切。因为数控机床在机床主轴的直接视线范围内工作，如果进出该区域的通道被堵塞，机床就不能进行底切。
在这种情况下，就需要变更设计，去掉底切。这也是为什么产品设计师需要在设计阶段提早咨询制造商，避免投资一个无法制造的产品。
可制造性设计概述
以上内容是对影响制造评审设计的主要考虑因素的概述。这些因素中有一些也可能受到其他因素的影响，比如预期产量或考虑分批运输的需要。
无论在哪种情况下，这都是我们建议您与制造供应商建立良好合作关系，在开发阶段尽早咨询制造商的原因。
这是确保您未来项目成功的最优方法。
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