面向制造的设计

面向制造的一体化设计前言21世纪的市场竞争不仅是先进科技的竞争，同时也是产品设计的竞争。

以知识为基础的产品创新是现代工业设计的核心。

随着网络化和信息技术的快步发展，企业之间的竞争愈加残酷，产品开发的风险度也比以前大了许多，这就对企业提出了更高的要求：一个产品由最初的概念构想到制造完成再销售到用户手中所用的时间要短；产品的形态和功能要符合市场的需要，质量要好；制造成本要尽量低，还要尽可能作到环保……。

因此，企业如果想在市场上立于不败之地，就不得不加速解决新产品开发中的一连串的问题，如了解市场需求、提高产品质量、降低成本和提供优质服务等。

然而在这些问题中，迅速开发出新产品、加快上市时间是关键。

现代企业要求敏捷生产，这既要求在设计过程中实现并行工程，即在协同企业和部门之间开展方便、快捷、安全的协同设计工作，而且在产品开发全过程中还必须让用户参与进来，以便发现产品的缺陷，及时纠正，满足用户需要，从而增强企业的核心竞争力。

1并行工程一般来说，产品开发的整个过程包括这些环节：确立项目、市场调研、设计（工业设计+结构设计+模具设计+电路设计+……）、工艺、采购、制造、检验、销售、售后服务、回收处理等，设计是其中最重要的一个环节。

产品设计虽然占产品总成本不到5%，但它却影响产品整个成本的70%以上。

传统的串行产品开发模式，即立项后先进行市场需求分析，设计部门根据分析结果进行产品设计，然后将图档交给技术部门进行工艺方法的编制和制造工装的准备，采购部门根据要求进行采购，等一切都准备好以后进行生产加工和测试，产品结果不满意时再反复修改设计和工艺，再加工、测试，直到满足要求，然后进行大批量生产。

不难看出，串行工程从设计到制造各道工序是按一定的先后顺序逐步实施的，由于在产品方案的设计中缺乏其他部门的支持与合作，因此，许多本来可以提前解决的问题都必须等到整个设计方案进入下一环节后才能被发现，然后设计部门再根据后续部门反馈的结果进行设计的修改与更正。

面向制造和装配的设计(Design for Manufacturing and Assembly，DFMA) 面向制造和装配的设计概述在传统的部门制及串行工程的产品开发模式中。

产品设计过程与制造加工过程脱节．使产品的可制造性、可装配性和可维护性较差，从而导致设计改动量大、产品开发周期长、产品成本高和产品质量难以保证，甚至有大量的设计无法投入生产，从而造成了人力和物力的巨大浪费。

面向制造和装配的设计(DFMA．Design for Manufacturing and Assembly)这一设计理念的提出．向传统的产品开发模式提出了挑战。

应用DFMA的设计思想和相关工具．设计师可以在设计的每一个阶段都获得有关怎样选择材料、选择工艺以及零部件的成本分析等设计信息。

它是一种全新的更加简单、更为有效的产品开发方法，为企业降低生产成本、缩短产品开发周期、提高企业效益提供了一条可行之路。

DFMA是并行工程关键技术的重要组成部分，其思想已贯穿企业开发过程的始终。

它涵盖的内容很多，涉及产品开发的各个阶段．除了上面所提到的DFMA．还包括面向成本的设计个通用的产品模型．以达到易于装配、提高装配效率和降低装配成本的目的。

在制造业日益发达的今天．在满足各种行业标准和法规的前提下，许多公司都形成了各具特色的产品开发模式。

任何一种行而有效的产品开发方法，都必须在充分考虑目前现有的产品开发和生产能力的同时进行最优化的产品设计。

对一个新产品来讲，产品的成本和开发周期是决定这个设计成败的关键因素。

国际上有一个著名的5％，但它却影响产品整个成本的70％。

还有一个著名的“28“原则：产品设计约占整个新产品开发周期的20％．但它却决定了产品总成本的80％。

可以看出仅占产品成本5％的产品设计在很大程度上决定了整个产品的成本及质量。

DFMA的主要内容DFMA设计概念的提出是为了解决由于设计与制造．装配各自独立而造成的产品成本增加和产品开发周期长等现实问题．它的核心是通过各种管理手段和计算机辅助工具帮助设计者优化设计，提高设计工作的一次成功率。

面向制造和装配的设计(Design for Manufacturing andAssembly，DFMA)面向制造和装配的设计概述在传统的部门制及串行工程的产品开发模式中．产品设计过程与制造加工过程脱节．使产品的可制造性、可装配性和可维护性较差，从而导致设计改动量大、产品开发周期长产品成本高和产品质量难以保证，甚至有大量的设计无法投入生产．从而造成了人力和物力的巨大浪费。

面向制造和装配的设计(DFMA．Design forManufacturing and Assembly)这一设计理念的提出．向传统的产品开发模式提出了挑战。

应用DFMA的设计思想和相关工具．设计师可以在设计的每一个阶段都获得有关怎样选择材料、选择工艺以及零部件的成本分析等设计信息。

它是一种全新的更加简单更为有效的产品开发方法，为企业降低生产成本，缩短产品开发周期．提高企业效益提供了一条可行之路。

DFMA是并行工程关键技术的重要组成部分，其思想已贯穿企业开发过程的始终。

它涵盖的内容很多，涉及产品开发的各个阶段．除了上面所提到的DFMA．还包括面向成本的设计个通用的产品模型．以达到易于装配、提高装配效率和降低装配成本的目的。

在制造业日益发达的今天．在满足各种行业标准和法规的前提下，许多公司都形成了各具特色的产品开发模式。

任何一种行而有效的产品开发方法，都必须在充分考虑目前现有的产品开发和生产能力的同时进行最优化的产品设计。

对一个新产品来讲，产品的成本和开发周期是决定这个设计成败的关键因素。

国际上有一个著名的影子理论：产品设计开支虽然只占产品总成本的5％，但它却影响产品整个成本的70％。

还有一个著名的“28“原则：产品设计约占整个新产品开发周期的20％．但它却决定了产品总成本的80％。

可以看出仅占产品成本5％的产品设计在很大程度上决定了整个产品的成本及质量。

DFMA的主要内容DFMA设计概念的提出是为了解决由于设计与制造．装配各自独立而造成的产品成本增加和产品开发周期长等现实问题．它的核心是通过各种管理手段和计算机辅助工具帮助设计者优化设计，提高设计工作的一次成功率。

面向制造和装配的设计(Design for Manufacturing and Assembly，DFMA) 面向制造和装配的设计概述在传统的部门制及串行工程的产品开发模式中。

产品设计过程与制造加工过程脱节．使产品的可制造性、可装配性和可维护性较差，从而导致设计改动量大、产品开发周期长、产品成本高和产品质量难以保证，甚至有大量的设计无法投入生产，从而造成了人力和物力的巨大浪费。

面向制造和装配的设计(DFMA．Design for Manufacturing and Assembly)这一设计理念的提出．向传统的产品开发模式提出了挑战。

应用DFMA的设计思想和相关工具．设计师可以在设计的每一个阶段都获得有关怎样选择材料、选择工艺以及零部件的成本分析等设计信息。

它是一种全新的更加简单、更为有效的产品开发方法，为企业降低生产成本、缩短产品开发周期、提高企业效益提供了一条可行之路。

DFMA是并行工程关键技术的重要组成部分，其思想已贯穿企业开发过程的始终。

它涵盖的内容很多，涉及产品开发的各个阶段．除了上面所提到的DFMA．还包括面向成本的设计个通用的产品模型．以达到易于装配、提高装配效率和降低装配成本的目的。

在制造业日益发达的今天．在满足各种行业标准和法规的前提下，许多公司都形成了各具特色的产品开发模式。

任何一种行而有效的产品开发方法，都必须在充分考虑目前现有的产品开发和生产能力的同时进行最优化的产品设计。

对一个新产品来讲，产品的成本和开发周期是决定这个设计成败的关键因素。

国际上有一个著名的5％，但它却影响产品整个成本的70％。

还有一个著名的“28“原则：产品设计约占整个新产品开发周期的20％．但它却决定了产品总成本的80％。

可以看出仅占产品成本5％的产品设计在很大程度上决定了整个产品的成本及质量。

DFMA的主要内容DFMA设计概念的提出是为了解决由于设计与制造．装配各自独立而造成的产品成本增加和产品开发周期长等现实问题．它的核心是通过各种管理手段和计算机辅助工具帮助设计者优化设计，提高设计工作的一次成功率。

第一章 概论1.1 面向制造和装配的设计是什么？本书中所提的“制造”是指产品或者装配中的单独零件的制造，而“装配”是指增添或者连接若干零件来形成一个完整产品的过程。

这就是说，在本书中，装配并不作为一种制造过程加以考虑，而加工、模制等等是制造过程。

因此，术语“面向制造的设计”是针对零件装配成产品前，简化和方便产品零件制造设计；“面向装配设计”是指简化和方便装配的产品设计。

多年来，一直提倡设计人员应该对制造上可能有的问题给予更多的注意。

传统上，在机械设计课程之后，希望工科学生选取“车间制造”课程。

这是因为对于一个有能力的设计人员来说，如果他熟悉制造过程就可以在设计期间避免增加不必要的制造成本。

不过很遗憾的是，早在60年代，有关车间制造的课程就已经从美国的大学课程表中消失：人们认为它们不适合于工程理论教学学分的要求。

事实上，一般并不认为具有工程学位的人就能适合设计职位的。

当然，“设计”这个词有许多不同的意义。

有些设计是指产品的外形美学设计，比如汽车的外形，开罐头刀的颜色，纹理以及外部形状等。

有一些大学课程表中就是把这些称为“产品设计”的。

另一方面，设计可以认为是解决系统的基本参数的过程，例如，在考虑细节之前，我们说“设计”一家电厂，可以认为是确立电厂各种各样的部件诸如发电机、泵、锅炉以及连接管道等等的特性。

目前，设计的另一种解释是确立产品各独立零件的材料、形状以及公差的细节，本书中所说的产品设计主要是指这个意思。

它从零件和装配的草图开始，在图板或者计算机辅助设计工作站上完成详尽的零件图和装配图这样的一些工作。

然后，这些图通过制造和装配工程师优化生产工艺以便得到最后产品。

通常正是在这个阶段遇到制造和装配的问题，并且要求对设计作出变化。

有时，这些设计变化量相当大，使得产品推延相当长时间以后才能最后发布。

此外，在产品设计和开发周期中，修改得越晚，代价越大。

因此，不仅要在产品设计期间考虑制造和装配，而且必须在设计周期中尽早地考虑这些事项。

dfm标准
DFM（Design for Manufacturing）即面向制造的设计，是一种在制造行业中的重要标准和依据，旨在通过优化产品设计和制造流程来降低生产成本、提高质量和效率。

它确保了产品设计与制造之间的协调和无缝衔接。

DFM标准涉及到多个方面，包括产品的可制造性、PCB（印刷电路板）的设计和材料选择等。

以下是一些常见的DFM标准：
1.产品可制造性：产品设计应考虑到制造的可行性和成本效益，以确保产品能够
在现有的生产设备和工艺条件下顺利制造出来。

2.PCB设计：PCB的设计应符合一定的规范和标准，包括基材的选择（如环氧玻
璃布覆铜板）、铜箔的厚度（如双层板成品表面铜箔厚度≥35μm）等。

此外，PCB
的结构、尺寸和公差等也需要符合设计要求，以确保其可制造性和可靠性。

3.材料选择：在选择材料时，应考虑到其可加工性、成本、环保性等因素，以确
保所选材料能够满足产品的制造要求。

此外，DFM标准还强调在产品开发设计时起就考虑到可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密结合。

通过遵循DFM标准，企业可以降低生产成本、提高生产效率、减少生产缺陷，从而获得更好的经济效益和市场竞争力。

请注意，具体的DFM标准可能因不同的行业、企业和产品而有所差异。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况制定相应的DFM标准和规范。

面向制造的设计案例话说有这么一个小家具厂，老板想要设计一款新椅子，这就开启了一段面向制造的设计之旅。

一、需求分析。

首先呢，市场调研发现，现在的年轻人都喜欢在自己的小窝里有一些既时尚又实用的家具。

所以这款椅子得颜值高，还得多功能。

而且啊，这椅子要能适应不同的家居风格，不管是简约现代风还是温馨田园风都得能融入进去。

二、设计初稿。

设计师开始动笔啦。

他画了一个超酷的椅子草图，椅子腿是那种细细的金属条，交叉设计，看起来很有艺术感。

椅面呢，是一个独特的形状，有点像花瓣。

靠背则是弯弯的，符合人体工程学，坐上去肯定超级舒服。

三、制造可行性评估。

但是，当这个设计拿到制造车间的时候，问题就像爆米花一样“噼里啪啦”地冒出来了。

1. 椅子腿。

那些细细的金属条虽然好看，但是在制造过程中很难保证每一根的强度都一样。

工人师傅说：“这要是顾客坐上去，一不小心就可能把腿给坐弯了，那可就麻烦大了。

”而且这种交叉的设计，焊接起来特别费劲，很容易出现焊接不牢固的情况。

2. 椅面。

独特的花瓣形状的椅面看起来很棒，可是制造模具就成了大难题。

要做出这么个形状的模具，成本超级高，而且生产效率会很低。

因为每次注塑或者压制的时候，都得小心翼翼地调整，不然就会出现瑕疵。

3. 靠背。

弯弯的靠背虽然符合人体工程学，但是在生产过程中，要找到合适的材料弯曲成这个形状，还得保证弯曲处不会断裂或者变形，这可不容易。

四、重新设计。

没办法，设计师只能重新回到绘图板前。

1. 椅子腿。

把金属条换成了粗一点的圆形钢管，这样强度就有了保证。

而且把交叉设计改成了简单的四条腿的结构，这样焊接就变得容易多了。

工人师傅看到新设计后，笑着说：“这才像话嘛，我们做起来就轻松多了。

”2. 椅面。

改成了简单的方形，四个角稍微有点圆润。

这个形状的模具制造起来就简单多了，成本也大大降低。

而且方形椅面在空间利用上也更灵活，顾客可以把椅子随便放在角落或者桌子旁边，都很合适。

3. 靠背。

虽然还是保持了一定的弯曲度，但是简化了曲线。

DFMDFM是面向制造的设计,Design for manufacturability 英文简称;也是东风汽车公司的英文简写。

可制造性设计,Design for manufacturability （DFM）DFM就是在产品的设计之初提出可制造的与不可制造的环节部分，增加其可制造性当今的DFM是并行工程的核心技术，因为设计与制造是产品生命周期中最重要的两个环节，并行工程就是在开始设计时就要考虑产品的可制造性和可装配性等因素。

所以DFM又是并行工程中最重要的支持工具。

它的关键是设计信息的工艺性分析、制造合理性评价和改进设计的建议。

DFM结合CAX、PDM、DFX等组成了面向生命周期设计（DFLC）技术。

DFX是是Design for X(面向产品生命周期各/某环节的设计)的缩写。

其中，X可以代表产品生命周期或其中某一环节，如装配(M-制造，T-测试)、加工、使用、维修、回收、报废等，也可以代表产品竞争力或决定产品竞争力的因素，如质量、成本(C)、时间等等。

包括：DFP：Design for Procurement 可采购设计DFM：Design for Manufacture 可生产设计DFT：Design for Test 可测试设计DFD：Design for Diagnosibility 可诊断分析设计DFA：Design for Assembly 可组装设计DFE：Design for Environment 可环保设计DFF：Design for Fabrication of the PCB 为PCB可制造而设计DFS：Design for Serviceability 可服务设计DFR：Design for Reliability 为可靠性而设计DFC：Design for Cost 为成本而设计DFM格式是由DELPHI编程软件写的软件源文件中的窗体文件。

(DFM) is the general engineering art of designing products in such a way that they are easy to manufacture.一、可制造性设计是什么?可制造性设计（Design for Manufacturing，DFM）它主要是研究产品本身的物理特征与制造系统各部分之间的相互关系，并把它用于产品设计中，以便将整个制造系统融合在一起进行总体优化，使之更规范，以便降低成本，缩短生产时间，提高产品可制造性和工作效率。

面向制造的设计理念是面向制造（Design for Manufacturing，DFM）是一种设计理念，旨在确保产品设计与制造的协调性和可行性，以最大程度地降低制造成本、提高产品质量和加速市场推出。

DFM的核心是将制造过程纳入产品设计阶段，使产品具备可制造性，从而使得产品在实际制造过程中更易于生产、装配和维修。

面向制造的设计理念注重以下几个方面：1. 综合考虑产品设计和制造过程：DFM强调从整体上考虑产品的设计、材料选择、制造工艺、装配和维修等各个环节，使产品的设计与制造过程紧密配合。

通过在设计阶段中考虑制造过程的需求，可以避免在实际制造过程中出现的问题，减少生产线的停工和不必要的损失。

2. 简化产品结构和工艺：DFM鼓励简化产品的结构和工艺，避免使用过于复杂和难以加工的部件。

简化结构可以降低产品的制造成本和装配难度，提高生产效率；简化工艺可以减少生产过程中的环节和时间，提高产品的生产速度。

3. 选择合适的材料和加工方式：DFM强调选择合适的材料和加工方式，以确保产品在制造过程中具备良好的可加工性和可装配性。

合适的材料和加工方式可以提高产品的质量和性能，降低生产成本和制造周期。

4. 考虑生产设备和工人操作：DFM要求在设计阶段中考虑生产设备和工人操作的要求，确保产品可以在实际的生产环境中顺利生产和装配。

通过与生产设备和工人的密切合作，可以减少生产过程中的人为错误和浪费，提高生产效率和产品质量。

5. 引入先进的技术和工具：DFM鼓励引入先进的制造技术和工具，以提高产品的制造效率和质量。

例如，使用计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统可以优化产品的设计和制造过程，提高生产效率和准确性；使用工艺模拟系统可以评估不同的制造方案，选择最佳的制造方法。

总之，面向制造的设计理念强调在产品设计阶段中考虑制造过程的需求，通过综合考虑产品设计、材料选择、制造工艺和装配等各个环节，以最大程度地降低制造成本、提高产品质量和加速市场推出。

面向制造的汽车零部件设计方案评价1 引言随着汽车行业的快速发展，汽车零部件设计方案的要求越来越高，需求量也越来越大。

目前，对设计方案的评价主要有两种形式，一种是针对一个具体的设计方案，引入面向制造的设计（DFM）思想实现产品的并行开发；一种是面向多种既定的设计方案，对其进行综合评价，选择其中最优的设计方案用于生产制造。

就汽车零部件等机械类产品来说，后一种评价形式更为实用。

在以往的汽车零部件设计过程中，设计者往往注重的是结构上及功能上的要求，未能对制造方面的因素进行充分的考虑，把在这种情况下设计出来的设计方案用于生产制造时就会出现一些问题。

因此，在对结构和功能已做考虑的前提下设计出的汽车零部件设计方案，对其进行评价时重点进行可制造性的评价更加能比较设计方案的优劣。

针对多种既定的设计方案，充分考虑汽车零部件的可制造性，建立评价的指标体系，为使评价指标权重的确定更加科学，引入熵权法和层次分析法相结合的动态权重赋权方法，采用模糊综合评价模型，形成一种满足可制造性的汽车零部件设计方案评价方法。

2 评价体系的确定汽车零部件设计方案能否用于实际生产，判断其可制造性是十分关键的一步。

因此，设计了“产品质量”、“制造成本”、“生产效率”、“人机工程”4个体现汽车零部件设计方案可制造性的一级评价指标。

各个一级指标下又涵盖数个二级指标，综合考虑制造过程中的实际情况，选取材料性质、材料利用率、废品率等12个因素作为二级评价指标，建立了面向制造的汽车零部件设计方案的评价体系，如图1所示。

3 权重的确定面向制造的汽车零部件设计方案评价是多目标综合评价，在多目标综合评价中确定权重是一个重要环节，权重的合理与否直接关系到评价结果是否科学、合理。

考虑到评价指标体系的特点和统计数据情况，采用一种结合熵权法与层次分析法确定的评价指标动态权重，其中，客观权重采用的是熵权法，主观权重采用的是层次分析法，进而对部分指标进行加权[5-6]。

三．面向制造的设计：主要是指零件的制造(成型)，包括冲压成型，注塑成型，压铸成型等，成型的品质关系到装配后整机的外观效果，及强度，寿命等安规问题；最直接的是关系到成型的良品率和成本。

因此工程师不仅要充分了解各种成型工艺，了解产生不良现象的原因，还要掌握各种成型的设计要点。

以下简单谈谈自己在冲压，注塑方面的体会：(一). 冲压件成型：A. 常用五金材质、成本、特性：1.热浸锌铁板(SGCC其中有大花、小花、无花)成本：5.25 RMB/Kg (板厚0.4mm);5.45 RMB/Kg(板厚0.5mm)特性：亮度高，耐蚀性与镀层成正比，制品可省略表面处理。

多用于平面和简单曲面设计。

2.镀锌铁板(SECC)成本：5.7 RMB/Kg(板厚0.8mm)特性：表面呈青蓝色，光滑，无亮度，具有优越的防腐性，制品可无需表面处理。

多用于平面和简单曲面设计。

特别用于无需涂装的外观部分。

3.镀铝铁板(SPEC)成本：5.4 RMB/Kg(板厚0.5mm)特性：具有良好的耐热性，耐蚀性较镀锌材佳，质较硬，符合食品级，主要用于与食品接触的部品。

4.冷轧板(有SPCC，SPCD，SPCE)成本(SPCC)：4.2 RMB/Kg(板厚2.0mm)特性：从左向右延展性渐好，易生锈，一般要求低温涂装或电镀；机械性能优良；加工成形性好；硬度适中。

广泛适用于各种曲面要求的部品。

5.镀铝锌铁板成本：5.4 RMB/Kg(板厚0.5mm)特性：表面有花纹，比较均匀且小、光滑，防腐性及成形性好，有比较好的热反射及耐热性。

多用于反射板。

6.铝1)铝板(3003、5052)成本：22.7 RMB/Kg(板厚0.5~2.5mm)特性：白色，柔软、易加工，导热及导电性好，一般要先阳极处理或高温涂装，符合食品级。

2)铝锭(ADC-10)成本：11.2 RMB/Kg特性：导热及导电性好，易加工，用于铸造成型。

7.锌合金成本：9.9 RMB/Kg特性：韧性好，熔点较低，比重比铝大，强度好，用于铸造成型。