面向装配的设计概述
面向装配的设计
• 墨菲定律：可能出：
对于任何一条设计指南 都不能盲目的遵守！
79
谢 谢！
七、减少调整，避免干涉
八、防错
• 不需要注意力---即使疏忽也不会发生错误； • 不需要经验和知觉---外行人也可以做； • 不需要专门知识---谁做都不会出错； • 不需要检查---第一次就把事情做好； • 减少错误、提高产品利润率； • 减少时间浪费、提高生产效率； • 减少由于检查而导致的浪费； • 消除返工及其引起的浪费； • 提高产品质量和可靠性；
五、减少零件—种类
对称零件 相似零件 合并 统一规格 合并
六、避免过约束
• 零件都通过了检查，尺寸都在公差范围之内，为什么还是装配不上？
七、减少调整，避免干涉
• 零件装配方向越少越好，装配方向过多造成在装配过程中对零件进行移动、旋转和 翻转等动作，降低零件装配效率，使得操作人员容易产生疲惫，同时零件的移动、 旋转和翻转等动作容易造成零件与操作台上的设备碰撞而发生质量问题
DF A
零件能够自我对齐到正确的位置
零件只有一个唯一正确的装配位置
零件很少，快速装配
一、零件识别
• 案例: 2018年5月，XXX电子扇XXXX，线束卡子 装错，导致顾客抱怨并进行了处罚。
?
一、零件识别
合并
夸大
二、零件抓取、放置
抓取 放置
三、自动对齐
• 导向特征能够使得零件能够自动对齐到正确的位置，从而可以减少装配过程中零件位置的 调整，减少零件互相卡住的可能性，提高装配质量和效率。
面向装配的设计
2018.6.30
什么是装配 ？
装配的详细步骤（装配工序）： • 放置好基座零件 • 把零件组装在一起？ • 将零件按规定的 技术要求组装起 来，并经过调试 、检验使之成为 • 识别零件 • 抓取零件 • 移动零件到装配位置
面向制造和装配的产品设计 - 第一部分
2.避免运动件运动过程干涉
为辅助工具提供空间
为重要零部件提供装配止位
宽松的零件公关要求
1.合理设计零件间隙
2.为关键尺寸缩短尺寸链
3.使用定位特征
四、DFMA的实施
DFMA检查表
DFMA检查表
装配工序面向装配的设计检查
面向制造和装配的产品设计总论
培 训 目 的
目录
一、设计的重要性二、DFMA概念三、DFMA的价值宏观、微观方面的价值；减少设计修改缩短产品开发周期降低产品成本提高产品质量四、DFMA的实施实施DFMA的关键步骤DFMA与传统开发流程对比DFMA检查表DFMA实施DFX附1：产品生命周期管理实例附2：参考文献
装配中的人机工程学
1.避免视线受阻的装配
2.避免装配操作受阻
3.避免操作人员受到伤害
4.减少工具的种类和特殊工具
5.设计特征辅助装配
线缆布局
1.合理的线缆布局
2.为线缆提供保护
可靠性测试
1.防水/防尘IP65/跌落
2.散热设计 (芯片温度)
工程安装设计
其他
总分
设计更改建议
四、DFMA的实施
DFMA检查表
在设计阶段进行成本分析，满足功能的前提下，选择合适的材料和最经济的制造工艺，降低成本；减少设计修改，降低成本。在开发周期里，设计修改的灵活性随着时间的推移越来越低，修改所导致的费用呈10倍增长；简化零件设计、减少零件数量，降低制造复杂度，降低成本；选择合适的装配工序、保证产品的可装配性，使装配简答、有效率、人性化，减少装配工序和装配时间，降低装配成本；降低产品不良率，减少成本浪费。
二、DFMA概念
乐高积木
斯堪尼亚卡车
面向制造和装配的设计
面向加工/装配的设计（DFM/A)过程
调查
概念开发/ 可行性
确认并启 动
• 推进质量计划编制 • 概念开发和面向加工/装配的设计（DFM/A）
互相协作
• 面向加工/装配的设计（DFM/A）概念评估 • 初步成本估算 • 早期的供应商反馈 • 概念选择和精炼包括加工/装配的设计
要求：
• 管理政策和指示
• 首选的/已认可的部件清单以及体系标准（我们想要的标准部件、 组件或者模块是什么样的？）
• 部件以及组件的命名方法和分类系统
• 检索和查阅项目类别的方法和能力
如何简化----部件标准化
注意：
• 标准化不应该抑制创新
• 不停的探索能否改进，以获得更低成本的部件和模块
• 在单个产品最优化的部件的收益和在企业中整体实行标准化的收 益之间进行权衡
如何简化----体系结构之模块化体系结构与综合 体系结构的区分
模块体系结构
综合体系结构
•产量更高时可以有机会进行 标准化生产并降低成本
•更大的设计灵活性
•诊断和替换模块时的检修费 用降低
•增加相互的连接部分及相应 成本
•中间连接最少化
•对于特定应用有最适合的体系 结构
•无法标准化、产量低、成本高
•诊断、维修或替换服务的费用 高
并行工程/面向制造/装配的设计（DFM/A）步骤
产品设计 & 面向加工/装配的设计（DFM/A）
概念/体系结构设计
装配设计
部件、材料以及过 程选择 部件设计
过程、工具和装置 设计和选择
对简化的体系结构和接口的 创意(减少互相连接）
部件合并的创意对装配的灵活性 和固定部件和防误措施的设计
面向制造和装配的设计DFADFM
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。
面向自动化装配的产品设计
面向自动化装配的产品设计一、引言本文档旨在为面向自动化装配的产品设计过程提供详细的指导和规范。
该文档适用于产品设计团队，以确保设计的产品能够与自动化装配系统无缝集成并实现高效率生产。
二、项目概述1.产品需求：详细说明该产品的功能、性能和外部要求。
2.自动化装配系统概述：描述自动化装配系统的组成、工作原理和要求。
三、产品设计1.总体设计a) 产品结构：描述产品的整体结构和功能模块。
b) 界面设计：确定产品与自动化装配系统之间的接口和通信规范。
2.具体设计a) 物理设计：详细说明产品的外形尺寸、材料和制造工艺。
b) 功能设计：明确每个功能模块的实现方式和相互关系。
c) 电子设计：描述产品所涉及的电路设计和电子元器件选型。
d) 软件设计：说明产品所需的软件功能和算法设计。
四、可靠性和安全性考虑1.可靠性设计a) 故障分析：对产品可能出现的故障进行分析和评估。
b) 容错设计：设计产品具备自动检测和修复故障的能力。
2.安全性设计a) 人身安全：确保产品在使用过程中不会对操作人员造成伤害。
b) 数据安全：保护产品中的数据不被未授权者访问和篡改。
五、测试和验证1.测试计划a) 功能测试：在实际使用情况下验证产品的各项功能。
b) 性能测试：测试产品在各种工作负载下的性能表现。
2.验证方法a) 原型验证：制作产品的原型进行功能和性能验证。
b) 现场验证：将产品与自动化装配系统进行集成测试和性能验证。
六、附件本文档涉及的附件包括但不限于产品设计图纸、电路原理图和软件源代码等。
七、法律名词及注释1.知识产权：指创造性的思想成果，如专利、商标、著作权等。
2.侵权：未经授权使用他人的知识产权，侵犯其合法权益。
3.合规：符合相关法规和标准的要求，如安全、环保等。
面向制造和装配的设计DFA&DFM
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。
面向装配的设计(DFA)技术研究
面向装配的设计(DFA)技术研究一、引言随着制造业的不断发展，装配过程的高效性和经济性成为企业竞争的关键因素之一。
面向装配的设计（Design for Assembly，简称DFA）作为一种设计理念，旨在通过优化产品设计，简化装配过程，提高装配效率，降低生产成本。
本文将探讨面向装配的设计技术，分析其在实际应用中的优势与挑战，并提出相应的解决方案。
二、面向装配的设计(DFA)的基本概念1. 面向装配的设计（DFA）的定义：面向装配的设计是一种在设计阶段就充分考虑产品装配过程的设计方法，旨在通过优化产品设计，减少装配过程中的复杂性，提高装配效率。
2. DFA的目标：提高装配效率，降低生产成本，提高产品质量，缩短产品上市时间。
3. DFA的原则：简化产品设计，减少零件数量，优化零件布局，提高零件可装配性。
三、面向装配的设计(DFA)的关键技术1. 装配序列规划：通过优化装配序列，减少装配过程中的重复操作和等待时间，提高装配效率。
2. 装配结构优化：通过优化产品结构，减少装配过程中的干涉和碰撞，提高装配过程的顺畅性。
3. 装配工具设计：设计适合装配过程的专用工具，提高装配效率，降低人工成本。
4. 装配仿真技术：利用计算机仿真技术，模拟装配过程，发现并解决潜在的问题，提高装配过程的可靠性。
四、面向装配的设计(DFA)的优势1. 提高装配效率：通过简化产品设计，减少零件数量，优化装配序列，提高装配效率。
2. 降低生产成本：通过减少装配过程中的重复操作和等待时间，降低人工成本和设备成本。
3. 提高产品质量：通过优化产品设计，减少装配过程中的干涉和碰撞，提高产品质量。
4. 缩短产品上市时间：通过提高装配效率，降低生产成本，缩短产品上市时间。
五、面向装配的设计(DFA)的挑战1. 设计复杂度：面向装配的设计需要充分考虑产品功能和装配过程，设计复杂度较高。
2. 技术要求：面向装配的设计需要一定的技术支持，如装配仿真技术、装配工具设计等。
DFM面向制造和装配的设计(第一章)
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。
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过程
设计中的制造商和供应商协作 参考面向装配的设计（DFA）指导方针
初步的生产规划和定义
面向装配的设计评估（手工或基于软件的） 成本估计
公差分析
工程建造方面的反馈 测量面向装配的设计的衡量参数 升级生产和供应链规划 在设计回顾中确定可制造性
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减轻 试图将错误的影响最小化
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防误措施过程
确定装配次序 对于每个装配步骤，要么执行正式的FMEA过程， 要么口头不正式的询问可能会发生什么样的错误 判断哪些错误是最容易出现或者将对优先考虑的 行动产生最大影响的 确保防误措施的时机和步骤 首先着眼于预防 然后才是检测
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CSC TeamSet面向制造的设计（DFM）
Valor-电子产品的面向制造的设计（DFM）
Savantage-电子产品的面向制造的设计（DFM） Moldflow喷射模塑法
生产过程定案 从供应商处获得对初期产品的反馈
通过建造报告获得反馈
合作来精炼设计的可制造性 升级产品估算
升级面向装配的设计衡量参数
产品准备就绪回顾时再次确定可制造性 解决关键的可生产问题 进行产品回顾，确保关键的可生产问题已经解决，得到的 教训已经捕获
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防错装配（Mistake
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proofing assembly
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
）
防误措施是面向装配的 设计（DFA）的一个必不 可少的组成部分 1.产品中的控制或特性， 以及预防错误、促进正确 生产的过程 2.产品中的简单的，花费 不多的控制和特性以及在 每步操作时发现（然后就 改）错误的过程.
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防误措施原则
替换 替换更可靠的装配，部件或过程来防止错误， 提高持久性 消除 通过重新设计产品或过程使得任务和零件不 再被需要来消除犯错误的可能性 简化 使用产品，过程设计技术和机制使得更轻松 的正确实现工作 探查 使用方法来在进一步工作进行之前检测错误 ,使用户能够迅速纠正问题
面向装配的设计（ DFA）
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定义
面向装配的设计(Design for assembly, DFA)是指 在产品设计阶段设计产品使得产品具有良好的可 装配性，确保装配工序简单、装配效率高、装配 质量高、装配不良率低和装配成本低。面向装配 的设计通过一系列有利于装配的设计指南例如简 化产品设计、减少零件数量等，并同装配工程师 一起合作，简化产品结构，使其便于装配，为提 高产品质量、缩短产品开发周期和降低产品成本 奠定基础。
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具体操作
部件处理：限定质量 部件处理：大小 部件处理：表面处理 部件处理：锐利 柔软的部件
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实例
在面向装配的设计（DFA）进行之前
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在重新设计之后
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实例装配过程成本因素 方法
所有的表面粘焊安装（SMT）元件都在印刷电路（PCB）电路 板的正面 所有的插针元件都在印刷电路板（PCB）的正面 表面粘焊安装（SMT）和插针元件元件都在印刷电路板（PCB） 的正面（2个热循环） 插针元件在正面，表面粘焊安装元件在底面 表面粘焊安装元件在印刷电路板的两面 成本因 素
1.0
1.0 1.5
1.5
1.5
表面粘焊安装元件两侧都有，插针元件在正面（2个热循环）
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2.0
面向装配的设计（DFA）的软件工具
Boothroyd Dewhurst-工艺性设计 Galorath Associates-先知-面向制造的设计（DFM）
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目的
简化产品装配工序 缩短产品装配时间
减少产品装配错误
减少产品设计修改 降低产品装配成本
提高产品装配质量
提高产品装配效率 降低产品装配不良率 提高现有设备使用率
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设计对成本的影响
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历史
20世纪60和70年代，人们根据实际设计经验和装配操 作实践，提出了一系列有利于装配的设计建议，以帮助设 计人员设计出容易装配的产品，这些设计建议并辅以真实 的案例告诉人们如何从产品设计着手来改善产品的装配。 1977年，Geoff Boothroyd教授第一次提出了面向装 配的设计（Design for Assembly, DFA）这一概念，并被 广泛接受。面向装配的设计旨在提高零件的可装配性以减 少装配时间、降低装配成本和提高装配质量。1982年， Boothroyd教授在《自动化装配》一书中，提出了一套评 估零件可装配性的体系，并以此为基础，开发出面向装配 的设计软件。