汽车关键零部件稳健可靠性DFX设计
汽车关键零部件稳健可靠性DFX设计
汽车关键零部件稳健可靠性DFX设计
如何提高汽车整车产品质量，特别是关键汽车零部件质量，除了做好品质控制和制造工艺过程优化外，还要做好关键汽车零部件可制造性稳健性设计问题和可靠性设计问题。
因此我们用六西格玛设计DFSS来提高汽车关键零部件产品性能问题进行DFX项目辅导。
首先，这个项目展示了如何用计算机实验设计DACE建模仿真来研究主要因素对关键零部件产品WCR性能指标的影响。
然后，它显示如何估计每个因素的最佳值，导致使测试数据产生达到项目目标所要求的最优设计。
最后，它显示了如何使用MC模拟和生产制造来验证新设计的汽车关键零部件产品性能是否能够满足设计制造DFX要求。
•界定问题
•减速器产品性能与DFMEA分析
•确定影响减速器产品QCR指标的关键因素
•提高减速器产品性能DACE优化设计
通过DACE建模仿真优化设计影响汽车关键零部件产品性能指标WCR模型：
W=g(x1,x2,……,xn)
C-=h(x1,x2,…..,xn)
R=J(X1,X2,….,Xn)
确定最佳设计参数。
•验证新设计是否满足DFX设计项目要求
通过MC模拟仿真将质量Zst=6成本在合理区间可靠性控制在5-10年,新设计DFX可以满足汽车关键零部件产品性能要求。
DFX面向产品生命周期的设计详解
2011年7月
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
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 7.适合自动生成线生产
DFX是Design for X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
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
设计中的DFX技术
五、SPC理论及模型的研究与改进
SPC的基础是传统的概率与统计理论，它建立 在对大量原始数据统计与分析的基础上。当原始 数据不足时，其分析结果准确性就较差。另外， 对以前数据的分析比较有效，对未来过程发展趋 势的预测显得不足。
新的研究正在寻找SPC与其它方法相结合或 改进的算法，如将人工神经网络(Artificial Neural Networks, ANN)应用到SPC中，利用ANN的统计 概率模型，发挥人工智能在SPC中作用，解决原 始数据不足或预测困难的问题。
各种先进的产品开发模式如: 并行工程(Concurrent Engineering, CE) 先进制造技术如敏捷制造(Agile Manufacturing,
AM)、 精良生产(Lean Production, LP)、 虚拟制造(Virtual Manufacturing, VM)、 及时生产(Just in Time, JIT) 快速响应制造(Quick Response Manufacturing,
之一就是SPC.
三、面向过程的质量控制
传统的SPC，通过检验产品的最终质量参 数如零件/工件尺寸及表面精度，对检验结果进 行统计分析，进而判断是否符合产品设计和工 艺设计要求。这种质量控制实际上带有一定的 被动性。
新的观念是对整个生产过程的过程参数， 如设备运行参数、刀具参数及各种工艺参数等 进行监控，利用SPC对各参数进行统计分析， 判断过程是否正常或是否有不正常的发展趋势， 以预防质量问题的发生，从而从根本上消除质 量问题隐患。
而通过QFD与SPC的集成实现设计与制造过程质 量保证的集成方面的研究还较少。
三、QFD与其它管理技术的结合
许多文献对QFD在可靠性设计、系统工程
(System Engineering, SE) 、 价 值 工 程 (Value
通过DFX设计提高电子产品的质量与可靠性
・传 统 的设计流程
◆导入Ｄ ｘ 的设计流程 Ｆ后
性 、高效性和经济 性 ，ＤＭ 目标是 Ｆ的
在保证产 品质量与可靠性的前提 下缩 短产品开发周期、降低产品成本 、提
高加工效 率 。ＤＸ 电子产 品设计 中 Ｆ在 的 出现有其深刻的历史背景 ，这是 由
于 电子产品竞争越来越激烈 ，公司必 须保证产 品能够快速 、高质 量的进入
二 、电子产 品设计 中采用Ｄ Ｘ 设计看成为一个孤立的任务，利用现 Ｆ 的意义
Ｄ Ｘ 目的是提倡在产 品的前期 Ｆ的 设计中考虑包括可制造性 、可装配性 代 化设计 工具和 ＤＸ Ｆ 分析工具 设计具 有 良好工程 特性 的产 品。图ｌ 所示为 电子产 品传统 设计流程 与Ｄ ｘ Ｆ 设计流
品的概念设计和详细设计阶段就综合
三、业界领先公 司的Ｄ Ｘ Ｆ 设计
成 功实施Ｄ Ｘ Ｆ 的一个关键 因素就
过程和系统设计时不但要考虑产品的 考虑到制造过程 中的工艺要求、测试
Ｆ 设计 团队进行沟通 。 功能和性 能要求，而且要 同时考虑产 要求 、组装的合理性 ，同时还考虑 到 是 要尽早 与ＤＸ 品整个生命周期相关的工程 因素，只 有具备 良好工程特性的产 品才是既满 足客户需求，又具备 良好 的质量、可 靠性与性价 比产品，这样的产品才 能 在市场得 到认可 。Ｄ Ｍ Ｆ 中最重要 Ｆ 是Ｄ Ｘ 的部 分，ＩＭ ） 就是 要考虑制造 的可 能 Ｆ 维修要求、售后服务要求、可靠性要 在项 目正式启动前就要经常进行工程
可 靠性 （ Ｒ ｌａ ｉｉｙ 等 。ＤＸ 要 等相关 问题 。传 统的电子产品开发方 Ｒ ｅ ｉｂ ｌｔ） Ｆ主 包 括 ： 可 制 造 性 设 计 ＤＭ Ｄ ｓｇ 法通常是设 计一 生产制造一 销售 各 Ｆ ： ｅ ｉｎ
DFX意义讲解
SMT STEP BY STEP最优化设计（DFX）随着越来越多的公司引入可制造性设计（DFM）方法来提高利润和产量，最优化设计（DFX）的概念逐渐变得引人瞩目起来。
成功实施DFX，可以确保产品的生产和检测质量，保证高度的可制造性和可测试性，因而DFX可以说是电子组装中的一个关键性因素。
缺乏有竞争力的DFX文化和方法可能导致设计失败。
SMT行业正渐渐地、实实在在地接受DFX的概念。
要让公司的各部门，特别是分布在全球各地的公司各部门，普遍接受DFX理念，肯定是一件困难的任务。
不过网站是分享知识的优秀工具。
我们不妨来讨论一下DFX的理念，同时探讨如何建立和维护一个DFX网站。
表面贴装顾问委员会（SMC）在七八年前就提出了DFX概念，以鼓励可制造性（DFM）、可测试性和可靠性等的设计。
从那以后，SMC 不断推广DFX概念并鼓励应用DFX。
在1996年的表面贴装国际会议上，DFX是其中一个主要议题；同年SMC出版了一个包含6个DFX白皮书的文件（其副本可从IPC–连接电子工业协会获得）。
该文件名SMC-WP-004，包括以下论文：《成功的设计》，作者为Hiatt & Associates公司的Dale Hiatt；《装配设计》，作者是Tessera公司的Vern Solberg；《构造设计》，作者是德州仪器公司的Foster Gray；《测试设计》，作者是Teradyne公司的Paul Spitz；《可靠性设计》，作者是Engelmaier & Associates公司的Werner Engelmaier和乔治亚技术学院的Laura Turbini；以及IPC的Christopher Rhodes所写的《环境设计》。
DFX是一种方法论，它涉及产品的制造和设计的各种类别的方法。
它既可以说是一门科学，也可以被称为艺术。
成功的DFX团队应该把创造性思维与基础工程技术相结合，把激情和责任相结合。
DFX面向各种需求的设计
DFX面向各种需求的设计DFX，也称为Design for X，是一种设计原则和方法，旨在使产品或系统在满足各种需求时具有最佳性能和可靠性。
X可以是任何需求，例如可制造性（DFM）、可装配性（DFA）、可测试性（DFT）、可靠性（DFR）等等。
DFX设计方法适用于各个行业，包括电子、汽车、航空航天、医疗器械和制造业等。
DFX设计方法的目标是在设计阶段解决可能出现的问题，以确保产品在生产和使用过程中能够满足各种需求。
DFX的实施可以减少生产成本、提高产品质量、缩短开发时间，并增加市场竞争力。
下面是DFX面向各种需求的设计的一些常见原则和方法。
1.可制造性（DFM）：DFM是指在设计阶段考虑产品的制造过程。
DFM 设计方法的目标是设计出容易制造、装配和测试的产品。
通过选择适当的材料、加工工艺和生产设备，可以减少生产成本并提高生产效率。
2.可装配性（DFA）：DFA是指在设计阶段考虑产品的装配过程。
通过设计易于组装的零件和连接方式，可以减少组装时间、降低装配成本并提高产品质量。
DFA设计方法通常包括优化零件布局、设计易于接近的装配点和使用标准化零件等。
3.可测试性（DFT）：DFT是指在设计阶段考虑产品的测试需求和测试方法。
通过设计易于测试的电路板和组件，可以减少测试时间、提高测试覆盖率并降低测试成本。
DFT设计方法通常包括添加测试点、设计故障诊断功能和考虑测试设备可用性等。
4.可靠性（DFR）：DFR是指在设计阶段考虑产品的可靠性和可维护性。
通过选择可靠的材料和组件、设计可靠的电路和结构，可以提高产品的寿命、降低故障率和维护成本。
DFR设计方法通常包括进行可靠性分析、设计备份系统和考虑环境因素等。
除了上述几种需求，还有一些其他的DFX设计方法，如可设计性（DfD）、可回收性（DFRc）和可环保性（DfE）。
DfD是指在设计阶段考虑产品的后续设计需求，如升级和修改。
DFRc是指在设计阶段考虑产品的回收和再利用需求，以减少对环境的影响。
《面向X的设计DFX》课件
针对不同行业和领域的需求，DFX技 术将提供更加定制化的解决方案， 满足特定设计要求。
DFX在未来的应用场景
01
汽车制造
随着电动汽车和智能网联汽车 的发展，DFX将在电池管理、 车载电子、自动驾驶等方面发
挥重要作用。
02
航空航天
高性能计算和仿真技术的发展 ，使得DFX在航空发动机、先 进复合材料等领域的应用更加
通过提供清晰的用户界面、文档和指示，可以提高产品的易用性和用户满意度。
透明原则要求设计师注重与用户的沟通和反馈，了解用户需求和习惯，以便更好地 满足他们的期望。
反馈原则
反馈原则强调在产品设计中应 提供及时、准确和有用的反馈 信息，以便用户能够更好地理 解和使用产品。
反馈可以通过声音、视觉和触 觉等多种方式实现，例如语音 提示、指示灯和振动反馈等。
设计阶段
架构设计
根据需求规格说明书，设计系统的整体架构，包 括系统结构、模块划分、接口定义等。
详细设计
对各个模块进行详细设计，包括模块的功能、输 入输出、算法流程等。
接口设计
设计模块之间的通信接口，包括数据接口和功能 接口，确保模块之间的协调和交互。
测试阶段
单元测试
01
对每个模块进行单元测试，验证模块的功能和性能是否符合设
和稳定性。
成本问题
DFX技术的应用需要相应的软硬件投 入，成本较高，应通过优化技术方案
、降低成本等方式解决。
人才短缺
DFX技术涉及多个领域，需要跨学科 的复合型人才，应加强人才培养和引 进。
标准化与互操作性
不同DFX工具之间的标准化和互操作 性有待提高，应推动相关标准和规范 的制定与实施。
THANKS
“先进电子装联的DFX(可制造性,成本,可靠性)实施方法与案例解析”高级研修班
“先进电子装联的DFX（可制造性/成本/可靠性）实施方法与案例解析”高级研修班招生对象R&D研发设计人员、电子企业管理人员、电子企业NPI经理、中试/试产部经理、工艺/工程/制造部人员、NPI主管及工程师、COB NPI工程师、R&D(研发人员)、PM(项目管理)人员、DQA(设计质量保障工程师)、PE(制程工程师)、QE(质量工程师)、IE(工业工程师)、测试部人员、SQM(供货商质量管理人员)及SMT和COB相关人员等。
【主办单位】中国电子标准协会培训中心【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司培训时间：2014年6月20-21日 (深圳) 2014年7月04-05日 (苏州)培训费用：2800元/人课程内容－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－一、前言：电子产品制造的微小型化和利润的日益缩水,使电子制造企业正面临着较大的生存和发展压力。
对一个新产品来说，产品的成本和开发周期是决定这个设计成败的关键因素。
业界研究表明，产品设计开支虽一般只占产品总成本的约5%，但它却影响产品整个成本的70%。
为此，搞好产品的成本及质量控制，在新产品设计的初期，针对产品各个环节的实际情况和客观规律，须全面执行最优化设计DFX(制造性\成本\可靠性\装配性)方法。
企业在管理上，对设计工作务须规范；对相关技术管理人员的培训、辅导和约束，不可或缺。
为此，中国电子标准协会，邀请大型企业的电了产品组装设计和制程工艺方面的实践型资深顾问工程师，举办为期二天的“先进电子装联的DFX（制造性\成本\可靠性\装配性）实施方法及案例解析”高级研修班。
欢迎咨询报名参加！二、课程特点：本课程的重点内容，主要有以下几个方面：1.新型电子产品装联中的FPC、Rigid-FPC, 高密度组装多层互联板（HDI），以及LED Metal PCB,Ceramic PCB的拼板设计与板材利用率、生产效率、产品可靠性之间的平衡问题；2.Shielding Case或Shielding Flame，Fine Pitch Connector，倒装焊接器件QFN/BGA/WLP/CSP/POP的焊盘和布局设计技巧；3.Smart Phone及相关电子产品的DFM(制造性设计）、DFR（可靠性设计）、DFA(组装性设计）等先进电子制造的最优化设计；4.手机摄像头CIS（CMOS Image Sensor)COB和COF的DFM及组装工艺技术，是来自APPLE\Sumsung\Dell\HTC\BBK\小米等大型企业研发产品之DFX及DFM实战经验分享。
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汽车关键零部件稳健可靠性DFX设计
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如何提高汽车整车产品质量，特别是关键汽车零部件质量，除了做好品质控制和制造工艺过程优化外，还要做好关键汽车零部件可制造性稳健性设计问题和可靠性设计问题。
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界定问题
减速器产品性能与DFMEA分析
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提高减速器产品性能DACE优化设计
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W=g(x1,x2,……,xn)
C-=h(x1,x2,…..,xn)
R=J(X1,X2,….,Xn)
确定最佳设计参数。
验证新设计是否满足DFX设计项目要求
通过MC模拟仿真将质量Zst=6成本在合理区间可靠性控制在5-10年,新设计DFX可以满足汽车关键零部件产品性能要求。