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主题:DFX(Design for X)面向产品生命周期设计

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什么是面向产品生命周期设计
  面向产品生命周期设计(DFX)是并行工程中最重要的核心技术,全名为Design For X。X是指产品生命周期或其中某一环节,如装配、加工、使用、维修、回收、报废等,同时包括产品竞争力因素:时间、成本、质量等。其中最受重视的是DFM和DFA。
 
面向产品生命周期设计的分类:
按照面向对象的不同,可以把DFX设计技术分为以下6类。

  1.面向制造的设计
  首先要提到的是,这里说的的制造的概念是指组成产品的单一零件的铸造、切削、焊接、锻造、冲压等热冷变形的加工过程。通过面向制造的设计可以减少该类加工的成本与时间,提高加工零件的质量。面向制造的设计原则是:①简化零件的形状;②选用便于加工的材料;③由于切削加工成本高,尽可能避免切削加工;④尽可能设置较大的公差,减少不必要的精度要求;⑤采用外购件与标准件等等。例如,模具DFM是指在模具设计的早期阶段,充分利用模具制造的资源信息,充分考虑产品制造过程中的制造相关性和制造约束,如结构工艺约束、装配工艺约束、设备资源约束等,通过模具的可制造性评价来提高模具设计的一次成功率。
 
 
 2.面向检验的设计
      面向检验的设计主要考虑过程、产品、人的因素从而提高产品检验的方便性。加工及维修的主要工作是产品检验。加工中的产品检验可以快速准确的对加工过程进行反馈;维修中的产品检验是可以快速、准确地确定产品的结构以及功能的缺陷并及时维修从而保证产品使用的安全。产品检验的方便性取决于色彩、零件内部可视性以及结构等等诸多因素。
 
  3.面向装配的设计
  面向装配的设计的目的在于提高装配的方便性以减少装配时间和成本。面向装配的设计原则有:尽量减少零件数目;采用标准紧固件及其他标准零件;零件的方位保持不变;尽量减少调整的需要等。
 
  4.面向维修的设计
  现代企业非常重视的环节之一就是售后服务。产品的售后服务其实主要是指产品维修,而产品维修主要涉及的是产品拆卸和重装等工作。所以,产品故障确定的容易程度、产品的可靠性、产品的可拆卸性和可重装性是产品维修性主要考虑的因素。对于考虑零部件的可靠性,一方面是要尽量使容易发生故障的零部件处于容易拆卸和重装的状态;另一方面是要可能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和成本的减少。改进产品可维修性的主要原则有:提高产品可靠性;模块化设计;零件的拆卸尽可能不需要移动其他零件;尽可能减少使用的维修工具种类;采用标准件等。
 
  5.面向回收的设计
  目前,产品回收是企业的重要责任。面向产品回收的设计重点集中在产品的可拆卸性的提高。零件数、产品结构、拆卸工具、拆卸动作种类种类等因素决定着产品的可拆卸性。比如1987年日本富士胶卷公司生产的一次性相机就是面向回收的设计的代表产品。
 
  6.面向环境的设计
  面向环境的设计重点研究产品开发全过程中的环境因素,旨在尽可能减少产品生命周期的每个阶段产品对环境产生的不良影响,如资源衰竭、污染、失调等等。应用面向环境的设计的方法开发出来的产品不仅对环境产生的不良影响少,而且消耗少、成本低、容易被社会接受。针对产品生命周期工程而提出产品在不同生命阶段的绿色需求,其相关的内容可以经过系统开发过程从而成为支持绿色设计的工具,这些工具和已有的CAD/CAM等设计工具集成,从而可实现产品开发过程中经济、技术和环境的综合协调与最优化。材料、加工处理、形状、功能、尺寸、配合及安装等是产品开发中对环境产生很大影响的因素。降低对环境不良影响的设计原则有:设计能重复使用、减少零件数;降低使用材料的种类、尽可能少用金属强化塑料、玻璃等复合材料。
 
面向产品生命周期设计的步骤:
  DFX的主要步骤包括:
  1.产品分析(Product analysis)。DFX方法首先需要收集和明确目标产品的相关信息。信息来源可以是图纸(装配图和零件图)、操作手册等。分析结果包括零件总数、同类零件的统计、不同类零件的统计、材料等等。
  2.过程分析(Process analysis)。DFX方法的第二步需要收集、整理相关过程的相关数据和资源数据,可以采用工序过程图和流程图分析产品与过程的关系。分析结果包括活动(工序)总次数、同类活动次数等等。
  3.性能测定(Measuring performance)。DFX方法的第三步是在获取产品和过程信息之后,根据相关的性能指标测定信息间的相互关系。
  4.标准制定与问题发现(Highlighting by benchrnarking)。DFX方法的第四步是先确定性能评判标准,然后根据这些标准,判定设计的优劣。主要是发现设计的不足之处或可以改进之处。
  5.问题诊断(Diagnosing for improvement)。DFX方法的第五步是探究设计问题产生的原因,以便提出产品设计改进依据。
  6.改进方案(Advising on change)。DFX方法的第六步将通过对产品和过程进行删除、集成、组合、简化、标准化、替代、修改等方法来提出产品设计改进方案。
  7.改进方案的排序。DFX方法的最后一步是要对多个产品设计改进方案进行排序,以便确定需重点考虑采用的方案,从而保证产品设计改进的效果。


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