面向制造的设计：从一开始就保持精益化

制造商不断设法以更快的速度和更低的成本设计出更好的产品。消费者如今的选择比以往更多，而且，在当今的全球经济环境下，成本始终是消费者购买新产品时首要考虑的因素。制造商要降低产品开发周期的成本，最快捷和最有效的方法之一就是降低制造成本。精益化制造的做法从设计流程的最早期阶段开始。在集体讨论会议上，概念设计师可以构想出令人惊叹的创新产品，它们的渲染效果图色彩鲜艳并如照片般逼真，非常好看。但是，事实上可能要花费多得惊人的时间和/或费用才能制造出这些令人兴奋的新产品，或者，公司可能根本没有资源（设备或技术）来制造这些产品。此概念通常称为面向制造的设计 (DFM)，它并不是新出现的概念。

不过，随着制造成本增高和竞争加剧，越来越多的制造商正更认真地考虑此概念。DFM 涉及到同时考虑设计目标和制造上的约束条件，以便在设计零件时就确定制造上的问题，从而缩短产品开发周期，同时改善产品质量。通过在开发过程开始时就采取系统性的方法来简化设计方案的装配和制造流程，能帮助制造商降低人工成本、减少零件数、缩短装配时间、减少产品开发周期时间和降低总体开发成本。所有这些好处使产品变得更有竞争力，并给制造过程带来新的效率。

开始时要考虑的因素

设计新产品时要考虑许多因素，但在产品开发的结束阶段，必须能够制造出工程师不知疲倦地设计的元件和组件。产品本身越复杂，其制造过程也越复杂。通常，在将设计方案送到车间生产时，这些复杂性会导致各种意外的问题和瓶颈。组件的每个元件都可能出现缺陷，从而导致难以装配为组件。随着零件数的增加，制造和装配该产品的总成本也在增加。公差累积（即零件的两个特征之间的尺寸变化）的影响变得更大，而且可能需要另外进行设计和制造才能正确生产出组件。所有这一切增加了产品的最终成本。要降低这些成本，制造商应设法减少产品组件中的元件数。在简化了产品结构和必需的操作后，制造和装配步骤也随之减少，从而缩短了制造产品的时间。为了确定能否取消元件、合并元件或能否以更简单的方法执行功能，设计师、工程师和制造人员之间必须开展协作。另一种可减少制造成本和工作量的简化方法是使用“现成”的标准元件或 OEM 元件。此方法还能让制造商减少库存数量，以及将处理和装配操作标准化，从而进一步降低过程成本。使用标准元件还降低了非循环工程 (NRE) 成本，减少了制造用工具的库存量，并可以提高产品质量。要创建易于制造和装配的设计方案，制造商应选择与设计意图、材料和产量相符的工艺。它们还应选择相应的材料，以便符合生产工艺，并在满足功能要求的情况下尽可能缩短加工时间。工程师还必须密切注意，以消除那些需要额外的加工和/或更复杂的模具的多余零件功能。

注重“精益化”的设计诀窍

降低材料成本。工程师应设计和创建使用通用的零件和原料的组件。他们还应始终设法减少零件数和简化设计方案。

降低人工成本。再次指出，简化设计方案和减少组件的零件数是轻松降低人工成本的方法。他们还应设法使产品公差与加工能力相符，以及将流程标准化。

尽能降低非循环设计成本。帮助降低此类成本的方法包括，使用标准的元件和方法，例如实验设计、价值工程和 6 西格玛。