◎ 內容更新
▲ 2023/12/23
內容目錄
1. DFM如何改善產品開發過程
DFM(Design for manufacturing)可製造性設計這個觀念簡單地解釋,便是從產品開發設計的最初階段起,我們就需要深度考慮其可製造性。這種思考方式要求我們在設計與製造之間建立緊密的聯繫,讓設計與製造進程如同兩個密不可分的齒輪,彼此緊密配合,共同達成從設計到製造一次就能成功的目標。
DFM的範疇不僅涵蓋了模具開發,還包括從零件製造、包裝、測試到最終的大規模生產等產品項目開發各個環節。之前,我在撰寫這一篇的文章時,過於聚焦於模具開發的部分,而忽略了DFM在整個產品開發過程中的廣泛應用。我的工作經驗也許在某種程度上影響了我對DFM全貌的理解。
事實上,產品開發中的DFM遠比我之前所描述的要廣泛。它不僅是模具開發的考量,而是涵蓋了整個產品開發過程的全面評估。當你看到國外的文章討論DFM時,基本都是討論到產品的整體開發,通常會涉及到整個項目的多個方面,而不是僅僅集中在某一個單一環節,相關文章可參考[☆ 其他參考資料及文章]裡面的內容。
DFM是一種重要的策略,可以在整個產品開發過程中帶來顯著的好處。它不僅提高了效率和質量,讓產品生命週期的早期就進行必要的調整,達到”一次成功”的目標(圖A)。以下內容是有關於產品開發的DFM內容,我將以前公司以及現在公司(2023年)工作上的一些做法彙整到這文章裡面。

2. 實施DFM的好處
DFM設計可以為企業帶來許多好處。以下是一些主要的優勢:
(2-1) 降低成本
DFM設計可以減少在產品開發的早期階段設計的錯誤和不必要的成本。通過考慮製造和組裝的限制,可以設計出更簡單,更有效的產品,從而減少生產成本。
(2-2) 提升質量
通過在設計階段就考慮到製造和組裝的限制,可以避免製造過程中的錯誤和缺陷。這可以提高產品品質並減少生產線上的浪費。
(2-3) 提高生產效率
通過DFM,設計師能夠提前識別並解決可能的製造問題,從而減少返工和延遲,提高生產效率。
(2-4) 加快市場投放時間
DFM設計可以縮短產品的設計和製造時間。通過在產品設計的早期階段考慮到製造和組裝的限制,可以減少後期的更改和調整,從而縮短產品的上市時間。

3. DFM設計和DFA設計
可製造性設計(DFM)和可組裝性設計(DFA)雖然擁有許多相似之處,但它們的重點和目標略有不同。DFA設計著眼於產品的組裝階段,致力於簡化組裝過程。它通過考慮到組件的易操作性——如易於抓握、移動、定位和插入——來減少組裝時間和成本。透過減少組裝時所需的部件數量,DFA設計不僅優化了組裝流程,同時也降低了組件的總成本。
相比之下,DFM設計則更集中於製造過程的限制和要求,其目的是創造出既易於製造又易於組裝的產品。DFM強調在設計階段就考量製造的可行性和成本效益,確保產品設計能夠順利轉化為高效的製造流程。
總結來說,DFA和DFM雖然方法不同,但共同目標是實現更高效、成本效益更佳的產品設計和製造過程。因此,在產品設計的早期階段考慮到這兩個方面的因素是非常重要的。所以大部分的產品/機構工程師都必須具備這兩項能力(圖1)。

4. DFM設計的關鍵考慮因素
在進行DFM設計時,需要考慮以下關鍵因素:
(4-1) 材料選擇
材料的選擇對產品的製造成本和性能有著顯著的影響。選擇適合的材料不僅要考慮其物理和化學特性,還要考慮到供應鏈的可用性和成本效益。
(4-2) 簡化設計
選擇適當的製造過程可以使產品更容易製造和組裝。DFM設計需要考慮製造過程的限制和要求,從而降低成本和提高製造效率。
(4-3) 標準化組件
使用標準化的組件可以減少製造和庫存管理的成本。標準化還有助於提高產品的一致性和質量。
(4-4) 製造過程的適用性
DFM要求設計師在設計階段就考慮到製造過程的限制。這包括機械加工、射出成型、組裝等方面的可行性。
(4-5) 成本效益
DFM的目標之一是在不犧牲產品性能和質量的前提下,最大限度地降低生產成本。這需要設計師平衡材料成本、製造成本和勞動成本。
(4-6) 可持續性和環保
現代製造業越來越注重可持續性和環保。DFM應考慮使用可回收或生物可降解材料(圖C),並尋求降低整個生產過程的環境影響。

5. 實施DFM的常見挑戰及其解決方法
儘管DFM設計可以為企業帶來許多好處,但實施DFM也可能面臨一些挑戰。以下是一些常見的挑戰及其解決方法:
(5-1) 設計困難
DFM設計需要設計師具備深入的製造和組裝知識。設計師可能會面臨設計上的挑戰,因為他們需要平衡產品功能和製造的限制。
解決方法:提供培訓和支援,説明設計師瞭解製造和組裝的限制和要求。
(5-2) 與供應商的合作
DFM設計需要與供應商密切合作,以確保產品可以易於製造和組裝。然而,與供應商的溝通可能會面臨挑戰。
解決方法:與供應商密切合作建立更緊密的合作關係,請廠商提供培訓和支持,以確保產品的製造和組裝滿足設計要求。
(5-3) 技術限制
DFM設計可能會受到技術限制的影響,因為某些製造過程可能無法滿足設計要求。
解決方法:尋找新的製造技術或尋求與供應商的合作,以找到可以滿足設計要求的最佳解決方案。
6. DFM報告不是形勢上的紙本作業
每當我看到有人說DFM報告只是形勢上紙本作業或是沒有甚麼意義時,我就知道這些人待的工作環境基本上就是公司(或工廠)本身內部工程體系沒有完整的公司,也沒有接觸什麼國際大廠,沒有被這些大廠噹過以及洗禮過(圖2) (圖3)。這些大廠請了一堆工程師,如模具工程師、SQE等工程團隊在review你的報告,然後不斷的提出質疑以及問題,你會發現跟這些大廠合作,你會有做不完的報告以及資料,尤其是出了問題,那些檢討功課更是做不完(圖4)。所以跟這些人爭辯是完全沒有意義的,因為他被他的工作環境以及思維給侷限住,爭辯都是浪費自己的時間。



7. 模具開發的DFM檢討
以下內容是有關於模具開發的DFM檢討的文章內容,有興趣的人可參考了解。
● 【DFM案例報告及檢討具備能力】(按圖超連結)

● 【DFM評估報告之軟體的應用】(按圖超連結)

● 【DFM評估報告之產品結構分析】(按圖超連結)

● 【DFM評估報告之產品表面處理工藝】(按圖超連結)

● 【DFM評估報告之模具結構分析】(按圖超連結)

● 【DFM評估報告之模流分析】(按圖超連結)

● 【DFM討論集】(按圖超連結)

☆ 其他參考資料及文章
● Design for Manufacturing (DFM): A Complete Guide (按圖超連結)

● Design for Manufacturing (按圖超連結)

☆ 案例及資料下載
● 壓縮檔裡的檔案內容====>檔案更新中