DFMA和DFSS是什么?两者如何是结合?

DFMA和DFSS是什么?两者如何是结合?

DFX、DFM和DFMA这样以“DF”开头的词儿同时存在,的确让人困惑,经常有小伙伴说:“我需要的是DFM不是DFA~”,来来来,看看下面的图你就马上明白啦~

DFA:面向产品组装,通过零件合并,减少零件种类和数量,降低组装复杂度,简化装配,减少物料,减少用人。

DFM:面向“零件加工”,通过工艺特征设计,降低零件加工难度,降低零件制造成本。

DFMA:同时面向产品组装和零件加工。

DFX努力打造的人设是:“大而全”,面向产品生命全周期环节,,除了DFA、DFM,还包括售后服务(SERVICE))、循环利用(REUSE)、采购(PROCUREMENT)、可持续性(SUSTAINABILITY)等等。

这三个词儿联系紧密,都强调设计过程中提前考虑产品容易制造,只是三者的范围不同:DFX>DFMA>DFM,但是三者是有机整体不能割裂,因为产品设计必须综合权衡,不可能只关注其中某个环节。

以DFMA来说,必须整体考虑“整机好装配+零件好加工”,不可能为了组装环节的方便,把零件设计得非常难以加工;反之,也不能把零件设计成最简单的形状,导致零件种类繁多,需要更多紧固件来装配。

为什么有时三者混为一谈?有的时候却要划清界限,非要强调“需要DFM不要DFA”呢?

原因主要是没有形成统一标准。

例如:汽车行业标准IATF中用的是“DFMA”(IATF16949:2016 3.1.11),但在实际工作中,供应商提交给客户的文件却是“DFM报告”,而笔者从未见有单独的DFA报告。

在家电、智能硬件和医疗器械行业,体系文件里既有“DFX”也有“DFMA”,而实际工作中,和汽车行业一样也是“DFM报告”。

结论:建议逐步统一到DFX。

基于行业经验和数据分析,系统地权衡产品全生命周期中各环节的影响(定量+定性),辅助设计决策,确定最优设计方案。如下图:

另外,DFX还在不断发展。因为“DF?”本身含义“Design for ?/面向?的设计”,具有极大的扩展性,产品的创新与设计又是一个环节众多的复杂过程,哪个环节都可以喊一嗓子:“俺是某某,设计过程中不能没有俺!”

比如,DFR(可靠性设计),本是别人家的孩子,本身体系完整,专注于复杂产品的可靠性建模-预测-加速测试-优化等,包含了部分DFT(面向测试的产品设计)。和DFX的融合,是DFX单方面主动。

需要注意的是,DFM,DFMA和DFX面向二大专业领域:

一是机械系统的设计,二是PCBA(印刷电路板总成)的设计。

PCBA的DFM聚焦SMT工艺,如:焊盘的布局,尺寸,IC排列等。

由于标准化程度高,已经形成了PCBA的专业标准:IPC2231,DFX Guideline。但在机械领域,非标定制程度太高,并无标准化组织。

二者的联系:PCBA的外形轮廓、固定用的孔位、电子元器件的高度限制以及拼版方案、需要和产品结构(机械)的设计方案交互。

最后……再唠叨几个相似面孔

以“DF”开头且和设计有关的词儿还有好几个,如 DFSS、DFMEA等,简单说明一下他们和DFX家族的关系,:

1. DFMEA(迪飞马~Design Failure Mode and Effects Analysis),用于分析设计中的潜在失效风险的,其中也包含“制造可行性不足的潜在风险”,再加上名字和“DFMA”太过相似,非常容易混淆。

2. DFSS(六西格玛设计),早就自立门户的,更为强大的集成工具,包含了:“KANO\QFD\TRIZ\DOE\FMEA”。里面也有“FMEA”这个人见人爱的宝。

3. “DFF面向功能的设计”这个宝,面向的是产品创新阶段,由客户需求(VOC)产生“功能设定”的这个过程,工具是KANO-QFD-TRIZ。本来是属于DFSS(六西格玛设计)大家族的。但是随着DT(design-thinking)、AD(公理化设计)和DSM(设计结构矩阵)等新方法的加持,逐渐也有了自立门户的倾向。而且DFF和DFX的关系非常密切:必须在确保产品的功能性的前提下,考虑可制造性等。

4. 如果把F(功能)、R(可靠性)、潜在失效风险(FMEA)也加进来,DFX就和另一个词D4X(Design for Excellence——卓越设计)类似了。他们的关系:D4X=DFX+DFF+DFR+...

从时间维度来看,DFMA的出现在先(1990年代由二位美国学者DR.BOTHROYD及DR.HURST系统性地提出),而DFX出现在后。DFR\DFMEA\DFSS这些是独立发展的,和DFMA是同事无血缘关系。

标签:DFMA,DFSS,两者,采购降本