6 bước chính của một thiết kế thành công cho chương trình sản xuất

Nhiều ngành và trên thực tế, các công ty có những định nghĩa riêng về thiết kế dành cho sản xuất (DFM), bao gồm cách áp dụng nó và những lợi ích mà nó mang lại cho chính họ, khách hàng và người dùng cuối. Để rõ ràng, chúng tôi muốn đề xuất một phương pháp mà chúng tôi đã sử dụng thành công với hàng nghìn khách hàng trong nhiều năm. Với một số sửa đổi nhỏ, chúng tôi tin rằng phương pháp này có thể hoạt động đối với bất kỳ ngành công nghiệp sản xuất bất kỳ loại thành phẩm nào.

Mục đích của DFM

Về cốt lõi, DFM phục vụ ba mục đích chính:

Xác định các bước xử lý chính xác cần thiết để tạo ra một bộ phận hoàn thiện;
Tối ưu hóa quá trình thiết kế và sản xuất bộ phận để đạt được tính kinh tế và chất lượng tối đa với mức lãng phí tối thiểu;
Đảm bảo nguyên liệu thô phù hợp với mục đích thiết kế và quy trình sản xuất.
Giảm số lượng các bước xử lý;
Giảm bớt các tính năng thiết kế không cần thiết hoặc dư thừa;
Tạo thiết kế mô-đun hoặc đa mục đích;
Giảm số lượng đầu nối hoặc phụ kiện;
Sử dụng các thành phần bán sẵn;
Sử dụng nguyên liệu thô tiêu chuẩn hoặc tái chế;
Tái sử dụng hoặc sửa đổi đồ đạc hiện có;
Đơn giản hóa việc lắp ráp/tháo gỡ;
Nới lỏng dung sai;
Giảm số lượng thứ nguyên từ quan trọng đến chất lượng (CTQ).
Sức mạnh, độ bền và khả năng chống ăn mòn;
Ngoại hình thẩm mỹ;
Giá bán;
Độ chính xác và độ chính xác;
Tác động môi trường;
Trọng lượng;
Thời gian sản suất.
Các nhà sản xuất thường có những hiểu biết sâu sắc về cách đạt được những mục tiêu này mà nhiều nhà phát triển sản phẩm không biết, đó là lý do tại sao một mức độ linh hoạt nhất định trong thiết kế là rất quan trọng đối với sự thành công của một dự án.

Ai chịu trách nhiệm cho việc xem xét DFM?

Phân tích DFM toàn diện phải được thực hiện với sự hợp tác giữa nhà sản xuất và nhà phát triển sản phẩm. Điều này đòi hỏi các câu hỏi và giao tiếp qua lại để thiết lập ý định thiết kế.

Chúng tôi định nghĩa nhà sản xuất là bất kỳ ai trực tiếp tham gia vào quá trình biến đổi nguyên liệu thô thành sản phẩm hoàn chỉnh. Danh sách này có thể bao gồm kỹ sư dụng cụ, người vận hành máy, nhân viên QC, chuyên gia sơn... Mỗi người có một lĩnh vực chuyên môn, được xem xét chung, mang lại sự hiểu biết đầy đủ về dự án và cách tối ưu hóa dự án.

Khi nào nên thực hiện DFM?

Phân tích DFM nên được thực hiện sớm nhất có thể trong giai đoạn thiết kế sản phẩm và rất lâu trước khi thực hiện bất kỳ cam kết nào đối với dụng cụ hoặc nguyên liệu thô.

Tầm quan trọng của điều này không thể được phóng đại. Chúng tôi vẫn không khỏi ngỡ ngàng khi nhận được một bộ bản vẽ thiết kế hoàn chỉnh được khách hàng “đặt như đá”. Thiết kế đã được kiểm tra và phê duyệt bởi bất kỳ người nào trong cơ cấu chỉ huy của một tập đoàn lớn, nhưng chúng tôi phát hiện ra phần đó không thể thực hiện được hoặc không đúng như thiết kế.

Chúng tôi biết từ kinh nghiệm rằng việc thay đổi một thiết kế trong quá trình phát triển càng muộn càng trở nên khó khăn và tốn kém hơn nhiều. Do đó, tiết kiệm chi phí lớn nhất đến từ việc hoàn thiện thiết kế trước và điều đó nên được thực hiện với sự cộng tác của nhà sản xuất.

DFM hỗ trợ tiết kiệm chi phí như thế nào?

Ngoài việc loại bỏ các lỗi thiết kế, đánh giá DFM cũng có thể tiết lộ khả năng tiết kiệm chi phí bằng cách:

Thực hiện DFM về cơ bản gồm có 6 bước chính.

1. Làm rõ ý định thiết kế

Nhà thiết kế sản phẩm nên biết những ưu tiên là gì và những điều này phải được thông báo rõ ràng cho mọi bên liên quan. Chúng có thể bao gồm:

Danh sách này không phải là đầy đủ. Chỉ khi hiểu rõ ý định của nhà thiết kế, nhà sản xuất mới có thể đưa ra những hiểu biết sâu sắc hoặc đưa ra các phương pháp thay thế có thể giúp đáp ứng mục tiêu của khách hàng một cách hiệu quả nhất.

2. Quản lý kỳ vọng

Mọi nhà sản xuất đều quen thuộc với mối quan hệ không dễ dàng giữa giá cả, chất lượng và tốc độ. Chỉ có thể đạt được hai trong ba điều này tại bất kỳ thời điểm nào. Do đó, một khi các ưu tiên thiết kế được thiết lập rõ ràng, sự thỏa hiệp cần thiết này phải được giải thích cho khách hàng để họ hiểu thực tế về những gì mong đợi trong quá trình phát triển sản phẩm của họ.

3. Thiết kế cho quy trình

Một thiết kế nên được tạo ra với phương pháp sản xuất - không bị buộc phải phù hợp với một quy trình mà nó không phù hợp.

Điều này có vẻ hiển nhiên, nhưng bạn sẽ ngạc nhiên bởi số lần chúng tôi nhìn thấy các bản vẽ thiết kế ban đầu được thiết kế để gia công bằng máy CNC, chỉ sau này khi được hỏi: “Ồ, bạn không thể chỉ ép khuôn nó thay thế được không?” Không, mọi quy trình đều áp đặt kỷ luật riêng của nó đối với thiết kế, chứ không phải ngược lại.

4. Thiết kế cho vật liệu

Những người làm khuôn nhận thức rõ rằng có hàng ngàn hợp chất nhựa độc đáo có sẵn trên thị trường, và ngay cả những giống “chung chung” có thể khác nhau một cách tinh vi từ nhà cung cấp nhựa này sang nhà cung cấp nhựa khác. Những thay đổi trong hóa học vật liệu ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ đúc, chiến lược làm mát, áp suất đóng gói và nhiều thứ khác. Điều này phải được tính đến khi bắt đầu một dự án.

5. Xác nhận kích thước và dung sai

Theo kinh nghiệm của chúng tôi, một lỗi phổ biến nhất trong thiết kế xuất phát từ việc làm cho kích thước không thực tế và chặt chẽ không cần thiết.

Đánh giá DFM toàn diện sẽ xem xét cẩn thận tất cả các khía cạnh và sẽ đặt câu hỏi về bất kỳ khía cạnh nào có vẻ quá chặt chẽ. Điều này là do dung sai chặt chẽ khó chế tạo hơn nhiều, đòi hỏi nhiều thời gian hơn, đắt hơn và thường không mang lại sản phẩm cuối cùng tốt hơn. Và như chúng ta đã biết, tỷ lệ co ngót của hạt nhựa có thể rất khác nhau, do đó làm cho dung sai chặt chẽ nhất quán và lặp lại thậm chí còn trở nên khó khăn hơn.

6. Giải quyết xung đột thiết kế

Xung đột là xung đột trong đó một tính năng mong muốn không thể được thực hiện thông qua quá trình sản xuất hoặc không mà không ảnh hưởng đến một số khía cạnh khác của thiết kế hoặc khuôn ép. Tất nhiên, có thể thực hiện các thay đổi nhỏ đối với một công cụ trong quá trình thử nghiệm, nhưng những thay đổi lớn về thiết kế có thể yêu cầu các chiến lược gia công hoàn toàn khác - một lý do khác tại sao tốt nhất là giải quyết xung đột thiết kế trước khi bắt đầu cắt kim loại.

Hợp tác để thành công

Trên đây là tổng quan về những lưu ý chính ảnh hưởng đến thiết kế để xem xét sản xuất. Một số điểm này cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác, chẳng hạn như khối lượng sản xuất dự kiến hoặc nhu cầu tính toán các lô hàng xuất xưởng.

Trong mọi trường hợp, đây là lý do tại sao chúng tôi khuyên bạn nên hình thành mối quan hệ đối tác tốt với nhà cung cấp sản xuất của mình và tham khảo ý kiến của họ càng sớm càng tốt trong giai đoạn phát triển. Đây là cách tốt nhất để đảm bảo thành công./.

Thông tin về các Tác giả

Gordon Styles là người sáng lập và chủ tịch củaStar Rapid . Tận dụng nền tảng kỹ thuật của mình, Styles thành lập Star Rapid vào năm 2005 và dưới sự lãnh đạo của ông, công ty đã mở rộng lên 250 nhân viên. Với đội ngũ kỹ sư và kỹ thuật viên quốc tế, Star Rapid kết hợp công nghệ tiên tiến - chẳng hạn như gia công CNC nhiều trục - với kỹ thuật sản xuất truyền thống và tiêu chuẩn chất lượng cao. Trước Star Rapid, Styles sở hữu và quản lý công ty tạo mẫu nhanh và công cụ nhanh lớn nhất Vương quốc Anh, STYLES RPD, được bán cho ARRK Châu Âu vào năm 2000

(Theo Hiệp hội nhựa Việt Nam)