Czym jest projektowanie pod wytwarzanie?

Podczas projektowania podzespołów elektronicznych, zazwyczaj bezwiednie, przez projektantów stawiane są wyższe wymagania niż jest to konieczne w ostatecznym rozrachunku dla dobrego działania produktu. Powoduje to, iż mimo konkurencyjnych ofert dostawców lub własnych możliwości technicznych, końcowa cena produktu prawie zawsze nie jest tak niska, jak mogłaby być w najlepszej opcji.

Lepsze bywa wrogiem dobrego w kontekście rachunku ekonomicznego. Aby uniknąć sytuacji, w której oferowane wyroby posiadają specyfikację nieadekwatnie wyższą w stosunku do docelowo pełnionej funkcji, warto wdrożyć projektowanie pod wytwarzanie.

Projektowanie pod wytwarzanie (DFM)

Czym jest projektowanie dla produkcji? Ang. Design for Manufacturing lub Design for Manufacturability (DFM) to projektowanie, a w zasadzie optymalizacja projektu pojedynczej części, komponentu lub całego wyrobu tak, aby w efekcie jego wytworzenie było tańsze i łatwiejsze. Projektowanie pod wytwarzanie polega na racjonalnym projektowaniu lub inżynierii obiektu. Analiza DFM (oraz wdrażanie odpowiednich korekt projektu) odbywa się zazwyczaj na etapie projektowania produktu - jest to łatwiejsze i tańsze rozwiązanie, w stosunku do przeprowadzania zmian inżynieryjnych już w trakcie produkcji. Ponadto pozwala to na wczesną identyfikację i zapobieganie błędom lub niezgodnościom.
 

DFM - im wcześniej, tym lepiej

Analiza DFM powinna pojawić się na wczesnym etapie rozwoju wyrobu - kiedy jest on projektowany, a nie w momencie przezbrojenia linii produkcyjnej pod specyfikację produktu lub w czasie trwania procesu montażu. Projektowanie pod wytwarzanie, dokładny jego proces, będzie zależał od specyfiki produktu, a więc od tego, jaki produkt jest projektowany (a w dalszej perspektywie będzie produkowany). 

Projektowanie pod wytwarzanie, jego zasady, skupiają się na optymalizacji listy materiałów oraz komponentów - obiektów do efektywnego montażu - ich standaryzacji, efektywnej redukcji liczby użytych części, a także minimalizacji ilości operacji produkcyjnych wykonywanych na częściach podczas ich montażu. Podstawy skutecznego DFM obejmują również prostotę projektu, która wpływa na mniejszą komplikację lub liczbę wymaganych części oraz skrócenie czasu konfiguracji maszyn.
 

Projektowanie pod wytwarzanie - korzyści projektowania

Produkty wykonane przy użyciu DFM charakteryzują się:

• skróceniem procesu rozwoju produktów;
• możliwością wychwycenia i usuwania błędów lub usterek na wczesnych etapach cyklu życia produktu;
• wyższą jakością produktu - projekt może być udoskonalany i poprawiany na każdym etapie;
• przyspieszeniem produkcji;
• niższym poziomem kosztów produkcji - min. dzięki temu, że części mogą być łączone w celu zredukowania ich ilości oraz zmniejszeniu liczby etapów montażu;
• szybszym czasem wprowadzenia gotowych produktów na rynek.

Czytaj więcej na temat korzyści projektowania pod wytwarzanie. 

Czy analiza DFM długo trwa?

Czas trwania każdego procesu DFM zależy od konkretnego produktu - ilości części, procesu produkcyjnego oraz złożoności wymaganych operacji. Jednak przeciętnie analiza DFM oraz opracowanie niezbędnych zmian w projekcie na jej podstawie, trwa około dwóch tygodni. W przypadku bardziej wymagających projektów, gdy projektowanie pod wytwarzanie wymaga dokonania głębszej analizy, czas podejmowanych prac może wzrosnąć do trzech, a nawet czterech tygodni.
 

Projektowanie dla produkcji

Gdy “czyste” projektowanie pod wytwarzanie to za mało, warto sięgnąć po bardziej holistyczną metodologię inżynierską, której celem jest optymalizacja czasu wprowadzenia produktu na rynek i ograniczenie kosztów produkcji (zarówno w kontekście materiałów jak i kwestii związanych bezpośrednio z montażem). Analiza DFMA (ang. Design for Manufacturing and Assembly) pozwala na szeroko aspektowe polepszenie technologiczności wyrobu dla projektowania i doskonalenia jakości.

DFMA jest wynikiem połączenia we wspólny ciąg dwóch odrębnych praktyk, jakimi są DFM i projektowania dla montażu (ang. Design for Assembly; DFA). Projektowanie pod wytwarzanie koncentruje się na projekcie poszczególnych komponentów, dzięki czemu jest w stanie również obniżyć koszty produkcji samych części, podczas gdy DFA skupia się na łatwości całego procesu montażu przedmiotu i koncentruje się na obniżeniu kosztów tego procesu (np. poprzez zmniejszenie liczby łączeń). DFA ma swoje początki w montażu podzespołów w sektorze automotive, aktualnie zaś zostało zaadaptowane do każdej możliwej innej branży, gdzie występuje łączenie lub montaż. Ma zastosowanie także do projektowania niskoseryjnej produkcji lub prototypów.
 

Czy stosowanie takich praktyk jak DFM jest ważne?

Choć na pierwszy rzut oka DFM może wydawać się nieco wydumanym sposobem działania, nie jest to metodologia, którą można określić jako “uprawianie sztuki dla sztuki”. Projektowanie pod wytwarzanie ma duże znaczenie dla poprawy wydajności, szybkości i intensyfikacji tempa produkcji. Uważa się, że źródłem generującym nawet do 70% kosztów produkcji wyrobu są decyzje projektowe podejmowane na wczesnych etapach prac nad wyrobem, takie jak użyte materiały lub metoda produkcji. Wykonana na początku analiza DFM ma zatem duże znaczenie dla potencjalnej redukcji kosztów. Projektowanie pod wytwarzanie może także umożliwić identyfikację, kwantyfikację i eliminację marnotrawstwa lub nieefektywności różnych punktów procesu wytwarzania i produkcji.