Проектирование для производства (DFM): полное руководство | LS Manufacturing

Методология DFM компании LS Manufacturing учитывает производственные аспекты с самого начала проекта, обеспечивая раннее взаимодействие между конструкторскими и производственными группами. Этот подход оптимизирует конструкции для эффективного и экономичного производства, снижая риски массового производства и повышая конкурентоспособность продукции с самого начала. Чтобы сэкономить ваше время, предлагаем краткий обзор основных выводов.

Краткая справочная таблица по проектированию для производства

Проектирование для производства — это системная методология разработки продукции. Она обеспечивает максимальную отдачу, устраняя барьеры между проектированием и производством, что позволяет добиться максимальной общей выгоды благодаря совместной оптимизации на ранних этапах. Эта методология требует от конструктора всестороннего анализа осуществимости и экономичности последующего производственного процесса на этапе разработки концепции изделия. Она значительно снижает стоимость производства, повышает эффективность производства и обеспечивает стабильное качество продукции за счёт упрощения конструкции, оптимизации выбора материалов и рационального установления допусков.

Почему стоит доверять этому руководству? Практический опыт экспертов LS Manufacturing

Используя пятнадцатилетний межотраслевой опыт применения DFM, компания LS Manufacturing эффективно сотрудничает с заказчиками в рамках таких высокотехнологичных проектов, как лопатки для аэрокосмических двигателей, медицинские имплантаты и прецизионные оптические компоненты. Мы помогаем клиентам оптимизировать конструкции, контролировать затраты и ускорять вывод продукции на рынок, идеально сочетая передовые функциональные требования с реальной производственной осуществимостью и масштабируемостью.

Наша методология всегда соответствует авторитетным международным стандартам. Что касается соблюдения экологических норм, мы следуем рекомендациям Агентства по охране окружающей среды (EPA) по устойчивому производству для оптимизации процессов использования материалов и утилизации отходов. С технической точки зрения, мы внедряем лучшие отраслевые практики, включая практику Общества инженеров-технологов (SME) , чтобы создать стандартизированную систему контроля, от проектирования до массового производства.

Собрав данные о более чем 50 000 поставленных сложных изделиях , мы создали базу знаний DFM, охватывающую свойства материалов, параметры процесса и модели затрат. Данное руководство по DFM представляет собой кульминацию этих проверенных методологий и призвано представить инженерам путь DFM, который они могут непосредственно внедрить.

Рисунок 1: Оптимизация конструкции компонента с помощью DFM от LS Manufacturing

Что такое проектирование для производства и почему оно является ключевой стратегией снижения затрат и повышения эффективности?

Основное внимание в DFM-проектировании уделяется раннему вмешательству в процесс интеграции производственных ограничений и целей оптимизации в проектные решения посредством системного анализа для максимального повышения технологичности, сбороспособности и экономичности продукции . Исследования показали, что до 75% себестоимости продукции фиксируется на этапе проектирования; следовательно, DFM-проектирование является основным инструментом, позволяющим компаниям контролировать общие затраты и ускорять вывод продукции на рынок.

Контроль исходного кода

Традиционные процессы обычно выявляют производственные проблемы только на этапах опытного или массового производства , что влечет за собой значительные затраты и задержки при модификации пресс-форм. DFM учитывает, посредством виртуального моделирования и оценки процесса на этапе цифрового прототипирования, такие возможные проблемы , как невозможность извлечения из пресс-формы, сложности сборки или необходимость использования специальных инструментов, и решает их заранее. Таким образом, можно избежать более 80% последующих изменений конструкции и напрямую снизить производственные затраты .

Материалы и процессы: оптимизация

DFM помогает проектировщику использовать стандартные материалы, оптимизировать допуски и сократить количество деталей и типов крепёжных элементов. Например, если несколько деталей объединены в одну посредством унификации конструкции, то, помимо экономии материалов, это значительно сокращает время сборки, упрощает управление цепочкой поставок и исключает отходы в структуре изделия.

Сократить время цикла

В конструкции, оптимизированной для производства, технологические процессы проще, количество этапов обработки меньше, а выход готовой продукции с первого прохода выше. Благодаря этому производственные линии можно быстро отладить и стабилизировать для эффективного массового производства. Таким образом, компании быстрее выводят свою продукцию на рынок, что обеспечивает им конкурентное преимущество с точки зрения стратегической ценности .

Учитывая стратегическую ценность проектирования для производства , тесное сотрудничество между дизайнерами и инженерами-технологами необходимо уже на этапе разработки концепции. Эффективность производства, структура затрат и контроль качества становятся неотъемлемыми требованиями проектирования. Компании, успешно применяющие DFM, могут не только снизить производственные затраты на 15–30% , но и сократить циклы разработки продукции более чем на 25% .

Каковы пять основных принципов, которые необходимо соблюдать при внедрении DFM?

По сути, проектирование для производства должно быть систематически реализовано, а его основные принципы должны быть твёрдо усвоены. Проектирование для производства формирует фундамент, необходимый для превращения продукта из концепции в серийное изделие. Принципы DFM в первую очередь направлены на повышение технологичности, надёжности и экономичности за счёт принятия проектных решений, которые выдержат испытание временем. Пять основных принципов DFM с их ключевыми положениями представлены в таблице ниже.

Всё начинается с упрощения конструкции, снижения затрат за счёт стандартизации и непосредственного повышения эффективности производства за счёт продуманной конструкции узлов . Что ещё важнее, конструкция должна основываться на реальных технологических возможностях, а не на теории. Наконец, соображения устойчивого развития подтверждают ценность современного производства . Освоение и гибкое применение этих принципов крайне важно для того, чтобы превратить DFM из теории в практическую пользу.

Как выполнить комплексный DFM-анализ?

Будучи научным инженерным процессом, комплексный DFM-анализ объединяет инновационное проектирование и эффективное производство. DFM важен, поскольку помогает проектировщику/производителю избежать потенциальных проблем на этапе чертежей. Его основная идея заключается в точном определении ключевых факторов затрат посредством научной оценки производственного процесса и выработке количественных решений для его улучшения. Ниже представлен обзор основных этапов комплексного DFM-анализа:

Успех анализа DFM требует многомерного итеративного процесса поддержки принятия решений, который начинается с глубокого понимания замысла проекта. Он исследует все возможные пути решения проблемы посредством систематической оценки производственного процесса , постоянно фокусируясь на компромиссах и оптимизации наиболее важных факторов затрат . Это гораздо больше, чем просто список проблем; это руководство к действию, основанное на данных и опыте, для поиска оптимального баланса. среди технологичности, стоимости и производительности.

Рисунок 2: Принципы DFM, применяемые в реальном контексте компанией LS Manufacturing

Как именно DFM помогает снизить общую стоимость производства?

В условиях столь высококонкурентного рынка снижение производственных затрат не может зависеть исключительно от снижения цен в цепочке поставок; оно требует систематической оптимизации, начиная с этапа проектирования продукта. Анализ затрат DFM , основанный на научной методологии, позволяет точно выявлять и устранять конструктивные недостатки, приводящие к потерям на ранних этапах разработки продукта, гарантируя тем самым комплексный контроль над совокупной стоимостью владения .

• Оптимизация использования материалов и эффективности обработки: DFM будет способствовать интеграции и упрощению конструкции деталей, что напрямую снизит расход сырья и количество припусков на обработку. Таким образом, интеграция нескольких деталей из листового металла в одну деталь, обработанную на станке с ЧПУ, может сэкономить более 15–30% стоимости материала, что, в свою очередь, сократит время обработки на станке более чем на 20% . Такая оптимизация позволит снизить прямую себестоимость изготовления одной детали.
• Упрощение оснастки и снижение сложности пресс-формы: стандартизируя такие характеристики, как радиусы скругления и углы наклона, DFM упрощает конструкцию оснастки и продлевает срок службы пресс-формы, исключая необходимость в специальных конструкциях. В одном из примеров оптимизации литья под давлением корректировка компоновки рёбер жёсткости позволила избежать необходимости использования механизма ползуна, что снизило стоимость пресс-формы на 40% и одновременно сократило расходы на обслуживание.
• Сокращение времени сборки и затрат на качество: ориентация на производственные процессы, например, асимметричное позиционирование и другие функции, предотвращающие ошибки, позволяют сократить время ручной сборки на 30–50% . Однако основное преимущество DFM заключается в значительном повышении надежности конструкции. Это достигается за счёт упреждающего устранения неопределённостей сборки и потенциальных точек отказа, что повышает выход годных изделий с первого прохода с 85% до более чем 98% и значительно снижает затраты на доработку и брак.

Вкратце, систематический анализ затрат на основе DFM является эффективным способом управления совокупной стоимостью владения с точки зрения жизненного цикла. Практика показывает, что компании, успешно применяющие DFM, не только добиваются снижения производственных затрат на 15–35% , но и получают устойчивое конкурентное преимущество за счет повышения стабильности производства и надежности продукции. Такая проактивная стратегия контроля затрат DFM позиционирует как ключевой инструмент управления затратами предприятия в рамках интеллектуального производства.

Каким возможностям следует отдать приоритет при выборе партнера DFM?

В современных условиях ведения бизнеса успех или неудача продукта от стадии концепции до стадии массового производства зависит от выбора правильного партнера по DFM. Хороший партнер по DFM должен быть способен эффективно воплотить замысел проекта в технологичный, конкурентоспособный продукт. Поэтому понимание того, как выбрать поставщика DFM, важно и закладывает основу для приобретения настоящего стратегического партнера, а не просто поставщика услуг по разработке чертежей.

1. Опыт многопроцессного производства: готовность к сотрудничеству: идеальный партнёр должен быть одинаково компетентен в ряде технологических процессов , таких как механическая обработка, литьё под давлением и штамповка, а также уметь активно вмешиваться в процесс разработки концепции. С самого начала программы команда LS Manufacturing DFM тесно сотрудничает с клиентами, чтобы гарантировать не только отличную функциональность, но и прочную основу для технологичности без необходимости внесения разрушительных изменений на последующих этапах.
2. Аналитические возможности и примеры из практики: При выборе партнёра отдавайте предпочтение поставщикам, предоставляющим подробный количественный анализ, такой как тщательный анализ допусков, анализ затрат и оценку рисков , а не субъективные рекомендации . Самый прямой способ убедиться в практической компетентности партнёра DFM — изучить его документально подтверждённые истории успеха в аналогичных отраслях, поскольку это подтверждает его способность достигать измеримых результатов.
3. Надежная система защиты интеллектуальной собственности: поскольку инновации лежат в основе деятельности любой компании, важно также обеспечить наличие у вашего партнера по DFM строгих процедур управления информационной безопасностью и соглашений о конфиденциальности. Они должны быть способны обеспечить максимальную защиту ваших проектных решений в ходе сотрудничества, что станет залогом долгосрочного доверия.

Выбирая поставщика DFM, вы действительно ищете долгосрочного партнёра, который досконально понимает цели вашего бизнеса и способен применить инженерные знания для защиты вашего успеха . Услуги LS Manufacturing DFM уникальны тем, что мы предлагаем комплексный экспертный опыт в различных областях, прозрачный анализ на основе данных, успешные примеры, подтверждённые ведущими клиентами отрасли, и создаём систему защиты прав интеллектуальной собственности высочайшего уровня.

Рисунок 3: Эволюция прототипов и конструкций, разработанная LS Manufacturing с использованием DFM

Медицинская промышленность: DFM-оптимизация корпусов прецизионных клапанов управления жидкостью

Можно сказать, что прецизионный корпус клапана управления потоком в медицинских изделиях напрямую связан с рыночной конкурентоспособностью продукта как с точки зрения производительности, так и технологичности. На примере типичного успешного кейса в статье будет показано, как оптимизация DFM на ранней стадии может разрешить кризисы массового производства, создавая тем самым значительную ценность.

Задача клиента

Прототип прецизионного корпуса клапана, разработанный производителем медицинского оборудования, соответствовал функциональным требованиям к детали, но оказалось, что стандартное решение для обработки нержавеющей стали на станке с ЧПУ содержит сложные внутренние каналы, которые трудно обрабатывать, и приводит к большому количеству отходов. Стоимость единицы продукции в три раза превысила первоначальную целевую цену и не смогла удовлетворить потребность в производстве миллиона единиц. Это привело к остановке всего проекта.

Решение для производства LS

На основе углубленного анализа оптимизации DFM инженерная группа разработала инновационное решение на основе композитной конструкции «металл-пластик». Корпус клапана был разобран на два модуля: корпус из нержавеющей стали и функциональную оправку из ПЭЭК. Корпус клапана был изготовлен с помощью ЧПУ для обеспечения прочности и точности сопряжения, в то время как крайне сложные для обработки микроканалы были интегрированы в оправку и отлиты под давлением в виде цельной детали. Кроме того, конструкция уплотнительной канавки была оптимизирована для снижения сложности сборки .

Результаты и ценность

Новое решение полностью соответствует требованиям испытаний на гидравлические характеристики и герметичность, а также обеспечивает впечатляющее снижение затрат на 35% , что сокращает производственный цикл с нескольких недель до нескольких дней. Что ещё важнее, этот литой оправочный материал делает возможным высокоскоростное массовое производство. Он полностью удовлетворит потребности заказчика в наращивании производительности до миллиона изделий, и продукт быстро завоюет рынок.

Сервис LS Manufacturing DFM удовлетворил неотложную потребность в снижении затрат на 35% и одновременной трансформации «лабораторного продукта» в конкурентоспособное серийное устройство. Этот результат демонстрирует, что высокая технологичность — это не просто технический показатель, а ключевой фактор стоимости в индустрии медицинских изделий, обеспечивающий как экономическую эффективность, так и лидерство на рынке.

Возникли проблемы на производстве? Обратитесь к нашим экспертам DFM, чтобы решить их!

Как начать сотрудничество DFM с LS Manufacturing?

Эффективный процесс сотрудничества с DFM , начатый в подходящее время, играет важнейшую роль в плавном переходе продукта от стадии проектирования к серийному производству. Многие клиенты обеспокоены сложностью взаимодействия с командой LS Manufacturing . Мы упростили этот процесс, сделав его понятным, прозрачным и эффективным, стандартизированным и способным легко интегрироваться в ваш темп разработки. Важнейшая бесплатная оценка DFM позволит вам оценить профессиональную ценность практически бесплатно.

• Подача проекта и предварительная оценка: вы можете загрузить свою исходную 3D-модель или чертежи, и наша профессиональная команда специалистов по производству LS сразу же начнет бесплатную оценку методом DFM . Обладая многолетним опытом работы в самых разных отраслях, мы сможем предоставить комплексные отчеты по технико-экономическому обоснованию, включая основные рекомендации по оптимизации с точки зрения технологичности, стоимости и сроков, в течение 24–48 часов.
• Углублённый технический семинар: основываясь на результатах предварительной оценки, наши команды планируют специализированную сессию по согласованию проекта (онлайн или на вашем объекте) , в ходе которой будет полностью рассмотрен и подтверждён проектный замысел, определены чёткие ключевые показатели эффективности (KPI) и реалистичные целевые показатели затрат. Эта совместная встреча позволит убедиться, что последующая стратегия оптимизации будет стратегически согласована с конкретными бизнес-целями и требованиями рынка наших клиентов .
• Подробный аналитический отчёт DFM: После этой встречи вам будет представлен официальный подробный отчёт. Он будет включать в себя подробный анализ технологичности, выявление основных факторов затрат, картирование потенциальных рисков и перечень индивидуальных решений по оптимизации . Поскольку он служит основой для взаимного согласования, каждая рекомендация составлена ​​таким образом, чтобы обеспечить прогнозируемое и достижимое повышение эффективности производства и повышение надёжности работы продукта .
• Оптимизация проектирования и реализация проекта: Оптимизированное проектирование, основанное на рекомендациях данного отчёта, способствует плавному переходу проекта к точной калькуляции стоимости и подготовке к производству . Совместная работа по оптимизации, проделанная на начальном этапе, напрямую приведёт к сокращению сроков выполнения заказа, повышению конкурентоспособности продукции и, таким образом, упростит переход от проектирования к производству .

Наше сотрудничество с DFM ориентировано на клиента. Главное преимущество нашего процесса заключается в том, что это бесплатная оценка DFM в качестве отправной точки без риска; вы сможете оценить профессиональную ценность проекта ещё до принятия решения о сотрудничестве. Всё это подчёркивает прозрачность коммуникации и тесное взаимодействие на протяжении всего процесса, гарантируя, что инженерный опыт LS Manufacturing будет эффективно использован во всех этапах разработки вашего продукта.

Каковы наиболее распространенные заблуждения в DFM и как их избежать?

Распространенные заблуждения о руководящих принципах DFM создают серьёзное препятствие для команд, стремящихся к достижению максимальной эффективности от подхода «проектирование для производства» . Правильное применение подхода «проектирование для производства» требует «чистого листа», свободного от заблуждений о руководящих принципах этой концепции. В следующем разделе обобщены некоторые распространённые заблуждения и предложены необходимые меры по их исправлению:

Миф 1: DFM снижает производительность продукта

Таким образом, профессиональный DFM-анализ охватывает не только характеристики резки, но и повышает надежность и стабильность производства, обеспечивая производительность за счёт оптимизации конструкции , правильного выбора материалов и адаптации процесса. Это наглядно проявляется в улучшении распределения толщины стенок, что, с одной стороны, позволяет снизить вес, а с другой — снизить производственные затраты и повысить прочность детали.

Миф 2: Проектирование с учетом технологичности применимо только к массовому производству

DFM — это, по сути, принцип «проектирования с учётом производства» — философия, которую можно успешно применять в массовом или даже серийном производстве. Применение методологии DFM при изготовлении небольших партий изделий позволяет сократить время цикла и контролировать затраты за счёт сокращения этапов проектирования сборки и устранения нестандартных технологических операций. Качество сохраняется, а затраты могут быть значительно снижены даже при небольших объёмах производства.

Миф 3: Дизайнеры могут заниматься DFM самостоятельно

DFM по сути подразумевает глубокое междисциплинарное взаимодействие. Конструкторы могут не знать специфических ограничений технологического процесса, требующих углов уклона для обеспечения возможности извлечения из формы, или потенциального вмешательства в работу оснастки, которое может затруднить или удорожить производство . Привлечение экспертов по производству к раннему анализу проекта позволяет выявить и устранить эти проблемы заранее. Применение принципов DFM приводит к созданию более технологичного и экономичного продукта.

Сервис DFM от LS Manufacturing позволяет командам использовать производственный опыт для внедрения проектно-ориентированного мышления в производство уже на этапе разработки концепции, обеспечивая тем самым наилучший баланс между производительностью, технологичностью и экономичностью, что фактически позволяет достичь целей по снижению затрат на производство и ускорению вывода продукции на рынок.

Рисунок 4: Использование анализа DFM для оптимизации производственных затрат компанией LS Manufacturing

Часто задаваемые вопросы

1. Является ли услуга DFM бесплатной?

В LS Manufacturing мы стремимся снизить порог инноваций для наших клиентов. Мы делаем это посредством бесплатного предварительного анализа DFM , в ходе которого ведущие инженеры изучают чертежи и выявляют только основные проблемы, связанные с технологичностью. В исключительных случаях, когда требуется сложный анализ с помощью моделирования или адаптация, необходимо обсудить потенциальные затраты, чтобы убедиться в отсутствии скрытых затрат.

2. Какую экономию затрат обычно может принести DFM?

Компания LS Manufacturing стремится снизить порог инноваций для клиентов. Мы предлагаем совершенно бесплатную услугу первоначальной оценки DFM, в рамках которой ведущие инженеры быстро просматривают чертеж и выявляют основные проблемы, связанные с технологичностью. Обсуждение потенциальных затрат проводится заранее, только если требуется сложный анализ с помощью моделирования или индивидуальные решения.

3. Можно ли внедрить DFM на этапе концепции?

Настоятельно рекомендуем! Ценность DFM возрастает экспоненциально при участии на ранних этапах. Сотрудничество с нашими инженерами на этапе разработки концепции позволяет нам избегать дорогостоящих ошибок, связанных с выбором материалов и конструктивной схемой, и, таким образом, избегать потенциально разрушительных изменений в дальнейшем. Мы часто помогаем клиентам дорабатывать концепции, ориентированные на производство, от эскизов до первых этапов разработки.

4. В каких отраслях промышленности вы предоставляете услуги DFM?

Наша компания специализируется на высокоточных отраслях. Мы накопили большой опыт успешной работы в сфере медицинского оборудования, аэрокосмической, автомобильной и промышленной техники. Межотраслевой опыт позволяет нам быть гибкими и применять различные стандарты процессов для решения сложных задач.

5. Как вы защищаете интеллектуальную собственность?

Интеллектуальная собственность — это жизненная артерия инноваций. Мы обрабатываем данные по иерархии: для всех проектов требуется соглашение о неразглашении (NDA) ; вся проектная документация зашифрована и хранится на выделенном сервере, доступ к которому имеет лишь ограниченное число сотрудников. Данные могут быть полностью уничтожены по соглашению после завершения проекта, что гарантирует реализацию ваших идей в рамках абсолютно безопасного замкнутого цикла.

6. Каков минимальный объем заказа?

Мы учитываем разнообразные потребности в НИОКР и поэтому не устанавливаем жёстких ограничений на минимальный объём заказа (MOQ). Гибкость имеет первостепенное значение, будь то проверка единичного прототипа или мелкосерийное пробное производство. Мы поддерживаем итеративное проектирование небольшими партиями, особенно для инновационных продуктов, с последующим плавным переходом к массовому производству.

7. Приведет ли оптимизация дизайна к увеличению цикла разработки?

Напротив, 1-2 недели предварительного проектирования DFM позволяют сэкономить недели или месяцы простоя на доработку в ходе массового производства. Более того, включение проверки производственной возможности в цикл проектирования в свете параллельного проектирования значительно сокращает весь период от чертежей до готового изделия.

8. С чего начать?

Просто зайдите на страницу услуг DFM на нашем сайте, нажмите «Получить бесплатную оценку» и загрузите свою 3D-модель в формате STEP/IGES с основными требованиями . Инженер предоставит профессиональную обратную связь по вопросам технологичности и предварительному анализу стоимости по телефону или электронной почте в течение 24 часов .

Краткое содержание

DFM , также известный как «Проектирование для технологичности» , является ключевой стратегией повышения конкурентоспособности продукции в эпоху интеллектуального производства. DFM интегрирует производственные знания на ранних этапах проектирования для систематической оптимизации затрат, качества и эффективности. Это не только техническое средство, но и стратегическая гарантия, помогающая предприятию снизить риски массового производства и обеспечить быстрое реагирование. Такие продукты сохраняют конкурентные преимущества на протяжении всего своего жизненного цикла.

Никогда не допускайте, чтобы потенциал конструкции ограничивался соображениями технологичности. Нажмите кнопку ниже , чтобы получить бесплатный подробный отчёт об оценке от команды экспертов LS Manufacturing. Мы рассмотрим потенциальные риски и предложим рекомендации по оптимизации, которые помогут вам заложить прочный фундамент для успеха на раннем этапе НИОКР и максимально эффективно превратить ваши идеи в конкурентоспособные на рынке!

📞Тел.: +86 185 6675 9667
📧Электронная почта: info@longshengmfg.com
🌐Сайт: https://lsrpf.com/

Отказ от ответственности

Содержимое этой страницы предназначено исключительно для информационных целей. Услуги LS Manufacturing. Мы не предоставляем никаких явных или подразумеваемых заверений или гарантий относительно точности, полноты или достоверности информации. Не следует предполагать, что сторонний поставщик или производитель предоставит данные о рабочих характеристиках, геометрических допусках, конкретных конструктивных характеристиках, качестве и типе материалов или качестве изготовления через сеть LS Manufacturing. Ответственность за это несет покупатель. Запросить коммерческое предложение на детали . Указать конкретные требования к этим разделам. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации .

Производственная группа LS

LS Manufacturing — ведущая компания в своей отрасли . Мы специализируемся на индивидуальных производственных решениях. У нас более 20 лет опыта работы с более чем 5000 клиентов. Мы специализируемся на высокоточной обработке на станках с ЧПУ, производстве листового металла , 3D-печати , литье под давлением, штамповке металла и других комплексных производственных услугах.
Наш завод оснащён более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2015. Мы предлагаем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения для клиентов более чем в 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупносерийная продукция по индивидуальному заказу, мы готовы удовлетворить ваши потребности с максимально быстрой доставкой в ​​течение 24 часов. Выбирайте LS Manufacturing. Это означает оперативность, качество и профессионализм.
Чтобы узнать больше, посетите наш сайт: www.lsrpf.com .