Design for Manufacturability (DFM): практическое руководство для инженеров и дизайнеров

Design for Manufacturability (DFM), также известный как дизайн для производства, возник в середине 20-го века, когда массовое производство начало замещать ручное. Сдвиг породил Индустриальный Дизайн, дисциплину, фокусирующуюся на создании продуктов, которые могут быть произведены в масштабе. Ранние вехи включают гладкие, округлые дозаторы газировки 1950-х, продемонстрировавшие потенциал формы и функции в массово-производимых товарах.

Два десятилетия позже Silicon Valley's Hewlett Packard наняли первых промышленных дизайнеров. Трио — Dale Gruye, Nolan Vogt и Opperman — ушли из HP, чтобы сформировать GVO, консалтинг, пионерствовавший практики промышленного дизайна. Я присоединился к GVO вскоре после, и в 1983 этот опыт кульминировал в основании StudioRed.

Для механических инженеров и промышленных дизайнеров DFM — не роскошь, это основная ответственность. Хорошо спроектированный продукт должен выполнять, восторгать пользователей и быть мануфактурируемым в предполагаемом масштабе. Это значит выбирать правильный производственный маршрут рано: высокообъемное литье под давлением для сотен тысяч единиц, против штамповки листового металла или литья в кокилли, когда требуется лишь несколько сотен штук.

Сегодня DFM — критически важный шаг, мостящий пробел между прототипом и производством. Сотрудничая с производителями с первого дня, мы можем адаптировать дизайны к их инструментам, процессам и стоимостным структурам, обеспечивая, что финальный продукт будет и высокого качества, и стоимостно-эффективным.

Как консультанты по разработке продуктов, наш мандат — доставлять наиболее эффективные и экономичные решения. В R&D время — деньги — каждый час, сэкономленный в фазе дизайна, напрямую переводится в более низкие затраты. В одном примере, при передизайне set-top box для национального кабельного оператора, производитель предложил перевернуть печатную плату (PCB) вверх дном для включения in-process тестирования. Изменение было простым с точки зрения производительности, но потребовало 30-часовую CAD-перепланировку для реориентации платы и перепозиционирования всех коннекторов. Если бы мы открыли это рано, мы бы избежали дополнительных прототипных и тестовых циклов, которые бы последовали.

DFM часто о уважении ограничений и сильных сторон выбранного процесса. Литье под давлением, например, требует углов отформовки для чистого извлечения деталей. Если деталь имеет боковые отверстия, дизайнеры должны включить слайды, shut-offs или наклонные лифтеры в форму. Продвинутые техники — такие как овермолдинг резинового грипа на пластиковый корпус — требуют множественных форм и точных выравнивающих фич для обеспечения правильного сцепления двух материалов.

Металлические детали представляют свой набор опций. В листометаллическом «T»-соединении у нас был выбор винтов, точечной сварки, нитев или toggle lock. Крупный китайский компьютерный производитель рекомендовал toggle lock — простое, штампуемое на месте решение, устранившее дополнительный инструментарий и стоимость. Изменение было почти бесплатно; мы только добавили символовую выноску на чертежи. Внедрение этого рано спасло нас от передизайна детали, создания новых прототипов или пересмотра инструментария позже.

DFM незаменим в сегодняшнем рынке, где давление ценообразования безустанно. Даже если ваши текущие маржи здоровы, будущие драйверы затрат могут форсировать снижение цен. Строя производственные эффективности с начала, вы обеспечиваете большую гибкость маржи и конкурентное преимущество.

Об авторе: Philip Bourgeois — основатель и президент StudioRed, консалтинга по разработке продуктов в Силиконовой долине, предлагающего брендовое позиционирование, UX/UI, промышленный дизайн, механическую, оптическую и структурную инженерию, и инхаус-прототипирование. С 1983 года StudioRed доставил более 3,500 программ, каждая сформированная hands-on производственным опытом.