Design for fremstillingsvenlighed og montage: Din guide til en smartere fremstillingsproces

I denne artikel vil vi se på, hvad DFM er. Vi vil se, hvordan det kan forhindre dig i at spilde tid, penge og blive ked af det. Du vil lære de nemme regler for DFM. Disse regler kan ændre et godt produktdesign til et fantastisk produkt, der tjener penge. Dette er din guide til at gøre tingene lettere at fremstille helt fra begyndelsen.

Hvad er design til fremstilling (DFM) helt præcist?

Så hvad er det, der hedder Design for Manufacture (DFM)? For at sige det enkelt, så er DFM arbejdet med at designe produkter, så de er lette at fremstille. Det er en nem idé, men den er meget, meget stærk. Hovedformålet med DFM er at gøre fremstillingsprocessen så nem og billig som muligt. Det er en vigtig del af produktdesignprocessen. Denne måde at arbejde på kaldes også DFMA (design for manufacturing and assembly).

Tænk på det som at bygge med legetøjsklodser. Før du begynder at bygge, tænker du på de klodser, du har. Du tænker også på, hvordan de passer sammen. Du designer ikke et tårn, der har brug for en særlig, unik klods, som du ikke har. DFM er det samme. Det får designere til at tænke på "blokkene". Disse "blokke" er de værktøjer, materialer og fremstillingsmetoder, de kan bruge, før de er færdige med det oprindelige design. Designbegrebet her er at forbinde den kreative del af designprocessen med, hvad en fabrik rent faktisk kan gøre.

Den måde, DFM fungerer på, er ved at bringe designingeniører og produktionsingeniører sammen. De taler med hinanden tidligt i projektet og taler ofte sammen. Når de taler sammen, hjælper det dem med at finde og løse problemer med at fremstille produktet. Det kaldes fremstillingsproblemer. De kan løse dem, længe før produktet begynder at blive fremstillet i produktionsprocessen. Dette nemme trin med at arbejde sammen er den vigtigste del af enhver god DFM-plan for at skabe det bedste design. Det er hovedpointen i design for producerbarhed.

Hvorfor er DFM så vigtigt i produktudvikling?

I ethvert produktudviklingsprojekt afgøres mange af omkostningerne meget tidligt i designprocessen. Faktisk viser undersøgelser, at op til 80% af et produkts produktionsomkostninger fastsættes i designfasen. Det er derfor, DFM er så vigtigt. Hvis man venter med at tænke på, hvordan produktet skal fremstilles, indtil det er færdigdesignet, går man glip af en meget stor chance for at spare penge og tid. Implementering af DFM ændrer på det.

Uden et stærkt fokus på DFM kan man få store problemer. En del, der ikke er enkel, kan være svær at fremstille. Det kan føre til fejl og spild. Brug af specielle materialer eller meget nøjagtige mål kan få produktionsomkostningerne til at stige. Disse produktionsproblemer kan gøre tingene forsinkede og fjerne din fortjeneste. Jeg har set projekter mislykkes, fordi omkostningerne til fremstilling af bare én del var for høje. Det oprindelige design så godt ud på papiret, men var et stort problem i det virkelige liv.

En god design til produktionsproces fungerer som en bro. Den forbinder design- og produktionsteams. Den hjælper med at sikre, at designet er optimeret til den produktionsproces, du vælger. DFM-processen sænker antallet af designændringer, du skal foretage senere. Færre ændringer betyder, at du kan få dit produkt hurtigere på markedet. Det betyder også, at dit team bliver gladere. Hele produktudviklingsrejsen bliver lettere.

Hvad er de vigtigste principper for design til produktion?

For at gøre DFM godt skal du følge nogle enkle regler. Disse principper for design til produktion hjælper dig med at træffe gode designbeslutninger. De gør tingene lettere for det team, der skal fremstille produktet. Jeg kalder dem de gyldne regler for smart produktdesign. Disse nøgleprincipper gør en stor forskel i forhold til, hvor nemt og billigt det er at fremstille noget.

Den første regel er at bruge færre dele. Når du har færre dele, er der mindre at købe og mindre at holde styr på. Det giver også en enklere samleproces. Det gør produktionsomkostningerne lavere med det samme. En anden hovedidé i DFM-principperne er at bruge almindelige dele, når man kan. Specialfremstillede dele koster meget og tager lang tid at fremskaffe. Brug af almindelige skruer, bolte og beslag vil altid gøre det lettere at fremstille dit produkt. Det vil også forenkle fremstillings- og monteringsprocessen. Disse principper for produktionsdesign er grundlaget for dit arbejde.

Her er nogle af de vigtigste DFM-principper, som kan hjælpe dig med at styre dit arbejde.

Hvordan fungerer DFM-processen egentlig?

Design for manufacturing-processen er ikke bare ét trin. Det er en gruppe af trin og kontroller, der finder sted under produktudviklingen. Den starter, så snart du har en idé til et første design. Det første skridt er at få dine designere og produktionseksperter til at tale sammen. Dette primære DFM-team vil arbejde sammen fra start til slut.

Dernæst laver teamet en DFM-analyse. De ser på produktdesignet og stiller svære spørgsmål. Kan vi fremstille denne del? Er der en enklere måde? Hvilke problemer kan der opstå? Denne designgennemgang bruger DFM-værktøjer, f.eks. særlige computerprogrammer eller nemme tjeklister. Disse værktøjer hjælper dem med at se potentielle problemer med fremstillingsevnen. Målet med denne DFM-analyse er at finde disse problemer, mens de stadig er billige og nemme at løse. DFM sigter mod at gøre fremstillingen bedre.

Under DFM-analysen tjekker teamet alt. De ser på formen på delene, de materialer, de har valgt, og målingerne. De tjekker hele planen for fremstilling og samling. Resultatet af denne DFM-analyse er en liste med forslag. Designingeniørerne bruger derefter disse oplysninger til at optimere designet. Dette mønster med at designe, kontrollere og forbedre fortsætter, indtil designet er optimeret til en nem fremstilling. Sådan ser en stærk DFM-praksis ud.

Kan DFM virkelig gøre min produktionsproces enklere?

Ja, det kan det. Det er et af hovedformålene med DFM. Når fremstillingsprocessen er enkel, er den billigere. Den er også hurtigere og mere pålidelig. Når du designer produkter med DFM i tankerne, tager du aktivt vanskelige trin ud af produktionsprocessen. Du gør livet lettere for de mennesker, der rent faktisk skal fremstille dit produkt.

DFM hjælper på flere måder. For det første kan man ved at forenkle designet reducere antallet af trin, der er nødvendige for fremstilling og samling. Færre trin betyder færre chancer for fejl. Det betyder også, at samleprocessen er hurtigere. Det kan direkte bidrage til at øge produktionshastigheden. For det andet presser DFM dig til at bruge enkle, gentagelige produktionsmetoder. Det får dig til at designe dele, der kan fremstilles med normale værktøjer og maskiner. Dette er en vigtig del af design til produktion eller DFM.

Når du strømliner produktionen med DFM, får du også mindre spild. Du bruger materialer på en bedre måde. Du har færre dele, der bliver smidt væk. Det sparer ikke bare penge. Det er også bedre for vores planet. Hele målet med en god DFM-plan er at lave et optimalt design. Dette design skal gennemgå alle trin i fremstillingen uden problemer. Det fjerner problemer, før de overhovedet kan opstå.

Hvad er de vigtigste gode ting ved DFM?

Når du bruger DFM-praksis hele tiden, vil du se gode resultater. De gode ting, du får, er meget mere end bare at gøre tingene lettere at fremstille. En god DFM-plan kan gøre hele din virksomhed bedre. Jeg har set virksomheder tjene mange flere penge bare ved at tage deres design for manufacturing og designplan alvorligt.

Den første gode ting, du vil se, er lavere omkostninger. Ved at gøre et produkt lettere at fremstille, sænker du direkte omkostningerne til arbejdere, materialer og fabrikken. De lavere produktionsomkostninger betyder, at du enten kan sælge dit produkt billigere, eller at du kan tjene mere. Et andet stort plus er, at produktet kommer hurtigere på markedet. Et produkt, der er designet til at være let at fremstille, går meget hurtigere gennem produktionsprocessen. Der er færre forsinkelser og problemer, der skal løses.

Her er nogle af de vigtigste fordele ved DFM:

• Lavere omkostninger til fremstilling: Et enklere design, brug af fælles dele og valg af de rigtige materialer fører alt sammen til en billigere produktion.
• Hurtigere tid til markedet: En smidig produktionsproces med færre overraskelser betyder, at du får dit produkt hurtigere ud til dine kunder.
• Bedre produktkvalitet: Enkle designs med færre dele har ofte færre ting, der kan gå galt. DFM fører til produkter, du kan regne med.
• Bedre teamwork: DFM får design- og produktionsteams til at arbejde sammen. Det nedbryder murene mellem grupperne og hjælper dem med at arbejde som et team.

Hvordan kommer man i gang med at bruge Design for Manufacturing?

Det behøver ikke at være svært at starte med DFM. Du kan starte med små skridt. Det vigtigste skridt til at implementere design til produktion er at begynde at tale sammen tidligt i designet. Få dine designingeniører og dine produktionseksperter i samme rum. Lad dem se på de allerførste tegninger og ideer sammen.

Lav et nemt sæt retningslinjer for design. Det kan være en tjekliste på én side. Den kunne indeholde spørgsmål som: Kan vi bruge færre dele? Bruger vi almindelige skruer? Kræver denne del et særligt værktøj at fremstille? Disse DFM-retningslinjer giver dit team en fælles plan at arbejde med. Sørg for, at alle, der er involveret i designet af et produkt, forstår disse grundlæggende DFM-principper.

Du bør også give dit team træning. Lær dine designingeniører om de forskellige valg af fremstillingsprocesser, de har. Når en designer forstår, hvordan en del fremstilles, kan de træffe bedre valg. De begynder at tænke som en produktionsekspert. Det er meget vigtigt at opbygge denne fælles viden for at gøre DFM til en effektiv del af den måde, din virksomhed arbejder på. Det er sådan, man opbygger et godt DFM-program.

Ændrer additiv fremstilling design for fremstilling?

Ja, det gør det, og på en stor måde. Additiv fremstilling, som mange kalder 3D-print, ændrer nogle af de gamle DFM-regler. Gamle måder at fremstille ting på, som f.eks. at skære i metal, fungerer ofte ved at fjerne materiale. På den måde kan det være svært og dyrt at fremstille komplekse former. Men additiv fremstilling bygger dele lag for lag. Det åbner op for nye og spændende ting, man kan gøre.

Det har skabt et nyt studieområde kaldet design for additiv fremstilling (DFAM). Med DFAM koster det næsten ikke noget ekstra at lave komplekse dele. Man kan lave komplekse former på indersiden af en del. Eller man kan sætte mange dele sammen til en enkelt, kompleks del. Det ville være umuligt at fremstille på nogen anden måde. Målet med DFM er stadig det samme. Målet er at gøre fremstillingen så god, som den kan blive. Men de præcise regler, du følger, vil ændre sig.

For eksempel er et vigtigt DFM-princip at bruge færre dele. Additiv fremstilling er meget god til dette. Man kan tage en gruppe på 10 forskellige dele og printe dem som en enkelt del. Det gør fremstillings- og monteringsprocessen meget, meget enklere. Men man er også nødt til at tænke på nye ting. Man skal tænke på støttestrukturer og retningen af printningen. Så værktøjerne er forskellige, men hovedidéen med DFM er den samme. Ideen er at designe til din specifikke fremstillingsproces. Det er stadig meget vigtigt.

Hvilke almindelige fejl skader en god DFM-plan?

Selv når man gør sit bedste, kan det gå galt. Jeg har set et par almindelige fejl, som kan gøre en DFM-plan svagere. Den største fejl er at vente for længe med at gå i gang. Hvis du laver din DFM-analyse, efter at designfasen næsten er færdig, er det for sent. Omkostningerne ved at foretage ændringer er høje. Folk har ikke lyst til at gå tilbage og starte forfra. En vellykket DFM starter den allerførste dag.

En anden fejl er, når folk ikke taler med hinanden. DFM er en teamaktivitet. Hvis designerne og produktionseksperterne ikke taler sammen, vil processen mislykkes. Eller hvis de ikke lytter til hinanden, vil den også mislykkes. DFM-processen skal være et partnerskab, hvor folk respekterer hinanden. Designerne skal være klar til at lytte til ideer. Og produktionsteamet skal give nyttige råd. Denne forbindelse mellem design- og produktionsprocessen er meget vigtig.

Endelig er det en fejl ikke at tænke på hele produktets levetid. DFM handler ikke kun om den første gang, man fremstiller noget. Det handler også om design til samling, test, forsendelse og senere reparation. For eksempel tænker en design for six sigma-plan på kvalitet i lang tid. En god DFM-proces tænker på alle disse ting. Hvor let er det at reparere produktet? Hvordan kan vi gøre det billigere at sende? En virkelig effektiv DFM ser på hele billedet. Alle disse ting påvirker design til produktion.

Hvordan kan jeg sikre, at min DFM-proces fører til et bedre slutprodukt?

Det endelige mål med DFM er ikke bare et billigere produkt. Det er også et bedre produkt. For at få det til at ske, skal din DFM-proces tænke på kvalitet fra starten. En god DFM-proces skal sikre, at designet ikke bare er let at fremstille. Det skal også være stærkt og fungere godt i lang tid. Denne komplette tilgang til produktdesign er meget vigtig.

Brug din DFM-proces til at gøre det umuligt at begå fejl, når du fremstiller dit produkt. Dette kaldes nogle gange "poka-yoke". Du kan bruge designfunktioner, der forhindrer dele i at blive sat sammen på den forkerte måde. Brug f.eks. et hulmønster, der ikke er ens på alle sider. Det gør, at en del kun kan sættes på på én måde. Disse små designvalg, som styres af DFM, betyder færre fejl på samlebåndet. Det fører til et produkt af højere kvalitet for kunden.

Endelig bør du altid blive ved med at lære. Når du har fremstillet et produkt, skal du gå tilbage og se på, hvordan det gik. Hvilke dele af din DFM-proces fungerede godt? Hvad fungerede ikke? Hvad kan du gøre bedre næste gang? Denne måde at få feedback på er det, der gør et godt DFM-program til et fantastisk program. Det hjælper dig med at gøre dine DFM-retningslinjer bedre. Det forbedrer også, hvordan dine design- og produktionsteams arbejder sammen over tid. Denne konstante forbedring er, hvordan DFM hjælper dig med at bygge ikke bare ét godt produkt, men mange af dem. Det er sådan, man sikrer sig, at et produkt kan produceres, og at det bliver en succes.

Vigtige ting at huske

• Start tidligt: Det bedste tidspunkt at tænke på DFM er helt i starten af designprocessen. Det sparer flest penge og mest tid.
• Tal med hinanden: DFM handler om at tale sammen mellem designingeniører og produktionseksperter.
• Hold det enkelt: De bedste designs er som regel de nemmeste at lave. Brug færre dele og fælles dele, når du kan. Dette er en vigtig DFM-idé.
• Kend din proces: Design til din præcise fremstillingsproces, hvad enten det er sprøjtestøbning, metalskæring eller additiv fremstilling.
• DFM sparer penge: Den største fordel ved DFM er lavere produktionsomkostninger. Det fører til et produkt, der tjener flere penge.
• Tænk ud over fabrikken: God DFM tænker også på at sætte ting sammen, sende dem og reparere dem. Det er med til at skabe et bedre produkt i sidste ende. Det er målet med design for producerbarhed og samling.