Progettazione per la fabbricabilità e l'assemblaggio: la tua guida a un processo di produzione più intelligente

In questo articolo analizzeremo cos'è il DFM. Vedremo come può impedirvi di sprecare tempo e denaro e di arrabbiarvi. Imparerete le semplici regole del DFM. Queste regole possono trasformare un buon progetto di prodotto in un ottimo prodotto che fa guadagnare. Questa è la vostra guida per rendere più facile la produzione fin dall'inizio.

Che cos'è esattamente la progettazione per la produzione (DFM)?

Che cos'è questa cosa chiamata Design for Manufacture (DFM)? In parole povere, il DFM consiste nel progettare i prodotti in modo che siano facili da produrre. È un'idea semplice, ma molto, molto forte. L'obiettivo principale del DFM è rendere il processo di produzione il più semplice ed economico possibile. È una parte fondamentale del processo di progettazione del prodotto. Questo modo di lavorare è talvolta noto come progettazione per la produzione e l'assemblaggio (DFMA).

Pensate a come costruire con i blocchi giocattolo. Prima di iniziare a costruire, si pensa ai blocchi che si hanno a disposizione. Si pensa anche a come si incastrano tra loro. Non si progetta una torre che necessita di un blocco speciale, unico nel suo genere, che non si possiede. Il DFM è la stessa cosa. Fa sì che i progettisti pensino ai "blocchi". Questi "blocchi" sono gli strumenti, i materiali e i metodi di produzione che possono utilizzare prima di completare il progetto iniziale. Il concetto di progettazione in questo caso consiste nel collegare la parte creativa del processo di progettazione con ciò che una fabbrica può effettivamente fare.

Il modo in cui funziona il DFM è quello di far incontrare gli ingegneri di progettazione e gli ingegneri di produzione. Si parlano all'inizio del progetto e si parlano spesso. Il dialogo li aiuta a trovare e risolvere i problemi di fabbricazione del prodotto. Questi sono chiamati problemi di producibilità. Possono risolverli prima che il prodotto inizi a essere realizzato nel processo di produzione. Questa semplice fase di collaborazione è la parte più importante di ogni buon piano DFM per creare il miglior progetto. Questo è il punto principale della progettazione per la producibilità.

Perché il DFM è così importante nello sviluppo del prodotto?

In qualsiasi progetto di sviluppo di un prodotto, molti costi vengono decisi molto presto nel processo di progettazione. Gli studi dimostrano infatti che fino a 80% del costo di produzione di un prodotto viene stabilito durante la fase di progettazione. Ecco perché il DFM è così importante. Se si aspetta che la progettazione sia completata per pensare a come produrla, si perde una grande occasione per risparmiare denaro e tempo. L'implementazione del DFM cambia le cose.

Senza una forte attenzione al DFM, si possono avere grossi problemi. Un pezzo non semplice potrebbe essere difficile da produrre. Questo può causare errori e sprechi. L'uso di materiali speciali o di misure molto precise può far lievitare i costi di produzione di un prodotto. Questi problemi di produzione possono far ritardare i lavori e sottrarre profitti. Ho visto progetti fallire perché il costo di produzione di un solo pezzo era troppo alto. Il progetto iniziale sembrava ottimo sulla carta, ma nella realtà si è rivelato un enorme problema.

Un buon processo di progettazione per la produzione funziona come un ponte. Collega i team di progettazione e produzione. Aiuta a garantire che il progetto sia ottimizzato per il processo di produzione scelto. Il processo DFM riduce il numero di modifiche da apportare in seguito. Un minor numero di modifiche significa che il prodotto può essere immesso sul mercato più rapidamente. Significa anche che il vostro team sarà più soddisfatto. L'intero percorso di sviluppo del prodotto diventa più semplice.

Quali sono i principi chiave del Design for Manufacturing?

Per fare bene la DFM, è necessario seguire alcune semplici regole. Questi principi di progettazione per la produzione aiutano a prendere buone decisioni di progettazione. E rendono le cose più semplici per il team che realizzerà il prodotto. Io le chiamo le regole d'oro della progettazione intelligente del prodotto. Questi principi chiave fanno una grande differenza nella facilità e nell'economicità della produzione.

La prima regola è quella di utilizzare meno pezzi. Quando si hanno meno pezzi, c'è meno da comprare e meno da tenere sotto controllo. Inoltre, il processo di assemblaggio è più semplice. In questo modo il costo di produzione si riduce subito. Un'altra idea fondamentale dei principi del DFM è quella di utilizzare parti comuni quando è possibile. Le parti speciali personalizzate costano molto e richiedono molto tempo per essere ottenute. L'uso di viti, bulloni e staffe comuni renderà sempre più facile la produzione del prodotto. Inoltre, semplificherà il processo di produzione e di assemblaggio. Questi principi di progettazione per la produzione sono la base del vostro lavoro.

Ecco alcuni dei principi più importanti del DFM per guidare il vostro lavoro.

Come funziona effettivamente il processo DFM?

Il processo di progettazione per la produzione non è un'unica fase. Si tratta di un gruppo di fasi e controlli che avvengono durante lo sviluppo del prodotto. Inizia non appena si ha un'idea per un progetto iniziale. Il primo passo consiste nel far parlare i progettisti e gli esperti di produzione. Questo team DFM principale lavorerà insieme dall'inizio alla fine.

Successivamente, il team esegue un'analisi DFM. Esaminano il progetto del prodotto e si pongono domande difficili. Possiamo produrre questo pezzo? Esiste un modo più semplice? Quali problemi potrebbero emergere? Questa revisione del progetto utilizza strumenti DFM, come programmi informatici speciali o semplici liste di controllo. Questi strumenti aiutano a individuare i potenziali problemi di producibilità. L'obiettivo dell'analisi DFM è trovare questi problemi quando sono ancora economici e facili da risolvere. La DFM mira a migliorare la fabbricazione.

Durante l'analisi DFM, il team controlla tutto. Esamina la forma dei pezzi, i materiali scelti e le misure. Controllano l'intero piano di produzione e assemblaggio. Il risultato dell'analisi DFM è un elenco di suggerimenti. Gli ingegneri progettisti utilizzano queste informazioni per ottimizzare il progetto. Questo schema di progettazione, verifica e miglioramento continua finché il progetto non è ottimizzato per una facile produzione. Questo è l'aspetto di una solida pratica DFM.

Il DFM può davvero semplificare il mio processo di produzione?

Sì, è possibile. Questo è uno degli obiettivi principali della DFM. Quando il processo di produzione è semplice, è più economico. È anche più veloce e affidabile. Quando si progettano i prodotti tenendo conto del DFM, si eliminano attivamente le fasi difficili del processo di produzione. Si semplifica la vita alle persone che produrranno il prodotto.

Il DFM è utile in diversi modi. In primo luogo, semplificando il progetto, si riduce il numero di passaggi necessari per la produzione e l'assemblaggio. Meno passaggi significano meno possibilità di errore. Inoltre, il processo di assemblaggio è più veloce. Questo può contribuire direttamente ad aumentare la velocità di produzione. In secondo luogo, il DFM spinge a utilizzare operazioni di produzione semplici e ripetibili. Si progettano pezzi che possono essere realizzati con strumenti e macchine normali. Questa è la parte principale della progettazione per la produzione o DFM.

Quando si ottimizza la produzione con il DFM, si riducono anche gli scarti. I materiali vengono utilizzati in modo migliore. Ci sono meno parti che vengono buttate via. Non si tratta solo di un risparmio economico. È anche meglio per il nostro pianeta. L'obiettivo di un buon piano DFM è quello di realizzare un progetto ottimale. Questo progetto dovrebbe attraversare tutte le fasi di produzione senza problemi. Il piano elimina i problemi prima ancora che si verifichino.

Quali sono i principali aspetti positivi del DFM?

Quando si utilizzano costantemente le pratiche DFM, si ottengono ottimi risultati. I vantaggi che si ottengono vanno ben oltre la semplice semplificazione della produzione. Un buon piano DFM può migliorare l'intera attività. Ho visto aziende guadagnare molto di più solo grazie alla serietà del loro piano di progettazione e di produzione.

Il primo aspetto positivo è la riduzione dei costi. Rendendo un prodotto più facile da fabbricare, si riducono direttamente i costi per i lavoratori, i materiali e la fabbrica. La riduzione dei costi di produzione consente di vendere il prodotto a un prezzo inferiore o di ottenere maggiori profitti. Un altro grande vantaggio è che il prodotto arriva più velocemente sul mercato. Un prodotto progettato per una facile fabbricazione passa attraverso il processo di produzione molto più rapidamente. Ci sono meno ritardi e problemi da risolvere.

Ecco alcuni dei principali vantaggi del DFM:

• Costi di produzione inferiori: La semplificazione del progetto, l'utilizzo di parti comuni e la scelta dei materiali giusti consentono una produzione più economica.
• Tempi di commercializzazione più rapidi: Un processo di produzione senza intoppi e con meno sorprese significa che il prodotto arriva più velocemente ai clienti.
• Migliore qualità del prodotto: I progetti semplici, con un numero ridotto di parti, hanno spesso un minor numero di cose che possono andare storte. Il DFM porta a prodotti su cui si può contare.
• Migliore lavoro di squadra: Il DFM fa lavorare insieme i team di progettazione e produzione. Questo abbatte i muri tra i gruppi e li aiuta a lavorare come una squadra.

Come si inizia a utilizzare il Design for Manufacturing?

Iniziare con il DFM non deve essere difficile. Si può iniziare con piccoli passi. Il passo più importante per l'implementazione della progettazione per la produzione è iniziare a parlare fin dalle prime fasi della progettazione. Mettete nella stessa stanza gli ingegneri progettisti e gli esperti di produzione. Lasciate che guardino insieme i primi disegni e le prime idee.

Preparate una serie di semplici linee guida per la progettazione. Può trattarsi di una lista di controllo su una pagina. Potrebbe contenere domande come: Possiamo usare meno parti? Utilizziamo viti comuni? Questa parte ha bisogno di uno strumento speciale per essere prodotta? Queste linee guida DFM forniscono al team un piano condiviso su cui lavorare. Assicuratevi che ogni persona coinvolta nella progettazione di un prodotto comprenda questi principi di base della DFM.

Dovete anche formare il vostro team. Insegnate ai vostri ingegneri progettisti le diverse scelte di processo produttivo che hanno a disposizione. Quando un progettista capisce come viene prodotto un pezzo, può fare scelte migliori. Inizia a pensare come un esperto di produzione. La costruzione di questa conoscenza condivisa è molto importante per far sì che la DFM diventi effettivamente parte integrante del funzionamento dell'azienda. È così che si costruisce un grande programma DFM.

La produzione additiva cambia il design per la produzione?

Sì, è così, e in grande stile. La produzione additiva, che molti chiamano stampa 3D, cambia alcune delle vecchie regole del DFM. I vecchi metodi di produzione, come il taglio del metallo, spesso funzionano togliendo materiale. Con questi metodi, la produzione di forme complesse può essere difficile e costosa. Ma la produzione additiva costruisce le parti strato per strato. Questo apre nuove ed entusiasmanti possibilità di realizzazione.

Ciò ha dato vita a una nuova area di studio chiamata progettazione per la produzione additiva (DFAM). Con la DFAM, la realizzazione di pezzi complessi non costa quasi nulla in più. È possibile realizzare forme complesse all'interno di un pezzo. Oppure si possono unire molte parti in un unico pezzo complesso. Sarebbe impossibile produrlo in altro modo. L'obiettivo della DFM è sempre lo stesso. L'obiettivo è rendere la produzione migliore possibile. Ma le regole esatte da seguire cambiano.

Ad esempio, un principio chiave del DFM è quello di utilizzare meno parti. La produzione additiva è molto efficace in questo senso. È possibile prendere un gruppo di 10 parti diverse e stamparle come un unico pezzo. In questo modo il processo di produzione e assemblaggio è molto, molto più semplice. Ma bisogna anche pensare a cose nuove. Bisogna pensare alle strutture di supporto e alla direzione della stampa. Gli strumenti sono diversi, ma l'idea principale del DFM è la stessa. L'idea è quella di progettare per lo specifico processo di produzione. È ancora molto importante.

Quali errori comuni danneggiano un buon piano DFM?

Anche quando si fa del proprio meglio, le cose possono andare storte. Ho visto alcuni errori comuni che possono indebolire un piano DFM. L'errore più grave è aspettare troppo per iniziare. Se si effettua l'analisi DFM dopo che la fase di progettazione è quasi terminata, è troppo tardi. Il costo delle modifiche è elevato. Le persone non vogliono tornare indietro e ricominciare da capo. Un DFM di successo inizia fin dal primo giorno.

Un altro errore è quando le persone non si parlano. La DFM è un'attività di squadra. Se i progettisti e gli esperti di produzione non si parlano, il processo fallirà. O se non si ascoltano a vicenda, il processo fallirà. Il processo DFM deve essere una partnership in cui le persone si rispettano reciprocamente. I progettisti devono essere pronti ad ascoltare le idee. E il team di produzione deve dare consigli utili. Questo legame tra i processi di progettazione e produzione è molto importante.

Infine, un errore è non pensare all'intero ciclo di vita del prodotto. Il DFM non riguarda solo la prima produzione. Si tratta anche di progettare per l'assemblaggio, il collaudo, la spedizione e le riparazioni successive. Ad esempio, un piano di progettazione per sei sigma pensa alla qualità per un lungo periodo. Un buon processo di DFM pensa a tutti questi aspetti. Quanto è facile riparare il prodotto? Come possiamo rendere più economica la spedizione? Un DFM veramente efficace guarda all'intero quadro. Tutti questi aspetti influenzano la progettazione per la produzione.

Come posso assicurarmi che il mio processo DFM porti a un prodotto finale migliore?

L'obiettivo finale del DFM non è solo un prodotto più economico. È anche un prodotto migliore. Perché ciò accada, il processo di DFM deve avere a cuore la qualità fin dall'inizio. Un buon processo di DFM deve garantire che il progetto non sia solo facile da produrre. Deve anche essere robusto e funzionare bene a lungo. Questo approccio completo alla progettazione del prodotto è molto importante.

Utilizzate il vostro processo DFM per rendere impossibile commettere errori durante la produzione del prodotto. Questo è talvolta chiamato "poka-yoke". È possibile utilizzare caratteristiche di progettazione che impediscono di assemblare i pezzi nel modo sbagliato. Ad esempio, utilizzare uno schema di fori che non sia uguale su tutti i lati. In questo modo, un pezzo può essere montato solo in un modo. Queste piccole scelte progettuali, guidate dal DFM, si traducono in un minor numero di errori sulla linea di assemblaggio. Ciò si traduce in un prodotto di qualità superiore per il cliente.

Infine, bisogna sempre continuare a imparare. Dopo aver realizzato un prodotto, tornate indietro e guardate come è andata. Quali parti del processo DFM hanno funzionato bene? Cosa non ha funzionato? Cosa si potrebbe fare meglio la volta successiva? Questo modo di ottenere feedback è ciò che rende un buon programma DFM un ottimo programma. Aiuta a migliorare le linee guida del DFM. Inoltre, migliora il modo in cui i team di progettazione e produzione lavorano insieme nel tempo. Questo miglioramento costante è il modo in cui il DFM vi aiuta a costruire non solo un grande prodotto, ma molti altri. È così che ci si assicura della producibilità di un prodotto e del suo successo.

Cose fondamentali da ricordare

• Iniziare presto: Il momento migliore per pensare al DFM è all'inizio del processo di progettazione. In questo modo si risparmiano più soldi e tempo.
• Parlare tra di loro: Il DFM si basa sul dialogo tra ingegneri progettisti ed esperti di produzione.
• Mantenere la semplicità: I progetti migliori sono di solito i più semplici da realizzare. Usate meno parti e parti comuni quando potete. Questa è una delle idee principali del DFM.
• Conoscere il processo: Progettate per il vostro esatto processo di produzione, se si tratta di stampaggio a iniezione, taglio del metallo o produzione additiva.
• Il DFM fa risparmiare denaro: Il principale aspetto positivo del DFM è la riduzione dei costi di produzione. Questo porta a un prodotto che rende di più.
• Pensare oltre la fabbrica: Un buon DFM pensa anche all'assemblaggio, alla spedizione e alle riparazioni. Ciò contribuisce a creare un prodotto migliore alla fine. Questo è l'obiettivo della progettazione per la producibilità e l'assemblaggio.