为有效的产品装配而设计零件是硬件开发的主要考虑。即使人工成本在最终销售价格中只占相对较小的百分比,在装配过程中出现的问题也会产生巨大的成本,导致生产延迟,并导致零件质量不佳。
由于硬件开发中最大的财务影响发生在产品生命周期的生产阶段,因此早期的制造和装配规划有助于管理总体产品成本。
通常情况下,80%的未来承诺成本可以在完成设计阶段之前计算出来,而实际成本仍低于10%。知道了这一点,确定成本降低的最佳地点是在原型设计阶段,而不是在生产阶段。
这就是为组装而设计(Design for Assembly, DFA)原则发挥作用的地方。
DFA背后的基本思想很简单:以最少的工作量和最低的价格设计出从头到尾都可以组装的产品。
以下是在准备生产组装时设计产品时需要记住的一些关键考虑事项。
删除不必要的步骤
减少装配过程中工作量的最有效方法是直接删除装配过程中的步骤。人类需要做的事情越少,组装就会变得越快、越简单。两种最好的方法是:
1.减少组件的数量
这既适用于组件的总数,也适用于系统中惟一组件的数量。一般来说,您应该确定理论上的最小零件数量,并尽可能地保持这个数量。通过以下问题确定你的理论最低要求:
- 给定的部件是否绝对需要使用不同的材料?
- 零件必须分开才能拆卸吗?
- 有一个单独的部分是否会显著影响产品的功能?
- 是否有标准件(螺丝、磁铁、砝码等)?
装配成本随着要装配的部件数量的减少而降低,装配的质量和一致性也提高了。双赢!
2.易于组装的设计
在减少了零件的总数之后,重要的是要确保你设计的零件能够尽可能容易地组装起来。这里有一些策略可以考虑:
使用卡套和螺丝、螺丝和胶水
在任何可能的情况下,都不要使用硬件,而要使用贴片。这不仅大大减少了组件的数量,而且大大简化了组装。
一般规则:如果零件不需要拆卸,它就不需要螺丝!粘接剂处理起来也很麻烦。不仅粘合剂经常需要不断地注入注射器,而且如果装配线有任何问题,胶水将干涸,部件将需要清洗和重新组装。
使用简单对称的部件
在装配过程中经常被忽视的是零件如何沿装配线转移。易于堆放和运输的部件不仅有助于加快组装速度,而且还能在运输方面节省成本。没有什么比收到一盒纠结的碎片更糟糕的了!
此外,要记住,小的、尖锐的、滑的或灵活的部件只会增加装配的难度。
自顶向下的装配
在装配时应避免不正常的装配运动和零件的重新定位。理想情况下,组件应该在重力的帮助下将一个部件堆叠在另一个部件上。
对于冲压件,请确保添加倒角,以创建自定位组件。
如何评估早期的劳动力成本
除非你是一家大公司,否则你可能不需要自动化或机器人组装。对于手工装配,单位成本可以作为一个固定值计算。
第一步是制定装配过程中每个步骤的标准操作程序(SOP)。SOP应将能够快速轻松完成的任务组合在一起,但不应使装配的任何一个部分超载。
如果SOP的某一阶段耗时过长,会导致整个装配线的速度变慢。但是,另一方面,如果SOP太细,您将为太多的人支付组装产品的费用。
一旦设定了SOP,确定装配成本的单位成本就很容易了,只需在组装每个阶段时自己计时,然后将时间乘以预期制造地点的当前劳动力率。
主要收获
在整个设计过程中,请记住这些考虑事项,以优化您的产品,以实现高效组装。在设计阶段专注于组装可以实现显著的成本节约,最终,一个设计良好、能够以最低成本生产的产品将使你在竞争激烈的市场中获得最大的成功。