Ontwerp voor maakbaarheid:een handleiding

Design for manufacturability (DFM), ook wel design for production genoemd, is een 20 ^e eeuws fenomeen dat pas halverwege de eeuw ontstond toen massaproductie ambachtslieden en ambachtslieden verving. Dit zette het toneel voor het veld genaamd Industrial Design, dat ontwerp voor massaproductie is. Vroege voorbeelden hiervan werden getoond in items zoals ronde, gebeeldhouwde frisdrankdispensers uit de jaren 50.

20 jaar later werden de eerste industriële ontwerpers hier in Silicon Valley, Californië, in dienst genomen door Hewlett Packard. De eerste echte Industrial Design Consultant in Silicon Valley waren drie jongens die bij HP begonnen met het ontwerpen van vroege testinstrumenten en HP verlieten om hun bedrijf GVO te starten (Dale Gruye, Nolan Vogt en Opperman). Ik werd een paar jaar later aangenomen bij dat bedrijf en in 1983 werd StudioRed geboren uit mijn successen in productontwerp hier in Silicon Valley.

Ontwerpen voor maakbaarheid is een cruciaal onderdeel van een baan als industrieel ontwerper en werktuigbouwkundige. Ze moeten een product maken dat presteert zoals verwacht, aantrekkelijk is om te gebruiken en te bezitten, en de productiemethoden optimaliseert die nodig zijn om het product te produceren. Wat betekent dit? Het betekent in feite dat we productiemethoden moeten kiezen die geschikt zijn voor de verwachte productiehoeveelheden voor het nieuwe product en dat we de onderdelen specifiek voor die processen moeten ontwerpen of engineeren. Als de verkoop honderdduizenden per jaar zal zijn, zijn de fabricagemethoden natuurlijk de goedkoopste methoden voor die hoeveelheden, zoals spuitgieten met een hoog volume. Als er maar honderden worden geproduceerd, zouden andere methoden geschikter zijn, zoals plaatwerk of spuitgieten.

Nu, 40 jaar later, is design for production een cruciale rol gaan spelen in het ontwikkelingsproces. Tegenwoordig noemen we het Design for Manufacture of DFM. Design for Manufacture is een cruciaal onderdeel van productontwikkeling. Deze activiteit is nodig om het productconcept van vroege prototypes naar productie te brengen. Dit vereist in feite dat we de input van de fabrikant opnemen in het ontwikkelingsproces om ontwerpoplossingen te begeleiden die hun unieke productiemethoden ondersteunen en het productieproces te optimaliseren tegen de laagste kosten.

Als productontwikkelingsadviseurs zijn we verplicht om de meest efficiënte en goedkoopste ontwikkelingsdiensten te leveren. De belangrijkste impact op de kosten is de tijd die nodig is om alles te doen wat nodig is in R&D. Dit suggereert dat wanneer we tijd kunnen besparen, we geld besparen. Als we het ontwerp voltooien en vervolgens indienen bij fabrikanten, leren we vaak dat als we bepaalde dingen anders doen, we kosten kunnen besparen bij de productie. Eens, toen we een settopbox voor een nationale kabelmaatschappij ontwierpen, bespraken we het ontwerp met de fabrikant in CAD (computer aided design) en ze zeiden dat als we de printplaat (PCB) ondersteboven zouden draaien, ze zouden kunnen presteren " procesmatig testen”. Dit zijn tests die op de productielijn kunnen worden uitgevoerd zonder deze naar een testopstelling te verplaatsen. Ze konden het bord vanaf de onderkant, realtime, onderzoeken. Dit verzoek betekende niets voor ons in termen van productprestaties, maar verminderde de testkosten en uiteindelijk de totale prijs aanzienlijk. We hebben om deze input gevraagd nadat het ontwerp voltooid was en het kostte ons ongeveer 30 uur om de CAD opnieuw in te delen om de PCB om te draaien en alle pin 1-locaties van de connectoren opnieuw te positioneren. Dit had aanzienlijk hoger kunnen zijn als we klaar waren, prototypes hadden gemaakt en getest voordat we dit voordeel van het omdraaien van het bord hadden geleerd, omdat we misschien veel van dat werk opnieuw hadden moeten doen als we te lang hadden gewacht.

Design for Production kan vele vormen aannemen. In sommige gevallen is het vooral eerlijk zijn tegen de procesdrivers. Spuitgieten, of wat voor vorm dan ook, vereist dat de zijkanten onder een hoek staan ​​​​met trek om het uit de mal te laten glijden. Er zijn veel andere voorbeelden van goed gebruik van hoe mallen verschillende details produceren. Als het apparaat openingen aan de zijkant heeft, zijn andere methoden voor het ontwerp van de mal vereist, zoals het gebruik van schuiven, afsluiters of schuine lifters, terwijl meer geavanceerde vormtechnieken zoals rubberen over gegoten grepen meerdere mallen en functies vereisen om de twee gegoten materialen om mechanisch te integreren.

Metaalproducten hebben ook veel variabele methoden om Design te optimaliseren voor maakbaarheid of productie. Overweeg een plaatwerkconstructie waarbij we van plan waren twee plaatmetalen onderdelen met elkaar te verbinden om een ​​onderdeel te maken dat lijkt op een "T". We konden ze aan elkaar schroeven, puntlassen, klinken etc. We vroegen een grote computerfabrikant in China hoe ze ze het liefst bevestigden. Ze stelden een "toggle lock" voor. Dit was blijkbaar goedkoper dan alle andere die direct bij het stempelen van het onderdeel voorkomen. Geen nieuw proces of nieuwe machine en kostte ons niets meer dan een speciale symboolaanduiding op de onderdeeltekeningpagina. Nogmaals, het was bijna gratis om te veranderen toen we erom vroegen, maar we hadden nieuwe bestanden en onderdelentekeningen nodig en misschien een nieuw prototype en testen als we er later, na het prototype, over hoorden.

Ontwerpen voor maakbaarheid is een cruciaal onderdeel van het huidige ontwikkelingsproces. Het is een noodzakelijk hulpmiddel gebleken om de prijsdruk van producten aan te pakken. Zelfs als u in staat bent om uw product onder uw drempels te produceren en uw marges te behouden, kan het in de toekomst ertoe leiden dat u uw prijs moet verlagen en dat grotere marges u de vrijheid geven om op marktdruk te reageren zonder de typische pijn die gepaard gaat met het.

Over de auteur:Philip Bourgeois is de oprichter en president van StudioRed, een adviesbureau voor productontwikkeling in Silicon Valley met merkpositionering, UX/UI en industrieel ontwerp, mechanische, optische en structurele engineering en prototyping in-house met één team . StudioRed doet sinds 1983 aan productontwikkeling. Deze ervaring in ontwerp en engineering voor productie wordt weerspiegeld in meer dan 3500 programma's tot nu toe.