DFX面向产品生命周期的设计课件.ppt

1、出现背景出现背景n自自80年代以来年代以来,市场竞争的国际化市场竞争的国际化,促使制造业企业不断寻求产品开发的新思路、新方法并应促使制造业企业不断寻求产品开发的新思路、新方法并应用于有竞争力的产品的开发用于有竞争力的产品的开发n一个典型的例子是美国企业在承受着日本一个典型的例子是美国企业在承受着日本70年代以后在汽车、半导体等行业逐步确立的世界年代以后在汽车、半导体等行业逐步确立的世界市场优势地位的压力下市场优势地位的压力下,积极调整产业结构积极调整产业结构,学习和采用新的产品开发思想、策略、方法学习和采用新的产品开发思想、策略、方法,如如并行工程、虚拟制造、敏捷制造、精良生产等等并行工程、虚

2、拟制造、敏捷制造、精良生产等等,为美国经济在为美国经济在90年代的振兴产生了重要的年代的振兴产生了重要的促进作用促进作用n即为这些新的产品开发思想、手段、方法之一。在介绍思想与方法之前即为这些新的产品开发思想、手段、方法之一。在介绍思想与方法之前,首先有必要讨论产首先有必要讨论产品生命周期概念和并行工程思想。品生命周期概念和并行工程思想。产品生命周期产品生命周期n正如生物的诞生、成长直至消亡构成其生命周期一样，人类有意识地创造出来的人工物，包正如生物的诞生、成长直至消亡构成其生命周期一样，人类有意识地创造出来的人工物，包括各种产品也被赋予了生命，亦即也有诞生、成长、消亡的过程，分别对应其开发过

3、程、使括各种产品也被赋予了生命，亦即也有诞生、成长、消亡的过程，分别对应其开发过程、使用过程和报废回收处理过程。这些过程构成了产品的生命周期。用过程和报废回收处理过程。这些过程构成了产品的生命周期。产品生命周期图产品生命周期图并行工程与串行工程并行工程与串行工程n并行工程是一种新的产品开发方法，旨在改善产品质量、降低开发成本、缩短开发周期、提并行工程是一种新的产品开发方法，旨在改善产品质量、降低开发成本、缩短开发周期、提高生产率。高生产率。n与之相对，传统的新产品开发是串行工程与之相对，传统的新产品开发是串行工程串行工程串行工程n长期以来产品开发工作一直采用传统的串行工程方法，先进行市场需求分

4、析，将分析结果交长期以来产品开发工作一直采用传统的串行工程方法，先进行市场需求分析，将分析结果交给设计部门，设计人员进行产品设计，然后将图纸交给工艺部门进行工艺设计和制造准备，给设计部门，设计人员进行产品设计，然后将图纸交给工艺部门进行工艺设计和制造准备，采购部门根据要求进行采购，一切齐备后进行生产加工和测试，结果不满意时再修改设计与采购部门根据要求进行采购，一切齐备后进行生产加工和测试，结果不满意时再修改设计与工艺，如此循环直到满意。工艺，如此循环直到满意。串行方法的弊端串行方法的弊端n串行方法设计在设计中各个部门独立工作，设计中不能及早考虑制造及质保等问题，造成设串行方法设计在设计中各个部

5、门独立工作，设计中不能及早考虑制造及质保等问题，造成设计与制造脱节，导致产品开发成为设计改动量大、开发周期长、成本高的大循环计与制造脱节，导致产品开发成为设计改动量大、开发周期长、成本高的大循环并行工程并行工程n“并行并行”是相对传统产品开发的是相对传统产品开发的“串行串行”而言，其实还是有时间先后的而言，其实还是有时间先后的n由于这种方法能够较好地兼顾产品生命周期中的各阶段的需求，并将它们在设计中加以考虑，由于这种方法能够较好地兼顾产品生命周期中的各阶段的需求，并将它们在设计中加以考虑，因此也称为因此也称为“生命周期工程生命周期工程”并行工程并行工程生命周期工程生命周期工程n集成地、并行地设

6、计产品及其相关的各种过程（包括制造与支持）集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程（包括制造与支持）n要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素有因素n强调一切设计活动尽早开始，力争一次获得成功，关键是产品及其相关过程设计工作的并行强调一切设计活动尽早开始，力争一次获得成功，关键是产品及其相关过程设计工作的并行集成集成竞争竞争并行工程并行工程串行工程串行工程产品质量产品质量较好，在生产前已经注意到产品的制造问题较好，在生产前已经注意到产品的制造问题设计与制造之间沟通不足，

7、导致产设计与制造之间沟通不足，导致产品质量无法达到最优化品质量无法达到最优化生产成本生产成本由于产品的易制造性提高，成本低由于产品的易制造性提高，成本低开发成本较低，但制造成本可能较开发成本较低，但制造成本可能较高高生产柔性生产柔性适于小批量、多品种、高技术产品适于小批量、多品种、高技术产品适于大批量、单一品种、低技术产适于大批量、单一品种、低技术产品品产品创新产品创新较快速推出新产品，能从产品开发中学习及较快速推出新产品，能从产品开发中学习及时修改的方法及创新意识，新产品投放市场时修改的方法及创新意识，新产品投放市场块竞争力强块竞争力强不易获得最新技术以及市场需求变不易获得最新技术以及市场需

8、求变化趋势，不利于产品创新化趋势，不利于产品创新串行工程与并行工程的对比串行工程与并行工程的对比与并行工程与并行工程n并行工程是一种哲理，涉及人员管理以及产品开发过程管理并行工程是一种哲理，涉及人员管理以及产品开发过程管理n并行工程也提供技术和方法，以技术和方法为代表。并行工程也提供技术和方法，以技术和方法为代表。的发展历程的发展历程n思想最早产生于二战时期思想最早产生于二战时期n50年代末，长期的设计开发经验的积累形成了的原型年代末，长期的设计开发经验的积累形成了的原型n60、70年代后，研究得到重视年代后，研究得到重视的含义的含义n是是 X的缩写。其中，的缩写。其中，X代表产品生命周期或其

9、中某一环节，也可以代表产品竞争力或决定产代表产品生命周期或其中某一环节，也可以代表产品竞争力或决定产品竞争力的因素品竞争力的因素n其中的不仅仅指产品的设计，也指产品开发过程和系统的设计其中的不仅仅指产品的设计，也指产品开发过程和系统的设计的内涵的内涵n是一种哲理、方法、手段、工具是一种哲理、方法、手段、工具n所有的产品开发人员都应该认识到所有的产品开发人员都应该认识到,在设计阶段尽早地考虑产品全生命周期将有益于产品竞在设计阶段尽早地考虑产品全生命周期将有益于产品竞争力的提高。争力的提高。n产品设计人员、产品开发管理人员应该积极应用方法于产品设计产品设计人员、产品开发管理人员应该积极应用方法于产

10、品设计n借助计算机实现的工具可以有效地辅助产品设计人员按照方法进行产品设计借助计算机实现的工具可以有效地辅助产品设计人员按照方法进行产品设计的内涵的内涵n是一种设计方法论，但它本身并不是设计方法，不直接产生设计方案而是设计评价分析方法，是一种设计方法论，但它本身并不是设计方法，不直接产生设计方案而是设计评价分析方法，为设计提供依据为设计提供依据n不仅用于改进产品本身，而且用于改进产品相关过程（如装配和加工）和系统不仅用于改进产品本身，而且用于改进产品相关过程（如装配和加工）和系统n以往当产品设计完毕以往当产品设计完毕,再接着进行过程设计（体现串行工程思想）再接着进行过程设计（体现串行工程思想）

11、n方法强调产品设计和过程设计的同时进行（体现了并行工程思想）方法强调产品设计和过程设计的同时进行（体现了并行工程思想）典型的方法典型的方法n()面向装配的设计面向装配的设计n()面向制造的设计面向制造的设计n()面向检验的设计面向检验的设计n()面向维修的设计面向维修的设计n()面向回收的设计面向回收的设计 面向装配的设计面向装配的设计n最早，目前最成熟的方法最早，目前最成熟的方法n旨在提高装配的方便性以减少装配时间、成本的设计旨在提高装配的方便性以减少装配时间、成本的设计 面向装配的设计面向装配的设计n原则：原则：1.减少零件数减少零件数n 2.采用标准紧固件和其他标准零件采用标准紧固件和其

12、他标准零件n 3.零件的方位保持不变零件的方位保持不变n 4.采用模块化的部件采用模块化的部件n 5.设计可直接插入的零件设计可直接插入的零件n 6.尽量减少调整的需要尽量减少调整的需要 面向制造的设计面向制造的设计n这里的制造主要指构成产品的单个零件的冷热变形加工过程这里的制造主要指构成产品的单个零件的冷热变形加工过程n为了减少该类加工的时间与成本，提高加工质量为了减少该类加工的时间与成本，提高加工质量 面向制造的设计面向制造的设计n原则：原则：1.简化零件的形状简化零件的形状n 2.尽量避免切削加工因为切削加工尽量避免切削加工因为切削加工 成本高成本高n 3.选用便于加工的材料选用便于加工

13、的材料n 4.尽量设置较大公差尽量设置较大公差n 5.采用标准件与外购件采用标准件与外购件n 6.减少不必要的精度要求减少不必要的精度要求 面向检验的设计面向检验的设计n着重考虑产品、过程、人的因素以便提高产品检验的方便性着重考虑产品、过程、人的因素以便提高产品检验的方便性n加工中的产品检验是为了提供快速精确的加工过程反馈加工中的产品检验是为了提供快速精确的加工过程反馈,而维修中的产品检验则是为了快速而维修中的产品检验则是为了快速而准确地确定产品结构或功能的缺陷而准确地确定产品结构或功能的缺陷,及时维修以保证产品使用的安全及时维修以保证产品使用的安全 面向检验的设计面向检验的设计n产品检验方便

14、性取决于色彩、零件内部可视性、结构等等诸多因素产品检验方便性取决于色彩、零件内部可视性、结构等等诸多因素 面向维修的设计面向维修的设计n售后服务是现代企业非常重视的环节之一。产品的售后服务主要是指产品维修售后服务是现代企业非常重视的环节之一。产品的售后服务主要是指产品维修n维修总是伴随着拆卸和重装，产品维修性主要取决于产品故障确定的容易程度、产品的可拆维修总是伴随着拆卸和重装，产品维修性主要取决于产品故障确定的容易程度、产品的可拆卸性和可重装性，减少拆卸重装的时间与成本是的重要问题卸性和可重装性，减少拆卸重装的时间与成本是的重要问题n维修性也取决于产品的可靠性，要尽量使容易发生故障的零部件处于

15、容易拆卸的位置维修性也取决于产品的可靠性，要尽量使容易发生故障的零部件处于容易拆卸的位置,从而从而有利于维修时间与成本的减少有利于维修时间与成本的减少 面向维修的设计面向维修的设计n原则：原则：1.提高产品可靠性提高产品可靠性n 2.经常需要维护的零件和易磨损易失经常需要维护的零件和易磨损易失 效的零件置于易发现和接近处效的零件置于易发现和接近处n 3.零件的拆卸尽量不需移动其他零件零件的拆卸尽量不需移动其他零件n 4.尽量减少需要使用的维修工具种类尽量减少需要使用的维修工具种类n 5.模块化设计并采用标准件模块化设计并采用标准件n 6.留有足够的维修空间留有足够的维修空间 面向回收的设计面向

16、回收的设计n当今社会环保问题的严峻性促使产品回收开始成为企业的责任。企业产品开发必须将产品回当今社会环保问题的严峻性促使产品回收开始成为企业的责任。企业产品开发必须将产品回收问题提到日程上来。收问题提到日程上来。n面向产品回收的设计重点集中在产品的可拆卸性的提高和材料方面。面向产品回收的设计重点集中在产品的可拆卸性的提高和材料方面。n产品的可拆卸性取决于零件数、产品结构、拆卸动作种类、拆卸工具种类等因素。产品的可拆卸性取决于零件数、产品结构、拆卸动作种类、拆卸工具种类等因素。典型应用典型应用n日本富士胶卷公司于年投放市场的一次性相机又称带镜头的胶卷是面向回收的设计的代表产日本富士胶卷公司于年投

17、放市场的一次性相机又称带镜头的胶卷是面向回收的设计的代表产品。品。n齐齐哈尔车辆厂铁路货车开发并行工程思想的方法后，大大缩短了产品的开发周期，减少了齐齐哈尔车辆厂铁路货车开发并行工程思想的方法后，大大缩短了产品的开发周期，减少了产品试制次数和试制费用，提高了产品质量水平，增加了出口量产品试制次数和试制费用，提高了产品质量水平，增加了出口量参考文献参考文献n熊光楞熊光楞.并行工程的理论与实践并行工程的理论与实践.清华大学出版社清华大学出版社.2001n秦现生秦现生.并行工程的理论与方法并行工程的理论与方法.西北工业大学出版社西北工业大学出版社.2008n胡庆夕胡庆夕 俞涛俞涛 方明伦方明伦.并行工程原理与应用并行工程原理与应用.上海大学出版社上海大学出版社.2001n王国强王国强 常绿常绿 赵凯军赵凯军 杨好志杨好志.现代设计技术现代设计技术.化学工业出版社化学工业出版社.2006谢谢大家！