Üretilebilirlik ve kapsamlı ürün geliştirme için tasarım

Ürünler geleneksel olarak verimli bir şekilde üretilemeyecek şekilde tasarlanmıştır. Tasarımları genellikle üretim için piyasaya sürüldü ve prototiplerin yüksek vasıflı teknisyenler tarafından modellenip monte edildiği mağazada üretildi ve sadece üretildi. Etkili ürün geliştirme, tasarım teknolojilerini bir çözüm olarak edinme ve uygulamadaki geleneksel adımların ötesine geçmelidir. Ürün tasarımında bu gereklilikler de dahil olmak üzere müşterinin ihtiyaçlarını göz önünde bulunduran ve hem fabrikanın hem de tedarikçilerin etkin bir şekilde üretim kapasitesine sahip olmasını sağlayan idari uygulamalara odaklanmalıdır.

Ürünler başlangıçta belirli bir kapasite sağlamak ve performans hedeflerini ve belirli özellikleri karşılamak üzere kavramsallaştırılır. Bu özellikler göz önüne alındığında, bir ürün farklı şekillerde tasarlanabilir. Tasarımcının amacı, ürün tasarımını üretim sistemiyle optimize etmek olmalıdır. Bir şirketin üretim sistemi tedarikçilerini, malzeme taşıma sistemlerini, üretim süreçlerini, işgücü yeteneklerini ve ürün dağıtım sistemlerini içerir.

Genel olarak tasarımcı, sadece minimal olarak değiştirilebilen mevcut bir üretim sistemi bağlamında çalışır. Ancak bazı durumlarda, üretim sistemleri ürün tasarımı ile birlikte tasarlanacak veya yeniden tasarlanacaktır. Tasarım mühendisleri ve imalat mühendisleri, hem ürün hem de üretim destek süreçlerini tasarlamak ve kolaylaştırmak için birlikte çalıştıklarında, bu süreç uçtan uca üretim olarak bilinir. Tasarımcının üretilebilirlik, maliyet, güvenilirlik ve bakım kolaylığı için tasarım hususları, entegre ürün geliştirme için başlangıç ​​noktasını temsil eder.

Tasarımcının birincil amacı, verilen ekonomik ve programlama kısıtlamaları dahilinde çalışan bir ürün tasarlamaktır. Ancak araştırmalar, tasarım döneminde alınan kararların ürünün maliyetinin% 70'ini belirlediğini, üretim sırasında alınan kararların ise sadece% 20 olduğunu göstermektedir. Öte yandan, ürün tasarımının ilk% 5'inde alınan kararlar, ürünün maliyetinin büyük bir çoğunluğunu, kalitesini ve üretim özelliklerini belirleyebilir. Bu, üretilebilirlik (DFM) tasarımının bir şirketin karlılığı ve başarısı üzerinde sahip olabileceği büyük etkiyi gösterir.

Ancak, DFM'nin uygulanması genel olarak tasarımın ekonomik sorunlarını dikkate almalıdır. Tasarım geliştirme ve iyileştirme ile ilgili çabaları ve maliyetleri, elde edilebilecek maliyet ve kalite etkisiyle dengelemelisiniz. Başka bir deyişle, bir ürünün tasarımını optimize etme çabası arttıkça daha yüksek bir değerle veya daha yüksek üretim hacimleriyle haklı çıkar.

Tasarımın etkinliği iyileştirilir ve aşağıdaki durumlarda entegrasyonu kolaylaştırılır:

a.- Mevcut veya tercih edilen ürün ve süreçlerle ilgili bilgilerin alınması için standardizasyon, basitleştirme ve grup teknolojisiyle az sayıda aktif parça kullanılmaktadır.

b.- DFM uygulamalarının dahil edilmesiyle üretkenlik artırıldı.

c.- Tasarım alternatifleri değerlendirilir ve üretim için piyasaya sürülmeden önce daha olgun ve üretilebilir bir tasarım geliştirmek için tasarım araçları kullanılır.

d.- Ürün ve süreç, ürünün kalitesini tasarım çabaları ve ürünün sağlamlığı ile dengeleyen bir yapı içerir.

Tasarım analizinin ilgisi üretilebilirlik analizidir. Rekabetin küresel büyümesi bağlamında, üretilen ürünlerin piyasaya sürülme zamanını optimize etmek çok önemlidir. Üretilebilirliğin zamanında analizi bu hedefe ulaşmak için önemli bir araçtır.

Bir tasarımın üretilebilirliği, mevcut bir makine, alet ve işlem setine göre üretilebilme olasılığıdır. Bu noktaya kadar düşünülebilir üretilebilirliğin optimizasyonu, ayrıntılı süreç planlarının oluşturulmasını veya maliyet tahminini içermez. Aslında, planlama sürecinden hemen önceki bir aşamadır. Bu yaklaşım, tasarımın süreç planlama sistemine gönderilmeden önce kalitesini optimize etmenin yeni bir yoludur ve üretilmeyen tasarım süreçlerinin planlanmasında yer alan kaynak israfını önler.

2. BASİTLEŞTİRME VE STANDARDİZASYON

Konseptten ürünün detaylı bir seviyesine kadar bir tasarım geliştirildiğinden, bir parçanın nasıl barındırılması ve davranılması gerektiğine göre tanımlanan fiziksel ve fonksiyonel gereksinimleri kapsamalıdır. Bu yaklaşımın kısıtlamaları dahilinde tasarımcı kullanım için bir parça tasarlamalı veya seçmelidir. Bir tasarımcının, bu yaklaşımın gereksinimlerini karşılayan bir parçayı tasarlamak için birkaç alternatifi olabilir.

Özel bir parça tasarlamak veya yeni bir parça seçmek, tasarımcının gereksinimlerini karşılamak için en uygun yol olsa da, şirket için en iyi yaklaşım olmayabilir. Ürün maliyeti ve kalitesi, belirli üretim yetenekleri gerektiren özel ürünlerin çoğalmasından olumsuz etkilenebilir.

Standartlaştırma yoluyla aktif parça sayısının en aza indirilmesi sadece ürün tasarımını basitleştirmekle kalmaz, aynı zamanda daha düşük operasyonel verimlilik ve stoklara neden olur. Resmi bir parça standardizasyon politikası ve bazı temel öğeler için onaylanmış parça listelerinin (APL) kullanımına vurgu.

Grup Teknolojisi (GT) ve Bileşen Tedarikçi Yönetimi (CSM) sistemleri, yeni bir tasarımın temellerinde kullanılmak üzere dikkate alınacak benzer parçaları alarak standartlaşmayı kolaylaştırabilir. Tasarım bilgilerini saklamak ve almak için bir sınıflandırma yapısı kullanarak, bir mühendis gereksiz tasarım adımları yapmak zorunda kalmaz ve tasarımın işlevi standartların kullanımına doğru gelişebilir. CSM sistemleri, onaylanmış taraflar ve tedarikçileri hakkında bilgi tutar, böylece kolay erişim ve çapraz referans sağlar.

Mühendis, bir ürün için gerekli olan parçanın özelliklerini belirleyebilecek ve mevcut ve izlenebilir olabilecek benzer parçaları belirleyecektir. Bu parçalardan biri aynı şekilde çalışabilir veya her iki ihtiyacı da karşılayabilecek bir yerde kritik olmayan bazı özellikler olabilir. Mevcut tasarımlar tatmin edici değilse, tasarım verileri, özellikle Bilgisayar Destekli Tasarım araçları ile yeni bir parçanın tasarımını kolaylaştırmak için kullanılabilir. Bu yaklaşım, ek yeniden tasarımlardan kaçınarak kullanılabilecek takım ve ekleri tanımlamak için genişletilebilir.

Standartlaştırmaya ek olarak, ürün tasarımının basitleştirilmesi, maliyetleri düşürmek ve kaliteyi artırmak için de önemli fırsatlar sunmaktadır. Tasarımcılar, parça fonksiyonunu elde etmenin daha kolay bir yolu olup olmadığını değerlendirmelidir. İmalat için Tasarım (DFM) araçları ve ilkeleri, basitleştirilmiş tasarımlar aramaya yönelik yapılandırılmış bir yaklaşım sağlar. Ürün montajı için modüler yapı taşlarının kullanılmasıyla ürün karmaşıklığı azaltılabilir. Standart ürün modülleri sayesinde, sınırlı sayıda modülden çok çeşitli ürünler monte edilebilir ve sonuç olarak tasarım ve imalat süreci basitleştirilebilir.

Tasarımları basitleştirerek ve standartlaştırarak, tasarım yerelleştirme mekanizmalarını kurarak ve tercih edilen üretim süreçlerini tercih edilen parça listesine dahil ederek tasarım ve üretim verimlilikleri üzerinde durulur.

3. ÜRÜN TASARIMINDA KILAVUZLAR

Daha iyi kalite, daha düşük maliyetler, otomasyon ve bakımdaki iyileştirmeler için genel tasarım yönergeleri oluşturulmuştur. Üretilebilirlik için Tasarım için bu yönergelere örnek olarak:

• Montajdaki belirsizlikleri önleyen montajın hatasız tasarımı.

• Ürünün doğal veya muayene testi için ürünün ve bileşenlerinin tasarımının doğrulanması.

• Parça toleransının orta aralığında üretim sürecinin ve tasarımının doğal özelliklerinin ötesine geçen sıkı toleranslardan kaçının.

• Ürünün imalatındaki belirsizliği, testini ve kullanımını telafi etmek için üründeki sağlamlığı tasarlayın.

• Değer katmayan çabaları en aza indirmek, parçaların oryantasyonunda ve karıştırılmasındaki belirsizliği önlemek, böylece otomasyonu kolaylaştırmak için parçaların oryantasyonunu ve kullanımlarını göz önünde bulundurarak tasarlayın.

• Sıkıştırma adımlarını en aza indiren basit hareket kalıpları kullanarak montaj kolaylığını göz önünde bulundurarak tasarım yapın.

• Sistemdeki envanter miktarını en aza indirmek ve taşıma ve montaj işlemlerini standartlaştırmak için tasarım faaliyetlerini kolaylaştırmak için ortak parçalar ve malzemeler kullanın.

• Bileşen blokları ve alt montajlar kullanarak montajlarını kolaylaştırmak için modüler ürünler tasarlamak.

• Ürünün servis kolaylığını göz önünde bulundurarak tasarım yapın.

Bu yönergelere ek olarak, tasarımcıların şirketlerinin üretim sistemleri, örneğin yetenekleri ve sınırlamaları hakkında daha fazla bilgi sahibi olması gerekir. Bu, şirketin üretim sisteminde ürün tasarımının optimizasyonunu teşvik edecek verimli ve spesifik tasarım kuralları oluşturmak için. Örneğin, belirli üretim süreçlerinin tolerans sınırlamalarını anlamalıdırlar.

4. TASARIM ALTERNATİFLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Geleneksel yaklaşımla, tasarımcı bir başlangıç ​​konsepti geliştirecek ve bir ürün tasarımına çevirerek, spesifikasyonu karşılamak için gerektiği gibi küçük değişiklikler yapacaktır. DFM, tasarımcının ilk süreçte çeşitli tasarım kavramı alternatiflerini göz önünde bulundurarak işleme başlamasını gerektirir. Bu noktada, tasarım alternatiflerine çok az yatırım yapılmıştır ve daha etkili bir tasarım sürecine odaklanarak çok şey elde edilebilir. Optimal tasarıma geçmemizi sağlamanın tek yolu, birden fazla tasarım alternatifini düşünmektir. Önceki tasarım kurallarından bazılarını referans çerçevesi olarak kullanan tasarımcının yaratıcı bir şekilde tasarım alternatifleri geliştirmesi gerekir. Daha sonra, alternatifler DFM'nin amaçları dahilinde değerlendirilir.

Tipik bir Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) ortamında, yeniden tasarım analiz döngüsünde tasarım ilerlemesi yapılır. Bu döngüde gerçekleştirilen analiz örneğin fonksiyonel bir analiz veya bir stres analizi olabilir. Tasarım için mevcut olan artan bilgi işlem gücü, yeniden tasarım döngüsüne daha fazla içgörü eklenmesine izin verse de, her zaman tasarımcı kontrollü kalır. Bilgisayar karmaşık tasarım testleri yapar ve tasarımcıya üst düzey sonuçlar verir. Tasarımcı bu sonuçları ve deneyimini, bilgisayara yeniden göndermeden önce değiştirmek için kullanır. Doğal bir ilerleme, mümkünse, bu döngüdeki insan zayıflığının yerini, zayıflığın hız ve kullanılabilirlik olarak anlaşılmasıdır,uyarlanabilirlik veya tasarım kalitesi bakımından daha fazla.

Tasarım otomasyon araçları, birden fazla tasarım alternatifinin ekonomik gelişimine ve değerlendirmelerine yardımcı olabilir. Bu tasarım araçları arasında Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD), Bilgisayar Destekli Mühendislik (CAE), katı modelleme, sonlu elemanlar analizi, grup teknolojisi (GT) ve Bilgisayar Destekli Süreç Planlaması (CAPP) bulunmaktadır. CAD / CAE araçları tasarımcının tasarım alternatiflerinin geliştirilmesi ve analizi için etkin bir şekilde ödeme yapmasına yardımcı olur. CAD / CAE ve uzman sistemler üretilebilir tasarımlar geliştirmek için üretim yönergelerini kullanabilir. Katı modelleme, tasarımcının parçaları görselleştirmesine yardımcı olur,montaj sırasında oryantasyonları ve aralarındaki ayrım mesafeleri gibi diğer bileşenlerle ilişkilerini anlayabilir ve hataların ve montaj zorluklarının tespitini destekleyebilir. Sonlu eleman analizi ve diğer tasarım araçları, tasarımın imalattan önce fonksiyonel gereksinimleri karşılama yeteneğini değerlendirmek ve ayrıca ürünün ve parçalarının sağlamlığını değerlendirmek için kullanılabilir. Bilgisayar Destekli Süreç Planlaması, ürün geliştirme sırasında tasarımcının tasarımın üretilebilirliğini değerlendirmesine yardımcı olmak için kullanılabilir. CAPP araçları olmadan, üretim değerlendirme seviyesi genellikle tasarım üretim için piyasaya sürülene kadar yapılmayacaktır. Ancak,Tasarım üretkenliği için bu araçların kullanımı, tasarımcının çok fazla yaratıcılık uygulamasına ve önerilen standardizasyon süreçlerini tercih etmek yerine bir parçayı hafifçe tasarlamasına cazip gelebileceği için yönetilmelidir.

Tasarım için bu üretkenlik araçlarına ek olarak, DFM analizine yardımcı olan ve bazı tamamlayıcı iyileştirme fırsatları öneren başkaları da vardır. Bunlar temel olarak tasarımın simetrisini, parçaların kullanım kolaylığını, tedarik ve oryantasyonu ve toplam parça sayısını analiz etmeye odaklanmıştır. Ayrıca montaj operasyonlarını analiz edebilir, uygulamalar ve tolerans gerekliliklerine göre değerlendirme tasarlayabilirler.

Tasarımcı DFM hakkında temel bir anlayışa sahip olduktan sonra, imalat mühendisleri ve bazı sorunları düzeltmek için bazı DFM önerileriyle geri bildirim sağlayabilecek diğerleriyle daha yakından nasıl çalışacaklarını da öğrenmelidirler. Özet olarak, bu tasarım yaklaşımı ve destek araçları aşağıdakilere yardımcı olmalıdır:

• Tasarım alternatiflerini ve bunların gelişimlerini, ilgili ekonomik hususlarla tanımlamak.

• Bu alternatifleri DFM'nin amaçlarına göre değerlendirmek

• Yeni ürünler için hızlı bir şekilde alınabilecek DFM ilkelerine dayanan tasarım standartları belirlemek

• Üretkenlik yönergelerini geliştirmek için tasarım sürecine üretimin dahil olduğu tasarım incelemelerini kullanın.

5. SONUÇLAR

Üretilebilirlik ve Kapsamlı Ürün Geliştirme için tasarım, tasarım sürecinin ilk aşamalarında ek çabalar gerektirebilir. Bununla birlikte, ürünün ve tasarım süreçlerinin iş uygulamaları, idari felsefeler ve teknoloji araçları yoluyla entegrasyonu, müşteri ihtiyaçlarını daha iyi karşılayan daha üretimli bir ürün ve daha sorunsuz bir geçiş ile sonuçlanacaktır. hızlı ve doğrudan üretim ve en düşük kullanım ömrü maliyeti.

Sürekli artan bir küresel rekabette, bir şirketin yeteneklerini ayırt etmenin temel yolu ürün tasarımı ve müşteri hizmetleri olabilir. Ürün tasarımının şu andaki önemi nedeniyle, Üretilebilirlik ve Kapsamlı Ürün Geliştirme için Tasarım kavramları şirketlerin başarısı için kritik öneme sahip olacaktır. Kapsamlı ürün sinerjisi ve tasarım süreciniz yoluyla üretim sürecinizde yüksek kaliteli, yüksek işlevsellik ve yüksek etkili ürünlerin geliştirilmesi yoluyla rekabet avantajı elde etmenin ve sürdürmenin anahtarı olacaktır.

Günümüzde üretilebilirlik için tasarım destek araçlarının kullanımı büyük şirketler veya ileri teknoloji şirketleri ile sınırlı değildir. Bilgisayarların genel kullanımı, bu araçların her türlü ürünün tasarımında ve üretiminde ve herhangi bir endüstride giderek daha fazla kullanılmasına izin verir.

6. KAYNAKLAR