Thiết kế & Phát triển sản phẩm

Thiết kế cho chế tạo P3

Bài viết này được trích từ bộ sách “Thiết kế và phát triển sản phẩm” nhằm chia sẻ kiến thức về Thiết kế, Nghiên cứu & Phát triển tới cộng đồng. Nội dung các bài viết chỉ dừng ở mức cơ bản, các bài chuyên sâu hơn xin xem ở link https://meslab.vn/rdi

Đối với các khách hàng đã mua sách cũ, MES LAB có chương trình hoàn tiền mua sách khi đặt mua tài liệu mới. Chi tiết xin xem tại https://meslab.vn/rdi-toolkit

Giảm chi phí lắp ráp

Lắp ráp là khâu quan trọng trong quá trình sản xuất và việc giảm chi phí lắp ráp góp phần đáng kể vào việc giảm chi phí sản xuất. Thiết kế sản phẩm có ảnh hưởng lớn đến khả năng lắp ráp cũng như thời gian lắp ráp các linh kiện. Chính vì thế, việc điều chỉnh thiết kế có thể giúp giảm chi phí lắp ráp.

Có một số quy tắc thiết kế sau gợi ý cho việc giảm chi phí lắp ráp.

Đơn giản hóa thiết kế và giảm số lượng part (bộ phận)

Khi giảm số lượng các part, việc lắp ráp sẽ trở nên nhanh chóng hơn. Mỗi lô part đều có thể có chứa part lỗi cũng như có tỷ lệ sai số lắp ghép nhất định. Vì thế, khi giảm thiểu số part, chúng ta sẽ giảm được số sai sót. Ngoài ra, có nhiều part còn gây khó khăn cho việc tự động hóa quá trình lắp ráp.

Để giảm thiểu số lượng part, nhóm thiết kế cần phải xem xét, rà soát từng part trong sản phẩm và xem xét những part nào có thể bỏ đi hoặc kết hợp vào part khác hoặc các chức năng nào có thể được thực hiện nhờ cách thiết kế đơn giản hơn hay không. Nhóm thiết kế cần đặt ra những câu hỏi sau để quyết định việc có nên để part riêng rẽ hay nên bỏ đi hoặc kết hợp vào part khác:

  • Part có cần thiết phải chuyển động so với các phần khác không?
  • Part có nhất thiết phải làm bằng vật liệu khác (so với các part khác) do yêu cầu về tính năng hay không?
  • Part có nhất thiết phải đứng riêng (so với các part khác) do yêu cầu lắp ráp, sử dụng, sửa chữa hay không?

Nếu cả 3 câu trả lời đều là KHÔNG thì part này có thể được “bỏ đi” bằng cách gắn vào part khác. Bằng cách này, chúng ta có thể giảm bớt số lượng part.

Chuẩn hóa và dùng part có công dụng chung

Việc dùng các part có công dụng chung sẽ giúp giảm lượng lưu kho, giảm chi phí và nâng cao chất lượng. Công nhân lắp ráp cũng sẽ thao tác nhanh hơn với những part tiêu chuẩn và part có công dụng chung. Ngoài ra, việc tăng số lượng part có công dụng chung sẽ dẫn đến khả năng tự động hóa lắp ráp do có đủ số lượng cần thiết.

Thiết kế giúp tránh lắp ráp sai

Các mấu, hình dạng bất đối xứng, chốt chặn được dùng để tránh lắp sai. Hình ảnh lấy từ cuốn sách.

Thiết kế part cần phải giúp quá trình lắp ráp tránh xảy ra sai sót. Các linh kiện cần được thiết kế sao cho khi lắp ráp, nó chỉ có thể được lắp theo một kiểu. Thông thường, người ta sử dụng các mấu, các hình dạng bất đối xứng hay các chốt chặn để tránh việc lắp sai.

Thiết kế giúp định hướng và thao tác với part

Thiết kế này giúp bỏ bớt những thao tác không cần thiết, tránh việc lắp nhầm và qua đó giảm thời gian thao tác.

  • Part dễ cầm, nắm. Part không quá nhỏ để không cần dùng kính lúp hay kìm gắp, part không quá lớn để có thể cầm bằng một tay mà không cần dụng cụ kèm theo.
  • Part cần hạn chế ở các dạng rối (dây, ống mềm,…) hay trơn trượt, dính (bôi dầu, keo), hay có cạnh sắc hoặc điểm nhọn.
  • Part thiết kế để lắp theo một hướng (thường là từ trên xuống, thuận theo trọng lực, hình.
Các part nên được lắp theo hướng thống nhất, nên lắp từ trên xuống dưới. Nguồn: DFA Lecture, wisc.edu.
  • Part lắp trên nền ổn định, chắc chắn để không bị lệch vị trí sau khi lắp, tránh việc phải lắp đi lắp lại
  • Part cần có khả năng tự định hướng và tự gá chặt.
  • Part cần được lắp trong điều kiện đảm bảo người công nhân có tầm quan sát tốt nhất với các parts
  • Chọn lựa phương án lắp chặt tiết kiệm nhất là phương pháp dùng các nẫy (nhựa chẳng hạn), kẹp. Phương pháp tốn kém hơn là dùng các kẹp nhựa, hơn nữa là tán đinh và đắt nhất là dùng ốc vít, xét về mặt lắp ráp. Nên tậm dụng tối đa các cơ cấu tự lắp chặt.
Nên tận dụng tối đa các cơ cấu tự lắp chặt. Nguồn: DFA Lecture, wisc.edu.
  • Cần chú ý lắp ráp sao cho những khách hàng (người dùng, nghiệp dư) sau này có thể dễ dàng tháo lắp để phục vụ bảo trì, sửa chữa (trừ một số bộ phận đặc biệt). Có thể thấy ví dụ này thông qua các máy tính để bàn đồng bộ dùng rất nhiều nẫy bằng nhựa giúp tháo lắp dễ dàng.

Giảm chi phí hỗ trợ

Chi phí hỗ trợ có thể được giảm xuống khi chúng ta giảm thiểu sự phức tạp của hệ thống khi vận hành sản xuất. Việc này có thể làm được thông qua điều chỉnh hợp lý thiết kế để tối ưu hóa hoạt động của dây chuyền sản xuất. Ngoài ra, ngay từ khâu thiết kế, cần tính đến việc thiết kế để “chống xảy ra lỗi” (error proof), giúp hạn chế tối thiểu các sai sót phát sinh khi sản xuất.

Xem xét ảnh hưởng

Sau khi áp dụng các phương án tiết giảm chi phí linh kiện, giảm chi phí lắp ráp và chi phí hỗ trợ, nhóm thiết kế cần rà soát xem việc tiết giảm này ảnh hưởng thế nào đến chi phí sản xuất.

Ảnh hưởng của việc điều chỉnh thiết kế để phù hợp với DFM có cả mặt tốt và không tốt, có thể bao gồm:

  • Giảm giá thành sản xuất
  • Tăng hoặc giảm thời gian phát triển sản phẩm (do việc điều chỉnh thiết kế)
  • Phát sinh các phụ phí
  • Ảnh hưởng lên chất lượng sản phẩm: dễ dùng, dễ bảo trì, dễ tháo lắp, dễ tái chế. Ngoài ra, có thể có ảnh hưởng đến độ tin cậy và độ ổn định của sản phẩm.
  • Khả năng tái chế, chi phí môi trường

Nếu lợi ích đem lại từ DFM về các mặt “tích cực” nhiều hơn là mặt “tiêu cực”, nhóm thiết kế có thể kết thúc quá trình DFM và tiến hành điều chỉnh theo thiết kế mới. Nếu kết quả thu được chưa thỏa mãn, họ có thể lặp lại quá trình DFM với các điều chỉnh mới cho đến khi thu được kết quả như mong đợi.

Copyright © 2019 MES LAB. Address: An Lac Building, 368B Quang Trung Street, Ha Dong District, Ha Noi, Vietnam
Hotline: 0917.51.9900 | Email: meslab@meslab.vn

To Top