Thiết kế & Phát triển sản phẩm

Thiết kế cho chế tạo P1

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

Thiết kế cho chế tạo là gì?

Thiết kế cho chế tạo (Design for Manufacturing – DFM) là hoạt động hợp lý hóa thiết kế được tiến hành nhằm mục đích giảm chi phí chế tạo sản phẩm.

Như chúng ta đều biết, trong quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm, mỗi quyết định đưa ra trong khi thiết kế chi tiết sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và chi phí sản xuất.

Một thực tế phổ biến là khi thiết kế sản phẩm, nhóm thiết kế thường phải giải quyết các mục tiêu khác nhau, và nhiều trong  số đó mâu thuẫn, đối nghịch với nhau. Để đi đến quyết định chọn phương án thiết kế cuối cùng, các nhà thiết kế cần so sánh các phương án khác nhau trên cơ sở khoa học, định lượng. Các nhà thiết kế cần phải quy đổi các thiết kế khác nhau ra chi phí sản xuất và lấy đó làm tiêu chí so sánh. Thiết kế cho chế tạo vận hành trên nền tảng  như vậy. Các phương án thiết kế sẽ được sắp xếp, điều chỉnh sao cho chi phí chế tạo (sản xuất) giảm xuống mức tối thiểu. Việc này có thể đạt được bằng cách giảm chi phí của tất cả các khâu (ví dụ: lắp ráp) và hệ thống (ví dụ: dây chuyền) có mặt trong quá trình chế tạo.

Mục tiêu tối thượng của Thiết kế cho chế tạo là sản phẩm chất lượng với chi phí tối thiểu. Đó là một sản phẩm thành công về mặt kinh tế.

Thiết kế cho chế tạo nằm trong chuỗi các hoạt động gọi là “Thiết kế cho X”, trong đó, X có thể là “Độ tin cậy” (Reliability), “Môi trường” (Environment), hay “Lắp ráp” (Assembly). Với mỗi X, chúng ta có DFM, DFR, DFE hay DFA.

Thiết kế cho chế tạo được triển khai rất nhiều và thường xuyên ở khâu Thiết kế cấp độ hệ thống và Thiết kế chi tiết. Ngoài ra, ở khâu Tạo và lựa chọn concept, các nhà thiết kế cũng cần lưu tâm đến vấn đề này.

Từ bên dưới, Thiết kế cho chế tạo sẽ được gọi là DFM.

Ý nghĩa của DFM

Với tư duy thông thường, thật khó có thể hình dung được tại sao việc điều chỉnh thiết kế để tiết kiệm mỗi lần lắp ráp sản phẩm 30 giây lại có ý nghĩa và đáng làm. Hãy hình dung một dây chuyền sản xuất cho ra đời khoảng 100 triệu sản phẩm mỗi năm (như điện thoại iPhone 5), nếu mỗi sản phẩm tiết kiệm được 30 giây, 10 triệu sản phẩm sẽ tiết kiệm được hơn 800 nghìn giờ công. Với chi phí “thấp” khoảng 5USD/giờ, 30 giây ngắn ngủi có thể tiết kiệm cho nhà sản xuất 4 triệu USD!. Đó là chưa kể con số tiết kiệm thời gian có thể hơn 30 giây và những lợi ích khác bên cạnh việc giảm thời gian lắp ráp mà DFM có thể mang lại cho doanh nghiệp: giảm chi phí các linh kiện, giảm chi phí hỗ trợ.

Thiết kế giúp giảm thời gian và chi phí lắp ráp, giảm giá thành các linh kiện, giảm chi phí hỗ trợ là lợi ích mà DFM mang lại cho nhà sản xuất. Nguồn: Wikipedia.

Những thông tin để làm DFM

DFM là bước yêu cầu rất nhiều sự kết hợp khi tiến hành vì DFM liên quan đến rất nhiều hoạt động khác: Thiết kế công nghiệp, Kiến trúc sản phẩm (Thiết kế hệ thống), Thiết kế kỹ thuật… Vì thế, DFM đòi hỏi phải có nhiều thông tin để tiến hành. Đầu vào cho DFM thường bao gồm các thông tin về: Phương án thiết kế, Dây chuyền sản xuất, Thông số sản xuất.

Phương án thiết kế

Các thông tin liên quan đến phương án thiết kế cần có để làm DFM bao gồm các bản vẽ sản phẩm: bản vẽ phác, bản vẽ lắp, bản vẽ chi tiết, bản vẽ chế tạo; chi tiết các thông số kỹ thuật của sản phẩm. Tất cả những bản vẽ, thông số…bên trên đều cần phải bao quát tất cả các phương án thiết kế sản phẩm (để tiện so sánh, điều chỉnh).

Các bản vẽ có vai trò quan trọng trong việc tiến hành DFM. Nguồn: Wikipedia.

Dây chuyền sản xuất

Để làm DFM, nhóm thiết kế cần có những hiểu biết rất cặn kẽ về dây chuyển sản xuất, lắp ráp sản phẩm. Những hiểu biết này sẽ giúp nhóm thiết kế có được thiết kế ban đầu phù hợp với dây chuyền sản xuất và lắp ráp. Việc này giúp cho quá trình điều chỉnh thiết kế sau đó được tiến hành nhanh chóng hơn và dễ dàng hơn.

Thông số sản xuất

Thông số sản xuất bao gồm các kết quả xấp xỉ, ở mức thử nghiệm, về chi phí lắp ráp, chi phí sản xuất, sản lượng có thể đạt và thời gian sản xuất.

Những thông tin về thông số sản xuất như trên giúp cho nhóm thiết kế tính toán và so sánh được các phương án thiết kế với nhau trên phương diện định lượng về chi phí cuối cùng từ đó chọn ra được (và điều chỉnh để có) phương án thiết kế tối ưu về chi phí chế tạo.

Quá trình tiến hành DFM

Quá trình tiến hành DFM về cơ bản bao gồm các hoạt động: Ước lượng chi phí sản xuất, Giảm chi phí các linh kiện, Giảm chi phí lắp ráp, Giảm chi phí hỗ trợ, Xem xét ảnh hưởng.

Hình ảnh lấy từ cuốn sách

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