DFMA-技术白皮书

DFMA-技术白皮书DFMA技术包皮书DFMA面向制造与装配的设计——并行工程的核心技术摘要本文首先引入了并行工程基本理念和定义，强调了并行工程是企业制胜于市场竞争的有效选择，介绍了实施并行工程需要建立相应的管理措施、掌握相应的管理以及一些技术工具，继而阐述了DFMA面向制造与装配的设计是并行工程的核心技术，最后介绍了高品质DFMA软件的供应商BDI公司及其DFMA系列软件和BDI公司中国合作伙伴－北京艾克斯特科技股份有限公司。一．并行工程产生的背景、基本理念和定义：80年代初期以来，世界制造业产品市场发生了根本性的变化，同类产品日益增多，企业之间的竞争愈来愈激烈，而且越来越具有全球性，长期卖方市场变成了买方市场。顾客对产品质量、成本和种类要求越来越高，产品的生命周期越来越短。因此，企业为了赢得市场竞争的胜利，就不得不加速解决新产品开发、提高产品质量、降低成本和提供优质服务等一连串的问题。然而在这些问题中，迅速开发出新产品，加快上市时间是获胜的关键。要解决这一问题，必须改变长期以来传统的产品开发模式。传统的产品开发模式是沿用“串行”的方法，即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，然后将图纸交给另一部门进行工艺方法的设计和制造工装的准备，采购部门根据要求进行采购，等一切都齐备以后进行生产加工和测试。产品结果不满意时再反复修改设计和工艺，再加工、测试，直到满足要求。这种方法由于产品设计中各个部门总是独立地进行，特别是在设计中很少考虑到工艺和工装部门地要求，制造部门地加工生产能力、采购部门地要求，以及检测部门地要求等，因此常常造成设计修改大循环，严重影响产品的上市时间、质量和成本。为了改变这种传统的产品开发模式，人们不得不开始寻找更为有效的新产品开发方法。在这其中，最重要的一件事情就是在1982年，美国国防高级研究项目局（DefenseAdvancedResearchProjectsAgency:DARPA）开始研究如何在产品设计过程中提高各活动之间的“并行度”（concurrency）的方法。五年以后，DARPA发表了其研究结果。后来的事实证明，该研究结果成为其后所有这方面研究的重要基础。在1986年，美国国防部防御分析研究所（TheInstituteforDefenseAnalysis:IDA）发表了非常著名的R－338报告，提出了“并行工程”（ConcurrentEngineering:CE）的概念，即“并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在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的所有因素，包括质量、成本、进度和用户要求。”二．并行工程是企业制胜于市场竞争的有效选择市场经济的发展和竞争的加剧总是促成买方市场的形成，制造业也不例外，企业要想生存和发展，就必须不断快、廉、好地推出满足市场需求的新产品。从制造业发展的历程来看，70年代之前的竞争焦点是企业规模和产品成本。而80年代的竞争焦点则是满足用户需求和综合的上市时间、产品质量、产品成本和售后服务(T.Q.C.S.)指标。90年代、特别是2000年的市场则要求企业以最短的时间开发出质量更高的、用户可接受的新产品。那种不注重产品开发的企业将在市场竞争中处于劣势。迅速开发出满足用户需求的新产品并尽快上市成为企业赢得市场竞争的关键。企业为具备这种能力，最重要的是必须不断采用新技术来改善产品制造系统的各个环节，信息技术的不断发展更加速了企业研究和应用新技术的步伐。国际上一些著名的制造企业如波音、摩托罗拉、惠普等，自90年代以来纷纷在新产品开发领域实施并行工程，他们的目的是采用新的产品开发管理模式和过程、把传统的制造技术与计算机技术和自动化技术相结合，在产品开发的早期阶段全面考虑产品生命周期中的各种因素，力争使产品开发能够一次获得成功。实践证明：并行工程能够缩短产品开发周期40％～60％、减少工程变更次数50％以上、降低产品成本30％～40％。我国经济在改革开放20多年来已经取得了巨大的进展，并呈现稳定发展的趋势。但国有大中型企业，尤其是制造业的发展普遍不景气，在市场竞争中处于十分被动的局面。造成制造企业困难的原因是多方面的，但产品开发问题是国内制造企业普遍存在的问题之一，即缺乏新产品的设计与开发能力。首先，大部分企业没有自己的产品开发能力。我国产业中R&D投入的含量太低，很大程度上影响了企业产品开发能力的培养和提高。其次，具有一定产品开发能力的企业主要延用传统的产品开发模式。即在产品开发中采用串行的开发流程，由各功能部门或专业组承担设计任务中，由于在设计过程中不能很好地考虑用户需求、加工、装配、支持、计划等，并且缺乏相应的技术手段，使设计出的产品存在不可加工、不可装配、不能完全满足用户需求等种种现象。这样就需要不止一次的修改设计，不仅延长了产品开发周期，增加了成本，而且用户的需求也不能很好地保证。而且随着中国正式加入WTO，国内制造企业在面临内部竞争的同时，也将迎来与国外先进制造企业的平等竞争与合作，因此实施并行工程更具有重要的现实意义。三．并行工程的实施需要管理和技术两方面的配合进入新千年以来，并行工程内涵更为丰富、外延更为广泛，它要求在产品设计中的既要考虑其上游的社会要求、客户需求，又要同时考虑其下游的工艺、制造、装配、检测、维修、对环境的影响、直至报废处理方面的内容，也就是说要同时考虑产品生命周期中各项因素。所以并行工程的实施是一项复杂、艰巨的系统工程，要满足并行工程的基本要求，需要从两个方面的来保证：第一是从管理的方面，第二是从技术的方面，两者相辅相成，缺一不可，前者是基本前提，后者是技术支持。管理的方面各国的研究和实践表明，要实施并行工程，关键是组织机构改革和人的因素等一系列的管理问题。管理方面的措施包括：建立有利于并行工程实施的跨部门组织机构从对并行工程的定义分析可以看出，要实现并行工程，显然最重要的就是要加强各个部门之间的信息沟通和交流，为此就需要建立有利于信息交流的组织模式，跨部门多专业的新产品开发团队（Cross-functional,multidisciplinarynewproductdevelopmentteam）就是满足这种要求的组织形式，这个团队包括了市场、设计、工艺、制造、采购、销售、维修服务等个部门的人员以及客户、供应商和社会某些职能部门或单位（如环保部门、法律咨询）的代表。建立有利于并行工程的人力资源管理措施人力资源管理方面主要包括：1．团队成员和团队领导的选拔2．人员的培训3．人员的绩效评价和激励建立有利于并行工程的运作管理方法并行工程团队运作管理主要包括：1．并行工程团队运作管理的纲领性文件的建立2．并行工程的计划管理3．并行工程的技术管理4．并行工程的质量管理5．实施并行工程的工作任务管理6．实现产品并行开发的基本方法7．并行工程实施过程中人员需求的动态特点8．并行工程团队地理上的集成9．并行工程中的会议管理10．并行工程团队中的决策建立有利于并行工程的企业与供应商及客户的关系1．企业与供应商的关系管理2．企业与客户的关系管理建立有利于并行工程实施的社会环境1．制造工业产业结构和组织方式的变革2．高等教育的变革3．整个社会的文化环境技术的方面并行工程的支持技术包括以下几个方面,其中DFX是其核心技术：DFX技术1．DFA(Designforassembly)，面向装配的设计2．DFM(Designformanufacture)，面向制造的设计3．DFT(Designfortesting)，面向测试的设计4．DFS(Designforservice)，面向维护的设计5．DFE(Designforenvironment)，面向环境的设计6．DFD(Designfordiscarding)，面向报废的设计CAX技术1．CAD(Computeraideddesign)，计算机辅助设计2．CAM(Computeraideddesign)，计算机辅助制造3．CAPP(Computeraidedprocessplanning)，计算机辅助工艺规划编程4．CAE(Computeraidedengineering)，计算机辅助工程PDM技术PDM(Productdadamanagement)，产品数据管理系统全面质量管理技术方法和工具1．Taguchimethod，田口方法田口方法考虑了客户对产品的一贯要求及制造商生产的低成本零件的要求，它把产品和过程设计分为三各阶段，即系统设计、参数设计和公差设计。该方法是质量方法学上的一大贡献。2．QFD(Qualityfunctiondeployment)，质量功能部署方法它是一种将客户需求转换成各设计阶段和各生产阶段对产品要求的方法。3．SPC(Statisticalprocesscontrol)，统计过程控制主要是指通过对工序工程中质量的统计分析，找出规律性和问题所在，从而有利于在制造过程中控制产品质量。4．VE(Valueengineering)，价值工程工具价值过工程能以最低成本开发出满足功能要求的产品和服务。价值工程是面向功能的，所以，它在提高产品价值的同时降低了产品的生产成本。价值工程是集公司内设计资源、工程资源和制造资源的极好工具。设计开发过程网络计划技术1．CPM(Criticalpathmethod)，关键路径法CPM是美国杜邦公司和兰德公司于1957年联合提出的，它假定每项活动的作业时间是确定值，重点在于费用和成本的控制。2．PERT(ProgramEvaluationandReviewTech),计划评价与审查技术PERT是在1958年由美国海军特种计划局和洛克希德航空公司提出的，PERT中的作业时间是不确定的，是用概率方法进行估计的估算值，它主要用于大量不确定因素的大规模开发研究项目，重点在于时间控制。后来，它与CPM有发展一致的趋势，常常被结合使用，以取得时间和费用的最佳控制。网络及各种通讯工具包括各种电子数据交换工具，各种通讯方式，融声、光、电等于一体的计算机多媒体技术，计算机屏幕会议系统，多媒体电视会议系统等等。计算机协调管理系统当并行工程发展到高级阶段，多功能交叉团队变成虚拟团队（Virtualteam）就需要计算机协调管理系统，在这种系统中，给定了在产品生命周期中各方面的约束和限制条件，对不同的方面和人员也有不同的授权，设计人员必须根据这些条件来解决彼此的冲突问题。如果协调不了，就要通过计算机协商或开会，大家一起在计算机上发表意见，并进行表决。实施并行工程的几个误区这里要强调的是，并行工程的实施需要消除以下几个误区：第1，一些企业的高层管理者（总裁、总经理、厂长）认为，产品开发实施并行工程主要是研发部门的事情，只要研发部门好好配合其他部门，就可以实现产品的并行开发。要知道，产品开发实施并行工程往往牵涉到本企业的各个部门以及客户、供应商和社会某些职能部门或单位（如环保部门、法律咨询），研发部门的经理由于权力和知识、技术背景所限，无法协调与各个部门的关系，因此，高层管理者必须有足够的重视和支持，成立交叉功能团队，授给团队长足够的权力（如：团队长对团队成员有奖励和晋升的权力等），配备给团队足够的资源（人、财、物）。有时对于关系到企业生命的新产品开发，高层管理者应亲自出任团队长，国际有些著名公司的总裁就是这么做的。第二，过分依赖管理方面的作用，只要企业管理层重视，建立了相应的并行工程的组织结构和管理措施，掌握了相应的管理方法，不需要什么技术工具（包括软件），也能实现并行工程，这也是并行工程的实施的一个误区。正如本节前面所强调的那样，管理和技术两者相辅相成，缺一不可，前者是基本前提，后者是技术支持。因为，自90年代中期以来，并行工程越来越注重科学性和准确性，并行工程中的一些优化判断是建立在大量计算、大量分析、大量准确的数据基础之上的，没有一些技术工具和软件（如DFMA、CAD、CAM、CAPP、PDM、ERP等软件）的支持，无法取得一些准确数据，并行工程就无法真正实现。第三，有些人片面地认为，并行工程既然是一项浩大的工程，企业实施并行工程，必须具备上面所列的所有的管理要求和技术工具（包括软件），而且要具备这些条件要投入大量的人力、物力和财力，所以对并行工程望而生畏、望而却步，这种想法也是不对的。并行工程是分情况、分层次、分步骤的，各行各业的产品千差万别，从日用家电到汽车、飞机，以直火箭、导弹；复杂程度也相距甚远，简单的如一个螺钉，复杂的如一架飞机；产品开发也有不同类型，一般分新产品开发、产品改进、零部件优化设计等等。所以并行工程的实施可以分情况，有层次、有步骤地进行。一个企业可以有计划地分步实施并行工程。企业可以先在一些小型的产品开发项目上实施并行工程，例如：零、部件结构优化，这样小的项目只需配置并行工程的某些核心技术工具（如：DFMA系列软件中的DFA、DFM）就可以实现真正的并行工程。目前，高品质DFMA软件的供应商BDI公司的DFA、DFM软件功能强，适用范围广，从以枚螺钉到一辆汽车的设计优化和设计并行都能胜任；而且价位适宜，并且所需的硬件要求低，如：DFMMachiningV2.0所推荐的硬件配置为：486处理器，16Mb的RAM，12Mb的硬盘空间，SVGA显示器，Windows3.11；DFA9.0和DFMSheetMetalworkingV2.0所推荐的硬件配置为：Pentium6处理器，16Mb的RAM，12Mb的硬盘空间，SVGA显示器，Windows3.11,Windows95,WindowsNT。四．DFMA是并行工程的核心技术要深入了解DFMA技术在并行工程中的地位和作用，还得从并行工程所要求的产品开发的过程和DFMA技术（特别是DFMA软件）本身说起。1．产品设计在产品开发工程中的作用一般说来，产品开发的整个过程包括这些环节：市场调研、设计、工艺、制造、检验、销售、售后服务、回收处理等，设计是其最重要的一个环节。图Fig.1形象的表明了：产品设计虽然只占产品整个成本的5％，但它却影响产品整个成本的70％。Fig.12．传统产品设计的弊端传统的产品设计是采用“串行”的方法进行的，这种设计方式的弊端是各个环节缺少交流和沟通（如图Fig2所示）,设计中很少考虑其下游的工艺、制造、装配、检测、维修、对环境的影响、直至报废处理方面的内容，这样往往在产品被制造出来以后，还要多次返回进行设计更改，从而造成巨大浪费，增加产品成本，推迟产品上市时间。根据一家公司的具体实例显示：直到他们的机器运输到客户那才发现存在问题，改正该问题所花费的成本为:$590,000！而如果问题被早一点发现和改正，将花费少得多的成本。他估计在不同阶段改正问题所花的成本如下:在设计阶段:$35采购零配件之前:$177生产之前:$368Fig.2由此可见，我们需要运用必要的技术工具，采用新的产品设计模式，取代旧的模式中的弊端，这就是下面要介绍的DFMA技术工具和并行工程。3．关于DFMA技术DFMA（DesignForManufactureandAssemble）是DFX技术的另一种统称，该技术是并行工程关键技术的重要组成部分，其思想已贯穿企业开发过程的始终。它涵盖的内容很多，涉及产品开发的制造、装配、检测、维护、报废处理等各个阶段，DFMA的系列技术包括：DFA（DesignforAssembly，面向装配的设计）、DFM（DesignforManufacture，面向制造的设计）、DFT（DesignforTesting，面向测试的设计）、DFS（DesignforService，面向维护的设计）、DFE（DesignforEnvironment，面向环境的设计）、DFD（DesignforDiscarding，面向报废的设计）等。目前应用较多的是机械领域的DFA和DFM，使机械产品在设计的早期阶段就解决了可装配性和可制造性问题，为企业带来了显著效益。DFA指在产品设计早期阶段考虑并解决装配过程中可能存在的问题，以确保零件快速、高效、低成本地进行装配。DFA是一种针对装配环节的统筹兼顾的设计思想和方法，就是在产品设计过程中利用各种技术手段如分析、评价、规划、仿真等充分考虑产品的装配环节以及与其相关的各种因素的影响，在满足产品性能与功能的条件下改进产品的装配结构，使设计出的产品是可以装配的，并尽可能降低装配成本和产品总成本。DFA是一种优化产品结构的方法，同时也是一种设计哲理。其作用方式有两种：可装配性分析评价工具和装配设计指南。前者指产品设计进行到一定程度后，通过系统分析影响产品装配性的各种因素，对产品的可装配性进行评价，在此基础上给出再设计建议。后者指先将装配专家的有关知识和经验整理成具体的设计指南，然后在它们的指导下进行产品设计，相当于在这些专家的直接帮助下选择设计方案，确定产品结构。DFA在产品开发过程中的作用和地位主要表现在减少零件数（从而精简产品结构）、改进装配性能、降低产品成本等方面。DFM则指在产品设计的早期阶段考虑与制造有关的约束，指导设计师进行同一零件的不同材料和工艺的选择，对不同制造方案进行制造时间和成本的快速定量估计，全面比较与评价各种设计与工艺方案，设计团队根据这些定量的反馈信息，在零件的早期设计阶段就能够及时改进设计，确定一种最满意的设计和工艺方案。正是由于DFMA的这些特点和功能，使DFMA技术成为并行工程的核心技术。4．并行工程所采用的产品开发模式Fig3如图Fig.3所示，这是并行工程所采用的产品开发模式，在产品的设计早期（概念）阶段应用DFMA技术，考虑并解决产品的可装配性和可制造性问题，经过多次DFMA循环（见图Fig4）后，再进入后面的详细设计阶段，然后是样机制造和大量投产。经过这样的过程，虽然设计阶段的时间有所延长，但整个产品的开发周期却大大缩短了，并节约了成本，提高了产品质量。Fig4五．高品质DFMA软件的供应商BDI公司及其软件简介1．关于BDI公司在DFMA领域，在国际和国内的研究人员和研究成果都不少，但推出商品化软件的并不多，其中美国的BDI公司是这些为数不多的公司之一。BDI公司不但是高品质DFMA软件的供应商，而且是唯一持续致力于DFMA学科基础研究的公司。BDI公司（BoothroydDewhurstInc.）成立于1982年。在成立之前的70年代初，其创始人之一G.布斯劳博士即专注于DFA的研究工作。DFA是设计评价的系统化方法，是支持以并行工程方式工作的核心软件工具，它不但能定量化装配时间和人力成本，而且促进产品结构的简化，从而降低零件成本和装配成本。BDI公司的成立将DFA软件推向了市场，使得DFA软件和方法得到迅速和有效地应用，并很快被许多的制造业企业所采用，包括汽车、国防、高科技和医疗设备领域等等，已经成为提高产品竞争力的有效工具。除了DFA，BDI还开发了DFM系列软件，用于对单个零件成本和相应工装投资进行成本和时间的估计。不象已有的参数化成本估计模型，它不依赖于历史数据，因此可以对新的设计做准确的成本估计，并尝试各种不同的零件材料和加工工艺（目前包括吹塑成型、注塑成型、挤压成型、热塑成型、压铸模、砂铸模、发泡模、锻压和粉末冶金等多种工艺和相应的近百种材料）。1991年，鉴于BDI公司在DFMA领域的创意、研发和市场化的杰出工作，以及DFMA的应用对美国制造业竞争优势的形成所做的贡献，美国总统布什给BDI公司的创始人G.布斯劳博士和P.德赫斯特博士颁发了美国国家技术奖。BDI公司在不断更新已有的产品的同时，也继续开辟产品设计领域中新的研究项目。1994年，BDI公司发布了DFS，用于在产品设计的早期阶段检查产品的维护成本和可维护性。1996年，与荷兰的TNO产品中心一起，BDI公司发布了DFE，DFE提供了在设计早期阶段评价产品环境成本的一套方法，包括产品报废时的处理成本，这是最早可用的环境成本分析软件之一。预计在21世纪环境因素将成为产品设计必须考虑的重要因素。BDI公司的DFMA软件能给产品开发团队提供极大的帮助，使得产品开发过程比以往任何时候都更快、更有效率。DFMA软件将设计、装配、材料和加工工艺的知识集成在一起，独立的设计者自己就能够利用这些知识立刻做出合理的决策，而不必再费力去获取第一手资料或咨询专家。开发团队则可以利用DMFA让大家都在同一时间思考同一问题。总之，与当前产品开发方法相比，应用DFMA的结果是以更低的成本和更短的时间得到了更高质量的产品。一般来说，BDI公司的DFMA软件在一个项目上就可收回投资，因为：DFMA缩短产品从设计到投产的周期高达50%。DFMA减少零件数量平均达30-70%。DFMA减少装配时间达50-80%。DFMA软件能够帮助工程师做出预知的最有效益的设计。DFMA的应用使得产品易于装配、成本最低和加工工艺最理想，达到一种高雅的设计——结构的简洁和功能的集成。由于DFMA能够产生对产品设计的定量分析结果，工程师在产品的设计阶段就可以考虑产品的不同加工工艺和生产成本等问题。DFMA还可以作为以下工具来使用：团队工具：量化设计概念、建立交流环境和取得一致意见评价工具：获得最佳的加工性能、减少零件数量设计工具：通过高雅设计（简化结构和功能集成），提高产品质量和增加客户满意度市场工具：与竞争对手的产品做竞争力的比较采购工具：评价供应商的报价削减成本工具：通过大大缩短产品从设计到投产的周期，达到产品的目标成本培训工具：达到目标和提高设计的一致性DFMA的好处从设计的初始阶段开始，贯穿销售、服务和支持。由于产品的零件更少，公司可以节省劳力、库存和供应成本，并减少相关的文档和管理。一般来说，间接的成本节省比直接的材料和装配的节省要显著的多。DFMA软件常常使得产品如此简单和易于加工，以至于不必再投资购买昂贵、复杂的自动化加工和装配设备了。到今天为止，500家以上的公司在使用DFMA软件，已节省了数十亿美元。这些公司包括汽车和飞机制造商、计算机公司、机床生产商、通讯产品公司、玩具制造商、仪器制造公司等等。2．BDI公司的DFMA系列软件简介1）DFA－面向装配的设计是支持以并行工程方式工作的核心软件工具，它不但让您定量化装配时间和人力成本，而且促使您简化产品的结构，从而降低零件成本和装配成本。许多公司的记录显示，仅仅在产品设计的早期阶段应用DFA就已经有数百万美元的节省。如果您想维持或提高您产品的竞争力，这是必不可少的一项工具。包括在软件中的装配时间标准是建立在广泛调查研究的基础上，并已得到多年工业应用的验证。它们涵盖线路利用、印刷电路板装配和机械装配等。有足够的、用户可编辑的数据库可适用于您公司的标准项目和特殊操作。该软件已经被成功地应用于广泛领域的产品，从磁盘驱动器到卫星，从电梯到分析仪器。DFA软件帮助您估计手工装配产品的成本，并尝试不同的设计策略，选择其中具有最简单产品结构和最小加工和装配成本的一个设计方案。DFA软件首先对指定的产品设计做装配难易度分析，然后鼓励您通过减少独立零件数量的办法对产品的设计做简化，以使剩余的零件更易于装配，同时可以获得装配时间和成本的估计，使您可以立刻看到任何的设计改变所产生的效果。如果有现成的各个零件及加工的成本数据，可以在这里包含进来以看到一个更全面的加工成本图。如果没有，您可以使用我们的DFM软件来获得这些零件及其加工成本的估计。这样对您的产品就做了一个完整的面向制造和装配的设计。DFA软件在88个已公布典型产品案例中的平均应用效果：2）DFM－面向制造的设计能指导设计师进行不同材料和工艺的选择，并能在产品设计的任何阶段产生零件及加工成本的估计。DFM是DFMA软件中重要的组成部分，它将加工知识应用于DFA成本降低的分析中。DFM由一系列的软件组成：I)DFMConcurrentCosting－并行成本计算ConcurrentCosting是用于对单个零件成本和相应工装投资进行成本估计的软件工具。不象已有的参数化成本估计模型，它不依赖于历史数据，因此可以对新的设计做准确的成本估计，并尝试各种不同的零件材料和加工工艺（目前包括吹塑成型、注塑成型、挤压成型、热塑成型、压铸模、砂铸模、发泡模、锻压和粉末冶金等多种工艺和相应的近百种材料）。使用ConcurrentCosting的好处有：准确的成本估计：ConcurrentCosting提供了在零件设计阶段快速和准确的评价零件成本的方法，并可以快速地尝试不同的材料和工艺。实现并行工程：定量成本信息使得产品开发团队可以将设计的决策建立在实时信息的基础上，以缩短产品开发周期和统一设计团队的意见。与供应商谈判：ConcurrentCosting给出了客观的成本决定要素，使您能与供应商更有意义地讨论，以取得共同利益。竞争力比较：将您的设计与竞争对手的产品进行比较，以决定市场可行性和目标成本。II)DFMMaching－机加工成本分析Maching是用于机加工分析的软件工具，新手和专家都能利用它完成机加工零件优化设计的成本分析，并与不同的成型工艺做比较，从而确保以最经济有效的工艺来加工零件。除了获得待加工零件的加工时间和成本的估计，Maching还能够帮助您：生成工艺和工步规划在设计早期阶段获得成本的估计生成报价做生产规划III）DFMSheetMetalworking－钣金加工成本分析SheetMetalworking用于钣金零件加工的成本估计，并给出主要的成本构成要素，使您能够尝试设计的改变以降低成本。3）DFS（DesignforService）－面向维护的设计在市场全球化的进程中，竞争的加剧使得消费者的需求不断发生明显和加速的变化。例如由于有广泛的产品和品牌可供选择，今天的消费者产生了超越传统产品质量的各种苛刻和特殊的要求。其中值得一提的是，可维护性已经成为当今各种商品的重要卖点。为了帮助生产商满足提高可维护性的需求，我们研究和开发了DFS软件。“一个工程师在设计产品时往往把注意力集中在功能、质量、成本和重量上，我们则想努力拓宽工程师的目标，使得DFS成为总体目标的一部分。”（BillHess语，福特汽车公司的销售和市场经理）。DFS软件允许设计者和工程师在产品设计的早期评估产品的可维护性，此时对于产品设计的修改所花费成本最低。如果一个产品是易于装配的，您可能会想当然地认为它也是易于维护的，但实际上并不总是这样。例如现在我们给一辆已服役两年多的坦克进行维修，由于不断受到风吹、日晒、雨打和冷冻而导致紧固件生锈，当您在拆卸底盘架时，可能怎么也扳不动。直到经过仔细地润滑油清洗和两分钟的松动，坦克底盘架才得以拆卸。想想看，这个当初花了20秒操作装配上的螺母，却花了4分钟的时间来拆卸。现在利用DFS软件，设计师和工程师就可以避免这样的维护难题。DFS软件还给用户提供一系列的，包括再设计建议的报表（对于需要检查以提高可维护性的地方予以强调和划分优先次序）。进行DFS分析的好处有：降低保修成本、提高客户满意度和经济地维护对环境敏感的长寿命产品。4）DFE（DesignforEnvironment）－面向环境的设计随着全球性的环境立法，需要新的工具帮助创新的公司设计绿色的产品，以在相关法律颁布以前能够顺利过渡到生产合法的产品。在许多国家，产品报废时的处理责任已经交给了制造商。另外，许多公司已经开始回收报废的产品，从计算机等电子产品到各种消费类产品。通过使用DFE软件对这些产品进行面向环境和成本效益的设计，制造商能够获得该产品的同业竞争优势。DFE模拟产品报废时的拆卸过程，揭示产品设计对于成本和环境的影响。这些定量的信息可以辅助设计早期的各种平衡性决策。DFE可以与DFA软件无缝集成在一起发挥作用，初始的拆卸顺序可以由DFA软件自动生成。用户可以编辑拆卸列表以定义产品报废时不必拆卸就可以回收或处理的组件。基于拆卸的顺序，可以完成两个主要的分析：1）拆卸、处理、再利用和回收的利益回报分析；2）原产品制造、处理、再利用或回收所引起的环境影响分析。利益回报分析显示了在不同拆卸阶段的利益影响。它等于每个零部件的拆卸成本与可再利用零部件的价值之差，再减去产品剩余零部件的处理成本。产品的环境影响分析是利用TNO研究和开发的一个价值分析模型做出的，该模型是荷兰的一项重要研究成果，称为MET点系（Materials材料，Energy能源，Toxicity毒性），来源于欧洲的生命周期分析项目，后来研究结果被成一个快速、有效的分析工具，并成为DFE软件的一部分，它使得没有专门生态知识背景的用户能够在设计中考虑环境的因素。主要客户:计算机行业：Compaq（康柏），Dell（戴尔），Intel（英特尔），HewlettPackard（惠普），SeikoEpson（爱普生），ComputingDevices消费类产品行业：Sharp（夏普），3M，EastmanKodak，ATCross，MilwaukeeElectric，OutboardMarine，TeledyneWaterPik，Whirlpool国防和航空航天行业：Boeing（波音），BombardierAerospace，Embraer，LockheedMartin，LoralDefenseSystems，Raytheon医疗设备行业：GEMedicalSystems，AbbottLaboratories，Bayer，USSurgical通讯产品行业：Motorola（摩托罗拉），Nokia（诺基亚），Ericsson（爱立信），Philips（飞利浦），3Com，Nortel，HughesNetworkSystems，ThomsonConsumerElectronics交通工具行业：Ford（福特），Volvo（沃尔沃），GeneralMotors（通用汽车），Mercedes-Benz（奔驰），BMW（德国宝马），Case，Caterpillar，HarleyDavidson，IsuzuMotors，MackTrucks，Navistar制造及设备行业：OtisElevator（奥的斯电梯），Brown&Sharp，AppliedMaterials，IngersollRand，Kulicke&SoffaIndustries客户评价：1、“我们把MicroVal®的成功归功于DFMA®，还没有其他任何软件能够象该软件一样如此大幅度地降低产品的成本。”——Brown&Sharpe制造公司高级设计工程师VitalyPesikov2、“要忽视该工具的作用是不可能的。DFMA®正不断地带领我们更加接近客户和我们的共同目标。”——Loctite公司产品研发和工程的DFMA协调员FrankTelo3、“等待这项技术的实施意味着失去机会。DFMA®总是有益的。它能够给你巨额的红利回报。”——McDonnellDouglas公司的NelsonWeber六．BDI公司中国合作伙伴－北京艾克斯特科技股份有限公司北京艾克斯特科技股份有限公司是BDI公司在中国的合作伙伴，也是BDI公司的DFMA系列软件中国独家总代理，该公司是在北京市高新技术产业实验区注册的高新技术企业，由多名清华大学教授和博、硕士毕业生于1994年9月发起创立。公司自成立以来依托清华大学强大的人才和技术优势，与清华大学机械学院、经济管理学院、信息学院、二十一世纪研究院等单位建立了长期稳固的合作关系，形成了强大的核心技术开发和科技成果商品化能力，培养了一批专业的技术开发、管理、市场营销及技术服务队伍。业务涉足软件、网络、信息安全、自动化、企业创新体系咨询研究、系统集成等领域。公司开发的CAD/CAPP/CAM/PDM及ERP系统经过几年的发展，已拥有大量的客户群（用户2，000多家，装机量40，000多套），形成了市场上的名牌产品，成为国内该市场的佼佼者。被国家科技部“863/CIMS主题专家组”授予“863/CIMS第一批系统集成和咨询服务企业”。公司还是IBM高端CAD/CAM产品CATIA和MSC高端分析软件MSC/NASTRAN的代理商，是HP公司指定的优秀软件合作伙伴，是Autodesk公司连续三年的“最佳杰出系统集成商”。公司的DFMA事业部下设培训中心、专家咨询中心、营销中心和开发中心。培训中心在清华大学定期开设课程，向客户灌输先进的DFMA体系和理念；专家咨询中心利用强大的公司和清华大学专家队伍，为企业提供DFMA方面的咨询服务，针对企业具体产品和项目提出优化和改进意见；营销中心负责全国市场的销售和客户开发工作；开发中心则负责面向行业的DFMA应用开发；产品的售后服务由培训中心和专家咨询中心联合承担。公司能提供全面的并行工程解决方案主要参考文献1、W.I.Winneret.“TheRoleofConcurrentEngineeringinWeaponsSystemAcquisition”,IDAReportR-338.AD-A203/615,Dec,19882、朱世和,高东.并行工程与并行机械设计.机械与电子.1995(5):25～283、陈晓川,张暴暴,刘晓冰,冯辛安.并行工程的研究概况综述.机械制造.1999(3):9～114、陈国权，并行工程管理方法与应用.清华大学.1998（1）：1～20CTRL+A全选可调整字体属性及字体大小-CAL-FENGHAI.NetworkInformationTechnologyCompany.2020YEAR传统的设计方式设计加工Source:FordMotorCompanyDFMA循环过程概念总体设计}DFA分析允许设计决策的权衡早期DFM评估材料和工艺选择DFM优化过程详细设计（CAD）