面向產(chǎn)品生命周期的電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計如何Design for money

　　任何產(chǎn)品都是經(jīng)過產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造然后投入市場銷售的，而產(chǎn)品從設(shè)計到制造的過程中，長久存在著這樣的情形：制造工程師抱怨產(chǎn)品設(shè)計欠佳不易生產(chǎn)，而設(shè)計師則抱怨產(chǎn)品制造品質(zhì)太差，這樣的情形不僅影響到設(shè)計與制造部門，同時也影響到整個企業(yè)的利益。為了解決使設(shè)計部門與制造部門和解并共同解決問題，于是就產(chǎn)生了DFM(Design for manufacture)——面向制造的設(shè)計。

　　不是單純的一項技術(shù)，從某種意義上，它更像一種思想

　　DFM從狹義上說，是使設(shè)計更加適合生產(chǎn)的要求，也是要求我們在設(shè)計的時候要充分考慮生產(chǎn)的情況，讓設(shè)計出來的能夠生產(chǎn)出來。其從廣義上將，就是設(shè)計要符合多數(shù)生產(chǎn)要求，能夠使設(shè)計的東西在生產(chǎn)上有更多的選擇，降低成本。也就是Design for money!

　　面向制造的設(shè)計(Design for Manufacture，DFM)是并行工程的關(guān)鍵使能技術(shù)之一，其目的是在設(shè)計階段就充分考慮下游制造環(huán)節(jié)的可行性問題。其實，最初所說的DFM，往往是指傳統(tǒng)的加工過程，即針對原材料各種操作，最終形成產(chǎn)品的工藝過程。隨著制造理念的發(fā)展，產(chǎn)品全生命周期的概念逐漸被制造業(yè)所接受，制造的概念正在擴大，不僅包括原材料到成品的加工過程，還泛指儲存運輸、銷售與維護、回收與拆卸，以及產(chǎn)品的需求分析和設(shè)計等。

　　套用這種擴大的制造概念，DFM實際上變成了DFX(*注：DFX是并行工程的支持工具之一，是一種面向產(chǎn)品全生命周期的集成化設(shè)計技術(shù)，其綜合了計算機技術(shù)、制造技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和管理技術(shù)，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)化的思想。它是一種新的設(shè)計技術(shù)，在設(shè)計階段盡可能早地考慮產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、可制造性、可裝配性、可測試性、產(chǎn)品服務(wù)和價格等因素，對產(chǎn)品進行優(yōu)化設(shè)計或再設(shè)計)。

　　由于產(chǎn)品開發(fā)各階段的功能和內(nèi)在規(guī)律差異很大，賦予DFM如此寬廣的功能指標，會在DFM系統(tǒng)的設(shè)計中導致思想混亂。因此，普遍認為DFM是指面向加工的設(shè)計(design for manufacture)，它與面向裝配的設(shè)計DFA(design for assembly)、面向物流的設(shè)計DFL(design for logistics)等都是平行的DFX工具。

圖示：DFM的結(jié)構(gòu)和功能示意圖(來源 網(wǎng)絡(luò))

　　上圖表明，輸入信息是經(jīng)過處理的設(shè)計信息模型，核心過程是對產(chǎn)品的可制造性評價，其主要依據(jù)有兩類：

　　1.加工手段的技術(shù)約束，如機床切削活動方式對零件形狀的限制等;2.企業(yè)制造資源約束，主要是指企業(yè)的設(shè)備加工能力。

　　由于實際環(huán)境下，這兩類依據(jù)是不斷變化的，因此，DFM系統(tǒng)必須具有開發(fā)性和擴展性，以反映這種變化。作為設(shè)計與制造協(xié)同的橋梁，DFM在產(chǎn)品開發(fā)流程的早期發(fā)揮作用，針對設(shè)計結(jié)果的可制造性分析過程，不僅可將下游環(huán)節(jié)約束施加于設(shè)計過程，還可以將產(chǎn)品可制造性檢測中得到的加工難點向下游進行信息預(yù)發(fā)布，以使相關(guān)環(huán)節(jié)提前開展準備。

　　2.如何獲取及引入DFM來提高利潤和產(chǎn)量

　　在今天的電子業(yè)，隨著電子產(chǎn)品功能集成越來越多，電子元器件尺寸越來越小，POP、3D實裝、SIP工藝的逐步導入，每一款電子產(chǎn)品從立項設(shè)計到批量制造過程都面臨著日趨復(fù)雜的挑戰(zhàn)。尤其是如何利用可制造性設(shè)計理念和經(jīng)驗，從產(chǎn)品的初步規(guī)劃起切入，降低BOM成本與采購難度、減化工藝流程、選擇高通過率/可自動化的工藝、降低總體制造難度與成本、讓設(shè)計利于量產(chǎn)及使用成為各大企業(yè)最關(guān)注的課題。

　　例如，作為設(shè)計從邏輯到物理實現(xiàn)的最重要過程，DFM是一個不可回避的重要方面。在PCB設(shè)計上，我們所說的DFM主要包括:器件選擇、PCB物理參數(shù)選擇和PCB設(shè)計細節(jié)方面等。器件的DFM選擇，作為PCB設(shè)計人員需要和采購工程師、硬件工程師、工藝工程師等協(xié)商決定。PCB設(shè)計的物理參數(shù)這個主要環(huán)節(jié)主要是由PCB設(shè)計人員來確定了。這要求PCB設(shè)計人員必需深入了解PCB的制造工藝和制造方法，了解大多數(shù)板廠的加工參數(shù)，然后結(jié)合單板的實際情況來進行物理參數(shù)的設(shè)定，盡量增加PCB生產(chǎn)的工藝窗口，采用最成熟的加工工藝和參數(shù)，降低加工難度，提高成品率，減少后期PCB制作的成本和周期，即“不能殺雞使用牛刀”也不能“殺牛使用雞刀”。

　　那，理所應(yīng)當?shù)脑赑CB設(shè)計細節(jié)上，多數(shù)就和設(shè)計工程師的水平和經(jīng)驗有很大的關(guān)系。如:器件的擺放位置，間距，走線的處理，銅皮的處理等。這些參數(shù)需要長時間多項目的積累才能得到。并且，一般他們的設(shè)計參數(shù)要能符合絕大多數(shù)板廠的要求，而不是僅僅符合某個廠的特定成本要求。

　　為更好地交流DFM設(shè)計經(jīng)驗，在8月29-31日的NEPCON South China展會同期，主辦方勵展博覽集團攜手云創(chuàng)硬見，力邀多名一線企業(yè)資深實戰(zhàn)專家，通過實際案例和系統(tǒng)理論結(jié)合，從多角度詳解電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計，同時共同展望電子制造技術(shù)未來的發(fā)展。想知道如何獲取及引入DFM來提高利潤和產(chǎn)量?在電子產(chǎn)品可制造性論壇上，你可能會得到更精準的答案!

　　這些演講嘉賓，在其深耕的領(lǐng)域多有建樹。例如，中興通訊手機DFX總監(jiān)余宏發(fā)，屬于公司級專家，他是中興通訊DFX專家組組長，負責手機DFX新技術(shù)、新工藝研究及管理等工作;又如，金百澤PCB事業(yè)部副總經(jīng)理馮映明擁有15年P(guān)CB制造技術(shù)性工作經(jīng)驗，一直從事工藝和工程的工作。非常熟悉PCB制造加工工藝流程，善于從PCB制造的角度去優(yōu)化資料的設(shè)計，從而降低PCB制造加工難度、提升產(chǎn)品的品質(zhì)、縮短生產(chǎn)周，同時也為客戶節(jié)約更多的成本，曾與多家軍工、通信通訊和工業(yè)控制類客戶進行過技術(shù)交流; 凱意科技的萬濱先生歷任中國通信學會設(shè)備制造委員會委員，他是IPC中國EMS理事會理事，IPC中國裝備及材料理事會理事，亦是凱意科技創(chuàng)始人;偉創(chuàng)力的周輝先生，是偉創(chuàng)力亞洲區(qū)先進制造工程部總監(jiān)/北中國區(qū)先進工程總監(jiān)，主要從事新工藝技術(shù)的開發(fā)、新產(chǎn)品工藝開發(fā)及可制造性/可裝配性設(shè)計優(yōu)化DFX等方面的研究，有16年電子產(chǎn)品工藝開發(fā)、制造及質(zhì)量控制經(jīng)驗，曾在國際期刊上發(fā)表過20多篇技術(shù)論文, 內(nèi)容涉及01005、TMV POP、0.3mm CSP等新工藝技術(shù)開發(fā)，Head-in-Pillow, NWO等典型缺陷的解決方案以及公差累積分析與六西格瑪?shù)确椒ㄕ摰膶嶋H應(yīng)用等等。

　　相信，這樣一個強大的企業(yè)資深實戰(zhàn)專家隊伍在2017年8月29日，深圳會展中心6樓郁金香廳，一定會為我們答疑解惑。

　　3.如果不使用DFM，你可能面臨的高成本、高風險的巨大挑戰(zhàn)。

　　DFM的使用不僅僅是回答這個設(shè)計可以制造嗎，更是回答這個設(shè)計是否能被高效率地制造并且獲利。DFM能促使你在毫無損失的情況下使設(shè)計更加小型化，降低產(chǎn)品上市時間并信心十足地在全球制造趨勢中獲利受益。如果不使用DFM，則你可能面臨高成本、高風險的巨大挑戰(zhàn)。

　　縮短產(chǎn)品上市時間是一項緊迫的需求。由于PCB設(shè)計的反復(fù)可能導致設(shè)計周期平均增加幾個星期，從而拖延了產(chǎn)品的上市時間，因此將可制造性問題(導致設(shè)計反復(fù)的重要原因之一)在PCB設(shè)計時間盡早消除有絕對的必要性。一般人認為，DFM只是簡單地在PCB 畫圖CAD 系統(tǒng)上執(zhí)行一些基本的錯誤檢查，來確定在PCB 制作時線路不會短路，或確保在PCB組裝時零件不會相互干涉。而實際上，DFM結(jié)果意味著設(shè)計已經(jīng)得到最大程度的優(yōu)化，從而確保產(chǎn)品可以按最高效的方式制作、組裝及測試消除可能導致額外時間及成本的多余工藝。一個全面優(yōu)化的設(shè)計甚至會考慮到產(chǎn)品的制造良率。

　　不好的設(shè)計會導致更長的制造時間及更高的成本。針對無時不在的降低成本及縮短產(chǎn)品上市時間的壓力，實施DFM的最終目標是要達成低成本高效益的制造。這將通過保持高良率(低廢品)及最少的設(shè)計改版而實現(xiàn)。同時，我們還需要認識到DFM的應(yīng)用使得工藝能力得到了全面的發(fā)揮，如通過新技術(shù)的應(yīng)用將設(shè)計從兩塊PCB集中到一塊PCB上，從而既節(jié)省了時間，又節(jié)約了成本。DFM的使用不僅僅是回答這個設(shè)計可以制造，而更是回答這個設(shè)計是否能被高效率地制造并且獲利。所以，如果您是中興、華為、大疆、TP-link、康佳、TCL、海能達、OPPO、美的、格力等品牌企業(yè);富士康、偉創(chuàng)力、長城開發(fā)、偉易達、環(huán)勝電子、共進電子等OEM/ODM企業(yè);如果您是華勤、輝燁、漢普、億道、美睿、頂星、英蓓特等方案公司的設(shè)計/制造/工藝/管理人員;如果您是媒體、新媒體、意見領(lǐng)袖、行業(yè)協(xié)會相關(guān)專業(yè)人士一定記得來2017年8月29日于深圳會展中心6樓郁金香廳舉行的電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計論壇。在這個論壇上，幾位一線企業(yè)資深實戰(zhàn)專家，將通過實際案例和系統(tǒng)理論結(jié)合，從多角度詳解電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計，驗證DFM的使用不僅僅是回答這個設(shè)計可以制造，而更是回答這個設(shè)計是否能被高效率地制造并且獲利，為電子產(chǎn)品設(shè)計、制造商和工藝設(shè)備供應(yīng)商提供一個全方位交流平臺。NEPCON South China同期，將有更多現(xiàn)場活動，如“NEPCON 與智慧工廠 1.0 - 電子制造的未來”主題研討會”、“可穿戴設(shè)備裝聯(lián)及智能制造技術(shù)研討會”“智能安防與醫(yī)療電子”主題論壇等為你帶來行業(yè)全新視角，不容錯過!

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