科普课堂：什么是面向制造的设计（DFM）？

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每个寻求提高效率同时又能实现更高质量产品的制造商都对会对面向制造的设计感兴趣。

# l& |- M7 s: _8 s' a借助面向制造的设计，研发和制造工程师可以保持协同工作，从而帮助消除阻碍, 更快地将创新产品推向市场。
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5 e4 ^. y0 y9 F通过保持一致和紧密协同，该设计方法使首次生产出正确的产品成为可能。从而实现：

- [' [2 q1 ~/ d  [. u9 @0 }" `. m• 更高的产品成功率
• 缩短交货时间
1 {7 b( x7 D! `5 P! u/ a5 W• 更低成本的解决方案
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% y( I$ P) w0 F( K* \/ Z通过更好的面向制造的设计解决客户难题

9 _9 k( [* r$ p" w在一个典型的制造环境中，工程师缺乏对设计的了解可能会影响制造过程和生产线。如果在工程决策中不能充分体现生产特性，制造商就会产生额外的成本和时间。在投入生产阶段和推向市场时尤其如此。
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也就是说，由于设计人员无法在流程的早期访问产品工程信息，导致制造部门经常突然被那些难以实施、耗时且成本高昂的设计所影响。更加复杂的是，产品工程和制造计划依赖于不同的系统，工具和文件格式。此外，不同工厂之间将设计转移到制造的系列流程也有所不同。

% Z" q* B* |: j$ p, n缺乏一致性和互操作性意味着制造流程需要多个源来访问所需的数据，包括BOM （物料清单），CAD（计算机辅助设计）图纸，数字模型（DMU）等。如果没有一个工具可以让人能够全盘了解这些资料，那么将它们转化为MBOM（制造物料清单）就会即费时又困难。
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" p  I: p0 B/ Y+ a0 |每个部门和工厂都利用各自独立的流程来创建和维护其可交付成果，结果随着工程设计被转移并转化为制造计划，产生了大量繁琐的手动工作。

2 D" D" |1 ~; ~  v面向制造的设计：5个关键原则

面向制造的设计实践通过在正确的时间访问正确的数据来解决这些问题。需要遵循五个关键原则：
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/ {! D& R/ ~) `6 f2 x/ Q在制造/运营的支持下，轻松地做出工程决策。以结构化的方式使制造工程成为产品开发早期阶段的一部分。包括清楚地将任务与流程联系起来，以及在设计人员和制造人员之间（一直到项目和站点级别）更好地共享信息。对此至关重要的是能够对虚拟构建或原型以及大规模定制提供系统支持。
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增加不同部门之间的可见性，包括早期的协作和并行任务。通过在早期阶段实现正确的产品制造，缩短交货时间和生产时间。通过数字模型和关联的流程，产品和资源可以有助于实现基于事实的决策，从而使这一切成为可能。
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简化产品设计和制造计划之间的BOM转换，包括结构，3D转换和配置逻辑。通过利用工厂特定的MBOM关联性和统一的变更流程，提高跨工厂特定的MBOM的可追溯性和关联性，并简化BOM协调过程。这样可以提高跨部门的重用性，并获得更高的产品成功率。
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在产品开发和其他企业系统之间创建基于标准的数据交换。其中包括诸如ERP（企业资源计划），APS （高级计划和调度），MES（制造执行系统），QMS（质量管理系统）和制造智能系统之类的系统。通过跨业务流程和人员使用通用且一致的设计和零部件信息，制造商可以创建和管理下游可交付成果，例如文档，流程计划和资源说明，从而提高企业效率和产品质量。
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$ l% E  V* g; f# L$ |0 D0 C统一产品和制造工程之间的变更管理。设计工程师对例如工作程序或更换零件所做的任何更改都会对工厂产生下游影响。通过更深入地了解变更过程，制造商可以在变更过程的早期更好地评估变更的影响。优化更改将大大减少返工情况的出现和报废的数量。

- Q6 O. Z( m1 W0 q+ |6 }: g. V影响面向制造的设计的因素
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为了满足这些原则并实现“面向制造的设计”的愿景，制造商必须能够管理不同工厂中相同零件或产品的工艺路线和制造方法中的差异。这涉及到以下能力：
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• 从设计到生产过程中，对设计文件，运营数据，所使用的过程，所使用的零件，所使用的技能，所使用的文档，车间作业指导，从工艺到生产都可以使用流程计划功能，利用可配置BOM的逻辑进行管理
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• 为围绕制造过程计划的配置管理提供支持

6 L2 N+ N5 b# z) K• 在制造计划中支持工程变更管理

' t6 E* J6 y/ x% h3 f: |  N: X- F• 与APS，MES，QMS和制造智能系统集成
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• 例如，通过嵌入先进的计划和调度以及制造运营管理来实现闭环制造

• 通过制造工作中心模拟不同的制造方法或工艺路线

PLM的作用

$ ]/ e, [" d1 P( |- x0 l( X制造商可以使用产品生命周期管理（PLM）软件满足所有这些要求并遵守所有五项原则。PLM将工程和生产这两个不同的领域整合到了一起，可以提供共享数据的通用视图。更具体地说，它将制造需求与产品，流程和资源联系起来，并使它们易于访问和可视化。
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借助PTC PLM软件Windchill中的制造流程计划功能，制造商可以在功能强大且对变化敏感的存储库中创建和管理流程描述。

通过根据关联创建制造BOM ，工艺计划可以让人们知道产品是如何组装的（资源和进程）。通过利用3D和互联的数据，制造商可以定义和验证包含选项和规则的流程。
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: M) k8 E( e% `借助Windchill，随着开发人员重复使用先前的设计，制造商可以大大缩短产品上市时间。通过包含多个操作序列的特定于配置或特定于工厂的工艺计划，制造性能大大提高。
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6 k' `) D8 b( Y7 p$ i# w计划人员因此可以创建最佳流程来提高效率，提供具有反馈和可制造性的更高质量的产品。

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在一个典型的制造环境中，工程师缺乏对设计的了解可能会影响制造过程和生产线。如果在工程决策中不能充分体现生产特性，制造商就会产生额外的成本和时间。在投入生产阶段和推向市场时尤其如此。

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也就是说，由于设计人员无法在流程的早期访问产品工程信息，导致制造部门经常突然被那些难以实施、耗时且成本高昂的设计所影响。更加复杂的是，产品工程和制造计划依赖于不同的系统，工具和文件格式。此外，不同工厂之间将设计转移到制造的系列流程也有所不同。

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通过根据关联创建制造BOM ，工艺计划可以让人们知道产品是如何组装的（资源和进程）。通过利用3D和互联的数据，制造商可以定义和验证包含选项和规则的流程。

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通过根据关联创建制造BOM ，工艺计划可以让人们知道产品是如何组装的（资源和进程）。通过利用3D和互联的数据，制造商可以定义和验证包含选项和规则的流程。