编者推荐：判断设计是制造业未来的瓶颈，所以一直想写一篇关于设计领域的文章，但由于缺乏设计经验，写出的文章偏虚。而面向制造和装配的设计是设计领域非常重要的一环，是精益生产的工具。在工业4.0概念流行之后，精益生产会是中国制造企业首先要解决的难题。而先进的制造企业，在上个世纪80年代就已经尝试，并已经普及的面向制造和装配的设计，将为中国企业提供很好的借鉴。
这篇文章虽然是上个世纪90年代的文章，对中国制造业还是有很多帮助的。感谢北京亿特克的曲总提供的文章。
简介
这篇论文回顾了Ingersoll-Rand公司的DFMA的快速实施方法。 还讨论了DFMA和并行工程的关系。Ingersoll-Rand公司是一个年销售额超过30亿美元的国际公司，拥有三万多名雇员，制造工厂遍布17个国家。各公司分别负责工程和新产品的开发。有一个中央全局技术办公室来促进各个工程分部之间的先进技术规划。该论文论述了负责北Carolina和英格兰事务的便携式压缩机分公司的活动。DFMA技术首先在1989年5月8日向Ingersoll-Rand公司工程和制造经理们展示。在由Ingersoll-Rand技术服务公司赞助的一次并行工程讨论会上，生产力MTS的Sandy Munro提出该简介。经过4个小时的会议，讨论会做出安排，于1989年六月1日到2日在便携式压缩机分公司进行一个为期两天的培训班。有34 个设计人员，工程师和制造人员在Boothroyd Dewhurst受到了Sandy Munro的手工技术培训。培训中应用了一个使用新型散热器和机油冷却器设计概念的实例，如DFA设计将零件的数目由80个减少到了29个，装配时间由18。5分钟减为6。5分钟。新的设计在1989年第四季度投入预生产，并在1990年二月全面投入生产。作为我们早期成功应用的结果，在1989年7月举行了DFMA软件培训，1989年8月指定了一个DFMA服务商。DFMA现在正被应用在我们所有的工程项目中，它是Ingersoll-Rand 公司的并行工程成功的关键原因。
并行工程
Ingersoll-Rand 便携式压缩机分公司在过去的十年间已经运用了并行工程的各个方面。 在1989 年6月，DFMA作为一种并行工程工具的引入，在实现提高生产力和减少新产品的开发时间上充当了催化剂的作用。在把各部门的项目团队团结成一个有凝聚力的集体的过程中，DFMA已经成了一个重要的工具。我们已经能够把新产品的开发时间由两年缩短为12个月，同时保证很高的质量水准。在图1中本文给出了并行工程项目成功应用的10个要点:
面向制造和装配的设计
Ingersoll-Rand 公司在1989年5月8日由生产力MTS的 Sandy Munro正式引入DFMA 。 在由Ingersoll-Rand技术服务公司赞助的一次并行工程讨论会上展示了该项技术。于1989年6月1日到2日在便携式压缩机分公司进行一个为期两天的培训班，该培训班是有关Boothroyd Dewhurst (2)DFMA手工技术。 有34 个设计人员，工程师和制造，销售人员受到了Sandy Munro的培训。
培训中用了两个便携式压缩机的实例培训，一个是有关一种新型的散热器和机油冷却器，另一个是用于缓冲器设计。 图2总结了应用DFMA分析方法取得的改进，实际的零件被拿到培训教室来分析。参加培训的有五个团队，每个团队都有来自不同部门的代表。DFMA 培训充当了团队建设的催化剂，这种建设促进了我们的并行工程活动。在1989年6月培训会议上开发的新设计在1989年第四季度投入预生产，并在1990年2月全面投入生产。在1990年2月2日美国租赁展览会上推出了Ingersoll-Rand 牌系列压缩机的新设计。
作为早期成功应用的结果，我们在1989年7月举行了DFMA软件培训，使用了来自Boothroyd Dewhurst公司的装配工具箱设计的计算机软件。1989年8月指定了一个DFMA服务商。DFMA现在正应用在我们所有的工程项目中，它是Ingersoll-Rand 公司的并行工程成功的关键原因 。作为培训的一部分，这个服务商在1989 年9月参加了制造工程师协会(SME)主办的设计研讨会，该研讨会旨在为提高产品的工艺性和效益。 DFMA 软件提供了在短时间内分析复杂设计的能力。图3概述了一个仪器控制面板的实例。图4和图5分别说明了旧的和新的设计方案。
团队选择
如何成功地应用DFMA和并行工程，这当中中最重要的因素是团队的选择。团队可以成功完成一个项目，也可以破坏一个项目。团队的领袖必须有一种紧迫感和韧性。对于一个成功的领袖，除了专业技能还要有人际交往技能。在Ingersoll-Rand公司的便携式压缩机分公司，团队领袖来自工程，市场和采购领域。将来计划从制造，质量和会计领部分择团队领袖。我们现在有六个积极的新产品开发团队。其中一个有来自三个国家的国际成员。另两个有来自四个Ingersoll-Rand 分公司的代表。图6展示了六个团队的情况:
详细说明书
在Ingersoll-Rand，重要的商业项目由长达7页的产品开发授权书开始。军用项目经常由数百页的详细说明书开始。 最适宜的说明书是在一般的工业要求和军用要求之间。现在典型的新产品说明书根据项目的大小从10 到75 页不等。未来产品的说明书包括竞争价格的输入、最好的等级评定结果和质量功能部署等内容。
联系供应商
及早的与供应商联系有多方面的好处，。对连接供应商产品的部件要做DFMA分析。通过与供应商一起工作，对零件做一些简单的改动，就经常能够削减产品的总成本，同时还能提高质量和性能。我们邀请主要的供应商参加GD & T， SPC，和DFMA的培训。 许多公司都提供CAD图和三维模型， 这就使我们在向CAD系统输入图形信息时节省了时间和费用。 我们越来越依赖供应商在他们具有专业技术的方面承担更多的责任。这方面产品的例子包括塑料的燃料罐和齿轮组。
CAD/CAM计算机网络
并行工程要求最新的信息对所有的团队成员一天24小时可用。随着新型计算机的产生，用一个有效的网络来连接计算机，以获得最大生产力是十分重要的。图7描述了在便携式压缩机分公司的计算机网络。
目前在Mocksville和 North Carolina的CAD/CAM 系统包括18个工作站。其中8个工作站是基于小型计算机，十个是基于SUN微系统的工作站技术。 目前11个用于设计工程，5个用于夹具设计，2个用于钣金件。所有的工作站都是通过一个以太网连着的。我们所有的产品设计图都是三维的。数据库通过网络分传到各个小组，用于刀具和工作夹具的设计和制造。我们正在为直接来自于设计模型的设备和加工制定设计法案，也正在生产直接来自于设计模型的钣金件。 我们应用了包括MacProject II 和哈佛项目经理在内的各种项目管理软件包，IB M拷贝系统用来管理原料清单和进行产品控制。
先进的工程分析
用先进的工程分析技术，例如固体建模和有限元分析用来加速新产品的开发。ARIES 软件在SU N 4/60硬件上可以用来进行初步分析。 CADD模型的重点分析可以用STRESSLAB，在SU N 3/160硬件上进行。对更复杂的有限元分析可以在VAX 11-750上用ANSYS 。
培训
培训是积极改进工作的一部分。在过去的十年间我们已经具有了广泛的员工技术培训。从1985年的SPC培训开始，我们已经拓宽了技术培训的范围，包括了所有有关的部门，以此来支持团队工作。除了SPC，培训还包括DFMA、 G D & T、 QFD、 试验设计和许多其他课程。在1989，我们与北Carolina州立大学开展了一个硕士水平的工程项目，课上是用我们的Ingersoll-Rand 工程设备。现在由Carl Zorowski博士上的一门课是有关自动控制的机械设计(5，6)。为了促进我们的团队工作， Virginia Polytechnic 学院正在对全部600名便携式压缩机分公司的雇员进行有关创造过程改进的培训。由来自工业工程系的Paul Kemmerling博士和Timothy Greene博士讲授的培训班，涵盖了能够对每一个雇员的全部车间操作给予正确评价的各种领域。这些内容包括产品控制、成本、目标、信息传达、规划、质量、和工业工程技术。
快速成型
快速成型是一种在软件工业中发展起来的对软件程序进行快速评估的技术。Ingersoll-Rand首先在1984年应用它来发展用于控制压缩机和引擎的微处理器软件(7)。现在我们在机械系统里应用该技术。在快速成型技术以前，工程技术人员从细节的图纸构造整个项目的模型需要6到12个月。用我们的新系统，全体人员在第一个月里能构造一个概念化的模型。在一个项目里及早地有一个概念模型可以及早地从消费者、制造、销售、采购、服务人员和供应商那里获得更多的建议。
正式的评估过程
我们已经发现下面的评估过程对减少产品开发时间是很重要的。
----产品说明评估和批准
----开发计划评估
----每周的团队会议
----预先的设计评估
----技术评估
----安全评估
----适用性评估
----关键设计评估
----产品性能评估
----文件准备情况评估