索斯科（Southco）于1899年在美國(guó)賓夕法尼亞州創(chuàng)立，是全球領(lǐng)先的工程進(jìn)入解決方案供應(yīng)商，業(yè)務(wù)版圖跨越美洲、歐洲和亞太地區(qū)，為全球70,000多家客戶提供產(chǎn)品和服務(wù)。

索斯科提供工業(yè)應(yīng)用解決方案，如鎖具、緊固件、鉸鏈/定位控制技術(shù)、電子門禁等產(chǎn)品，應(yīng)用于船舶、汽車、工程機(jī)械/建設(shè)、軌道交通、航空航天、機(jī)箱機(jī)柜、醫(yī)療器械、工業(yè)機(jī)械、暖通空調(diào)、數(shù)據(jù)中心以及服務(wù)器設(shè)備。

   改善背景

索斯科百分之三十以上的生意是定制產(chǎn)品。2009年，由于某客戶的定制鉸鏈的價(jià)格預(yù)算與索斯科評(píng)估的制造成本基本等同，索斯科幾乎沒(méi)有任何利潤(rùn)。

在此情況下，索斯科必須找到一種新的方法來(lái)降低產(chǎn)品的總成本。DFMA?幫助索斯科實(shí)現(xiàn)了他們的這一愿望。

   改善效果

通過(guò)使用DFMA?，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠極大地減少了定制鉸鏈的裝配時(shí)間和成本，并消除一些制造過(guò)程的操作。

最后使索斯科滿足了客戶提出的所有要求并實(shí)現(xiàn)了鉸鏈盈利，同時(shí)使得鉸鏈操作更安靜且能承受更高的負(fù)荷。

   改善過(guò)程

新舊鉸鏈的設(shè)計(jì)如下圖所示：

定制鉸鏈的原設(shè)計(jì)VS定制鉸鏈的新設(shè)計(jì)

左圖顯示了中心殼體（右上、黃色）、鉸鏈點(diǎn)（左下角、橙色）和平衡裝置（中心、紅色和綠色）組件。

新舊設(shè)計(jì)改善對(duì)比的效果：

表一 改善效果匯總

   改善亮點(diǎn)

為了方便和簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)將他們的DFA分析分解成三個(gè)子組件：

表二  中心殼體組件

該組件位于平衡彈簧的一端。“零件最少數(shù)量”列表明，有極好的機(jī)會(huì)可以減少裝配時(shí)間，特別是對(duì)于螺釘驅(qū)動(dòng)和支架裝配（見(jiàn)表二）。

新設(shè)計(jì)將支架作為單獨(dú)零件，采用單件鑄造。新設(shè)計(jì)降低了組件成本60%，同時(shí)也消除了三個(gè)沖壓模具，一個(gè)攻絲操作，一個(gè)螺絲驅(qū)動(dòng)操作，以及工具成本等。

表三  鉸鏈點(diǎn)組件

該子組件位于彈簧的另一端，包括保持鉸鏈軸和扭矩元件在內(nèi)的壓鑄殼體。

盡管它比中心殼體更復(fù)雜（29個(gè)零件），但是鉸鏈點(diǎn)組件提供了較少的重新設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)，因?yàn)樵S多部件是不受限制的（見(jiàn)表三）。

通過(guò)重新設(shè)計(jì)軸，新設(shè)計(jì)取消了四個(gè)緊固螺釘，切斷了幾個(gè)其他部件，簡(jiǎn)化了軸兩端的兩個(gè)壓鑄外殼。通過(guò)將沖壓的殼體分成兩個(gè)左右的部件，并在每個(gè)部件中為軸增加了擠壓的殼體孔來(lái)形成更強(qiáng)的鉸鏈。

新設(shè)計(jì)使該組件零件數(shù)量從29減少到23，組件總成本降低了28%，同時(shí)減少了一個(gè)壓鑄模具。

3.平衡裝置組件。其所包含的零件見(jiàn)下表： 

表四  平衡裝置組件

該組件提供了使外殼蓋易于提升的力，盡管其重量很大。在DFA分析中，團(tuán)隊(duì)迅速注意到兩個(gè)螺母和鉚釘三個(gè)非功能部件占據(jù)了總裝配時(shí)間的一半。

新設(shè)計(jì)用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)螺紋替換了一個(gè)定制軸。在頂端，他們通過(guò)采用與許多汽車氣門機(jī)構(gòu)組件相似的浮動(dòng)銷策略來(lái)消除螺母。通過(guò)增加一個(gè)錐形銷來(lái)取代彈簧導(dǎo)向輪的圓孔槽鉚釘。

同時(shí)增加了塑料套管解決了軸過(guò)早磨損導(dǎo)致吱吱聲的問(wèn)題。此外，按照客戶要求的規(guī)格，增加了額外的彈簧（安裝在原彈簧內(nèi)）以支持更高的負(fù)載，以及杯狀墊圈來(lái)提供對(duì)中。

最終的設(shè)計(jì)使該部件成本降低了28%，并且消除了一個(gè)鉚釘錘擊和一個(gè)螺母驅(qū)動(dòng)操作。

   改善小結(jié)

使用DFMA?設(shè)計(jì)產(chǎn)品讓索斯科的鉸鏈設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)感受頗深，歸納起來(lái)有以下兩點(diǎn)：

1.跨職能團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)模式讓設(shè)計(jì)工程師關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計(jì)更多的方面。如設(shè)計(jì)工程師過(guò)去不關(guān)注成本及產(chǎn)品如何能夠有效制造出來(lái)，不關(guān)心產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題等。

現(xiàn)在通過(guò)與其他部門的工程師充分討論，意識(shí)到了跨職能團(tuán)隊(duì)緊密合作進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的好處，也愿意去考慮產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)之外的因素，如質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、工藝設(shè)置、制造成本等。

2.DFA能夠快速得出產(chǎn)品最少零件種類和數(shù)量。通過(guò)DFA定量評(píng)估零件設(shè)計(jì)和總裝配，幫助工程師快速識(shí)別不必要的零件，因?yàn)樗鼈冇绊懥水a(chǎn)品的裝配時(shí)間和成本。

另外它還提供了消除零件的策略。DFA再設(shè)計(jì)分析的結(jié)果是一種更簡(jiǎn)單、更可靠的產(chǎn)品，其功能既高效又易于組裝。