การออกแบบผลิตภัณฑ์และการออกแบบเพื่อการผลิต

การออกแบบผลิตภัณฑ์และการออกแบบเพื่อการผลิตเปลี่ยนแนวคิดให้เป็นสินค้าที่ผลิตได้ โดยบูรณาการความต้องการของผู้ใช้เข้ากับความเป็นจริงของวัสดุ กระบวนการ ต้นทุน และการประกอบ

Definition

การออกแบบผลิตภัณฑ์และการออกแบบเพื่อการผลิตคือการปฏิบัติในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ตั้งแต่แนวคิดไปจนถึงการผลิต ในขณะที่มั่นใจว่าสามารถผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ เชื่อถือได้ และประหยัด

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ตั้งแต่การระบุความต้องการและการสร้างแนวคิด ไปจนถึงการทำให้เป็นรูปธรรม การออกแบบรายละเอียด การสร้างต้นแบบ และการผลิต การออกแบบเพื่อการผลิตและการประกอบ (DFMA) กล่าวถึงว่าการตัดสินใจออกแบบส่งผลต่อความสามารถในการผลิต จำนวนชิ้นส่วน ต้นทุน และคุณภาพอย่างไร ในขณะที่การเลือกวัสดุเชื่อมโยงฟังก์ชันและรูปแบบเข้ากับคุณสมบัติและการแปรรูปของวัสดุ

Core questions

• กระบวนการพัฒนาที่มีโครงสร้างจะเปลี่ยนแนวคิดให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้ได้อย่างไร?
• การเลือกการออกแบบส่งผลต่อต้นทุนการผลิต จำนวนชิ้นส่วน และการประกอบอย่างไร?
• มีการเลือกวัสดุและกระบวนการอย่างไรเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านการทำงานและความสวยงาม?
• มีการใช้การสร้างต้นแบบและการทดสอบเพื่อลดความเสี่ยงก่อนการผลิตอย่างไร?

Key theories

กระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีโครงสร้าง

Ulrich และ Eppinger อธิบายการพัฒนาผลิตภัณฑ์ว่าเป็นกระบวนการแบบหลายขั้นตอนและข้ามสายงาน (การวางแผน การพัฒนาแนวคิด การออกแบบระดับระบบและรายละเอียด การทดสอบ และการเพิ่มกำลังการผลิต) ที่บูรณาการการตลาด การออกแบบ และการผลิต

การออกแบบเพื่อการผลิตและการประกอบ

Boothroyd, Dewhurst และ Knight ได้กำหนด DFMA อย่างเป็นทางการว่าเป็นวิธีการลดจำนวนชิ้นส่วนอย่างเป็นระบบและทำให้การประกอบง่ายขึ้นตั้งแต่ช่วงต้นของการออกแบบ โดยแสดงให้เห็นถึงการลดต้นทุนจำนวนมากเมื่อพิจารณาความสามารถในการผลิตตั้งแต่แรกเริ่ม

History

เมื่อผลิตภัณฑ์มีความซับซ้อนมากขึ้นในศตวรรษที่ยี่สิบ บริษัทต่างๆ ได้จัดระเบียบการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้เป็นกระบวนการที่มีการจัดการ วิธีการออกแบบเพื่อการผลิตและการประกอบ ซึ่งพัฒนาโดย Boothroyd และ Dewhurst ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1970 ได้วัดผลกระทบด้านต้นทุนของการตัดสินใจออกแบบ ในขณะที่การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย การจำลอง และการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุได้เปลี่ยนแปลงการสร้างต้นแบบและการเชื่อมโยงระหว่างการออกแบบและการผลิตในเวลาต่อมา

Debates

ความคิดสร้างสรรค์เทียบกับความสามารถในการผลิต

ไม่ว่าการออกแบบในช่วงแรกควรเป็นอิสระเพื่อเพิ่มนวัตกรรมสูงสุด หรือควรถูกควบคุมโดยข้อจำกัดด้านการผลิตและต้นทุนตั้งแต่เริ่มต้น ตามที่ DFMA สนับสนุน เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงที่มีค่าใช้จ่ายสูงในภายหลัง

Key figures

• Karl T. Ulrich
• Steven D. Eppinger
• Geoffrey Boothroyd
• Peter Dewhurst
• Michael Ashby

Seminal works

• ulrich2016
• boothroyd2011
• ashby2014

Frequently asked questions

การออกแบบเพื่อการผลิตและการประกอบ (DFMA) คืออะไร?

DFMA เป็นระเบียบวิธีสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์เพื่อให้ผลิตและประกอบได้ง่ายขึ้นและถูกลง โดยหลักคือการลดจำนวนชิ้นส่วนและทำให้การดำเนินการประกอบง่ายขึ้น โดยการตัดสินใจส่วนใหญ่จะทำตั้งแต่ช่วงต้นของการออกแบบ

เหตุใดการเลือกวัสดุจึงมีความสำคัญในการออกแบบผลิตภัณฑ์?

การเลือกวัสดุกำหนดประสิทธิภาพ ต้นทุน รูปลักษณ์ ความสามารถในการผลิต และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์ วิธีการเลือกอย่างเป็นระบบ เช่น ของ Ashby จะจับคู่คุณสมบัติของวัสดุกับข้อกำหนดด้านการทำงานและวัตถุประสงค์ของการออกแบบ