产品设计与可制造性设计
产品设计和可制造性设计将概念转化为可生产的商品，将用户需求与材料、工艺、成本和组装的实际情况相结合。
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Definition
产品设计和可制造性设计是将产品从概念开发到生产的实践，同时确保它们能够高效、可靠和经济地制造。
Scope
本主题涵盖了从识别需求、生成概念到具体化、详细设计、原型制作和生产的产品开发过程。可制造性和可装配性设计（DFMA）探讨了设计决策如何影响可制造性、零件数量、成本和质量，而材料选择则将功能和形式与材料的性能和加工联系起来。
Core questions
- 结构化的开发过程如何将概念转化为可制造的产品？
- 设计选择如何影响制造成本、零件数量和装配？
- 如何选择材料和工艺以满足功能和美学要求？
- 原型制作和测试如何用于在生产前降低风险？
Key theories
- 结构化产品开发过程
- Ulrich和Eppinger将产品开发描述为一个分阶段、跨职能的过程（规划、概念开发、系统级和详细设计、测试和量产），整合了营销、设计和制造。
- 可制造性和可装配性设计
- Boothroyd、Dewhurst和Knight将DFMA正式化为一种在设计早期系统地减少零件数量和简化装配的方法，证明了在设计初期考虑可制造性可以大幅降低成本。
History
随着20世纪产品变得越来越复杂，企业将产品开发正式化为管理流程。由Boothroyd和Dewhurst自1970年代后期开发的可制造性和可装配性设计方法，量化了设计决策对成本的影响，而计算机辅助设计、仿真和增材制造随后改变了原型制作以及设计与生产之间的联系。
Debates
- 创造力与可制造性
- 早期设计是否应不受限制以最大限度地提高创新，还是从一开始就受到制造和成本限制的约束，正如DFMA所倡导的那样，以避免后期昂贵的更改。
Key figures
- Karl T. Ulrich
- Steven D. Eppinger
- Geoffrey Boothroyd
- Peter Dewhurst
- Michael Ashby
Related topics
Seminal works
- ulrich2016
- boothroyd2011
- ashby2014
Frequently asked questions
- 什么是可制造性和可装配性设计（DFMA）？
- DFMA是一种设计产品的方法，旨在使其更容易、更便宜地制造和组装，主要是通过减少零件数量和简化组装操作，其中大部分决策在设计早期做出。
- 为什么材料选择在产品设计中很重要？
- 材料选择决定了产品的性能、成本、外观、可制造性和环境影响。系统选择方法，如Ashby的方法，将材料特性与功能要求和设计目标相匹配。