隨著市場競爭的加劇,，越來越多的企業(yè)意識(shí)到縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間的重要性,。提高產(chǎn)品開發(fā)速度，無論是對于企業(yè)快速響應(yīng)顧客需求,，提高企業(yè)的競爭力,，還是在降低產(chǎn)品的開發(fā)成本方面，都有著重大的意義,。而 “面向制造的設(shè)計(jì)” DFM,，正是這樣一種有效的設(shè)計(jì)方法，在設(shè)計(jì)階段就充分考慮制造的要求,，減少設(shè)計(jì)修改次數(shù),，“第一次就把事情做對”，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,，降低產(chǎn)品開發(fā)成本,。

DFM，Design for Manufacturing,，面向制造的設(shè)計(jì)或是可制造性設(shè)計(jì),，是面向并行工程的一種設(shè)計(jì)方法。其主要思想是在產(chǎn)品的早期設(shè)計(jì)階段考慮制造因素的約束（例如,，產(chǎn)品制造所需要的機(jī)床設(shè)備,，工裝模具，加工工具,，測量工具及相應(yīng)的時(shí)間,、費(fèi)用等），并及時(shí)提供給設(shè)計(jì)人員,，作為設(shè)計(jì),、修改方案的基本依據(jù)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，在保證產(chǎn)品功能的前提下,，要充分考慮可制造性,，將產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間、成本和質(zhì)量控制在期望范圍之內(nèi),。                                   

在傳統(tǒng)串行工程的產(chǎn)品開發(fā)模式中,，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)是兩個(gè)相互獨(dú)立、順序執(zhí)行的的過程,，如圖1a所示,。這種模式容易造成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程與加工制造過程脫節(jié)，使產(chǎn)品的可制造性,、可裝配性和可維護(hù)性較差,，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)改動(dòng)難度大，產(chǎn)品開發(fā)周期長,、成本高,，而且質(zhì)量難以保證，甚至有大量的設(shè)計(jì)無法投入生產(chǎn),，從而造成了人力和物力的巨大浪費(fèi),。

而DFM理念的提出，向傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式提出了挑戰(zhàn),，它打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的順序,，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)并行開發(fā)，如圖1b所示,。DFM充分考慮各種制造約束條件,、加工條件、裝夾方案,、工裝設(shè)計(jì)和零件標(biāo)準(zhǔn)化等,，對設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行評(píng)審和決策，并且及時(shí)將評(píng)審結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)者,，提出修改建議并對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo),。這是一種更加簡單有效的全新產(chǎn)品開發(fā)方法，為企業(yè)降低生產(chǎn)成本,、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,、提高企業(yè)效益提供了一條可行之路。

 圖1a 傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法

圖1b DFM產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法

DFM誕生于19世紀(jì)70年代初,，旨在機(jī)械行業(yè)簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),、減少加工成本。1991年,，DFM的應(yīng)用對美國制造業(yè)競爭優(yōu)勢的形成做出貢獻(xiàn)，美國總統(tǒng)布什給創(chuàng)始人G.布斯勞博士和P.德赫斯特博士頒發(fā)了美國國家技術(shù)獎(jiǎng),。DFM很快被汽車,、國防,、航空、計(jì)算機(jī),、通訊,、消費(fèi)類電子、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的制造企業(yè)采用,。以這種方法為基礎(chǔ),，80年代形成了軟件工具，并在工業(yè)領(lǐng)域的不斷實(shí)踐中迭代成熟,。

DFM是并行工程技術(shù)和方法的一種,，提到DFM，就不得不提幾個(gè)概念：DFX,、DFMA,、LCED。它們都是并行工程的技術(shù)和方法的代表,，并與DFM有著層級(jí)拓展的關(guān)系,。

而DFX,，顧名思義就是Design for X，DFX的分類取決于X的含義,，X可以代表產(chǎn)品生命周期中的某一環(huán)節(jié),，如加工，裝配,，使用,，維修，回收處理等,，這一類DFX可以統(tǒng)稱為面向產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段,、環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)（DFL Design for Life Cycle）；X也可以代表決定產(chǎn)品競爭力的因素,，如時(shí)間,，成本，質(zhì)量,，環(huán)境等,，這一類DFX可以統(tǒng)稱為面向產(chǎn)品競爭力的設(shè)計(jì)（DFC Design for Competitiveness）。幾種典型的被實(shí)際研究過的DFX方法如下：面向制造的設(shè)計(jì)DFM（Design for Manufacturing）,，面向裝配的設(shè)計(jì)DFA（Design for Assembly）,，面向檢驗(yàn)的設(shè)計(jì)DFI（Design for Inspection），面向服務(wù)的設(shè)計(jì)DFS（Design for Service），面向回收的設(shè)計(jì)DFR（Design for Recycling）,，面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)DFQ（Design for Quality）,。

DFMA即面向制造和裝配的設(shè)計(jì),，是最早最成熟的DFX方法。在實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)力和減少新產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間方面起到了催化劑的作用,，其組織形式是把各職能部門的人員團(tuán)結(jié)成一個(gè)有凝聚力的集體,，其核心和宗旨是“我們設(shè)計(jì)，你們制造,，設(shè)計(jì)充分考慮制造的要求”,、“第一次就把事情做對”。DFMA具有四大優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)修改次數(shù)少,，產(chǎn)品開發(fā)周期短,、產(chǎn)品成本低和產(chǎn)品質(zhì)量高。實(shí)踐證明,，DFMA幫助許多世界知名公司和制造商改進(jìn)了他們產(chǎn)品的質(zhì)量,。 

其中DFX是產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)LCED（Life Cycle Engineering Design）的重要組成部分,，產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)的基本構(gòu)成如圖2所示,，也是并行工程的技術(shù)和方法的代表。而產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì),，也是從并行工程思想發(fā)展而來,。旨在鼓勵(lì)企業(yè)不同職能部門間的協(xié)同工作，要求企業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)活動(dòng)并行進(jìn)行,，即產(chǎn)品開發(fā)早期開始,，不同的部門便介入這個(gè)過程，可以在改善產(chǎn)品質(zhì)量,，降低開發(fā)成本,，縮短開發(fā)周期和提高生產(chǎn)率等方面獲得顯著效益。

 圖2 產(chǎn)品生命周期的基本構(gòu)成

由于不同的加工工藝，對應(yīng)的方法也有較大的差異,，所以具體面向不同的加工的設(shè)計(jì),，必須有不同的具體的設(shè)計(jì)原則,。例如，圖3a和圖3b分別是面向注塑件的DFM設(shè)計(jì)和面向鈑金件的DFM設(shè)計(jì)雖然兩者有著不同的設(shè)計(jì)原則,，但目的都是使產(chǎn)品能夠快速,、經(jīng)濟(jì)地制造出來，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì),、制造的一次性成功率，從而達(dá)到降低成本,，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,。 

圖3a  面向注塑件的DFM原則

  圖3b 面向鈑金件的DFM原則

不同領(lǐng)域的DFM應(yīng)用，具有很大差別, 因?yàn)樗c具體產(chǎn)品直接相關(guān),。當(dāng)前,，電路板行業(yè)技術(shù)發(fā)展最為成熟,設(shè)計(jì)制造的一體化和平臺(tái)化已經(jīng)融合到軟件及規(guī)則庫中，并足夠的細(xì)化和可執(zhí)行,。很多國際知名企業(yè)在開發(fā)設(shè)計(jì)上也已經(jīng)成熟的應(yīng)用了DFM技術(shù)工具,，并從中“嘗到了甜頭”，例如計(jì)算機(jī)行業(yè)的Dell（戴爾）,、Intel（英特爾）,；汽車行業(yè)的Ford（福特）、BMW（寶馬）等和飛機(jī)制造領(lǐng)域的波音公司等,。

例如,，斯達(dá)康通訊有限公司是一家專門從事現(xiàn)代通信領(lǐng)域前沿技術(shù)和產(chǎn)品的研究,、開發(fā)、生產(chǎn),、銷售的通信公司,，引進(jìn)了華爾萊科技（Valor）旗下的DFM工具Trilogy 5000來改進(jìn)PCB產(chǎn)品，Trilogy 5000是一個(gè)獨(dú)特的制造模擬系統(tǒng),，可實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)過程同步,，模擬選定的PCB產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到組裝的整個(gè)生產(chǎn)流程,，主要涉及系統(tǒng)的4個(gè)模塊：PLM,、BOM Manager、Engineering Station和ERF Manager,。四個(gè)模塊相互聯(lián)系,，共同協(xié)作來完成一個(gè)DFM分析,。整個(gè)軟件的操作過程：先通過PLM將元器件新建到公司的VPL庫中；再通過BOM管理員將BOM/AVL和VPL庫關(guān)聯(lián)對應(yīng)成ODB BOM,；然后將PCB文件和ODB BOM導(dǎo)入Engineering Station,，重新產(chǎn)生一個(gè)ODB 文件；最后通過調(diào)用ERF中的規(guī)則,，對文件進(jìn)行一系列的檢查,。整個(gè)過程相當(dāng)于在設(shè)計(jì)階段融入制造規(guī)則，建立新的PCB設(shè)計(jì)流程,，以減少設(shè)計(jì)的變更帶來的周期延長,，保證生產(chǎn)質(zhì)量和效率。在制造前期解決或發(fā)現(xiàn)所有可能的質(zhì)量隱患,，將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,，減少成本，提高了產(chǎn)品的市場競爭力,。

在國內(nèi),，制造業(yè)企業(yè)對DFM技術(shù)的應(yīng)用起步較晚且規(guī)模尚未形成。2001年,，BDI公司的DFMA分析軟件進(jìn)入中國,。華為技術(shù)有限公司要求把DFMA作為每個(gè)結(jié)構(gòu)工程師都必須要掌握的設(shè)計(jì)理念和工具。但是,，目前使用DFM相關(guān)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的國內(nèi)企業(yè)還不是很多,。其中，不少企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)仍然采用傳統(tǒng)的串行方法,，可見在應(yīng)用先進(jìn)的開發(fā)工具和方法方面,，國內(nèi)企業(yè)仍然任重而道遠(yuǎn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是源頭,，中國制造業(yè)應(yīng)該更好的利用這些先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具和方法,，才能提升自主產(chǎn)品的國際競爭力。