Kustannustehokas tuotesuunnittelu - DFMA
Osion ääriviiva
-
Tuotekehitysvaiheessa tehdyt päätökset vaikuttavat merkittävästi tuotteen valmistukseen, siinä tarvittaviin materiaaleihin ja valmistusvaiheisiin. Tuotekehityksestä ja suunnittelusta vastaavilla henkilöillä on kuitenkin usein varsin vaatimattomat tiedot itse valmistuksesta.
Tämä johtaa helposti siihen, että valmistuksessa joudutaan käyttämään kalliita, hitaita ja epätehokkaita menetelmiä. Nykyisin on myös usein niin, että valmistus tapahtuu sekä maantieteellisesti, että kontaktien kautta hyvin kaukana tuotekehityksestä, jolloin palautekanava ei toimi. Tämän seurauksena korjaavia toimenpiteitä ei kyetä tekemään, vaan kalliit ja epäkäytännölliset ratkaisut jatkuvat tuotteen sukupolvesta toiseen.
-
Valmistettavuuden yhteydessä käytetään usein lyhenteitä DFM (Design For Manufacturing) ja DFA (Design For Assembly) tai niiden yhdistelmää DFMA. DFM yhdistetään osavalmistukseen, jolloin sen yhteydessä pyritään kokoonpanossa olevan valmistettavan osan materiaalin ja muodon valintaan siten, että sen toteutus on mahdollisimman helppoa ja halpaa. Sama pätee myös standardikomponentteihin, joiden hankinnassa voidaan saada aikaan merkittäviä säästöjä.
DFA tarkoittaa kokoonpanomyötäistä suunnittelua, jossa keskitytään siihen kuinka yksittäiset osat ja komponentit sekä osakokoonpanot saadaan liitettyä yhdeksi kokonaisuudeksi mahdollisimman tehokkaasti.
-
Muutama yksinkertainen vähimmäissääntö noudatettavaksi tuotteen kehityksessä.
-
Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Hyväksytty suoritus edellyttää 50 % pistemäärää. Suoritusaika on 30 minuuttia.
-
-
Valmistettavuuden kehittämiseen tarkoitettuja menetelmiä ja työkaluja on ollut tarjolla jo ainakin parin vuosikymmenen ajan. Ensimmäisiä näistä olivat ns. integroituun tuotekehitykseen (tunnetaan myös nimellä concurrent engineering, rinnakkaissuunnittelu) perustuvat menetelmät. Niissä keskeisenä periaatteena oli se, että useat eri alat, mukaan lukien esimerkiksi valmistus ja markkinointi olivat mukana tuotekehitysprosessissa sen alusta alkaen. Organisaatiokulttuurit muuttuvat kuitenkin hitaasti ja perinteiset tavat toimia tuotekehitys- ja tuotanto-osastoineen ovat edelleen vahvasti käytössä.
Olemassa on myös työkaluja, joiden avulla tuotekehitysosaston tuottamista dokumenteista voi välittää palautteen. Tällöin esimerkiksi kokoonpanija voi tiedottaa paikalleen sopimattomasta osasta tuotekehitysosastolle, jotta se ainakin seuraavalla kerralla sattuisi paremmin kohdalleen. Tässäkin tapauksessa huonoa on se, että virhe on päässyt jo tuotantoon asti, jolloin sen korjaaminen on merkittävästi kalliimpaa verrattuna siihen, että se olisi huomattu jo suunnitteluvaiheessa. Eikä ole suinkaan taattua, että palaute menee perille käytössä olevista työkaluista huolimatta. Ja vaikka menisi perillekin, on silti epävarmaa, että se tulee huomioiduksi seuraavaa tuotetta kehitettäessä.
Nykyaikaisissa tietokoneavusteisissa suunnittelujärjestelmissä alkaa olla jo monenlaisia työkaluja, joilla suunnittelija voi selvittää tuotteen tai sen osakokonaisuuden valmistettavuutta ja kustannuksia. Esimerkiksi kokoonpanon simulointi onnistuu, jolloin voidaan havaita hankalat tai jopa mahdottomat kokoonpanotilanteet jo suunnitteluvaiheessa ja voidaan myös vertailla erilaisia kokoonpanostrategioita.
-
Valmistettavuuden parantamisen kannalta olisi tärkeää kyetä arvioimaan tuotteen kustannuksia jo mahdollisimman aikaisessa konseptisuunnitteluvaiheessa. Tällöin erilaisten vaihtoehtojen vertailu ja päätöksenteko on huomattavasti helpompaa kuin myöhemmässä vaiheessa. Erityisesti huomiota kannattaa kiinnittää kalliisiin osiin ja monimutkaisiin valmistusmenetelmiin. Erittäin tärkeää olisi myös se, että suunnittelijoilla olisi käsitys siitä, millaisia valmistusmenetelmiä on käytettävissä ja mahdollisuus arvioida niiden aiheuttamia kustannuksia edes karkeasti erilaisten vaihtoehtojen vertailemista varten.
-
Tentissä on vain yksi kysymys. Valitse väitteet, jotka pitävät paikkansa. oikea valinta lisää pisteitä, väärä vähentää niitä. Suoritusaika on 15 minuuttia.
-
-
Valmistettavien osien yhteydessä joudutaan tekemään monta ratkaisevaa päätöstä, kuten esimerkiksi mistä materiaalista osa tehdään, millä menetelmällä se tehdään ja miten sen kustannukset voidaan optimoida. Koska tuotekehitysprosessin alussa tehdyt päätökset vaikuttavat myöhemmin tehtäviin päätöksiin voimakkaasti asettamalla niille rajoitteita, on syytä aloittaa osien suunnittelu kalliimmista ja monimutkaisimmista osista. On myös hyvä koko ajan pitää mielessä osan merkitys kokonaisuuden kannalta, jotta ei sorruttaisi liialliseen osaoptimointiin.
Tarve ymmärtää ja määritellä tuotekehityksen ja suunnittelijoiden ratkaisut tuotteiden valmistukseen ja laatuun liittyen hyvissä ajoin ennen valmistuksen aloittamista on yritysten kannalta elintärkeää.
Suunnittelijoiden tulee myös tuntea suunnittelemiensa tuotteiden valmistusmenetelmät yrityksensä toimitus-ja valmistusverkostossa.
Kattavan valmistusmenetelmien vertailun tekeminen valmistuskustannuksineen on kohtuullisen vaikeaa ennen kuin osa / kokoonpano on täysin suunniteltu. Nykyään on kuitenkin lähes välttämätöntä tehdä menetelmävertailu jo suunnittelun alkuvaiheessa, ennen lopullisia suunnitelmia ja piirustuksia.
-
Koneistus on materiaalia tuhlaava prosessi ja perusperiaate on se, että sitä tulee välttää. Jos kuitenkin on koneistettava, pitää koneistaa mahdollisimman vähän eli työkappale on muotoiltava lähelle lopullista muotoaan ennen koneistusta.
Tässä materiaalissa kuvataan koneistettavan osan suunnitteluperiaatteita ja kustannusten hallintaa.
-
Ohutlevystä särmäämällä valmistettavat osat kattavat perinteisesti suuren osan suomalaisen koneteollisuuden valmistuksesta. Tässä materiaalissa käsitellään sellaisten kappaleiden suunnittelussa huomioitavia seikkoja.
-
Valaminen on usein varsin varteenotettava vaihtoehto yksittäisten osien valmistamisessa. Tärkein neuvo lienee se, että valukappaleen suunnittelussa tulee olla yhteyksissä valimoon, jotta osan valmistaminen tulisi mahdollisimman optimaaliseksi.
-
Ainetta lisäävä valmistus (Additive Manufacturing, AM) eli kansanomaisemmin 3D-tulostus on noussut viime vuosina yhä merkittävämmäksi valmistusmenetelmäksi. Saman teknologian yhteydessä puhutaan myös pikavalmistuksesta (Rapid Prototyping), joka on nimensä mukaisesti viitannut enemmän prototyyppien tuottamiseen sekä muovista valmistettavien kappaleiden kotona tapahtuvasta 3D-tulostuksesta. Uuden termin mukainen ajattelumalli johdattelee kuitenkin suoranaiseen komponenttien teolliseen valmistukseen ja perinteisten valmistusmenetelmien korvaamiseen.
-
Tentillä testataan osaamistasi liittyen kyseiseen kurssiosioon. Aikaa tentin suorittamiseen on 30 minuuttia.
-
-
Komponenttien ja materiaalien standardointi on yksi keskeisimpiä valmistettavuuden käsitteitä. Standardoinnissa määritetään yrityskohtainen, rajattu joukko nimikkeitä, joilla suunnittelijoiden tulee pärjätä. Nimikemäärän kasvu on yksi keskeisimpiä ylimääräisten kustannusten aiheuttajia. Uuden nimikkeen perustamiselle tulee olla vankat perusteet.
Standardointi tukee DFMA:nlisäksi monia muita kehitysideologioita, kuten LEAN ja JOT. Kaikkien komponenttien ja materiaalien tulee olla saatavilla käyttökohteessa täsmälleen silloin, kun niitä tarvitaan, eikä vain jossain tehtaalla tai matkalla sinne.
Standardointi helpottaa osien ja materiaalien saatavuutta, koska niitä löytyy aina yrityksen varastosta eikä tarvita kallista tilaus-tarjous-toimitus –prosessia.
-
Tuoteperheajattelun keskeinen elementti on tarjota asiakkaille tuotteita, jotka tyydyttävät heidän tarpeensa mahdollisimman hyvin. Tällöin voidaan ajatella, että asiakkaille tarjotaan valikoima, josta he voivat rakentaa tarpeensa mukaisen lopputuotteen.
Tässä tilanteessa on tärkeää erottaa toisistaan sisäinen ja ulkoinen valikoima. Ulkoinen valikoima näkyy asiakkaalle ja hyödyttää häntä mahdollistaen tarpeeseensa mahdollisimman hyvin sopivan tuotteen rakentamisen. Sisäinen valikoima on asiakkaalle näkymätöntä materiaalien ja valmistusmenetelmien vaihtelua.
-
Nimike on tuotannon yleiskäsite, joka viittaa edustamaansa kohteeseen yleensä jollain tapaa koodattuna. Kohde voi olla esimerkiksi kokonainen tuote, siihen liittyvä osakokoonpano, osa tai komponentti. Kohde voi olla myös mm. aihio, puolivalmiste, materiaali, tarveaine tai palvelu.
-
Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Aikaa tentin suorittamiseen on 30 minuuttia.
-
-
-
Kokoonpantavuus on otettava huomioon jo hyvin aikaisessa tuotekehitysprosessin vaiheessa. Kun tuotteen arkkitehtuuria pohditaan, on kokoonpantavuutta pidettävä yhtenä tärkeimmistä valintakriteereistä.
Useimmissa tapauksissa kokoonpano tapahtuu ainakin pääosin manuaalisesti. Manuaalinen kokoonpano voidaan jakaa kahteen vaiheeseen: osan käsittely (esiin ottaminen, asemointi ja siirto) ja asennus(osan sijoittaminen ja kiinnittäminen omalle paikalleen).
-
Hitsauskokoonpanoon pätevät pitkälti samat periaatteet kuin muihinkin kokoonpanoihin: mitä vähemmän osia, sen parempi. Ja paras hitsi on se hitsi, joka on kyetty jättämään kokonaan pois.
-
-