设计中的DFX技术--课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,ppt课件,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,ppt课件,*,设计质量中的一些相关问题,1,ppt课件,设计质量中的一些相关问题1ppt课件,62,5,89,55,96,90,87,62,90,95,在开发过程中大量应用的质量保证手段,33,27,28,50,45,71,100,100,53,31,83,85,质量功能配制,产品故障模式与影响分析,工艺故障模式与影响分析,故障树分析,实验设计,实验评估,统计工艺控制,质量圈,产品评估,系统评估,波卡,约基,占企业百分比,一般企业,优质企业,主要应用领域,开发过程,生产过程,2,ppt课件,6258955969087629095在开发过程中大量应用的,确定要求,概念开发,详细设计,制造系统的,概念开发,工序设计,服务与支持,QFD,QFD,、,DFM,和,PDCA,QFD,、产品,FMEA,田口方法和,DFM,QFD,、,PDCA,和工序,FMEA,QFD,、工序,FMEA,、田口方法、过程能力,统计过程设计,PDCA,产品开发中普遍采用的并行工程技术和方法,3,ppt课件,确定要求概念开发详细设计制造系统的工序设计服务与支持QFDQ,统计过程控制与质量管理方法,1,、制造过程质量问题的预防,2,、在小批量产品制造中的应用,3,、面向过程的质量控制,4,、在产品生命周期其它环节的应用,5,、,SPC,理论及模型的研究与改进,6,、多变量多过程的监测控制,4,ppt课件,统计过程控制与质量管理方法1、制造过程质量问题的预防4ppt,一、制造过程质量问题的预防,通过,SPC,，预测制造质量和制造过程状况、能力的发展趋势，以便对可能发生的质量问题预先采取相应的预防措施。传统的质量控制是基于评价的系统，即根据输出对过程作出评价，也就是，按照某种打分原则，对输出进行检验并分类，有缺陷的要么返修，要么报废。这种方法通常费用较高。,5,ppt课件,一、制造过程质量问题的预防 通过SPC，预测制造质,一种替代方法是预防检测和评价，即在缺陷形成之前就进行检测和评价，对产生质量问题的根源进行分析，找出造成质量问题的原因，对其予以预防和消除。,6,ppt课件,一种替代方法是预防检测和评价，即在缺陷形成之前就进行,二、在小批量产品制造中的应用,SPC,一般建立在大量样本统计的基础上，然而，当代企业和市场正在向着多品种小批量生产的方向发展。,如何利用,SPC,理论对多品种小批量生产过程的质量进行控制，成为,SPC,应用研究需要解决的问题。,在这方面国内外已有相应研究。,7,ppt课件,二、在小批量产品制造中的应用 SPC一般建立在大量样本统,SPC,是在戴明,1950,年从美国引入日本的，经过,30,多年的努力，日本的质量和生产率已处于国际领先。美国和日本的产品质量的差距已和明显。以汽车零件的不合格率为例，北美的汽车零件不合格率为,1%4%,，而日本的为,0.001%,，仅此一项，北美的汽车装配线现场零件的储备就达,10,亿美元。美国的质量管理学者说：日本成功的基石之一就是,SPC.,8,ppt课件,SPC是在戴明1950年从美国引入日本的，经过,三、面向过程的质量控制,传统的,SPC,，通过检验产品的最终质量参数如零件,/,工件尺寸及表面精度，对检验结果进行统计分析，进而判断是否符合产品设计和工艺设计要求。这种质量控制实际上带有一定的被动性。,新的观念是对整个生产过程的过程参数，如设备运行参数、刀具参数及各种工艺参数等进行监控，利用,SPC,对各参数进行统计分析，判断过程是否正常或是否有不正常的发展趋势，以预防质量问题的发生，从而从根本上消除质量问题隐患。,9,ppt课件,三、面向过程的质量控制 传统的SPC，通过检验产品的最,四、在产品生命周期其它环节的应用,SPC,最初是应用于制造过程的质量控制，实际上，产品开发整个过程都可以看做是同制造过程相似的过程，它们都存在各自的过程参数。这些过程参数也可以通过统计方法进行分析。,因此，目前许多研究将,SPC,应用于制造过程之外的产品开发过程，如市场调研、产品设计、工艺过程设计、原材料准备、以及售后服务等。,10,ppt课件,四、在产品生命周期其它环节的应用 SPC最初是应用于制造,五、,SPC,理论及模型的研究与改进,SPC,的基础是传统的概率与统计理论，它建立在对大量原始数据统计与分析的基础上。当原始数据不足时，其分析结果准确性就较差。另外，对以前数据的分析比较有效，对未来过程发展趋势的预测显得不足。,新的研究正在寻找,SPC,与其它方法相结合或改进的算法，如将人工神经网络,(Artificial Neural Networks,ANN),应用到,SPC,中，利用,ANN,的统计概率模型，发挥人工智能在,SPC,中作用，解决原始数据不足或预测困难的问题。,11,ppt课件,五、SPC理论及模型的研究与改进 SPC的基础是传统的概,六、多变量多过程的监测控制,传统的,SPC,用在制造过程质量控制时，大多针对单一过程和变量。,现代工业的大型化和复杂化，如在,CIMS,中，过程和过程变量已变得越来越复杂，要将,SPC,用在其中，,SPC,模型必须能适应多变量多过程的监测与控制。,因此，许多学者致力于研究适用于现代企业多变量过程控制的,SPC,算法与模型。,12,ppt课件,六、多变量多过程的监测控制 传统的SPC用在制造过程质量,稳健设计与,SPC,稳健设计用到的主要方法以统计理论为基础。,CE,及先进的产品开发与生产模式对质量保证的要求，使得稳健设计技术不断发展，并为稳健设计技术的发展注入新的活力。,13,ppt课件,稳健设计与SPC 稳健设计用到的主要方法以统计理论为基础,稳健设计中主要涉及的方法,稳健设计的内容包括产品设计和工艺设计两个方面，分系统设计、参数设计和容差设计三个阶段，利用质量损失函数,(Loss Function),，即由于参数的波动引起的费用损失来衡量质量，进而对设计进行优化。,14,ppt课件,稳健设计中主要涉及的方法 稳健设计的内容包括产品设计和工,一、系统设计,常用的分析方法有：,试验设计,(Design of Experiment,DOE),、,失效模式及效果分析,(,Failure Model and Effects Analysis,FMEA),、,价值工程,(Value Engineering,VA),、,可靠性理论,仿真技术、优化与决策等。,15,ppt课件,一、系统设计常用的分析方法有：15ppt课件,二、参数设计,在参数设计阶段，要用到系统设计中常用的各种方法,:,响应面法,(Response Surface Method,RSM),、,故障树分析,(Fault Tree Analysis,FTA),相关分析,方差分析,灵敏度法,随机模型法等方法,16,ppt课件,二、参数设计 在参数设计阶段，要用到系统设计中,三、容差设计,容差设计的方法：,故障树分析,(Fault Tree Analysis,FTA),相关分析,方差分析以及,RSM,灵敏度法和随机模型法,17,ppt课件,三、容差设计容差设计的方法：17ppt课件,现代质量管理与先进设计、制造系统,质量管理的观念和方法一直在更新：,质量检验,(Quality Inspect),统计质量管理,(Statistical Quality Control,SQC),，,全面质量管理,(Total Quality Management,，,TQM),，,以统计理论为基础的统计过程控制,(Statistical Process Control,SPC),主要用于制造过程的质量控制。在将质量控制的范围由制造过程扩展至设计乃至整个产品生命周期之后，可靠性理论、稳健设计等质量保证方法也逐渐得到认可和采用。,18,ppt课件,现代质量管理与先进设计、制造系统质量管理的观念和方法一直在更,各种先进的产品开发模式如,:,并行工程,(Concurrent Engineering,CE),先进制造技术如敏捷制造,(Agile Manufacturing,AM),、,精良生产,(Lean Production,LP),、,虚拟制造,(Virtual Manufacturing,VM),、,及时生产,(Just in Time,JIT),快速响应制造,(Quick Response Manufacturing,QRM),等的出现，对产品的质量保证提出了新的和更高的要求。,19,ppt课件,各种先进的产品开发模式如:19ppt课件,同时也为产品质量保证开辟了新的途径。尤其是在,:,计算机集成制造系统,(Computer Integrated Manufacturing Systems,，,CIMS),、现代集成制造系统,(Contemporary Integrated Manufacturing Systems,，,CIMS),和,CE,环境下，质量保证的要求和传统生产模式下的质量保证之间有较大的差别。,例如，,CIMS,要求从设计到制造各环节的质量保证实现集成，包括产品设计、生产安排、工艺过程设计和制造、装配等相互之间质量保证的集成，组成,CIMS,的集成质量保证系统。,20,ppt课件,同时也为产品质量保证开辟了新的途径。尤其是在:计算,一、,DFX,技术,DFX,是,CE,的关键技术，主要包括,:,面向制造的设计,(Design for Manufacturing,DFM),、,面向装配的设计,(Design for Assembly,DFA),、面向质量的设计,(Design for Quality,DFQ),、,面向可靠性的设计,(DF Reliability),、,面向可维修性的设计,(DF Maintainability),面向互换性的设计,(DF Change ability),设计等。,它们都是实现产品质量保证及控制的积极有效方法。,21,ppt课件,一、DFX技术 DFX是CE的关键技术，主要包,DFX,是,TQM,在并行工程中的体现。,TQM,的观点认为，质量管理中的用户不仅是使用产品的最终用户，在产品形成过程中的每个环节，下一环节就是上一环节的用户，如产品设计是市场调研的用户，工艺过程设计是产品设计的用户，制造,/,装配是工艺过程设计的用户，销售是制造,/,装配的用户等。,22,ppt课件,DFX是TQM在并行工程中的体现。TQM的观点,而,DFX,正是体现产品设计过程中除满足最终用户对产品质量的要求外，还应满足其后续环节作为广义用户的要求。,因此通过,DFX,更能体现,TQM“,三全”中“全面”的特点。,23,ppt课件,而DFX正是体现产品设计过程中除满足最终用户对产品,二、并行设计问题,CE,的核心是产品开发全过程中所有活动的并行、交叉和一体化进行。并行设计是其要点。并行设计体现在质量保证方面就是质量活动的并行进行。,24,ppt课件,二、并行设计问题CE的核心是产品开发全过程中所有活动的并行,并行工程的关键原则之一就是促使开发者从设计一开始就考虑产品生命周期整个过程中的各种问题，因此,DFX,技术被广泛地应用于并行工程。,DFX,主要包括：,为制造而设计（,DFMDesign For Manufacture,）,为装配设计,(DFADesign For Assembly),。,DFX,技术,25,ppt课件,并行工程的关键原则之一就是促使开发者从设计一开始,DFM,典型的原则有：,1,、设计中要尽量减少零件的种类和个数，尽量