發(fā)布時(shí)間：2020-12-26所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：可制造性設(shè)計(jì)(DFM)是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要滿足產(chǎn)品制造的要求，具有良好的可制造性，使得產(chǎn)品以最低的成本、最短的時(shí)間、最高的質(zhì)量制造出來(lái)。其不單純是一項(xiàng)技術(shù)，在完成產(chǎn)品的各個(gè)環(huán)節(jié)中，更像是一種思維，對(duì)電路進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)人員首先對(duì)其本身的物理特性
摘要：可制造性設(shè)計(jì)(DFM)是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要滿足產(chǎn)品制造的要求，具有良好的可制造性，使得產(chǎn)品以最低的成本、最短的時(shí)間、最高的質(zhì)量制造出來(lái)。其不單純是一項(xiàng)技術(shù)，在完成產(chǎn)品的各個(gè)環(huán)節(jié)中，更像是一種思維，對(duì)電路進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)人員首先對(duì)其本身的物理特性進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上分析物理特性與制造系統(tǒng)之間的關(guān)系，以便提升制造生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)時(shí)間。從本質(zhì)上來(lái)看，主要是在從提出產(chǎn)品的初步設(shè)計(jì)方案到投入生產(chǎn)的全過(guò)程中進(jìn)行DFM，在不影響產(chǎn)品性能的同時(shí)使產(chǎn)品更加簡(jiǎn)單化、標(biāo)準(zhǔn)化。
關(guān)鍵詞：可制造性設(shè)計(jì);航天電子產(chǎn)品;應(yīng)用研究
1可制造性設(shè)計(jì)概述
可制造性是指所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在現(xiàn)有的制造資源條件下能否被制造出來(lái)的可能性，可制造性評(píng)價(jià)是綜合考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息和企業(yè)現(xiàn)有制造資源的現(xiàn)狀，從而判斷產(chǎn)品在現(xiàn)有制造資源條件下被可靠的制造出來(lái)的可能性量值的大小。傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)流程主要經(jīng)歷產(chǎn)品設(shè)計(jì)、樣板加工、修改設(shè)計(jì)、再次加工一輪又一輪的循環(huán)直到可以可靠的生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，在這樣的循環(huán)過(guò)程中往往造成重復(fù)設(shè)計(jì)及重復(fù)加工的問(wèn)題，這種事后控制的方式將造成嚴(yán)重的設(shè)計(jì)資源和加工資源的浪費(fèi);如果可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí)就考慮到所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能否在企業(yè)當(dāng)前的制造資源條件下被生產(chǎn)出來(lái)，對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行基于當(dāng)前制造資源的可制造性評(píng)價(jià)，確定可制造出來(lái)的可能性大小，采取事前預(yù)防的措施控制產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，這將極大的提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率和制造效率，消除由于重復(fù)設(shè)計(jì)和重復(fù)加工所帶來(lái)的設(shè)計(jì)資源及加工資源的浪費(fèi)。當(dāng)前社會(huì)處于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大爆發(fā)及快速發(fā)展的階段，在國(guó)家對(duì)制造業(yè)的發(fā)展推動(dòng)方面，為了將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于制造行業(yè)并刺激和帶動(dòng)制造行業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)家頒布了一系列的政策及戰(zhàn)略措施，如“兩化融合管理體系”標(biāo)準(zhǔn)、“中國(guó)制造2025”行動(dòng)綱領(lǐng)、“國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系”建設(shè)指南等等，這些措施促使著工業(yè)化和信息化緊密的結(jié)合，首先實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的數(shù)字化建設(shè)，在工業(yè)化和信息化深度融合的基礎(chǔ)上為智能制造的建立奠定基礎(chǔ)。面對(duì)客戶的需求、企業(yè)的發(fā)展訴求以及當(dāng)前國(guó)家層面的政策支撐，企業(yè)通過(guò)信息化的手段對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行可制造性評(píng)價(jià)，通過(guò)事前控制的措施消除由于不可制造所帶來(lái)的一系列問(wèn)題，在客戶的競(jìng)爭(zhēng)中方能獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為企業(yè)打造智能工廠奠定信息化基礎(chǔ)。
相關(guān)期刊推薦：《電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)》Journal of Electronic Measurement and Instrument(月刊)1987年，可靠性研究專業(yè)刊物，設(shè)有：研究與評(píng)價(jià)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與軟件可靠性、可靠性與環(huán)境試驗(yàn)、國(guó)外可靠性與環(huán)境技術(shù)、可靠性文摘、其它、可靠性設(shè)計(jì)與工藝控制、電磁兼容設(shè)計(jì)與檢測(cè)等欄目。
2可制造型設(shè)計(jì)的實(shí)踐應(yīng)用方案
從20世紀(jì)80年代末期，國(guó)外一些研究機(jī)構(gòu)就已經(jīng)開(kāi)始了鑄件的研究工作。近些年，人們提出采取可制造性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行工作，以此提升產(chǎn)品的基本質(zhì)量。現(xiàn)如今的制造設(shè)計(jì)，最為常用的方法便是基于產(chǎn)品本身特征的設(shè)計(jì)方法。這種方法從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，就將產(chǎn)品特征與產(chǎn)品模型進(jìn)行有效結(jié)合，同時(shí)并提供相關(guān)產(chǎn)品信息，從而完成信息的分享工作。在特征信息的傳輸方面，可以采取用戶交互輸入的方法，根據(jù)具體的應(yīng)用領(lǐng)域，并從產(chǎn)品特征本身進(jìn)行識(shí)別而獲得。為了解決特征方面的問(wèn)題，可以建立基于特征本身的數(shù)據(jù)庫(kù)，采取模數(shù)法的方式對(duì)于產(chǎn)品本身的工藝性進(jìn)行評(píng)估。我們認(rèn)為，為了確保能夠獲得有效的可鑄造性的評(píng)價(jià)，其相關(guān)幾何數(shù)據(jù)庫(kù)必須可以有效展示可制造性相關(guān)知識(shí)的重要特征，同時(shí)還能展現(xiàn)各特征之間的關(guān)聯(lián)性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們主要采取了2種不同特征方式：第一種是主特征，其主要對(duì)于產(chǎn)品本身的外形以及初始零件的基本造型進(jìn)行詳細(xì)描述。第二種則是輔助特征，其主要是指相關(guān)附件或者一些局部位置的幾何圖形，例如凸臺(tái)以及空洞等。此外，在實(shí)驗(yàn)中我們還在其側(cè)凹、分型面以及拔摸斜度方面的相關(guān)特征進(jìn)行了一系列嘗試，從而獲得了不小的進(jìn)展。
3可制造性設(shè)計(jì)在航天電子產(chǎn)品中的應(yīng)用
3.1航天電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
解決電子設(shè)備特別是航天電子設(shè)備在結(jié)構(gòu)、防護(hù)設(shè)計(jì)和電磁設(shè)計(jì)等方面成熟的技術(shù)就是電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助的發(fā)展也帶動(dòng)了它的逐步完善，繼而形成了一門綜合性的邊緣學(xué)科。目前的電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包含了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。a)整機(jī)組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整機(jī)組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包含以下幾方面內(nèi)容：1)結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計(jì)，包括設(shè)備的外殼、安裝、連接和操作等;2)傳動(dòng)與執(zhí)行設(shè)計(jì)，在設(shè)備工作中需通過(guò)傳動(dòng)與執(zhí)行裝置對(duì)產(chǎn)生的光電、機(jī)械等信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié);3)環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)，包括防腐蝕、整機(jī)的溫度控制、屏蔽與接地、插接和互連等;4)總體的布局，即對(duì)以上各項(xiàng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局，確定連接形式和結(jié)構(gòu)尺寸。b)組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括兩類設(shè)計(jì)，即電氣組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)械組件設(shè)計(jì)，電氣組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要用于保證工藝的良好性和電性能合格，而機(jī)械組件設(shè)計(jì)則用來(lái)滿足機(jī)、電協(xié)調(diào)要求和精度要求。c)隔振與緩沖設(shè)計(jì)在運(yùn)輸使用過(guò)程中，會(huì)有外界的機(jī)械因素對(duì)設(shè)備造成破壞，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)利用減振、耐沖振等結(jié)構(gòu)可很好地解決材料、剛度和穩(wěn)定性等諸多問(wèn)題。d)電磁兼容性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增強(qiáng)設(shè)備的抗干擾能力，可以采用電磁屏蔽和接地的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，繼而提高設(shè)備對(duì)電磁環(huán)境的適應(yīng)性。e)連接設(shè)計(jì)由于整機(jī)和設(shè)備系統(tǒng)的可靠性在很大的程度上受到設(shè)備中固定的、半固定的和接口的接觸的影響。所以為了保證這些接觸點(diǎn)的可靠性，需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中正確、有效地控制連接工藝和連接件的選擇。除了以上內(nèi)容之外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)該把與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)備組裝技術(shù)與工藝考慮進(jìn)去。設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很大的程度上決定著這套設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中采用的工藝方法。因此，良好的工藝性是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必要的部分。3.2面向地(艦)面裝備的腐蝕控制可制造性設(shè)計(jì)
a)材料選用。明確金屬材料應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋砻娣雷o(hù)措施。除特殊要求外，原則上不允許裸材直接使用。①根據(jù)使用部位綜合考慮材料的強(qiáng)度、疲勞性能、斷裂韌性、耐蝕性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性等，給出不銹鋼、碳鋼和合金鋼選型推薦。②非金屬材料則應(yīng)考慮材質(zhì)的耐候性，給出工程塑料、橡膠、密封劑、絕緣材料等推薦。③應(yīng)綜合考慮材料的特性、熱處理狀態(tài)、使用條件和部位、結(jié)構(gòu)形狀和公差配合等因素。根據(jù)零件類型、特性、使用環(huán)境條件及壽命選用表面防護(hù)涂層，對(duì)常用金屬鍍覆層、化學(xué)覆蓋層、有機(jī)涂覆層的種類、特性和厚度進(jìn)行推薦并提出結(jié)構(gòu)件前處理要求。b)裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。①裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，避免出現(xiàn)“大陰極—小陽(yáng)極”的腐蝕結(jié)構(gòu)。②要考慮應(yīng)力和環(huán)境的聯(lián)合作用，采取措施避免或減少局部應(yīng)力集中。③電氣產(chǎn)品箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮使用工況選擇密封或者除濕、防凝露和密封設(shè)計(jì)。④非密封結(jié)構(gòu)腔體，要通過(guò)上排下泄的原則進(jìn)行防排水設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)好導(dǎo)流、排水通道或排水孔等。⑤對(duì)于易腐蝕部位，設(shè)計(jì)時(shí)需留有相應(yīng)的維護(hù)和檢查空間，易腐蝕或老化材料零部件應(yīng)便于拆卸、更換。通過(guò)對(duì)材料選用和裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，可使長(zhǎng)期在高溫、高濕、高鹽霧環(huán)境下服役的地(艦)面裝備通過(guò)設(shè)計(jì)和制造中，有效規(guī)避電偶腐蝕、密封性不足、排水性不夠、應(yīng)力腐蝕、霉菌腐蝕、高溫氧化等問(wèn)題，并為產(chǎn)品交付后的維護(hù)、防護(hù)、修復(fù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為武器裝備的維修和保養(yǎng)提供較強(qiáng)的可操作性和便利性。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著信息技術(shù)、智能制造技術(shù)為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革孕育興起，并加速滲透到工業(yè)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，為適應(yīng)這一新的時(shí)代潮流，企業(yè)要在產(chǎn)品可制造性設(shè)計(jì)實(shí)踐和應(yīng)用過(guò)程中繼續(xù)闊步前行，標(biāo)準(zhǔn)化作為一項(xiàng)助推創(chuàng)新發(fā)展、引領(lǐng)時(shí)代進(jìn)步的工作必將發(fā)揮更大的作用。——論文作者：趙 萌
