طراحی برای راحتی تولید و مونتاژ

رویکرد هوشمند طراحی محصول

0

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

طراحی برای راحتی تولید و مونتاژ

رویکرد هوشمند طراحی محصول

مثال های کاربردی

علم طراحی برای راحتی تولید و مونتاژ یک علم تئوری و بدردنخور نیست که صرفا در کتاب ها و مقالات باشد. این علم در صنایع مختلف دنیا سالیان سال است که در خط تولید و روند توسعه محصول در حال استفاده است. این علم می تواند قطعه پیچیده ای مثل تصویر سمت چپ را به قطعه ساده ای با همان کاربری مطابق تصویر سمت راست تبدیل کند! همین­قدر واقعی و ملموس!
جهت بیان مصادیق واقعی استفاده از اصول طراحی برای راحتی تولید و مونتاژ در دنیا مثال‌های متنوعی از شرکت‌های مختلف نظیر hp, Motorola و… وجود دارد. اما در این بخش صرفاً دو مثال کاربردی و دو مثال خودرویی بسنده می‌کنیم.

شرکت تگزاس اینسترومنت

شرکت Texas Instruments از شرکت‌های فعال در زمینه نظامی در آمریکا است. مجموعه ای که در تصویر میبینید نیازمند 12 ساعت فلزکاری و 2 ساعت مونتاژ نهایی است. گروه مهندسی این شرکت تصمیم گرفت با استفاده از تحلیل DFA این مجموعه را ساده‌سازی نماید تا بتوانند هزینه تولید آن را کاهش دهند.
اهداف اصلی در بازطراحی این محصول، کاهش سخت‌افزاری، حذف قطعات اضافی و کاهش یا حذف تغییر جهت‌ها در خلال عملیات مونتاژ بوده است. نهایتاً پس از بازطراحی، محصولی مطابق شکل زیر پدید آمده است. در این بازطراحی، دو قطعه اصلی به آلومینیوم تغییر یافتند و قطعات پلاستیک حاصل از قالب‌سازی تزریق پلاستیک، به دلیل حجم تولید پایین، حذف گردیدند. نکته‌ای که در کاربری‌های نظامی بسیار حائز اهمیت است آن است که تعداد کل قطعات از 24 عدد به 8 قطعه کاهش یافت و این بدان معناست که مستندسازی، تهیه و انبارداری تمامی این 16 قطعه حذف‌شده در مجموعه صرفه‌جویی می‌گردد. چه کسی می‌تواند محاسبه کند با استفاده از DFMA چه هزینه‌ای در مجموعه دفاعی ایالات متحده صرفه‌جویی شده است؟ نتایج این بازطراحی در جدول زیر قابل مشاهده است.
موردطرح اصلیطرح جدیدمیزان پیشرفت (%)
زمان طراحی (hr)2/150/3384/7
تعداد قطعات مستقل24866/7
تعداد کل قطعات471274/5
تعداد کل عملیات‌581377/6
زمان فلزکاری (hr)12/633/6571/1
وزن (gr)21811845/9

شرکت NCR

پس از یک سال رقابت در مسابقات ملی “مثال برجسته تکنولوژی کاربردی مونتاژ و تفکر” که در آمریکا برگزار می­شود؛ مجله مهندسی مونتاژ، بیل اسپراگ مهندس شرکت NCR را به‌عنوان برنده این رقابت‌ها انتخاب نمود. او توانست با طراحی یک ترمینال به نام NCR 2760 و استفاده از متدولوژی DFA پیشرفت مهمی در نمونه قبلی ایجاد نماید. نتایج بهبود ایجادشده توسط او، در زیر آمده است:
  • 65% کاهش تأمین‌کنندگان و واسطه‌ها
  • 75% پیشرفت در زمان مونتاژ
  • 100% کاهش تعداد ابزارهای مونتاژ
  • 85% کاهش تعداد قطعات
  • 44% کاهش هزینه تولید

جالب است بدانید اسپراگ اعلام کرد که حذف 1 عدد پیچ از طرح اولیه، منجر به صرفه‌جویی 12500 دلار در تیراژ یک محصول (NCR 2760) شده است!

این بدان معنا نیست که مثلاً قیمت هر پیچ 1 دلار و تیراژ کل 12500 عدد باشد که با حذف آن 12500 دلار صرفه جویی شود؛ بلکه وقتی هزینه های استفاده از یک پیچ را لحاظ میکنیم (هزینه خرید پیچ، انبارش پیچ، نیروی تامین و خرید، زمان صرف شده برای برداشتن پیچ، زمان صرف شده برای تنظیم قراردهی پیچ در محل، زمان صرف شده برای برداشتن پیچ گوشتی و تنظیم برمحل مورد نظر و….)، با حذف آن متوجه یک صرفه جویی چشمگیر می شویم.

شرکت فورد

شرکت فورد یکی از پیش‌گامان استفاده از DFMA در خط تولید خود بوده است. تا به امروز، این شرکت هزاران مهندس را در این زمینه آموزش داده است. فورد همچنین تمامی فروشندگان خود را ملزم به دریافت پیشنهاد‌ها از مشتریان نموده است.
نتیجه بازطراحی آداپتور خودرو (شرکت موتورولا)
مورد طرح اصلی طرح جدید میزان پیشرفت (%)
زمان مونتاژ (ثانیه) 2742 354 87
تعداد پیچ‌ها 72 0 100
تعداد قطعات 217 47 78
راندمان مونتاژ 4 36 800

جیمز ناسن، مدیر مجموعه تولید و تحقیق عملیاتی فورد اعلام کرد که فورد در هر سال حدود 100 میلیون دلار با اعمال اصول DFMA در تولید خود صرفه‌جویی می‌نماید!

DFMA به یکی از ابزارهای مهندسی هم‌زمان تبدیل شده است و با استفاده از نرم‌افزار آن، گروه‌هایی که از طراحی محصول، تولید، تأمین‌کنندگان و نمایندگان دیگر ساخته ‌شده‌اند به طور مرتب با یکدیگر در ارتباط هستند (مهندسی هم‌زمان) و نه‌تنها طراحی مفهومی محصولات آینده را بررسی می‌کنند؛ بلکه محصول کنونی را نیز مورد تحلیل و عیب‌یابی قرار می‌دهند. اعمال چنین ساختاری در شرکت فورد منجر به کسب کیفیت و رضایت­مندی مشتری گردیده است. واحد Transmissions and Chassis (T&C) شرکت فورد، وظیفه طراحی و تولید گیربکس‌های اتوماتیک خودروهای این شرکت را دارد. همان‌طور که می­دانید گیربکس مجموعه‌ای بسیار پیچیده است که بیش از 500 قطعه دارد. این واحد اقدام به معرفی و اعمال DFA در گیربکس­های خود نمود که اجرای آن مطابق مراحل زیر است:
  • آماده‌سازی بررسی اجمالی DFA توسط مدیر ارشد
  • انتخاب مسئول هماهنگ‌کننده DFA
  • مشخص‌سازی اهداف
  • انتخاب برنامه اولیه
  • انتخاب محصول تحت آزمون
  • مشخص‌سازی ساختار گروه
  • مشخص‌سازی اعضای گروه
  • آموزش و هماهنگ‌سازی گروه
  • تشکیل کارگاه آموزشی برای گروه
در کارگاه آموزشی که توسط این شرکت برای کارمندانش برگزار می­شود؛ مطالب زیر ارائه می­گردد:
  • بازنگری لیست قطعات و فرایندها
  • تقسیم نفرات به گروه‌های مجزا
  • تحلیل طراحی موجود از نظر مونتاژ
  • تحلیل بازطراحی محصول از نظر مونتاژ
  • ارائه گزارش مقایسه‌ای طراحی موجود با بازطراحی توسط گروه
  • اولویت‌بندی ایده‌های بازطراحی
  • اعمال تمامی ایده‌ها در یک تحلیل جدید
  • مشخص‌سازی وظایف و زمان‌بندی بازطراحی محصول
نتایج برگزاری و انجام این کارگاه و سپس بازطراحی محصول، مطابق جدول زیر است.

 

موردمیزان پیشرفت (%)
کاهش نیروی کار29
تعداد عملیات23
تعداد قطعات20
زمان ورود محصول به بازار200

شرکت جنرال موتورز

در اواخر دهه 1980 میلادی، شرکت جنرال موتورز (GM) اقدام به ارزیابی مقایسه­ای مونتاژ خود در محصول Pontiac و محصول تولیدی شرکت فورد Mercury Sable نمود. GM فهمید که یک اختلاف فاحش بین مجموعه مونتاژ این شرکت با شرکت رقیب، یعنی فورد، وجود دارد. پس از تحلیل اولیه این شرکت متوجه شد که 41% از این اختلاف به سبب قابلیت تولیدپذیری طراحی­ها است. برای مثال، محصول شرکت فورد قطعات بسیار کمتری نسب به GM داشت (مثلا تعداد قطعات سپر جلوی فورد 10 عدد و تعداد قطعات همین مجموعه در محصول GM، 100 عدد بود!) و هم­چنین مونتاژ قطعات محصول فورد بسیار راحت‌تر از محصول GM می‌باشد و اجزا به‌راحتی در یکدیگر قرار می‌گیرند. آن‌ها هم­چنین دریافتند که اختلاف سطح اتوماسیون مونتاژ در شرکت فورد (که بالاتر از مشابه آن در GM است)، تأثیر چشمگیری در این اختلاف فاحش مونتاژ ندارد. بنابراین، شرکت GM اقدام به استفاده و اعمال اصول DFMA در طراحی‌های جدید خود نمود و پیشرفت قابل‌توجهی در محصولات آن‌ها مشاهده گردید. GM موفق شد در بازطراحی چراغ‌های جلو و مونتاژ پنل Chevrolet به میزان 86% کاهش تعداد قطعات، 86% کاهش عملیات مونتاژ و 71% بهبود زمان مونتاژ دست یابد که منجر به صرفه‌جویی 7/3 میلیون دلار به‌صورت سالیانه گردید. در سال 1992، GM با استفاده از DFMA اقدام به بازطراحی داشبورد، صندلی‌ها، سپرها و بقیه عناصر خودروی Cadillac Seville نمود که منجر به کاهش 20% تعداد قطعات، کاهش 50% زمان مونتاژ سپر و صرفه‌جویی 5/0 میلیون دلار گردید.