卓越设计DFX

一、DFX提出

20世纪90年代以来，电子领域的发展日新月异，各种产品的设计开发及市场的推广进入了一个全新的时期。电子产品设计师面临着比以往更艰巨的挑战；客户要求产品价格更低、产品质量更高，同时交货周期更短。如何更快地设计更多功能、更小体积、性价比更高、能够最大限度满足客户需求的产品成为电路设计师努力追求的目标。由于长期以来的思维和操作定式，产品在开发与制造环节之间始终存在“间隙”，设计出来的产品往往面临如下问题。

①不符合制造能力的要求，从而需要大量维修工作，导致产品质量低下，产品设计多次修改。

②产品根本无法制造，设计人员必须从头开始，浪费了大量的人力、物力，严重削弱了企业在同行业中的竞争力。

③产品可靠性差，客户投诉多，售后服务投入大，企业入不敷出，产品生命周期缩短，最终导致企业无以为续。

种种问题，都与产品的可制造性联系在一起，这是现代电子产品设计中必须考虑的重要因素。

二、DFX主要内容

根据对国内外企业的调查可以发现，凡是企业产品开发持续性好，成果转化能力强，产品质量稳定，必然与企业对研发的观念和推行的保障体系相关，最关键的问题在于企业是否有一套针对新产品设计开发的可制造性设计技术。而DFX是世界上先进的新产品可制造性设计技术，其目标就是在保证产品质量的前提下缩短开发周期、降低成本。这是一项设计中的并行工程。DFX技术就在这样一个环境中应运而生。

DFX的出现有其深刻的历史背景，这是由于当前电子产品市场竞争越来越激烈，如何使产品快速进入市场、适应短生命周期产品的要求，是一种产品能否取得市场份额的关键因素。

所谓DFX（Design For X），即面向产品生命周期各个环节的设计的缩写。其中，X可以代表产品生命周期或其中某个环节，如M-制造，T-测试、加工、使用、维修、回收、报废等，也可以代表产品竞争力或决定产品竞争力的因素，如质量、成本、时间等。

卓越设计（DFX）主要包括：

●可靠性设计（DFR-Design for Reliability）；

●可测试性设计（DFT-Design for Test）；

●可制造性设计（DFM-Design for Manufacture）；

●可组装性设计（DFA-Design for Assembly）；

●可维修性设计（DFS-Design for Serviceability）；

●环保性设计（DFE-Design for Envirorrnent）。

还包含：

●物流后勤便利性设计（DFL）；

●可维护性设计（DFM2）；

●安全性设计（DFS2）；

●人性化设计（DFE1）；

●发展性设计（DFE3）；

●可操作性设计（DFU）；

●低成本设计（DFC1）；

●舒适性设计（ DFC2 ）；

●高灵活性设计（DFF）；

●可采购设计（DFP）；

●市场时间设计（DFTTM）；

●可分析性设计（DFD）

●印制电路板可加工性设计（DFF）。

DFM是DFX的重要部分，在电子产品设计及电子产品装配制造上的应用尤为广泛。WilliamH.Cubberly和Raman Baker jian在《加工与制造工程师手册》一书中对此做了如下解释：“DFM主要研究产品本身的物理设计与制造系统各部分之间的相互关系，并把它用于产品设计中，以便将整个制造系统融合在一起进行总体优化。DFM可以降低产品的开发周期和成本，使之能更顺利地投入生产。”通过这一方法降低成本、缩短产品投入市场的时间、提高产品质量、提高产品的可制造性、缩短生产时间、提高工作效率。

DFM不仅是一套规范的使用和设计检查！DFM通过流程和规范来管理，以及利用技术整合理念的跨部门系统活动！这里的设计包括产品设计、开发过程和系统的设计。在产品设计时，不但要考虑功能和性能要求，而且要同时考虑与产品整个生命周期各阶段相关的因素，包括可制造性、高效性和经济性等。

可制造性设计（DFM）的内涵是：符合产品获得最大利益所需要的设计/加工/制造条件，以及一切影响或支持它的外部条件的部件或产品设计。

三、全面应用DFX，确保装备的可靠性

从产品的概念开始，考虑其可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密联系、相互影响，从设计到制造一次成功。排除设计、制造和维修之间的沟通障碍，在设计阶段就着眼于解决DFM、DFA、DFR、DFT等技术问题，将通常在制造阶段才暴露出来的问题提前在设计阶段加以解决，以省去不必要的设计更改，降低成本。

DFX不仅适用于电路设计与电子装联（包括SMT），同样适用于结构（机械）设计与机械加工和机械装配；我们完全可以通过全面应用DFX来达到“六性”的目的。

四、应用DFX实施军品可靠性设计

美国国防部《2005中国军力报告》中指出：“中国的武器装备建设虽然取得了重要进展，但是仍然存在着两个方面致命的瓶颈，即质量与创新。在质量方面，中国的国防工业界仍然停留在认识可靠性和可重复性概念重要性阶段。”

依据GJB 451A，可靠性的定义：“产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。”规定条件是指产品所处的环境条件和使用条件。例如，周围温度、振动等。规定时间是指产品使用时间的不同其可靠度是不相同的。规定功能是指产品规格说明书规定的正常工作的性能指标，其是用于判断产品是否发生故障的标准。能力是指产品的固有特性，不是确定值，是一个随机变量，定量描述时常用概率度量。固有可靠性是指通过设计和制造赋予产品的，并在理想的使用和保障条件下所具有的可靠性，是产品的一种固有属性，是产品开发者可以控制的。使用可靠性是指产品在实际使用条件下所表现出的可靠性，反映产品设计制造、使用、维修、环境等因素的综合影响。

表1所示为GJB 451A“六性”与卓越设计（DFX）对照表。从表1中我们可以看出，DFX的内容不仅包括“六性”，而且在内容的广度和深度上都远远超过GJB 451A所规定的“六性”要求。“六性”设计准则中的许多内容都可以在DFX所对应的DFR、DFT 等项目中得到体现。

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