一文读懂DFX | 优秀工程师，必须具备DFX思维
去年，特斯拉超级压铸机把Model Y中70多个零件减少为1个零件的新闻，刷屏朋友圈，大家又一次被特斯拉的创新精神折服。
当然，对于绝大多数的工程师和企业来说，特斯拉的这种创新实在是天马行空、脑洞大开、足够具有颠覆性，离我们的距离还很远很远。。。
但是，充分领悟特斯拉这种创新精神和思路，合理应用DFA设计指南“减少零件数量、简化产品设计”在产品结构设计中，也完全有机会做一些微创新、做一些局部的颠覆，同样会对产品成本、质量和可靠性等带来质的改观。
产品设计需要具有大局观，需要考虑到各方面的需求，任何只考虑单方面的需求，就会造成产品开发的失败。接下来，我们先介绍什么是DFX？DFX是Design for X(面向产品生命周期各环节的设计)的缩写，其中X代表产品生命周期的某一环节或特性，如可制造性（Ｍ－Manufacturability）、可装配性(A-Assembly)、可靠性(R- Reliability)等。
DFX主要包括：
可制造性设计DFM: Design for Manufacturability，可装配性设计DFA: Design for Assembly，可靠性设计DFR: Design for Reliability，可服务性设计DFS: Design for Serviceability，可测试性设计DFT: Design for Test，面向环保的设计DFE: Design for Environment等。DFX设计方法是世界上先进的新产品开发技术, 这项技术在欧美大型企业中应用非常广泛, 指在产品开发过程和系统设计时不但要考虑产品的功能和性能要求, 而且要同时考虑产品整个生命周期相关的工程因素，只有具备良好工程特性的产品才是既满足客户需求，又具备良好的质量、可靠性与性价比产品，这样的产品才能在市场得到认可。
DFM是DFX中最重要的部分，DFM就是要考虑制造的可能性、高效性和经济性，DFM的目标是在保证产品质量与可靠性的前提下缩短产品开发周期、降低产品成本、提高加工效率。
DFX的目的是提倡在产品的前期设计中考虑包括可制造性、可装配性等相关问题。传统的产品开发方法通常是设计---生产制造---销售各个阶段串行完成。由于设计阶段没有全面考虑制造要求，加之设计人员对工艺知识的欠缺，总会造成在产品生产时出现这样那样的问题，如元器件选择不当、PCB设计缺陷等，导致设计方案多次修改、PCB不断改板、生产多次验证等，使得产品开发周期延长、成本增加、质量和可靠性得不到有效保证。
DFX基于并行设计的思想，在产品的概念设计和详细设计阶段就综合考虑到制造过程中的工艺要求、测试要求、组装的合理性，同时还考虑到维修要求、售后服务要求、可靠性要求等，通过设计手段保证产品满足成本、性能和质量的要求。
DFX不再把设计看成为一个孤立的任务，利用现代化设计工具和DFX分析工具设计具有良好工程特性的产品。
图1所示为电子产品传统设计流程与DFX设计流程的对比，通过DFX设计可以减少产品的更改次数、缩短产品上市周期、降低产品成本、提高产品质量与可靠性，将问题解决在设计阶段，而不是让问题产品进入市场后才发现，造成巨大的浪费和损失！
图1 电子产品传统设计流程与DFx设计流程的对比
成功实施DFX的一个关键因素就是，要尽早与DFX设计团队进行沟通。在项目正式启动前就要经常进行工程讨论。在该阶段，就基本确定了产品特性和元器件。通过真正将DFX活动集成到公司文化和每个产品的开发活动中，就能将效益最大化，保证最终产品具备量产和盈利能力。
当DFX集成到产品开发流程中时，其执行力度会得到大大地加强，这一工作的基础就是要公司上层管理者的支持，当管理层确认DFX是产品设计中非常必要的工作时，执行推动起来就很容易了。
在全球领先的思科公司，成立了一个团队开发“大工程方法论”（简称GEM，Great Engineering Methodology）流程。该流程定义了思科开发产品所必须的各个步骤，所有的产品开发项目都必须利用该流程模板，它包括必须达成的关键里程碑、团队功能和文档
图2所示为思科公司基于DFX设计的产品开发流程，它描述了产品从概念阶段一直到生命周期终结的整个开发周期。漏斗型代表需求的收集，中间部分代表产品的开发，右侧部分代表产品的应用周期。
图2 思科公司基于DFX设计的产品开发流程
思科公司基于DFX设计的产品开发流程是并行的开发流程。在流程中，DFX的评审意见反馈贯穿在整个开发活动中，它们需要尽早地得到更改实施，而不是等到相应活动结束后再反馈或更改。
华为技术有限公司在产品开发中采用集成产品开发IPD（Integrated Product Development）方法, 最先将IPD付诸实践的是IBM公司，1992年IBM在激烈的市场竞争下，遭遇到了严重的财政困难，公司销售收入停止增长，利润急剧下降。经过分析，IBM发现他们在研发费用、研发损失费用和产品上市时间等几个方面远远落后于业界最佳。
为了重新获得市场竞争优势，IBM提出了将产品上市时间压缩一半，在不影响产品开发结果的情况下，将研发费用减少一半的目标。为了达到这个目标，IBM公司率先应用了集成产品开发（IPD）的方法，在综合了许多业界最佳实践要素的框架指导下，从流程重整和产品重整两个方面来达到缩短产品上市时间、提高产品利润、有效地进行产品开发、为顾客和股东提供更大价值的目标。
IBM公司实施IPD的效果不管在财务指标还是质量指标上得到验证，最显著的改进在于：（1）产品研发周期显著缩短；（2）产品成本降低；（3）研发费用占总收入的比率降低，人均产出率大幅提高；（4）产品质量普遍提高；（5）花费在中途废止项目上的费用明显减少。
在IBM成功经验的影响下，国内外许多高科技公司采用了集成产品开发（IPD）模式，如美国波音公司和深圳华为技术公司等，华为公司从1998年开始请IBM的咨询团队帮助建立IPD体系，经过10多年的引进、改进、提高，IPD在华为取得了巨大的成功，为华为成为通讯行业巨擎奠定基础。
不管是思科的GEM还是IBM、华为的IPD，其核心思想都是基于并行设计的研发流程，而DFx是其重要的核心内容和使能技术，国内一些企业实施IPD之后感觉效果不够明显，一个很重要的原因就是DFx技术方面的欠缺，由于没有DFx平台、规范、流程、方法的支持，公司又缺乏DFx方面的人才和技术积累，导致研发流程中的DFx设计与评审无法有效实施，这就是为什么IBM、华为、波音实施IPD取得了巨大成功，而有些中小型公司实施IPD之后没有达到期望的效果的主要原因。
DFX设计不仅是一个技术工作，还是一个管理工作，因为DFx的实施必须有流程的保证和平台的支撑，只有流程建立了，节点定义了，人员责任明确了、技术积累达到了，DFx的工作才能落实。
最后，文末附录完整版《DFX面向产品生命周期的设计》培训教材，欢迎收藏学习！
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