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DFMA - Design for Manufacture and Assembly

Was ist DFMA?


DFMA (Design for Manufacture and Assembly) ist eine analytische Methode, die darauf abzielt, das Design und die Herstellung eines Produkts aus mehreren Komponenten zu vereinfachen. DFMA kombiniert zwei Ansätze: Design for Manufacture (DFM) und Design for Assembly (DFA). DFM vereinfacht die Herstellung der einzelnen Teile, aus denen das Endprodukt besteht, während DFA den Prozess der Zusammenfügung dieser Teile zum fertigen Produkt optimiert. Durch die Anwendung von DFMA können Unternehmen die Produktionskosten senken, die Fertigungszeit verkürzen und die Produktqualität verbessern.

Wofür dient DFMA


DFMA (Design for Manufacture and Assembly) zielt auf die maximale Vereinfachung des Produktdesigns ab, ohne die Funktionalität und Qualität zu beeinträchtigen. Die Philosophie von DFMA besagt, dass die günstigste Komponente eine nicht existierende Komponente ist. Durch die Reduzierung der Anzahl der Einzelteile im Produkt wird die Notwendigkeit des Komponentendesigns, der Aktualisierung im Zusammenhang mit dem Redesign, der Herstellung der Komponente und der damit verbundenen Verluste, der Lagerung der Komponente und der Fertigungsfehler durch fehlerhafte Montage auf null reduziert. Das Einsparungspotenzial bei der Vereinfachung des Designs ist hoch; Unternehmen wie Ford berichten von Einsparungen in Höhe von mehreren Millionen Dollar.

DFMA verwendet die DFA-Software (Product Simplification) der Firma Boothroyd Dewhurst. Diese Software hilft dabei, die Anzahl der Teile in einem Produkt zu reduzieren und die Herstellungs- sowie Montageprozesse zu optimieren, was zu erheblichen Kosteneinsparungen und Effizienzsteigerungen führt.

Praktische Anwendung


Der Prozess des Redesigns eines Produkts beginnt mit einer funktionalen und strukturellen Analyse, in der das gesamte Produkt hinsichtlich seiner Funktionalität und der Erfüllung der Kundenanforderungen beschrieben wird. Im zweiten, analytischen Teil wird jedes Teil aus verschiedenen Blickwinkeln untersucht: Materialzusammensetzung, Prozessoperationen bei der Endmontage des Produkts (Taktzeit, Notwendigkeit spezieller Werkzeuge, Möglichkeit der Beschädigung während der Montage, Möglichkeit des Herausrutschens usw.) sowie seine Funktion im Hinblick auf die Gesamtfunktionalität des Produkts. Zusätzlich wird ein Prozessdiagramm für die Montage des gesamten Produkts erstellt, das Zeiten der Operationen, verwendete Materialien und Operationen (z.B.: Klebevorgang, Material Kleber, Zeit für den Vorgang 12 Sekunden) beinhaltet. Im analytischen Teil werden potenzielle Teile identifiziert, die entweder eliminiert oder mit einem anderen Teil zu einem einzigen Teil zusammengeführt werden können. Auch Prozesse, die eliminiert werden können, werden untersucht. Zur Identifizierung dienen drei Eliminierungsfragen:

  1. Kann die Reihenfolge der Montageschritte des untersuchten Teils im Vergleich zum vorhergehenden Teil geändert werden?
  2. Ist es notwendig, für das untersuchte Teil ein anderes Material zu verwenden, das im Produkt sonst nicht vorkommt?
  3. Sollte das Teil separat montiert oder demontiert werden, weil es sonst nicht möglich wäre, andere wesentliche Teile zu montieren oder zu demontieren?

Wenn die Antworten auf alle drei Fragen „Nein“ lauten, kann das Teil wahrscheinlich entweder ganz eliminiert oder mit einem anderen zusammengeführt werden, wodurch das Design des Produkts vereinfacht wird.

Der dritte Schritt von DFMA ist das Redesign des Produkts. Das neue Design enthält bereits die zu einem Teil zusammengeführten oder eliminierten, unnötigen Teile. Ebenso werden aus dem Prozessschema für die Produktmontage die Operationen ausgeschlossen, die für die Montage der zusammengeführten oder eliminierten Teile erforderlich sind. Das Redesign muss so durchgeführt werden, dass die Funktionalität und Zuverlässigkeit des fertigen Produkts erhalten bleiben. Die Reduzierung der Anzahl der Teile muss die Herstellungsprozesse verbessern, Kosten für Hilfsmaterialien einsparen, die Zeit für die Montage der Teile reduzieren und die Fehlerquote des Prozesses senken.

Im abschließenden Teil von DFMA werden die Ergebnisse der vorangegangenen drei Schritte in einem Bericht zusammengefasst.