DFM是什么，为什么我们需要它？

2021-06-23 10:19:59

DFM即面向制造的设计（DesignFor Manufacture），是指产品设计满足产品制造要求，具有良好的可制造性。目前制造业面临的问题是产品能够在三维设计软件中绘制出来，却不一定能制造出来，而DFM恰恰解决这一痛点，使得产品以最低的成本、最短的时间、最高的质量制造出来。

一，DFM技术介绍

1、DFX：面向产品生命周期的设计

DFX技术能够协助设计人员在产品研发阶段尽早地考虑与制造、装配、成本等有关的约束，全面评价产品/工艺设计，并提出改进的反馈信息，及时改进设计。

2、DFM：面向制造的设计

DFM是将制造系统进行总体优化的一种设计，强调“第一次就把事情做对”，减少过程设计变更的产生。设计人员在对产品本身的物理特性研究的基础上，分析制造系统与这些产品物理特征之间的关系，从产品的初步规划到产品的投入生产中对产品进行设计，这样方能够使整个制造流程实现一体化，最终缩短生产时间，提升产品的工作效率。

3、DFM的应用价值

基于DFM技术可制造性设计规范的工艺检查系统、规划完善通用检查流程、优化自动检查思路，有利于实现设计和制造工艺的协同效应、提供便利的工艺审查路径，进而提高生产效率，为信息化平台建设打下良好基础。目前DFM的设计理念和技术均已成熟，国内外有许多成功案例，例如戴尔在设计中使用DFM理念测试时间减少63%，波音公司在开发设计中通过DFM技术可以提高产品质量20%以上。

二，基于DFM技术的自动工艺检查实现的可行性分析

工艺性检查工作就是工艺人员对产品制造工艺以及产品结构的工艺性开展分析，并提出有效的修改建议，设计部门所设计出的产品，应符合机械制造标准与工艺要求。工艺性检查的基础是产品信息的标准化，核心是结构工艺性检查和制造工艺性检查。

一方面，对结构工艺性检查而言，主要检查其对加工质量、生产效率和经济效益的影响，包括结构特征的尺寸、位置、精度及与其他结构的尺寸、位置、精度之间的关系；另一方面，对制造工艺性检查而言，主要检查其制造工艺。因此，自动工艺检查实现的可行性包括产品信息标准化实现的可行性、结构工艺性自动检查的可行性、制造工艺性自动检查的可行性3个方面。

1、产品信息标准化实现的可行性方面

在CAD/CAM 软件中建立以特征为单元的全参数化三维模型后，可统一装配、制图、层等产品信息的技术规范。以UG/NX为例，可用其Checkmate功能模块来实现，它是基于知识熔接技术的质量保证实用工具，开启Checkmate功能后就能完成三维零件、装配件和制图的检查，实现初步信息标准化。

2、结构工艺性自动检查的可行性方面

UG的特征就是以产品结构为单元来组织的，如产品设计中圆角、倒角、抽壳、筋、凸台、垫块等特征的结构，其设计有相关的标准，其关键参数信息通过UG表达式或二次开发工具，如KF编程、OPENC++等来提取和引用，再构建基于OPEN C++的MYSQL结构工艺性数据库，通过关键参数与数据库的对比与分析，达到结构工艺自动检查的目的。

3、制造工艺性自动检查的可行性方面

UG 的CAM模块以“操作”为工序组织单元，在工序导航器组成工序序列，实现基于机床的加工顺序序列，对典型的数控车、铣、钻、线切割工艺，都要遵循粗加工、半精加工、精加工的加工路线，刀具、材料、切削用量等工艺要素可以通过加工数据库来实现知识熔接，构建针对不同加工特征的加工模板。数控编程员所编制的“工序操作”参数，可通过与加工数控库的比对与分析，实现对工艺参数合理性的检查。

三，自动化工艺检查软件的技术要求

一是自动工艺检查软件可与已有三维软件直接无缝集成；
二是软件可方便人机交互的便利开展；
三是加工制造和结构工艺性数据库应具有智能学习功能；
四是对三维模型的加工特点开展智能识别、分析和判断；五是根据数据库的信息，对产品设计三维模型的工艺检查软件可以将检查结论用文件的形式输出，详细列出结构工艺性与制造工艺性问题，并提出改进建议。

四，自动工艺检查中DFM技术的落地应用

1、基于DFM的数字化产品是自动工艺检查落地关键

DFoX软件是一套针对制造业的智能DFM分析软件，可以仿真产品装配，全面检查每层设计的每个零件，从而提前发现产品的可靠性和制造过程中的潜在风险。

这是DFoX软件的典型运用模式，当工程技术人员调用DFoX软件对产品三维模型进行可制造性分析时，DFoX软件自动对三维模型进行特征识别，并于底层规则库做比对，若发现工艺性不好的设计特征以及无法加工的特征等都会被检查出来，同时软件会给出原因以及修改建议，帮助技术人员及时改进设计。对一些不确定性的问题，软件还可以输出可制造性分析报告，并在设计人员和工艺人员之间建立直接的沟通桥梁，对模型中存在的问题进行沟通讨论和优化。进而减少过程设计变更的产生。

2、DFoX功能模块