Sự khác biệt giữa thành công và thất bại thường phụ thuộc vào những quyết định được đưa ra từ lâu trước khi sản phẩm được đưa vào dây chuyền lắp ráp. Hiện nay, việc Thiết kế cho sản xuất (DFM) là một phương pháp tiếp cận mang tính cách mạng đang chuyển đổi cách chúng ta hình thành khái niệm, phát triển và sản xuất hàng hóa trong nhiều ngành công nghiệp. Bài viết này phân tích DFM thực chất là gì và tai sao nó lại trở thành nền tảng trong sản xuất hiện đại.

Thiết kế sản xuất (DFM) là gì?

Thiết kế sản xuất là một phương pháp toàn diện để thiết kế sản phẩm, tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sản xuất ngay từ những giai đoạn phát triển đầu tiên. Nói một cách đơn giản, thiết kế cho sản xuất là hoạt động thiết kế sản phẩm phục vụ cho sản xuất. Vấn đề là phải dự đoán và giải quyết những thách thức tiềm ẩn trong sản xuất trước khi chúng phát sinh, đảm bảo quá trình chuyển đổi từ thiết kế sang sản xuất diễn ra suôn sẻ hơn. Các khái niệm cốt lõi của DFM bao gồm:

1. Xem xét sớm các quy trình sản xuất
2. Đơn giản hóa thiết kế sản phẩm
3. Chuẩn hóa các thành phần
4. Tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu
5. Giảm các bước lắp ráp

DFM thường bị nhầm lẫn với các khái niệm liên quan như thiết kế để lắp ráp (DFA) và thiết kế để sản xuất và lắp ráp (DFMA). Mặc dù các cách tiếp cận này có chung mục tiêu, nhưng chúng có trọng tâm riêng biệt:

• DFM tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế để dễ sản xuất.
• DFA tập trung chủ yếu vào việc đơn giản hóa quy trình lắp ráp.
• DFMA kết hợp cả hai cách tiếp cận, giải quyết cả những vấn đề về sản xuất và lắp ráp.

Các nguyên tắc thiết kế cho sản xuất

DFM được xây dựng dựa trên nền tảng các nguyên tắc chính, hướng dẫn các nhà thiết kế và kỹ sư sản phẩm tạo ra các sản phẩm không chỉ có chức năng mà còn hiệu quả khi sản xuất. Các nguyên tắc như đơn giản hóa và tối ưu hóa lắp ráp, phù hợp chặt chẽ với các khái niệm được dạy trong Lean Fundamentals, nhấn mạnh vào việc hợp lý hóa quy trình và loại bỏ lãng phí để tối đa hóa giá trị. Việc hiểu và áp dụng các nguyên tắc này rất quan trọng đối với bất kỳ ai muốn triển khai DFM hiệu quả.

a. Đơn giản hóa

Nguyên tắc đầu tiên của DFM là sự đơn giản hóa. Điều này liên quan đến việc giảm độ phức tạp của thiết kế sản phẩm mà không ảnh hưởng đến chức năng của sản phẩm. Việc đơn giản hóa thiết kế để sản xuất có thể dẫn đến:

• Ít thành phần hơn, giảm thời gian và chi phí lắp ráp
• Giảm khả năng xảy ra lỗi trong quá trình sản xuất
• Bảo trì và sửa chữa dễ dàng hơn

Ví dụ, trong ngành công nghiệp ô tô, việc đơn giản hóa thiết kế tay nắm cửa ô tô bằng cách giảm số lượng bộ phận không chỉ giúp sản xuất dễ dàng hơn mà còn cải thiện độ tin cậy.

b. Chuẩn hóa

Chuẩn hóa là một khía cạnh quan trọng của thiết kế sản xuất và lắp ráp. Nguyên tắc này tập trung vào việc sử dụng các thành phần và quy trình chuẩn bất cứ khi nào có thể. Các lợi ích bao gồm:

• Giảm chi phí tồn kho
• Nguồn cung cấp linh kiện dễ dàng hơn
• Quy trình lắp ráp đơn giản hóa

Ứng dụng thực tế của tiêu chuẩn hóa có thể được thấy trong ngành công nghiệp điện tử, nơi các nhà sản xuất thường sử dụng các cổng USB tiêu chuẩn trên nhiều thiết bị khác nhau, giúp đơn giản hóa cả sản xuất và trải nghiệm của người dùng.

c. Lựa chọn vật liệu

Việc lựa chọn vật liệu phù hợp là yếu tố quan trọng trong quá trình thiết kế sản xuất. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp cần xem xét:

• Hiệu quả về chi phí
• Sự dễ dàng trong việc mua sắm
• Khả năng sản xuất
• Yêu cầu về hiệu suất

Ví dụ, trong ngành hàng không vũ trụ, sự chuyển dịch sang sử dụng vật liệu composite trong thiết kế máy bay là minh họa cho cách lựa chọn vật liệu có thể tác động đáng kể đến cả quy trình sản xuất và hiệu suất sản phẩm.

d. Tối ưu hóa lắp ráp

Nguyên tắc này tập trung vào việc thiết kế sản phẩm để lắp ráp dễ dàng và hiệu quả. Những cân nhắc chính bao gồm:

• Giảm thiểu số lượng các bước lắp ráp
• Đảm bảo các bộ phận chỉ có thể được lắp ráp theo đúng cách
• Giảm nhu cầu sử dụng các công cụ chuyên dụng

Một ví dụ điển hình về tối ưu hóa lắp ráp là thiết kế đồ nội thất IKEA, trong đó các sản phẩm được thiết kế để người dùng cuối có thể dễ dàng lắp ráp, giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất và vận chuyển.

e. Tích hợp kiểm soát chất lượng

Tích hợp kiểm soát chất lượng vào quá trình thiết kế là nguyên tắc cuối cùng của DFM. Điều này bao gồm:

• Thiết kế các tính năng giúp kiểm tra dễ dàng
• Kết hợp các yếu tố chống lỗi
• Đảm bảo chất lượng đồng nhất trong suốt quá trình sản xuất

Ví dụ, trong ngành thiết bị y tế, các sản phẩm thường bao gồm các tính năng tự chẩn đoán tích hợp, cho thấy khả năng tích hợp kiểm soát chất lượng vào chính thiết kế của sản phẩm.

Những nguyên tắc thiết kế để sản xuất này có mối liên hệ với nhau và thường chồng chéo lên nhau. Ví dụ, việc đơn giản hóa thiết kế thường dẫn đến lắp ráp dễ dàng hơn và có thể tạo điều kiện kiểm soát chất lượng tốt hơn.

Tương tự như vậy, tiêu chuẩn hóa có thể đơn giản hóa quá trình lựa chọn vật liệu và lắp ráp.

Bằng cách áp dụng các nguyên tắc thiết kế sản xuất và sử dụng danh sách kiểm tra này, bạn có thể cải thiện đáng kể khả năng sản xuất sản phẩm, giảm chi phí và nâng cao chất lượng tổng thể. DFM là một quá trình lặp đi lặp lại và những nguyên tắc này cần được xem xét lại trong suốt vòng đời phát triển sản phẩm để đảm bảo kết quả tối ưu.

Kết luận

DFM đã nổi lên như một chiến lược quan trọng trong sản xuất hiện đại, mở ra con đường nâng cao hiệu quả, giảm chi phí và cải thiện chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng các nguyên tắc DFM sẽ rất cần thiết đối với các tổ chức muốn duy trì khả năng cạnh tranh. Bằng cách đó, mỗi đơn vị có thể dễ dàng có thể đạt thành quả từ các quy trình sản xuất hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí hơn và chất lượng cao hơn.

‍