索斯科（Southco）于1899年在美國賓夕法尼亞州創立，是全球領先的工程進入解決方案供應商，業務版圖跨越美洲、歐洲和亞太地區，為全球70,000多家客戶提供產品和服務。

 

索斯科提供工業應用解決方案，如鎖具、緊固件、鉸鏈/定位控制技術、電子門禁等產品，應用于船舶、汽車、工程機械/建設、軌道交通、航空航天、機箱機柜、醫療器械、工業機械、暖通空調、數據中心以及服務器設備。

   改善背景

索斯科百分之三十以上的生意是定制產品。2009年，由于某客戶的定制鉸鏈的價格預算與索斯科評估的制造成本基本等同，索斯科幾乎沒有任何利潤。

在此情況下，索斯科必須找到一種新的方法來降低產品的總成本。DFMA?幫助索斯科實現了他們的這一愿望。

   改善效果

通過使用DFMA?，產品開發團隊能夠極大地減少了定制鉸鏈的裝配時間和成本，并消除一些制造過程的操作。

最后使索斯科滿足了客戶提出的所有要求并實現了鉸鏈盈利，同時使得鉸鏈操作更安靜且能承受更高的負荷。

   改善過程

新舊鉸鏈的設計如下圖所示：

定制鉸鏈的原設計VS定制鉸鏈的新設計

 

左圖顯示了中心殼體（右上、黃色）、鉸鏈點（左下角、橙色）和平衡裝置（中心、紅色和綠色）組件。

 

新舊設計改善對比的效果：

類別	原設計	新設計	改善幅度
零件數量	45	30	33.3% ↓
裝配作業數量	14	5	69.2% ↓
總成本	-	-	53.0% ↓

表一 改善效果匯總

   改善亮點

為了方便和簡單，開發團隊將他們的DFA分析分解成三個子組件：

1.中心殼體。其所包含的零件見下表：

序號	零件或操作名稱	數量	零件最少數量	總裝配時間（s）
1	殼體	1	1	3.45
2	軸承墊圈	2	0	6.38
3	左右支架	2	0	6.90
4	中心支架	1	0	3.45
5	沉頭螺釘	1	0	6.80

表二  中心殼體組件

該組件位于平衡彈簧的一端。“零件最少數量”列表明，有極好的機會可以減少裝配時間，特別是對于螺釘驅動和支架裝配（見表二）。

新設計將支架作為單獨零件，采用單件鑄造。新設計降低了組件成本60%，同時也消除了三個沖壓模具，一個攻絲操作，一個螺絲驅動操作，以及工具成本等。

2.鉸鏈點組件。其所包含的零件見下表：

序號	零件或操作名稱	數量	零件最少數量	總裝配時間（s）
6	壓鑄殼體	2	1	6.90
7	扭矩元件	16	1	120.16
8	軸	2	1	17.00
9	銷子	2	0	17.38
10?	軸承	2	2	7.86
11	殼體	1	0	10.95
12	螺釘	4	0	27.20

表三  鉸鏈點組件

該子組件位于彈簧的另一端，包括保持鉸鏈軸和扭矩元件在內的壓鑄殼體。

盡管它比中心殼體更復雜（29個零件），但是鉸鏈點組件提供了較少的重新設計機會，因為許多部件是不受限制的（見表三）。

通過重新設計軸，新設計取消了四個緊固螺釘，切斷了幾個其他部件，簡化了軸兩端的兩個壓鑄外殼。通過將沖壓的殼體分成兩個左右的部件，并在每個部件中為軸增加了擠壓的殼體孔來形成更強的鉸鏈。

新設計使該組件零件數量從29減少到23，組件總成本降低了28%，同時減少了一個壓鑄模具。

3.平衡裝置組件。其所包含的零件見下表： 

序號	零件或操作名稱	數量	零件最少數量	總裝配時間（s）
13	長軸	1	1	5.13
14	螺母	1	0	6.43
15	襯套	2	2	6.00
16	彈簧	1	1	2.63
17	彈簧導桿	1	1	3.45
18	墊圈	1	0	3.19
19	螺母	1	1	11.43
20	鉚釘	1	1	11.50

表四  平衡裝置組件

該組件提供了使外殼蓋易于提升的力，盡管其重量很大。在DFA分析中，團隊迅速注意到兩個螺母和鉚釘三個非功能部件占據了總裝配時間的一半。

新設計用一個標準螺紋替換了一個定制軸。在頂端，他們通過采用與許多汽車氣門機構組件相似的浮動銷策略來消除螺母。通過增加一個錐形銷來取代彈簧導向輪的圓孔槽鉚釘。

同時增加了塑料套管解決了軸過早磨損導致吱吱聲的問題。此外，按照客戶要求的規格，增加了額外的彈簧（安裝在原彈簧內）以支持更高的負載，以及杯狀墊圈來提供對中。

最終的設計使該部件成本降低了28%，并且消除了一個鉚釘錘擊和一個螺母驅動操作。

   改善小結

使用DFMA?設計產品讓索斯科的鉸鏈設計團隊感受頗深，歸納起來有以下兩點：

 

1.跨職能團隊的設計模式讓設計工程師關注產品設計更多的方面。如設計工程師過去不關注成本及產品如何能夠有效制造出來，不關心產品的質量問題等。

現在通過與其他部門的工程師充分討論，意識到了跨職能團隊緊密合作進行產品開發的好處，也愿意去考慮產品功能設計之外的因素，如質量風險、工藝設置、制造成本等。

 

2.DFA能夠快速得出產品最少零件種類和數量。通過DFA定量評估零件設計和總裝配，幫助工程師快速識別不必要的零件，因為它們影響了產品的裝配時間和成本。

另外它還提供了消除零件的策略。DFA再設計分析的結果是一種更簡單、更可靠的產品，其功能既高效又易于組裝。