Durch Design for Manufacturing and Assembly gelingt es, eine zeiteffiziente, robuste Fertigung und/oder Montage zu gewährleisten ohne Einschränkungen hinsichtlich Produktqualität, Produktzuverlässigkeit und Marktfähigkeit zu machen

Ziele der DFMA Methode

• optimale Anpassung der Produktkonstruktion an die Fertigungsbelange
• Produktivitätssteigerung
• Kostensenkung
• robuste, fehlerfreie Fertigung und Montage
• Arbeitsvereinfachung

Hintergrund DFMA

Ca. 80% der Produktkosten werden in der Konstruktion festgelegt. Deshalb versucht die fertigungs- und montagegerechte Produktgestaltung DFMA, Produkte so zu konstruieren, dass sie einfach, robust, prozesssicher und damit kostengünstig gefertigt werden können.

Im Fokus steht die Produktgestaltung mit Blick auf die Erfordernisse und Möglichkeiten der Fertigung bei DFM,  und bei DFA die der Montage. In der Praxis wird man beide Methodenelemente gemeinsam verwenden.
DFMA verwendet aus der Praxis heraus entstandene Gestaltungsrichtlinien, um die Produkteffizienz zu bewerten bzw. Produkt und Prozess optimal aufeinander abzustimmen.

Historie DFMA und DFMA-Software

DFMA wurde ab den 1970er Jahren in den USA an der  University of Massachusetts von Dr. G. Boothroyd und  Dr. P. Dewhurst maßgeblich entwickelt. In der Folge ließen sich die beiden den Begriff DFMA^TM als Marke schützen und  gründeten das Unternehmen BOOTHROYD DEWHURST, Inc.  , das DFMA-Software entwickelt und vermarktet.

Deshalb an dieser Stelle der Hinweis: Die Bezeichnung DFMA ist eine geschützte Marke von Boothroyd Dewhurst Inc. und wir verwenden diese Bezeichnung immer vor diesem Hintergrund.

DFMA Schulungen finden Sie hier:  offenen DFMA – Schulungen

DFM Design for Manufacturing vs. DMFA Design for Manufacturing and Assembly

DFM Design for Manufacturing und DFMA Design for Manufacturing and Assembly nutzen methodisch gesehen das gleiche Vorgehen. Allerdings erfordern zahlreiche Produkten keine manuellen Montageschritte. Deshalb kann die Betrachtung des Montageanteils = Assembly entfallen … und damit auch das „A“ bei DFMA = DFM

DMFA und Lean Management

DFMA und Lean Management verbindet die gleiche Zielsetzung auf Basis ähnlicher Beobachtungen. Daher lassen sich die Methoden gut miteinander kombinieren und nutzen. Deshalb  verwenden wir häufig Design for Manufacturing and Assembly in Kombination mit Elementen aus QFD, der Wertanalyse, des Lean Management und von DRBFM, da sich diese Werkzeuge komplementär ergänzen. Auch ein kritischer Blick auf die verwendeten Fertigungs- und Montageanlagen ist oft sinnvoll. Für Rüstvorgänge optimierte, wartungsfreundliche Anlagen senken Kosten. Als ergänzende Methodenelemente verwenden wir SMED aus dem Lean Management sowie TPM (Total Productive Maintenance).

Gestaltungsrichtlinien von Design for Manufacturing and Assembly

1. Komplexität reduzieren, d.h. im Produkt Anzahl an Schnittstellen minimieren

2. Anzahl der Bauteile reduzieren durch Funktionsintegration

3. Selbstadaptierende, selbstzentrierende Lösungen bevorzugen

4. Justagen vermeiden

5. Poka-Yoke-Lösungen verwenden

6. Standardteile und Modulsysteme bevorzugen

Poka Yoke und DFMA

Poka Yoke und DFMA haben von der Zielsetzung und vom Grundgedanken sehr viel gemeinsam. Im Lean Management ist das Prinzip Poka Yoke – die robuste, weil verwechslungssichere, „idiotensichere“ Konstruktion und Gestaltung von Produkten und Werkzeugen in der Lean Mentalität fest verankert. Prävention ist Teil des mindset. Im Gegensatz zu DFMA bietet Poka Yoke keine Gestaltungsrichtlinien wie DFMA, sondern arbeitet in vielen Fällen mit Beispielen, die die Gestaltungsprinzipien darstellen.

DFMA und moderne Konstruktionsmethodik

DFMA und die moderne Konstruktionsmethodik haben zahlreiche Überschneidungen. DFMA ist eine „amerikanische Methode“. Daher liegt Fokus sehr stark auf der praktischen Anwendung und setzt relativ wenig methodisches Konstrukteurswissen voraus. Die moderne Konstruktionsmethodik bietet im Gegensatz dazu einen sehr umfassenden Werkzeugkasten mit z.B. Konstruktionsrichtlinien, Konstruktionskatalogen und verweist auf Regelwerke und Vorschriften im Sinne von best practices.
Insbesondere der Gedanke der best practices zeigt sich in Checklisten mit Kriterien wie z.B.

• Sicherstellung annähernd gleicher Gestaltfestigkeit
• definierter Versagenspunkt, Sollbruchstelle,  definierte Verformung unter Last, Kraft, Temperatur
• Regeln zur Kraftleitung (Unbestimmtheiten, Kraftumlenkungen, Kräftekompensation )
• Funktionsintegration -Funktionsseparation
• Selbsttätigkeit / Selbstkorrektur

Prozessanalyse innerhalb von DFMA

Ein wichtiger Bestandteil von DFMA ist die Prozessanalyse. Wird in der Produktentwicklung von bestehenden Produkten, die in bestehenden Prozessen gefertigt werden, ausgegangen, ist eine genaue, detaillierte Prozessaufnahme ein Muss.

Diese sollte als Multimomentaufnahme erfolgen. Hier kann das klassische Vorgehen der Prozessanalyse genutzt werden, Wertstromanalyse (VSM) aus dem Lean Management ist ebenso möglich (und sinnvoll!).

Oft liegen auch schon belastbare Daten aus Zeitstudien und Zeitaufnahmen mit Hilfe der Refa-Methode vor, die verwendet werden können.

DFMA und Prozessoptimierung – MTM – Zeitenschätzung optimierter Prozesse

Spätestens dann, wenn es darum geht, den Zeitbedarf neuer oder auch optimierter Montage- und Fertigungsprozesse abzuschätzen, ist die Kenntnis der MTM-Methode (methods-time-measurement) oder auch des generellen Refa-Vorgehens sehr hilfreich. Auch wenn die Refa-Methode keine Zeittabellen ähnlich wie MTM bietet, kann häufig auf vorherigen Refa-Zeitstudien und unternehmensinternen Erfahrungswerten aufgebaut werden.

Wenn bereits detailliert geplant wird, liefern die MTM-Zeittafeln häufig eine sehr genaue Abschätzung der Montagezeiten.

DFMA und Design to Cost (DTC) & Kostenanalyse

Niedrige Herstell- und Investitionskosten sind wichtig für den wirtschaftlichen Erfolg des Unternehmens. Die methodischen Elemente bzgl. Kostenanalyse und Kosteneffizienz innerhalb der klassischen DFMA -Methode sind eher schwach ausgeprägt. Es macht deshalb nach unserer Erfahrung sehr viel Sinn, in einem DFMA-Projekt Methodenelemente der Kostenanalyse bzw. Wertanalyse / Design-to-Cost und des Target Costing zu verwenden.

Weiterführende Informationen zur Wertanalyse / DTC finden Sie hier …

DFMA und DFS Design for Serviceability & Maintainability

Häufig entwickeln, fertigen und verkaufen Unternehmen das eigene Produkt nicht nur, sondern erzielen z.T. hohe Umsätze durch Service, Instandhaltung und ergänzende Dienstleistungen. Sollte dies auch in Ihrem Geschäftsmodell der Fall sein, ist es sinnvoll, während der Produktentwicklung auch Forderungen und Belange dieser Unternehmensbereiche zu berücksichtigen. Design for Service / Design for Serviceability – DFS.

Kritik an DFMA

DFMA ist eine pragmatische Vorgehensweise mit dem Fokus auf Fertigungs- und Montagebelangen. Kostenaspekte und Qualitätsaspekte wie z.B. die Prüfbarkeit von Produkten stehen weniger im Fokus. Wir verwenden deshalb DFMA im Methodenverbund mit Wertanalyse/ Design-to-Cost, Lean Management und MSA / SPC, was sich in zahlreichen Projekten sehr bewährt hat.

Erfahrungen mit Design for Manufacturing and Assembly

DFMA ist eine pragmatische und praxiserprobte Vorgehensweise zur kosteneffizienzen Gestaltung von Produkten und Prozessen.

Zwei Dinge sind erfolgsentscheidend:

• Das Team sollte bereichsübergreifend zusammengesetzt sein und in Summe das verfügbare Wissen über Produkt und Prozess abbilden.
• Vor-Ort-Gehen und sich die realen Bedingungen anzuschauen ist ein sehr wichtiger Erfolgsfaktor um die Potentiale zu finden. Dies sind vielfach „Augenöffner“ für notwendige Konstruktionsänderungen und Prozessverbesserungen.

Die Mitarbeiter lernen die Sicht der anderen Bereiche kennen und entwickeln dadurch ein Bewußtsein für bereichsübergreifende Zusammenhänge. Ihr Prozess- und Systemverständnis ebenso wie das Kostenbewußtsein auch für die scheinbar kleinen Dinge verbessert sich.

Wann sollte man mit DFMA starten?

Prinzipiell ist es immer möglich, Produkte und / oder Prozesse mit Hilfe der DFMA-Gestaltungsrichtlinien zu analysieren und Verbesserungsmöglichkeiten zu identifizieren.

Ebenso gilt auch: Je früher in der Produkt- bzw. Prozessentwicklung mit DFMA begonnen wird, desto besser sind die Chancen, die identifizierten Verbesserungspotentiale auch tatsächlich zu realisieren. D.h. konkret:

DFMA in der Produktkonzeptphase starten

Im Idealfall wird bereits in der Konzeptphase des Produkts mit DFMA begonnen. Dies trifft in gleichem Maß auf Wertanalyse und Design to Cost Aktivitäten zu. Und: Die Methoden sollten in Kombination verwendet werden.

Damit wird in der Regel in vielen Unternehmen der Produktentwicklungsprozesses (PEP) eine Veränderung erfahren. Häufig wird sequentiell entwickelt: Erst erfolgt die Produktgestaltung und -konstruktion, dann schließt sich die Prozessentwicklung und Prüfplanung an…. und danach häufig diverse Änderungsschleifen.

DFMA & Simultaneous Engineering

DFMA erfordert ebenso wie  „Simultaneous Engineering“ (im Amerikanischen Sprachgebrauch auch als „concurrent engineering“ ein paralleles, koordiniertes gemeinsames Entwickeln von Produkt, Prozess und Prüfung.

Dies bedeutet für das Management und die Projektleitung eine entsprechende Ressourcenplanung, damit Konstrukteure, Prozessplaner und Prüfingenieure bereits ab der Konzeptphase tatsächlich auch gemeinsam parallel und koordiniert am Thema arbeiten.

D.h. im Produktentwicklungsprozess muss dies verankert sein und von Seiten des Projektmanagement muss die parallele, „gleichzeitige“ Produkt- und Prozessentwicklung gesteuert werden.

DFA / DFMA im Anlaufmanagement

Die Übergangsphase von der Produktentwicklung z.T. mit  Prototypenerprobung in eine stabile Serienfertigung ist immer wieder für unangenehme, teure und zeitraubende Überraschungen gut. Um die auftretenden Risiken frühzeitig zu erkennen, arbeiten wir hier mit einer Methodenkombination von DFMA, Prozessanalyse und einem verfeinerten Kriterienkatalog, der auf dem Ishikawa -6M´s basiert. Damit lassen sich im bereichsübergreifend zusammengesetzten Team sehr schnell die kritischen Faktoren identifizieren und durch entsprechende Präventiv-Massnahmen abfangen.

IATF 16949 Revision und DFA / DFMA

In der Revision von IATF 16949 wird u.a. die Durchführung von DFA / DFM bzw. DFMA gefordert um Risiken frühzeitig zu erkennen, die Wirtschaftlichkeit der Fertigung zu verbessern und die Qualität zu steigern.

offene Schulungen zu DFMA

Wir bieten offene Schulungen und Inhouse-Trainings zu DFMA – Design for Manufacturing and Assembly an. Unser aktuelles Angebot an offenen DFMA – Schulungen finden Sie hier.

inhouse-Trainings zu DFMA

HIer finden Sie unser Angebto für eine  inhouse – DFMA – Schulungen  in Ihrem Haus. Oder Sie sprechen Sie uns direkt an. Hier ist Ihr Kontakt zu uns.

DFMA Beratung  – Produktentwicklung mit DFMA

Wir helfen Ihnen, Ihre Produktivität zu steigern, Ihre Prozesse zu stabilisieren und Ausschuss und Nacharbeit zu eliminieren. Wir beraten und unterstützen Sie gern in Ihren DFMA-Projekten und moderieren Ihre DFMA-Workshops.

Bitte sprechen Sie uns an. Hier ist Ihr Kontakt zu uns.

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