面向制造与装配的产品设计的概念
设计这个词有很多种含义。有时意味着产品的美学设计，比如汽车的外形、开罐器套子的颜色、质地和形状。有时，设计可能意味着系统基本参数的设定。例如，设计一个发电厂，在考虑一些细节问题之前，必须确定不同设备的特征，如发电机、水泵、锅炉、连接管道等。
设计的另一种含义是产品的原材料、形状和产品公差的详细描述。该活动从零部件与装配的草图开始，接着进入计算机辅助设计(CAD)工作站，在这个工作站里制成组装图和零部件的详细图。然后把这些图交给制造工程师和装配工程师，这些工程师的工作是优化最终产品的生产流程。在这一阶段常常会遇到制造和装配的问题，要求对设计进行改动。这些设计改动常常是重大的变动，会导致大量的额外支出，耽误最终产品的交付使用。
传统上设计者的态度是“我们设计，你们制造”。现在已经变成“隔墙抛砖法”，即设计者在墙的这边，把设计扔过墙交给那边的工程师。制造工程师不得不面对由此带来的许多问题，因为他们没有参与设计工作。解决这个问题的方法之一是在设计阶段就与制造工程师进行协商探讨，这种团队工作的结果避免了许多可能产生的问题。这些并行工程团队需要分析工具帮助他们研究设计方案，并从制造难度及成本的观点出发衡量它们。
如何进行面向制造和装配的设计
我们看一个概念设计阶段的例子。图1展示了一个电机驱动器的装置图，这个图要求检测和控制两个钢导轨。这也许类似于麦当劳驱动系统中控制电动门窗的一个电机。这个电机必须是完全密封的，带有一个可拆卸的盖子，可以调节传感器的位置。主要规格是用来上下滑动导轨的坚硬基座。这个基座既能支撑电机又能定位传感器。电机和传感器通过电线连接到一个电力供应与控制单元。
图1：电机驱动的装置轮廓
图2展示了一个建议方案。基座有2个套管孔以防孔会磨损。电机用2个螺丝固定在基座上，基座上有1个孔用来安装柱状的传感器，传感器是用固定螺丝固定的。为了安装所需的盒盖，用2个螺丝将一个底板连接在2个螺母柱上，而这2个螺母柱将固定在基座上。为防止电线磨损后在金属盖上发生短路，让导线穿过安在底板上的塑料套管。最后，1个盒子形状的盖子从基座下罩住整个装置，并用4个螺丝安装、2个在基座上、2个在底板上。
图2：特殊电机驱动的设计
目前的设计包括19个部件。它们必须组装起来，电机才能正常工作。这些部件包括两个组件——电机和传感器，附加的8个主要部件(外壳、基座、2个螺母柱、2个螺丝、1个塑料套管和底板)，以及9个螺丝。
面向制造和装配的设计的最大改进是减少了零部件的数量，进而简化产品。为了指导设计者减少零部件数量，这个方法提供了三个标准，装配中添加到产品上的每个零部件都要用这些标准来进行检验：
- 在产品运行时，该部件与所有其他已装配的部件问是否发生相对运动?
- 这个零部件必须使用不同的材料吗?或者必须与其他已安装的零件隔离开吗?
- 这个零部件必须与所有其他零部件分离开吗?以便产品调节或维修时可以方便地拆卸吗?
可以按以下的步骤把这些标准应用到设计中：
- 基座。因为这是第一个安装的零部件，没有其他部件与它结合，故理论上这是一个必备的部件。
- 套管(2个)。这些不满足第二个标准，理论上基座和套管可以使用同质材料。
- 电机。电机是向供应商购买的部件，标准不适用。
- 电机螺丝(2个)。在大多情况下，不需要独立的紧固件，通常可以在整体设计中安排紧固件(例如，把零部件咬接在适当的位置)。
- 传感器。这是另一个标准组件。
- 固定螺丝。跟(4)类似，这个也不是必要的。
- 螺母柱(2个)。这些不满足第二个标准；所以可以合成在基座中。
- 底板。这个必须是独立的，可以拆卸(应用标准3)。
- 底板(2个)。这些也不是必需的。
- 塑料套管。可以与底板是同样的材料，因此可以与底板结合。
- 外壳。可以与底板结合。
- 覆盖板螺丝(4个)。不是必需的。
通过这些分析，可以看出如果电机和传感器这两个组件能够咬接或紧旋在基座上，且塑料外壳设计成可以咬接的话，则只需要4个独立的部件，而不是19个。这4个部件是满足产品设计规范的理论最小值。
现在应由设计小组论证为什么超过最小数目的零部件也被包括了进来。论证应从实际、技术、经济的角度进行考虑。在本例中，需要2个螺丝固定电机和1个螺丝紧固传感器。因为对这样一个低产量的产品来说，使用任何替代品方案都是不切实际的。然而，这些螺丝的设计应该以方便装配来进行改进。
图3是重新设计的只使用了7个零部件的电机驱动组装图。注意，其他部件是怎么排除的。新设计的塑料外壳可直接卡住基座，使新产品更加容易安装，而且由于减少了零部件的数目，产品价格会更加便宜。
图3：进行面向装配的设计(DFA)后重新设计的电机驱动装置