如何提高零部件的可制造性和可装配性？从而可以确保一次性把事情做对，避免反反复复的设计修改，从而提高产品质量、降低产品成本和缩短产品开发周期？
答案是需要做好DFMA（Design for Manufacturing and Assembly），面向制造和装配的产品设计。
长久以来，企业在落地DFMA时，主要的方法是DFM和DFA：
DFM，Design for Manufacturing，面向制造的设计。针对每一个零件，考虑其制造工艺对零件的设计要求（即可制造性），例如注塑成型要求零件避免局部壁厚太厚、减小缩水缺陷的产生，从而设计零件满足可制造性要求；
DFA，Design for Assembly，面向装配的设计。针对每一个零部件之间的装配工序，考虑装配工序的要求（即可装配性），例如装配工艺要求零部件需要防错、减少装错的风险，从而设计零部件满足相关可装配性要求。
DFM和DFA的详细介绍，请参考2016年我著作的书籍《面向制造和装配的产品设计指南》第2版。
然而，根据我最近十几年在各行各业落地DFMA的实践经验，我发现这DFM和DFA两种方法，不足以把零部件的可制造性和可装配性做到极致。
还有另外四个优化方法，包括减法原则、材料选择、制造工艺选择和紧固工艺选择，同样可以对可制造性和可装配性起着明显的作用。
总共六个优化方法，我把它们整理在DFMA金字塔的框架结构下。
在进入DFMA金字塔之前，我们需要首先需要回答一个问题：为什么DFM和DFA，还不足以把产品的可制造性和可装配性做到极致？
这来源于我在企业实践DFMA过程中的亲身感受，简单来说就是：其它四个优化方法，同样可以提高产品的可制造性和可装配性，同时维度更好、效果更佳。
是不是可装配性极大幅度的提高了？甚至说有了本质的提高、质的飞跃。
而这根本上就没有用到DFM和DFA这两种方法。
同时，你会发现，如果使用DFM或DFA，反而是很难取得这样的效果。
针对原来的171个零部件，实施DFM和DFA，那么你就只能针对现有的171零部件做小幅度的优化，零部件数量还是很多、制造工艺和装配工艺依然会很复杂，可制造性和可装配性依然会很差。
看到这里，你明白为什么要做好DFMA，仅仅靠DFM和DFA这两个方法是远远不够的吧。
如图所示是一个用在装备产品中的保护罩，由3种零件组成（零件数量为4个），包含六大工序。
零件1底板通过等离子切割，冷焊两个螺母；零件2折弯板等离子切割，折弯；然后底板和折弯板通过气保焊焊接，最后再喷漆，形成成品。
错误的DFMA落地方法，就是就针对当前的4个零件，马上去实施优化方法之五DFA，以及优化方法之六 DFM。
例如，实施优化方法之五 DFA，发现底板和折弯板之间的焊接缺乏定位，这意味着在焊接时焊接工人需手动对齐、或者增加治具，这些都会降低焊接效率或者增加成本，可制造性比较差。如果在二者之间增加定位特征，焊接时可以快速对齐，这可以提高焊接效率。
于是，通过优化方法之五 DFA，产生优化方案：在底板和折弯板之间，增加如图所示的定位特征。
是不是感觉很不错？通过DFA优化，你得到了一个优化方案。
但我想告诉你的是，这是一个完完全全错误的DFMA落地方法。
正确的DFMA落地方法，是按照DFMA金字塔的结构，把六个优化方法，按照层次顺序逐一进行。
第1步，实施第3层次的优化方法之一 减法原则。
通过减法原则，我们会得到以下优化方案：
把底板和折弯板合并成一个零件，通过钣金折弯一次性加工成型；
删掉螺母，之间在底板上加抽芽孔+攻牙。
第2步，实施第2层次的优化方法之二三四材料选择、制造工艺选择和紧固工艺选择。
通过材料选择，我们得到以下优化方案：
使用塑料代替金属，以塑代钢；
通过制造工艺选择，我们得到以下优化方案：
使用冲压成型代替等离子切割+气保焊；
使用激光切割代替等离子切割；
通过紧固工艺选择，我们得到以下优化方案：
使用激光焊接代替气保焊；
使用卡勾代替气保焊；
对于保护罩，DFMA金字塔实施到第2步之后，我们就发现，以塑代钢是一个绝佳的方案，如图所示。
以塑代钢，1个注塑成型工序，就可以代替原来的6个工序，零部件的可制造和可装配性大幅度提高。
当我们找到优化方案之后，就没有必要再针对原本的4个零件、6个工序，再去试试第一层次的DFM和DFA这两大优化方法了。
当然，我们会对新的方案（以塑代钢）去实施DFM和DFA。
DFMA在企业的落地，单独依靠DFM和DFA这两个优化方法还远远不够。
你需要站在一个更高的维度，借助DFMA金字塔框架结构，去理解和落地DFMA。
你必须按照DFMA金字塔的架构，首先实施减法原则、再去实施材料选择、制造工艺选择和紧固工艺选择，最后实施DFA和DFM，才能大幅度提高零部件的可制造性和可装配性，从而可以确保一次性把事情做对，避免反反复复的设计修改，从而提高产品质量、降低产品成本和缩短产品开发周期。
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作者简介：钟元
1）著有书籍《面向制造和装配的产品设计指南》和《面向成本的产品设计：降本设计之道》。
2）基于各行各业各种产品的研发降本实践，提出了一个套路化体系化的研发降本方法论：三维降本。书籍《研发降本实战：三维降本》预计2025年初出版。
3）已经为上百家企业提供研发降本的培训和咨询；曾辅导一家企业连续三年降本4000万以上。
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