組み立てのための設計

組み立て容易性設計( DFA ) は、組み立てやすさを考慮して製品を設計するプロセスです。製品の部品数が少ないほど、組み立てにかかる時間が短くなり、組み立てコストが削減されます。さらに、部品に掴みやすく、移動しやすく、向きを合わせやすく、挿入しやすい機能があれば、組み立て時間と組み立てコストも削減されます。組み立て部品の数を減らすと、一般的に組み立て部品の総コストが削減されるという利点もあります。通常、組み立て容易性設計の適用によるコスト上の利点は、この点で生じます。

組み立てを考慮した設計にはさまざまな形態があります。1960 年代と 1970 年代には、設計者が設計プロセス中に組み立ての問題を検討できるように、さまざまな規則や推奨事項が提案されました。これらの規則や推奨事項の多くは、組み立ての難しさを改善する方法を示す実例とともに提示されました。しかし、既存の設計や提案された設計に対して組み立てを考慮した設計研究を実行できるようにするための数値評価方法が開発されたのは 1970 年代になってからでした。

最初の評価方法は日立で開発され、アセンブリ評価方法 (AEM) と呼ばれていました。^[1]この方法は、「1 つの部品に 1 つの動作」という原則に基づいています。より複雑な動作については、ポイント損失基準が使用され、失われたポイントを差し引くことで製品全体の組み立てやすさが評価されます。この方法は、もともと自動組み立ての容易さについてアセンブリを評価するために開発されました。

1977年から、マサチューセッツ大学アマースト校のジェフ・ブースロイドは、NSFの助成金を受けて、製品の手作業による組み立てにかかる時間と自動組み立て機での組み立てコストを見積もるために使用できる組み立て容易な設計法（DFA）を開発しました。^[2]組み立てコストを削減する上で最も重要な要素は製品内の個別部品の数を最小化することであると認識したブースロイドは、製品内の部品のいずれかを削除したり他の部品と組み合わせたりできるかどうかを理論的に判断するために使用できる3つの単純な基準を導入しました。これらの基準は、部品の掴み、向き、挿入に影響するさまざまな設計要因と組み立て時間を関連付ける表とともに、組み立て時間の合計を見積もったり、組み立ての観点から製品設計の品質を評価するために使用できます。自動組み立ての場合、要因表を使用して、組み立て機での部品の自動供給と向き合わせ、自動挿入のコストを見積もることができます。

1980 年代と 1990 年代には、AEM と DFA 法のバリエーションが提案されました。具体的には、AEM と DFA に基づいた GE Hitachi 法、Lucas 法、Westinghouse法、およびオリジナルの DFA 法に基づいたその他のいくつかの法です。現在、すべての方法はアセンブリ設計法と呼ばれています。

ほとんどの製品は手作業で組み立てられており、手作業による組み立てのオリジナルの DFA 方式は最も広く使用されている方法であり、世界中で最大の産業的影響を与えてきました。

DFA 法は、AEM 法と同様に、当初はハンドブックの形で提供され、ユーザーはワークシートにデータを入力して、製品の組み立てやすさの評価を取得していました。 1981 年以降、Geoffrey Boothroyd と Peter Dewhurst は、幅広い企業で実装できる DFA 法のコンピューター バージョンを開発しました。この功績により、2 人はNational Medal of Technology を含む多くの賞を受賞しました。 DFA の適用によって大幅な節約が実現した例は数多く発表されています。たとえば、1981 年に Xerox の製造エンジニアリング マネージャーである Sidney Liebson は、 DFA の適用によって自社で数億ドルの節約が可能になると見積もっています。^{[3] 1988 年に}Ford Motor Company は、このソフトウェアによって全体で 10 億ドル近い節約が実現したと評価しました。^[4]多くの企業では DFA は企業要件となっており、製造コストをより適切に管理しようとする企業では DFA ソフトウェアが継続的に採用されています。 組立設計には、重要な原則が多数あります。^{[5] [6] [7] [8] [9]}

組み立てに適した設計の 2 つの注目すべき例として、ソニーのウォークマンとスウォッチの時計が挙げられます。どちらも完全に自動化された組み立て用に設計されています。ウォークマン ラインは「垂直組み立て」用に設計されており、部品は真下への動きでのみ挿入されます。ウォークマン タイプの製品の組み立てに使用されるソニーの SMART 組み立てシステムは、垂直組み立て用に設計された小型デバイスを組み立てるためのロボットシステムです。 ^{[引用が必要]}

IBM Proprinterは、自動組み立て設計（DFAA）ルールを採用しました。これらのDFAAルールは、ロボットによって自動的に組み立てられる製品の設計に役立ちますが、手作業で組み立てられる製品にも役立ちます。^[10]

• 検査を考慮した設計
• 製造性を考慮した設計
• Xのためのデザイン
• 検証のための設計
• ドイツ連邦共和国

組立設計および製造および組立設計の詳細については、以下を参照してください。

• Boothroyd, G.「アセンブリ自動化と製品設計、第 2 版」、Taylor and Francis、フロリダ州ボカラトン、2005 年。
• Boothroyd, G.、Dewhurst, P.、Knight, W.、「製造および組立のための製品設計、第 2 版」、Marcel Dekker、ニューヨーク、2002 年。

• 「アセンブリのための成功するデザイン」 - 2007 年 2 月 26 日の Assembly Magazine の記事