DFC : Design for Cost

Wprowadzenie

Design for Cost (DFC) to metoda należąca do szerszego pojęcia Design for Excellence (DFX).

DFC skupia się na opłacalności produktu, dążąc do zminimalizowania jego kosztu, oczywiście bez uszczerbku dla jakości lub funkcjonalności produktu. Stosując zasady DFC już we wczesnym etapie procesu projektowania, firmy mogą osiągnąć znaczne oszczędności, zwiększyć wartość produktu i utrzymać konkurencyjne ceny.

DFC i Design for X (DFX)

DFC w dużej mierze pokrywa się z innymi metodologiami DFX, takimi jak DFA, DFM, DFR itd. Zrozumienie tych powiązań ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia holistycznej optymalizacji projektu:

• Design for Assembly (DFA): DFA dąży do uproszczenia procesów montażu. Usprawniony montaż ma bezpośredni wpływ na DFC poprzez redukcję kosztów produkcji oraz zwiększenie wydajności.
• Design for Manufacturability (DFM): DFM koncentruje się na projektowaniu produktów, które są proste w produkcji. DFM zapewnia opłacalną produkcję, która jest zgodna z celami DFC, poprzez uwzględnienie możliwości produkcyjnych na etapie projektowania wyrobu.
• Design for Reliability (DFR): DFR zapewnia, że produkty są niezawodne i działają niezmiennie w czasie. Niezawodne konstrukcje zmniejszają koszty gwarancji i zwiększają zadowolenie klientów, pośrednio przyczyniając się do większych oszczędności.
• Design for Environment (DFE): DFE zmniejsza negatywny wpływ na środowisko. Często prowadzi także do redukcji kosztów poprzez efektywne wykorzystanie zasobów i energii.

Life Cycle Cost (LCC)

Life Cycle Cost (LCC) (pol. szacowanie kosztu cyklu życia) jest kluczowym elementem strategii projektowania pod kątem kosztów (DFC), koncentrującym się na ocenie całkowitego kosztu produktu w całym jego cyklu życia. Obejmuje on koszty poniesione na etapie projektowania, produkcji, eksploatacji, konserwacji i utylizacji. Przykładowe strategie LCC[1]:

• Metoda kosztów parametrycznych (ang. Parametric Cost Method)
• Metoda kosztu analogicznego (ang. Analogy Cost Method)
• Metoda kosztu ANN (ang. ANN Cost Method)
• Metoda ABC (ang. ABC Method)
• Metoda Kosztów Inżynieryjnych (ang. Engineering Cost Method)

DFC w fazie koncepcyjnej

Faza koncepcji każdego projektu produktu jest jednym z najważniejszych etapów na drodze do sukcesu. Należy wybrać odpowiednią architekturę produktu. Typowa zasada może być ujęta następująco: im prostsza jest architektura/konstrukcja produktu, tym będzie on tańszy i bardziej niezawodny. Przykładowe aspekty do rozważenia:

• Prosta architektura oprogramowania: Usuń zależności do dużych i rzadko używanych bibliotek. Rozważ opracowanie własnej lekkiej biblioteki lub klasy. Usunięcie tych zależności może zaoszczędzić wiele kosztów związanych z licencjonowaniem, błędami w oprogramowaniu i ogólnymi kwestiami związanymi z utrzymaniem oprogramowania.
• Łatwa aktualizacja firmware'u: Dodaj funkcję łatwej aktualizacji oprogramowania. Użyj metod zdalnych (np. WiFi, Internet) lub standardowego interfejsu (USB, portu szeregowego, itp.). Zmniejszy to koszty aktualizacji produktu lub w ramach usuwania błędów w oprogramowaniu.
• Programowa weryfikacja poprawności: Rozważ metody programowe do wykrywania nieprawidłowych sygnałów zamiast stosowania dodatkowych rozwiązań sprzętowych do wykrywania błędów. Pozwoli to obniżyć koszty sprzętu przy jednoczesnym zapewnieniu niezbędnej funkcjonalności.
• Redukcja ilości komponentów: Np. zastąpienie złożonych rozwiązań sprzętowych (tj. systemów wbudowanych z wieloma układami scalonymi, kondensatorami i pamięciami) przez odpowiedniu układ FPGA.
• Modułowa konstrukcja: Tam, gdzie to możliwe, można używać standardowych modułów, takich jak płyty CPU, standardowe moduły baterii itp.

Większość z powyższych aspektów można rozważyć, gdy projekt jest jeszcze w fazie koncepcji.

Zalecenia DFC

Wdrożenie DFC wymaga zachowania określonych wytycznych projektowych mających na celu optymalizację kosztów:

• Wybór materiałów: Należy wybierać opłacalne materiały, które spełniają wymagania projektowe bez zbędnego nadmiaru. Rozważ alternatywne materiały, które oferują podobne właściwości przy niższych kosztach.
• Prosty projekt: Należy dążyć do prostoty projektu w celu zmniejszenia złożoności i kosztów produkcji. Unikaj niepotrzebnych funkcji, które nie dodają znaczącej wartości. Rozważ metodę TRIZ, aby uprościć projekt.
• Standaryzacja: Tam, gdzie to możliwe, stosuj znormalizowane komponenty. Standaryzacja zmniejsza koszty zapasów i upraszcza montaż.
• Modułowa konstrukcja: Złożone systemy projektuj jako powiązane ze sobą moduły, które mogą być niezależnie wytwarzane i montowane. Modułowa konstrukcja zwiększa elastyczność oraz zmniejsza ogólne koszty samej produkcji.

Zalety DFC

• Oszczędność: DFC prowadzi do znacznego obniżenia kosztów produkcji, zwiększając rentowność.
• Konkurencyjna cena: Niższe koszty produkcji pozwalają na zwiększenie konkurencyjności na rynku, bez uszczerbku na jakości.
• Efektywne wykorzystanie zasobów: DFC promuje efektywne wykorzystanie materiałów i zasobów, prowadząc do zrównoważonych praktyk i redukcji kosztów.

Wady DFC

• Początkowa inwestycja: Wdrożenie DFC może wymagać początkowych inwestycji w szkolenia, narzędzia i zmiany procesów.
• Skomplikowanie: Łączenie optymalizacji kosztów z innymi względami projektowymi może być skomplikowane i wymagające.
• Potencjalny kompromis w zakresie jakości: Agresywna redukcja kosztów może wiązać się z ryzykiem pogorszenia jakości produktu, jeśli nie będzie zarządzana w sposób ostrożny.

Podsumowanie

Design for Cost (DFC) jest ważnym aspektem szerszej koncepcji Design for Excellence (DFX). DFC koncentruje się na efektywności kosztowej w całym cyklu życia produktu. Integrując zasady DFC z innymi metodologiami DFX, takimi jak DFA, DFM i DFR, firmy mogą osiągnąć kompleksową optymalizację projektu. Przestrzegając wytycznych DFC i standardów branżowych, organizacje mogą osiągnąć znaczne oszczędności kosztów, zwiększyć wartość produktu i utrzymać konkurencyjną pozycję na rynku. Chociaż DFC oferuje liczne korzyści, wymaga starannego wdrożenia, aby skutecznie obniżyć koszty bez jednoczesnego pogorszenia jakości produktu.