10 พื้นฐานของการออกแบผลิตภัณฑ์ (Product Design Basic) ตอน 2(จบ)

เป็นความจำเป็นอย่างมากที่ Design Engineer จะต้องรู้และเข้าใจเกี่ยวกับ พื้นฐานของการออกแบบผลิตภัณฑ์ หรือ Product design เพื่อให้สามารถออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ตรงกับความต้องการของตลาด ภายใต้ต้นทุนที่กำหนด และสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว

ตอนที่แล้ว 10 พื้นฐานของการออกแบผลิตภัณฑ์ (Product Design Basic) ตอน1 ได้พูดถึง 5 หัวข้อแรกของพื้นฐานในการออกแบบผลิตภัณฑ์ไปแล้ว วันนี้เราจะมาต่อกันที่ 5 หัวข้อที่เหลือ

  1. ทำให้ชิ้นส่วนมีความสมมาตรกัน (Part symmetry)

ยิ่งชิ้นส่วนมีความสมมาตรมากเท่าไหร่ ยิ่งทำให้การจับถือ กำหนดตำแหน่งและทิศทางง่ายยิ่งขึ้น ทั้งในการประกอบแบบ manual และการประกอบแบบ automatic อีกทั้งความสมมาตรยังช่วยลดความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการประกอบได้ และโดยเฉพาะกับการผลิตแบบ automatic ความสมมาตรจะยิ่งมีความสำคัญมาก ถ้าในกรณีที่ไม่สามารถออกแบบให้เกิดความสมมาตรได้ ต้องทำการระบุพื้นผิวหรือ ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับการประกอบอย่างชัดเจน เพื่อง่านต่อการสังเกตและป้องกันการวางหรืกำหนดทิศทางที่ผิดของชิ้นงาน

  1. ออกแบบให้ชิ้นส่วนสามารถจับถือได้ง่าย (Part handling)

ทุกชิ้นส่วนควรออกแบบให้มีความเรียบง่ายที่สุดและหลีกเลี่ยงความซับซ้อนที่จะเกิดขึ้น เช่น มีการวางสายไฟ (Wiring) ระหว่างชิ้นส่วนซึ่งการทำเช่นนี้จะทำให้ต้องใช้สองมือในการจับถือ ชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนจะมีค่าใช้จ่ายในการผลิตที่สูง ขั้นตอนการผลิตที่ยุ่งยากและใช้เวลาในการผลิตที่นาน ถ้าเป็นไปได้ควรกำหนดตำแหน่งของชิ้นงานในการประกอบให้ตรงกับตำแหน่งในการผลิต ตัวอย่างเช่น รักษาตำแหน่งเดิมของชิ้นงานให้เหมือนกันตอนที่โหลดชิ้นงานออกจาก packing tray สำหรับชิ้นส่วนที่จะใช้ robotic arm หรือ automatic handing ในขั้นตอนการประกอบควรออกแบบให้มีพื้นผิวที่สมมาตรในแนวดิ่งเพื่อให้ง่ายต่อการจับถือ

  1. หลีกเลี่ยงการใช้ fasteners ให้มากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้

Fasteners ถือได้ว่าเป็นอุปสรรคที่สำคัญมากในขั้นตอนการประกอบ เพราะความยุ่งยากในการลำเลียง (feed) fasteners อาจทำให้เกิดการติดขัด หรือมี fasteners ที่มาตรฐานต่ำหลุดเข้ามา อีกทั้งในขั้นตอนการประกอบยังต้องคอยควบคุม fastening torque ให้คงที่อีกด้วย มิฉะนั้นชิ้นงานอาจจะเสียหายเนื่องจาก fastening torque ที่มากเกินไป ในขั้นตอนการประกอบแบบ manual ค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับ screw driving จะมากเป็น 6 – 10 เท่าของราคา fasteners ดังนั้นการออกแบบที่ดีควรหลีกเลี่ยงการใช้ fasteners กับชิ้นส่วนหลักของผลิตภัณฑ์

  1. ออกแบบชิ้นส่วนให้มีคุณลักษณะ Self-Locking

การออกแบบชั้นส่วนให้มีรูปแบบที่ดีจะทำให้เราไม่ต้องมาทำการ Re-design หรือ repositioning รายละเอียดต่างๆในชิ้นส่วนบ่อยๆ ในระหว่างการออกแบบเราควรที่จะพิจารณาเพิ่มพื้นผิวหรือพื้นที่ที่เป็นส่วนช่วยในการกำหนดตำแหน่ง หรือกำหนดทิศทางให้กับชิ้นส่วนนั้นๆ เพื่อที่ชิ้นงานจะได้สามารถถูกวางอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องได้ง่าย ตั้งแต่เริ่ม process Self-Locking feature มีส่วนสำคัญมากๆกับการประกอบแบบ automatic เพราะมันเป็นการยากที่จะปรับเปลี่ยนหรือหยุดขั้นตอนการประกอบกลางคันเพื่อเปลี่ยนตำแหน่งหรือทิศทางของชิ้นงานให้ถูกต้อง

  1. Drive toward modular design

Modular design ทำให้ขั้นตอนสุดท้ายในการประกอบง่ายขึ้นเพราะมีชิ้นส่วนไม่มากที่ต้องประกอบในขั้นตอนสุดท้ายและยังทำให้การทำงานของระบบ automation ลดลงและส่งผลให้ต้นทุนลดลงอีกด้วย นอกจากเรื่องของต้นทุนยังพบว่าประสิทธิภาพของระบบ automation ยังขึ้นกับจำนวนของชิ้นส่วนอีกด้วย ดังนั้นควรพยายามที่จะจำกัด subassemblies และชิ้นส่วนในการประกอบของขั้นตอนสุดท้ายไม่ให้มากกว่า 15 ชิ้นส่วน นอกจากนี้ Module แต่ละส่วนยังมีข้อดีในเรื่องของการ Inspection ก่อนที่จะทำการส่ง Module นั้นเข้าสู่ขั้นตอนการประกอบขั้นตอนสุดท้าย