在《[DFMA]減少零件數量的產品設計原則 – 合併零件》這碗雞湯中說明幾種基於合併零件來減少零件數量的設計思路。除了合併零件以外，這次要帶大家來看看還有什麼設計方法能夠幫助我們減少零件數量，進而節省產品組裝成本，一起來看看吧！
1.設計多功能零件
首先第一項就是設計多功能零件。如果可以用一個具有多功能零件來替代多個單一功能的零件，自然能達到減少零件的效果。舉個例子來說，為了避免產品內部電線彎折，通常會在產品內部添加線槽，如圖1。
這種線槽設計除了使用整線用的標準件以外，也能在產品外殼內面設計整線特徵。以DFA的角度而言，直接在外殼內面設計線槽可以讓外殼同時具有保護內部零件與整線這兩項功能，達到減少零件的效果。
2.減少標籤貼附
第二項就是去除產品外觀上的標籤，如圖2。雖然貼標籤只需要短短幾秒鐘，但累積起來的時間依然相當可觀。因此，可以改用雷射雕刻的方式刻上LOGO，或是將LOGO特徵設計在模具上面，成形後的產品外觀自然就有LOGO字樣，我們也經常在產品上看見這樣的設計。
3.避免設計過於穩健
第三項則是避免設計過於穩健。基於安全性與功能性而言，產品設計理當愈穩健愈好，然而過度穩健的產品不僅複雜度較高，零件數量與用料也會增加。因此，在滿足功能與安全的前提下，設計應該愈單純愈好。
舉例而言，設計載重吊具的時候，吊具的承受負載愈高愈好。但如果這組吊具的載重物最高只有100Kg，實測後的吊具卻能載重3000Kg，這樣就有設計過於穩健的疑慮。為了減少產品成本，可以簡化零件，在滿足功能性與成本間取得平衡點。
4.使用全新技術
第四項為採用全新技術，顧名思義就是透過新的製程技術來簡化產品複雜度。舉個例子來說，在《什麼是DFMA？產品設計中不可不知的DFMA！》這碗雞湯曾提及特斯拉開發新型壓鑄設備，將70個零件簡化成1個零件，大大減少組裝複雜度。
另一個例子則是將超塑性成形(superplastic forming)導入飛機製程，把組成複雜的部件簡化成一個零件。有關超塑性成形加工，可參考下方影片。
5.減少緊固件種類與數量
最後的第五項為減少緊固件種類與數量，這邊緊固件指的是用來固定產品結構的零件，最常見的就是螺絲。當緊固件數量愈多的時候，組裝程序也會愈繁雜，連帶產品成本增加。
舉例而言，在視線沒有受阻的情況下，鎖附一顆螺絲的平均時間約6 – 8秒[2]。螺絲數量愈多，不僅要負擔額外的螺絲成本，裝配時間也會增加。為了使裝配更加順利，緊固件的設計上可參考下列幾個原則：
- 使用單一類型的緊固件：使用螺絲的時候盡量統一螺絲種類，如此也能防範組裝錯誤。
- 使用自攻螺絲取代機械螺絲：鎖固力未要求與拆卸次數不多前提下，自攻螺絲優先。
- 裝配成本比較：螺絲螺母 > 螺絲 > 拉釘 > 卡扣。如圖3。
主廚結語
此次介紹5個減少零件數量的設計方法。雖然這些方法相當直觀，但產品設計中要注意的事情跟山一樣多，一個不小心可能就會疏忽。設計結束後不妨檢視自己是否有把這些小技巧應用到設計喔！
參考資料
- Joey, Honeywell HAP-801APTW 的拆解、清潔與強化氣密, https://joeyhc.blogspot.com/2019/04/hap-801aptw.html
- Kurt A. Schwarz, The Design for Manufacturing and Assembly Analysis and Redesign of an Aircraft Refueling Door Hinge Utilizing Additive Manufacturing, 2015