Le Design for Manufacturing and Assembly (DFMA), ou Conception pour la Fabrication et l'Assemblage en français, est une méthodologie d'ingénierie qui vise à optimiser les aspects de fabrication et d'assemblage d'un produit. Cette approche met l'accent sur la réduction des coûts et l'amélioration de la qualité du produit final.
Le DFMA est une combinaison harmonieuse du Design for Manufacturing (DFM) et du Design for Assembly (DFA). Le DFM se concentre sur la facilité de fabrication d'un produit, tandis que le DFA vise à simplifier et à raccourcir le processus d'assemblage.
Ces deux méthodologies ont des objectifs similaires, mais il peut y avoir des situations où l'une peut entrer en conflit avec l'autre. Par exemple, une optimisation du DFM peut compromettre l'efficacité du DFA et vice versa. Pour éviter ces conflits, le DFMA utilise à la fois le DFM et le DFA de manière complémentaire afin d'arriver à une conception optimale du produit.
L'objectif principal du DFMA est de réduire le temps, les coûts et les efforts nécessaires à la production d'un produit. En optimisant des facteurs tels que les matériaux, les processus de fabrication, le volume, les machines, les outils, la précision, le nombre et la complexité des pièces, la main-d'œuvre et les compétences, le potentiel d'automatisation, etc., les entreprises peuvent réduire les coûts initiaux de plus de 50%.
L'application du DFMA offre de nombreux avantages à court et à long terme. Ces avantages sont essentiels pour créer un produit solide et compétitif sur le marché. Voici quelques-uns des avantages remarquables du DFMA :
Le temps de mise sur le marché est la période qui s'écoule entre la génération de l'idée et l'introduction du produit sur le marché. Le DFMA réduit considérablement ce délai en simplifiant les processus de fabrication et les étapes d'assemblage.
Une application efficace du DFMA dès la phase initiale réduit les coûts de développement en anticipant et en résolvant les problèmes potentiels qui pourraient survenir ultérieurement. En évitant les modifications de conception en aval, le DFMA permet également d'économiser du temps et des ressources.
Le DFMA vise à éliminer les gaspillages dans la conception du produit et de l'assemblage. Il réduit le gaspillage de matériaux, les mouvements inutiles, les stocks excessifs et les étapes de fabrication et d'assemblage redondantes. Il permet également de minimiser les risques de défauts et les temps d'attente.
Grâce à une attention accrue portée à la prévention des défauts et à l'optimisation du rapport coût-bénéfice, les produits conçus selon les principes du DFMA sont naturellement plus fiables et durables. Le nombre réduit de pièces dans un produit DFMA contribue également à réduire le taux de défaillance.
Le DFMA améliore la communication et la collaboration entre les différentes équipes d'un processus de fabrication. Une coordination efficace entre les concepteurs et les ingénieurs de fabrication permet d'atteindre un niveau de qualité supérieur tout en respectant le budget alloué.
Le DFMA repose sur plusieurs principes qui guident l'application de cette méthodologie. Voici quelques-uns des principes couramment utilisés dans le DFMA :
La simplicité de conception est l'un des principes clés du DFMA. Un concepteur doit s'efforcer de créer une conception claire et efficace en éliminant les fonctionnalités et les composants superflus. Une conception simple est généralement plus facile à fabriquer et à assembler, ce qui entraîne des coûts d'investissement plus faibles et des délais de fabrication et de réparation relativement réduits.
La conception modulaire consiste à diviser un produit en différents modules, chacun remplissant une fonction spécifique. Cette approche réduit le nombre de pièces nécessaires pour une famille de produits. Par exemple, une seule batterie d'ordinateur portable peut être utilisée dans plusieurs modèles d'ordinateurs portables. Cette approche permet de réduire les coûts, les délais de mise sur le marché, les stocks, et facilite les personnalisations et les mises à niveau futures.
La plupart des produits nécessitent l'utilisation de fixations de différentes sortes. Le DFMA optimise ce processus en recommandant des fixations abordables, faciles et rapides à installer. Lorsque cela est possible, il privilégie l'utilisation de fixations à emboîtement. Les rivets peuvent être préférés aux vis pour obtenir une liaison plus solide. Une attention particulière aux méthodes de fixation peut réduire les coûts de fabrication, les déchets, le poids du produit et les exigences d'espace.
Le Poka-Yoke désigne l'utilisation de techniques d'anti-erreur pour améliorer la précision des opérations de fabrication et d'assemblage. L'objectif est de corriger les erreurs et les défauts dès que possible en installant des dispositifs automatiques ou manuels qui empêchent l'assemblage incorrect des pièces du produit. Ces dispositifs garantissent que chaque composant ne peut être assemblé que dans l'orientation correcte. Le recours à l'asymétrie dans la structure du produit est l'une des méthodes utilisées pour atteindre cet objectif. Cependant, il est important de noter que les produits symétriques sont plus faciles à fabriquer et à assembler.
La réduction du nombre de pièces est l'une des techniques les plus populaires du DFMA. Cela présente de nombreux avantages, notamment une réduction du temps de fabrication et d'assemblage, ainsi qu'une diminution du risque d'assemblage incorrect.
Les pièces standardisées sont faciles à trouver, moins chères et plus fiables que les pièces sur mesure. Le DFMA recommande l'utilisation de composants standardisés chaque fois que cela est possible.
Il est essentiel que les concepteurs soient informés des différents processus de fabrication et de leurs capacités lors de la conception d'un produit. Le DFMA améliore la communication entre les différentes équipes pour s'assurer que les décisions prises tiennent compte des méthodes de fabrication les plus économiques.
Les tolérances strictes peuvent être difficiles à atteindre et nécessitent des méthodes de production et de mesure coûteuses. De plus, les pièces avec des tolérances plus strictes sont plus difficiles à assembler, ce qui entraîne une augmentation des coûts de main-d'œuvre et des taux de rebut. Dans la mesure du possible, les tolérances doivent être aussi larges que possible pour réduire les coûts tout en maintenant la fonctionnalité.
En plus des principes mentionnés ci-dessus, il existe d'autres techniques du DFMA qui améliorent la facilité de fabrication et d'assemblage, telles que la suppression des pièces flexibles, l'automatisation du processus de production, les modifications pour faciliter l'assemblage, la prise en compte de la manipulation et de l'orientation des pièces pendant les opérations de fabrication et d'assemblage, et la conception de pièces multifonctionnelles.
