年底了，選出一年中我認為最有價值的5篇文章。
這是2021年閱讀量最高和評論最多的文章之一。
不過，很多評論都是在質疑特斯拉創新的成功性。
而我關注的是特斯拉創新背後的原理和思維方式--DFA設計指南之“減少零件數量、簡化產品設計”。
近年來降本設計諮詢實戰證明，這一指南是降本最有力的武器。
最近，特斯拉超級壓鑄機把Model Y中70多個零件減少為1個零件的文章刷屏朋友圈，大家又一次被特斯拉的創新精神折服。
作為DFMA的長期研究者和推廣者，我發現特斯拉的創新正是DFA設計指南“減少零件數量、簡化產品設計”的終極體現；在對馬斯克崇拜的同時，我對我從事的事業又多了一份信心。
當然，對於絕大多數的工程師和企業來說，特斯拉的這種創新實在是天馬行空、腦洞大開、足夠具有顛覆性，離我們的距離還很遠很遠。。。
但是，充分領悟特斯拉這種創新精神和思路，合理應用DFA設計指南“減少零件數量、簡化產品設計”在產品結構設計中，也完全有機會做一些微創新、做一些區域性的顛覆，同樣會對產品成本、質量和可靠性等帶來質的改觀。
01
特斯拉把70個零部件減少為1個零件
去年特斯拉釋出了一體式壓鑄機相關專利，該專利透過多向壓鑄機，可以在一臺機器上完成絕大部分車架的鑄造工作。
▲超級壓鑄機
Model Y車箱後部正是一體式壓鑄機技術的第一個應用。
馬斯克（Elon Musk）表示：“特斯拉正在使用鋁鑄件，而不是一系列衝壓件。我們將從70多個零件減少到2個零件，然後是1個零件，從而減輕重量，降低成本，並大大減少過去將70多個零件裝配在一起的固定資產投資”。
▲Model 3車箱後部有70多個零件組成
▲Model Y車箱後部合併為2個零件，最終變成1個零件
▲超級壓鑄件實物
02
DFA設計指南：
減少零件數量、簡化產品設計
特斯拉把70多個零件減少為1個零件正是DFA設計指南之首“減少零件數量、簡化產品設計”的終極體現。
▲《面向製造和裝配的產品設計指南》
在DFC中，我也把去除緊固工序（本質上就是減少零件數量、零部件合併）作為降低產品裝配成本的第一個手段。
▲《面向成本的產品設計：降本設計之道》
在由此可見，減少零件數量、簡化產品設計在DFMA和DFC中的地位。
減少零件數量、簡化產品設計同樣也是蘋果的設計哲學。
在《喬布斯傳》一書中，Jonathan Ive說到：“只要不是絕對必須的部件，我們都想辦法去掉”，“為達成這一目標，就需要設計師，產品開發人員，工程師以及製造團隊的通力合作。我們一次次的返回到最初，不斷問自己：我們需要那個部分嗎？我們能用它來實現其它部分的功能嗎？”
03
思維層面上的減少零件數量
在思維層面上，工程師需要謹記埃隆馬斯克2019年在接受採訪時說過的一段話：
“I have another thing, the best part is no part, the best process is no process,” Musk said. “It weighs nothing, costs nothing, can’t go wrong … The thing I’m most impressed with when I have design meetings at SpaceX is, ‘What did you undesign?’ Undesigning is the best thing. Just delete it, that’s the best thing.”
"我還有另一件事，最好的零部件是沒有零部件，最好的工藝沒有工藝，"馬斯克說。“它重量為零，成本為零，永遠也不會出錯...最讓我震驚的是在SpaceX開設計會議時，‘你取消設計了嗎？’取消設計是最美妙的事情，直接刪除它，這是最美妙的’”
在2011年《面向製造和裝配的產品設計指南》第1次出版時，我也在書中表達過類似的觀點：“最好的產品是沒有零件的產品”。
這個觀點是我學習TRIZ最優理想解方法論之後，把該方法論與DFA有機結合後得出的，並一直作為我產品結構設計時思維層面上的指導。
從工程學的角度，為了更容易理解和執行，我稍微再改編了一下：
最好的緊固是不必緊固--在眾多的緊固工藝（例如螺絲、卡扣或者焊接等）中選擇一種最優緊固工藝時，可以考慮把零部件合併在一起、減少零件數量，從而根本上就不需要這些緊固工藝，不必緊固才是最優的緊固工藝選擇
最好的裝配是不必裝配--在千方百計去提高零部件之間的裝配效率、提高裝配質量、提高裝配良率、或者降低裝配成本時，可以考慮把零部件合併、減少零件數量，不必裝配的裝配效率、裝配質量和裝配良率才是最高，裝配成本才是最低
最好的零部件是沒有零部件--當工程師沉浸在（被困）某一個裝配細節之中，而無法自拔、找不到解決方案時，何不跳出裝配框子的限制，直接把零部件刪掉，可能會發現一片新大陸，這就是合併零部件的意義和價值所在。
04
技術層面上的減少零件數量
在技術層面上，工程師（或者產品開發團隊）需要主動去熟悉各種各樣的製造工藝和緊固工藝。
如果做不到熟悉，至少需要知道這些工藝的存在及其大致特點，並知道下一步如何去詳細學習。
只有當工程師熟悉各種工藝之後，才會有機會主動去選擇最合適的工藝，從而把原來多個零件的設計減少為1個零件的設計。
▲製造工藝和緊固工藝很多，看得有點暈
在《面向成本的產品設計：降本設計之道》中，我花了第4、5章整整兩章來介紹常見製造工藝和緊固工藝，正是這一目的。
可是被有些工程師吐槽說“太囉嗦了，真正有用的知識在最後幾章”，我的良苦用心誰懂？
在下一版中，我需要把寫作這幾章的目的和邏輯性表達得更清楚才行！
主動去熟悉各種各樣的製造工藝和緊固工藝真的是非常重要。
產品結構設計工程師在漫長的職業生涯中，可能會換很多工作，但是基本上很少有換行業。
這就造成了工程師僅僅對本行業常見製造工藝和緊固工藝熟悉，這往往會造成思維侷限，認為這個行業一直就是使用某種工藝，效能好、可靠性高，再開發新一代產品時就理所當然的沿用上一代的工藝。
以下是我培訓和諮詢的過程中經常發生的場景：
我發現有產品用了太多的螺絲，於是我說：可以使用卡扣（卡勾）來減少和避免螺絲的使用，這樣可以減少零件數量、提高裝配效率。
此時，一定會有人回答說：我們產品可靠性要求比較高，一直以來都是用螺絲，已經被驗證，使用其它方式過不了相關測試。
殊不知，在競爭對手的產品上、或者跨行業類似產品上，早就有了卡扣（卡勾）來減少和避免螺絲使用的先例。
大家如果有興趣，可以去看看伺服器行業減少螺絲使用的案例，再來對照您們行業的產品，也許你會發現我說的真的是那麼一回事。
延伸閱讀：乾貨 | 降本設計：伺服器背板緊固工藝的進化
同時，工程師（或者產品開發團隊）也需要與時俱進，時刻關注當下最先進最潮流的製造工藝和緊固工藝。
很多時候，我們對傳統的製造工藝和緊固工藝已經研究透徹，很難會有新的創新和突破，這時就需要靠先進的工業來解決問題。
特斯拉就是在這一點上取得突破，只不過特斯拉走得更遠，在當前沒有壓鑄機能夠滿足壓鑄巨大尺寸的車廂後座零件情況之下，同壓鑄機供應商一起去開發超級壓鑄機。
這也是為什麼我在《面向成本的產品設計：降本設計之道》一書中，第6章介紹“非常規（先進）的製造工藝和裝配工藝”的原因，希望能做到拋磚引玉的作用。
05
執行層面上的九大設計指南
在具體的執行層面上，可以按照以下九大指南進行。每一指南的詳細內容請參考《面向製造和裝配的產品設計指南》一書或者“降本設計”公眾之前的文章。
▲減少零件數量的九大設計指南
06
減少零件數量的案例
案例1
膠帶封箱器，透過DFA設計最佳化，零件數量由31個減少為9個，組裝工序由38個減少為11個，總組裝時間由4分鐘縮短為1分鐘。
案例2
排氣歧管，透過工藝的最佳化，使用熔模鑄造代替衝壓+焊接，把10個零件合併為1個零件。
案例3
汽車座椅支架，由3D列印替代傳統的衝壓+螺絲，把8個零件合併為1個零件。
案例4
伺服器機箱前部的衝壓件由4個支架合併為1個支架。
案例5
兩個相似的導向支架由2個合併為1個。
案例6
兩個對稱的鎖釦支架由2個合併為1個。
07
寫在最後
特斯拉的創新無人能及，但是大道至簡，特斯拉把70個零件減少為1個零件的創新思路恰恰與DFA設計指南“減少零件數量、簡化產品設計”完全一致。
我們無法做出特斯拉式的顛覆式創新，但是俗話說思路決定了出路，我們至少可以去學學特斯拉的創新思路，從實施DFA（或者擴充套件到DFMA）的每一個設計指南做起，腳踏實地，同樣也可以為這個世界帶來一點點改變。
—END—
作者簡介：鍾元，著有書籍《面向成本的產品設計：降本設計之道》和《面向製造和裝配的產品設計指南》
只顧埋頭畫圖、不抬頭看路的工程師，
和一邊畫圖、一邊思考的工程師，
註定是截然不同的職場命運。
歡迎關注降本設計，一起洞察降本本質
降本內訓 | 降本諮詢 | 商務推廣 | 轉載開白
請私信
