• مونتاژ (Assembly)

بیایید فرض کنیم واژه تولید (Manufacture) به تولید یک قطعه منفرد از یک مجموعه مونتاژی یا محصول و واژه مونتاژ (Assembly) نیز به افزودن یا اتصال تعدادی قطعه به یکدیگر و ایجاد یک محصول اشاره داشته باشد. بنابراین عبارت  طراحی برای تولید یا به اختصار DFM به معنی طراحی برای ساده سازی تولید مجموعه ای از قطعات است که پس از مونتاژ یک محصول را شکل می دهند. عبارت طراحی برای مونتاژ یا DFA نیز به معنای طراحی محصول بر مبنای سادگی مونتاژ است. به این ترتیب عبارت  طراحی برای تولید و مونتاژ  یا DFMA به ترکیب دو عبارت فوق گفته می شود.

توسعه DFMA با تحقیقات در زمینه مونتاژ اتوماتیک محصولات , آغاز گردید. در اوایل دهه 1970 یک هندبوک در دانشگاه ماساچوست تالیف گردید که تکنیکهای مربوط به پیشروی (Feed) و جهت گیری (Orienting) قطعات کوچک را فهرست کرده بود. این هندبوک را می توان اوج مطالعاتی دانست که در 1963 در دانشگاه سالفورد انگلیس توسط Geoff.Boothroyd و دانشجوی تحصیلات تکمیلی وی Alan Redford آغاز شد و بعدها توسط Geoff Boothroyd و همکارانش Corrado Poli و Laurence Murch در دانشگاه ماساچوست دنبال گردید. یک روش کد گذاری برای قطعات توسط یکی از دانشجویان تحصیلات تکمیلی Geoff Boothroyd به نام C.Ho در این هندبوک ارائه گردید که هدف از آن فهرست کردن تکنیکهای مختلف پیشروی و جهت گیری قطعات بود. این روش کد گذاری نه تنها شماره صفحه ای از هندبوک را که پیشروی و نوع جهت گیری قطعه در آن ارائه شده بود را مشخص می کرد بلکه تعیین می کرد که پیشروی و جهت گیری برای کدام قطعات ساده , برای کدام یک دشوار و برای چه قطعاتی پیشروی و جهت گیری به صورت نرمال و اتوماتیک, غیر ممکن خواهد بود.

به نظر می رسید که طراحان قطعات با استفاده از سیستم کد گذاری بتوانند از طراحی قطعات با شکلی که پیشروی و جهت گیری آنها دشوار است اجتناب کنند و یا قطعات را بگونه ای طراحی کنند که پیشروی و جهت گیری مناسب آنها را تسهیل کند. با استفاده همزمان از سیستم کد گذاری و داده های حاصل از تحقیقات ,یک روش سیستماتیک ایجاد شده که به طراحان کمک می کرد که طرح های مختلف را از نظر سادگی مونتاژ اتوماتیک به صورت کمی ارزیابی کنند.

تلاشهای تعداد زیادی از دانشجویان لیسانس و تحصیلات تکمیلی و ملاقات با پژوهشگران مختلف و حدود 140 سیستم تغذیه و جهت گیری که توسط دانشجویان ترم های تابستانی ساخته و تست شد, منجر به توسعه و تکمیل  روش طراحی برای مونتاژ اتوماتیک  یا Design for Automatic Assembly Methodology گردید.

بعدها Boothroyd و همکارش Bill Wilson در دانشگاه ماساچوست به این نتیجه رسیدند که می توانند یافته های قبل را به موضوع وسیع تری یعنی  طراحی محصول به منظور سادگی تولید توسعه دهند. Boothroyd و Wilson ضمن مراجعه به بنیاد ملی علوم (NSF)  پروپوزال خود را ارائه نموده و در سال 1978 بودجه لازم جهت سه سال تحقیقات در زمینه  طراحی برای تولید پذیری  یا Design For Manufacturability را دریافت نمودند.

با توجه به مسئولیت Bootroyd در این تحقیقات , وی علایق خود را در زمینه  طراحی برای مونتاژ  با توجه به تحقیقات انجام شده در زمینه پیشروی و جهت گیری قطعات دنبال نمود. وی در زمینه تغذیه اتوماتیک قطعات با همکارش Alan Redord در انگلستان و همچنین Ken Swift (که توانسته بود بودجه ای جهت تحقیقات در زمینه طراحی برای مونتاژ اتوماتیک بدست آورد) همکاری نمود. به عنوان بخشی از تحقیقات در انگلستان , طرح های مختلف دبی سنج گاز (Gas.Flow Meter) تولید داخل که بر مبنای اصول یکسان و قطعات مشابه کار می کردند, بررسی گردید. آنها متوجه شدند که قابلیت تولید طرح های مختلف , تفاوت زیادی داشته و بدترین طرح از نظر قابلیت تولید حدود شش برابر بهترین طرح به کار نیروی انسانی نیاز دارد.

شکل زیر پنج راه حل برای اتصال قطعات را نشان می دهد که از تحقیقات در زمینه طراحی دبی سنج گاز برگرفته شده است. همانطور که در طرح سمت چپ مشاهده می شود , ساده ترین روش برای اتصال هوزینگ , اتصال Snap-fit است. در نمونه های سمت راستی نه تنها زمان مونتاژ افزایش می یابد بلکه تعداد و هزینه قطعات نیز بالا می رود. این مثال , دو اصل مهم در طراحی محصول برای سادگی مونتاژ را نشان می دهد : کاهش تعداد عملیات لازم جهت مونتاژ بوسیله کاهش تعداد قطعات و آسان سازی عملیات مونتاژ.

در ادامه, Boothroyd و دانشجویانش روش تحلیل جهت  طراحی برای مونتاژ دستی  را توسعه دادند تا مهندسان تولید بتوانند در مورد روش های پیشنهادی جهت اتوماسیون قضاوت کنند.

مشارکت Bill.Wilson در این تحقیقات به مطالعات وی در زمینه انتخاب اولیه متریال و فرآیندهای تولید قطعات که به تصمیمات مهم طراحان در مراحل اولیه طراحی محصول می پردازد, مربوط می شود.

سومین بخش از تحقیقات به مطالعه پیرامون  طراحی برای تولید  مربوط می شود. در این قسمت,.Winston Knight که دوره مطالعاتی خود را در دانشگاه ماساچوست می گذراند به همراه Poli به تحقیقات در این زمینه پرداخت و به طور خاص در زمینه طراحی برای آهنگری (Forging) مطالعه نمود.

به این ترتیب  طراحی برای تولید  یا DFM و  طراحی برای مونتاژ  یا DFA متولد شده و بعدها دانش  طراحی برای تولید و مونتاژ  یا DFMA را بوجود آوردند.

در تحقیقات در زمنیه DFA سه معیار ساده توسعه داده شد که تا مشخص شود که یک قطعه (به دلیل طراحی نامناسب) باید کنار گذاشته شود یا خیر. کاربرد این معیارها بود که منجر به ساده سازی ساختار محصول و در نتیجه کاهش هزینه ها گردید.

شرکتهای بزرگ مانند Xerox , General Electric , Westinghouse Electric, IBM و Digital Equipment به سرعت اصول DFA را به منظور ساده سازی طراحی محصولات خود اجرا نمودند. به عنوان مثال در برآوردی که توسط Sydney Liebson از شرکت Xerox تهیه گردید, اجرای کامل DFA می تواند به صرفه جویی سالیانه چند صد میلیون دلاری در این شرکت منجر شود. Sydney Liebson که به عنوان Corporate Manager در بخش تولید شرکت Xerox مشغول بکار است یکی از حامیان مشتاق پروپوزال اولیه DFM بود که به بنیاد ملی علوم ارائه گردید.

در مجموعه مهندسی پیونیکا با در نظر گرفتن تمام پارامتر های مهم تولید از قبیل زمان و هزینه تولید محصول، ابتدا پروسه مونتاژ در شکل های مختلف طراحی می شود و سپس با توجه به استاندارد های جهانی مرتبط اجرا می گردد.

انواع روش های مونتاژ:

روش هاي اتصال موقت (پيچ و مهره ،پين ، خار و ....)
روش هاي اتصال نيمه موقت (پرچ، احتمالا لحيم کاري نرم و بعضي چسب ها)
رو شهاي اتصال دائم ( فر آيندهاي جوشکاري و لحيم کاري سخت و اغلب چسب ها )