Wat is Design for Manufacturing (DFM)? De complete gids voor 2025

Productie-ingenieurs en productontwerpers hebben te maken met een veelvoorkomende frustratie: ontwerpen die er perfect uitzien in CAD worden productienachtmerries op de fabrieksvloer. Deze verkeerde afstemming tussen ontwerp en fabricage leidt vaak tot dure revisies, vertragingen bij de fabricage en kwaliteitsproblemen die met een goede planning hadden kunnen worden voorkomen.

Onderzoek toont zelfs aan dat meer dan 70% van de kosten van een product wordt bepaald in de ontwerpfase, waardoor vroegtijdige interventie niet alleen nuttig, maar ook essentieel is.

Dat is waar Design for Manufacturing (DFM) om de hoek komt kijken. Door productieoverwegingen in de vroegste ontwerpfasen te integreren, helpt DFM teams problemen te voorkomen voordat ze zich voordoen. In deze gids onderzoeken we wat DFM is en hoe digitale tools deze productiemethode in 2025 veranderen.

Wat is ontwerp voor productie?

Design for Manufacturing is een technische methodologie die productontwerp optimaliseert voor efficiënte en kosteneffectieve productie. In de kern houdt DFM in dat tijdens de ontwerpfase rekening wordt gehouden met productiebeperkingen en -mogelijkheden in plaats van nadat het ontwerp is voltooid.

Door vroegtijdig de juiste beslissingen te nemen, wanneer wijzigingen het minst duur zijn, helpt DFM kostbare problemen te voorkomen die anders tijdens de productie zouden kunnen ontstaan.

DFM kan ook deel uitmaken van een bredere strategie voor optimalisatie van ontwerp tot productie, bekend als DFMA (Design for Manufacturing and Assembly). Laten we eens kijken hoe ze elkaar aanvullen.

DFM versus DFMA

Terwijl DFM zich richt op het optimaliseren van afzonderlijke onderdelen voor productie, hanteert DFMA een meer alomvattende aanpak. DFMA integreert DFM-principes met Design for Assembly (DFA) -methodologieën voor een holistische optimalisatiestrategie die rekening houdt met zowel hoe componenten worden vervaardigd als hoe ze samenkomen in het eindproduct.

Deze methodologieën zijn complementair, maar dienen verschillende doelen:

• DFM gaat in de eerste plaats over het gebruik van materiaalkeuze, procesoptimalisatie en geometrie van onderdelen om de complexiteit en kosten van de fabricage te verminderen.
• DFA richt zich op het minimaliseren van assemblagewerkzaamheden door middel van consolidatie van onderdelen, standaardisatie en geoptimaliseerde assemblagesequenties.
• DFMA combineert deze benaderingen om systeembrede optimalisatie te bereiken die geen van beide alleen kan worden bereikt.

DFM zou bijvoorbeeld kunnen voorstellen om de geometrie van een onderdeel te vereenvoudigen om de bewerkingstijd te verkorten, maar DFMA zou kunnen aanbevelen om meerdere onderdelen in één component te combineren om de assemblagestappen volledig te elimineren, waardoor mogelijk een complexer productieproces wordt geïntroduceerd dat wordt gerechtvaardigd door de totale systeembesparingen.

Bedrijven die beide methodologieën toepassen, zien vaak de grootste voordelen, omdat ze verschillende aspecten van productie-inefficiëntie aanpakken.

De vijf belangrijkste principes van DFM

Uitmuntende productie begint met sterke ontwerpprincipes. De fundamentele elementen die bepalend zijn voor een succesvolle DFM-implementatie zijn:

• Selectie van processen. De keuze van het productieproces heeft een aanzienlijke invloed op de kosten en kwaliteit van het product. DFM begeleidt teams bij het selecteren van optimale processen op basis van factoren zoals productievolume, materiaaleigenschappen en economische beperkingen. Hoewel CNC-bewerking bijvoorbeeld kosteneffectief kan zijn voor precisieonderdelen met een klein volume, zou spuitgieten geschikter kunnen zijn voor grote hoeveelheden plastic componenten.
• Vereenvoudiging van het ontwerp. Het minimaliseren van de complexiteit is een hoeksteen van effectieve DFM. Dit betekent het verminderen van het aantal onderdelen, het standaardiseren van componenten waar mogelijk en het elimineren van onnodige functies. DFMA-onderzoeken tonen aan dat het aantal onderdelen met gemiddeld 54% is gedaald, waardoor de assemblagestappen drastisch worden verminderd. Vereenvoudiging van het ontwerp verlaagt de productiekosten, maar verbetert ook de betrouwbaarheid en maakt het assemblageproces eenvoudiger.
• Optimalisatie van het materiaal. DFM-principes moedigen aan om materialen te selecteren die een evenwicht vinden tussen kosten, maakbaarheid en prestatie-eisen. Dit omvat het overwegen van factoren zoals de beschikbaarheid van materiaal, verwerkingsvereisten en de mogelijkheid om afval te verminderen. Door bijvoorbeeld materialen te kiezen die bij lagere temperaturen kunnen worden verwerkt of die minder secundaire bewerkingen vereisen, kunnen de productiekosten aanzienlijk worden verlaagd.
• Milieuoverwegingen. Producten moeten zo zijn ontworpen dat ze bestand zijn tegen de beoogde bedrijfsomstandigheden en tegelijkertijd voldoen aan de milieuvoorschriften. DFM helpt ingenieurs om tijdens de ontwerpfase op deze uitdagingen te anticiperen, zodat producten gedurende hun hele levenscyclus kwaliteit en betrouwbaarheid behouden.
• Conformiteit en testen. De moderne productie moet voldoen aan verschillende industrienormen en wettelijke vereisten. De DFM-methodologie houdt rekening met deze overwegingen in een vroeg stadium van het ontwerpproces, zodat producten voldoen aan de kwaliteitscontrolenormen en certificeringsvereisten zonder dure aanpassingen in een laat stadium.

De zakelijke voordelen van DFM

Als DFM op de juiste manier wordt geïmplementeerd, levert het aanzienlijke voordelen op ten opzichte van meerdere bedrijfsstatistieken.

Lagere productiekosten
DFM vermindert materiaalverspilling en productietijd aanzienlijk, met veel voorbeelden uit de praktijk die de impact ervan benadrukken. Implementatie van DFM-principes door BMW in zijn nieuwe EV-platform wordt verwacht dat de productiekosten met 25% zullen dalen in vergelijking met het niveau van 2019 en De DFMA-implementatie van Whirlpool in de lijn van keukenapparatuur verminderde de onderdelen met 29% en de montagetijd met 26%.

Snellere time-to-market
De vroege optimalisatie van DFM minimaliseert de noodzaak van meerdere ontwerpiteraties en revisies tijdens de productie. Dit wordt ondersteund door bewijs als branchestudies hebben aangetoond dat de ontwikkelingstijd van producten met 45% wordt verkort via de DFMA-implementatie. Op die manier kunnen bedrijven producten sneller lanceren en sneller reageren op marktkansen.

Verbeterde productkwaliteit
DFM-praktijken helpen bij het elimineren van ontwerpkenmerken die tijdens de productie tot kwaliteitsproblemen kunnen leiden, zoals nauwe toleranties of moeilijk te vervaardigen geometrieën. Het resultaat is producten van hogere kwaliteit met minder defecten.

Verbeterde efficiëntie van de toeleveringsketen
Het gebruik van standaardcomponenten en -materialen, gecombineerd met vereenvoudigde ontwerpen, maakt het beheer van de toeleveringsketen eenvoudiger. Het vermindert de complexiteit van de voorraad en stroomlijnt de relaties met leveranciers.

Digitale integratie en Industrie 4.0
Moderne DFM maakt steeds meer gebruik van digitale tools en slimme productie capaciteiten. Volgens SOMMIGE kan DFM Industrie 4.0-technologieën integreren om efficiëntere, nauwkeurigere en innovatievere operaties mogelijk te maken, wat de weg vrijmaakt voor een nieuw tijdperk van uitmuntende productie.

Uitdagingen bij de implementatie van DFM

Ondanks de duidelijke voordelen van DFM worden organisaties vaak geconfronteerd met een aantal hindernissen bij de implementatie van deze praktijken.

Beperkingen van het oude systeem
Veel fabrikanten werken met oudere systemen en software die niet zijn ontworpen voor moderne DFM-praktijken. Als zodanig vereisen oudere Manufacturing Execution Systems (MES) vaak dat gegevens worden geëxporteerd naar afzonderlijke DFM-tools, waardoor een gefragmenteerde en inefficiënte workflow ontstaat.

Samenwerking tussen afdelingen
Tom Black van ABB Robotics legt uit dat „" DFM een samenwerkingsproces is tussen R&D en productie-ingenieurs dat helpt problemen op te lossen die in de weg staan om innovatieve producten sneller op de markt te brengen." "” Het doorbreken van traditionele silo's tussen deze afdelingen kan dus een cultuuromslag en nieuwe workflows vereisen.

Aanpassen aan Industrie 4.0 en AI
Hoewel de evolutie van de productietechnologie lonend kan zijn, vereist deze voortdurende aanpassing. Moderne digitale tools kunnen DFM-praktijken verbeteren, maar bedrijven moeten hun kennisbasis voortdurend bijwerken om rekening te houden met nieuwe productieprocessen, materialen en automatiseringscapaciteiten.

Hoe low-code-platforms DFM verbeteren

Platformen voor ontwikkeling met weinig code veranderen de manier waarop fabrikanten DFM-praktijken implementeren en onderhouden.

Automatisering van ontwerpvalidatie
Low-code-platforms maken de snelle ontwikkeling mogelijk van aangepaste applicaties die DFM-controles en -analyses automatiseren. Dit helpt potentiële productieproblemen vroegtijdig te identificeren, wanneer ze eenvoudiger en goedkoper op te lossen zijn.

Realtime samenwerking en gegevensintegratie
Moderne productieactiviteiten vereisen een naadloze gegevensstroom tussen verschillende systemen. Low-code-platforms blinken uit in het creëren van toepassingen die gegevens uit meerdere bronnen integreren, waaronder PLM-, CAD-, MES- en ERP-systemen. Ontwerpingenieurs kunnen onmiddellijk feedback krijgen over de maakbaarheid en productieteams kunnen de ontwerpintentie beter begrijpen.

Implementatie van Smart Factory
In het tijdperk van Industrie 4.0, helpen low-code-platforms de kloof te overbruggen tussen traditionele productiesystemen en slimme fabriekscapaciteiten. Ze stellen fabrikanten in staat om aangepaste toepassingen te maken die ontwerpgegevens koppelen aan IoT-sensoren, productiestatistieken en kwaliteitscontrolesystemen, en die realtime feedback geven voor DFM-beslissingen.

ClevraSSIST, een digitaal systeem voor industriële ondersteuning dat is ontwikkeld met behulp van low-code, laat zien hoe deze oplossingen realtime communicatie tussen ontwerp, machines en menselijke operators kunnen vergemakkelijken.

Snellere prototyping en iteratie
Low-code-platforms versnellen de ontwikkeling van aangepaste tools voor DFM-analyse en -validatie aanzienlijk. Bedrijven kunnen snel applicaties maken en aanpassen om veranderende DFM-vereisten te ondersteunen zonder lange IT-ontwikkelingscycli.

Transformeer uw productie met CLEVR

Het navigeren door oudere systemen en het implementeren van moderne DFM-praktijken hoeft niet overweldigend te zijn. De low-code-oplossingen van CLEVR fabrikanten helpen bij het moderniseren hun DFM-processen met behoud van een naadloze integratie met bestaande systemen.

CLEVR maakt het volgende mogelijk:

• Snelle ontwikkeling van aangepaste DFM-validatietools
• Naadloze integratie tussen ontwerp- en productiesystemen
• Realtime samenwerking tussen afdelingen
• Smart Factory-connectiviteit voor Industrie 4.0-initiatieven
  

Ontdek hoe CLEVR werkt productieoplossingen kan u helpen om dit te bereiken operationele uitmuntendheid door verbeterde DFM-praktijken.

Onderzoeksmethodologie

Deze gids bevat inzichten van de leiders in de maakindustrie, McKinsey, Deloitte, Gartner en het Lean Enterprise Institute. Om bewezen best practices op het gebied van DFM te identificeren, hebben we implementatiegegevens uit meerdere sectoren geanalyseerd, waaronder de automobielsector, medische apparatuur, elektronica en industriële apparatuur.

‍