現代家具裝配設計管理論文

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摘要

通過對工業產品裝配階段和拆卸及回收利用階段進行的簡要分析，說明了在產品開發設計階段采取裝配設計和拆卸設計對于簡化生產工藝、節約產品成本以及對產品維修和回收再利用的重要生態意義。同時簡單介紹了拆裝家具的起源與發展，分析了家具拆卸性能設計存在的主要問題以及人們對拆裝家具存在的一些錯誤認識，并提出了通過拆裝設計提高現代家具生態水平的，從而提高產品競爭力的建議。

Abstract

Throughbriefanalysisoftheprocessesofassembly,disassemblyandrecycleofindustrialproducts,thesignificanceforthetechniques,cost,maintenanceandrecycleareintroducedwhenDFA&Dwasutilizedatthebeginningofindustrialdesign.Inaddition,thepresentsituationofDFA&Dfurnitureandsomemisunderstandingaboutitarealsoreferred.Attheend,improvingtheabilityofcompetitionthoughDFA&Ddesignisofferedformodernfurniture.

關鍵詞：家具；拆卸；裝配；設計；回收

KeyWords:Furniture;Disassembly;Assembly；Design;Reclaim

隨著工業的快速發展和人們生活水平的提高，每年的廢棄產品數量在不斷增加，根據統計的結果，全世界制造業每年大約生產55億噸無害廢物和7億噸有害廢物[1]。圖1是德國每年的汽車、家庭器具、消費電器、控制設備及信息系統的廢棄物數量分布情況。工業產品廢棄物的數量每年都在增加，而有效的回收利用率卻不是很高，這些廢棄物不僅造成資源和能源的巨大浪費，同時也對地球的環境造成了極大的壓力和危害。要使廢棄產品的零部件經過修配或其它處理以后可以再次利用，那么這些零部件就應該能夠被方便地拆卸下來。可見產品的拆卸性能是產品能夠再生的重要前提，直接影響著產品的可回收和再利用的程度。面向拆卸的設計就成為解決產品回收和再利用的有效設計方法。同時，這種設計方法也是生態設計的重要途徑之一。

現代的工業制造中，裝配工作量大約要占整個產品生產工作量的20%，裝配費用占制造總費用的20~30%，在裝配中若發現了問題，費用就會增加50%[1]。法國對355家公司的調查結果表明，通常產品設計是面向功能而不是面向裝配的，結果導致產品的裝配難度很大，生產周期長，產品成本高，裝配質量難以保證，從而使產品的裝配性成為制約生產的瓶頸。解決的辦法通常是增加裝配工人，增加裝配機械和檢測設備。而這些方法無疑都會導致產品成本的上升。

在目前的產品設計過程中，人們普遍對產品的可制造性關注較多，而對產品的可裝配性和拆卸性則考慮的相對較少。因而經常出現設計出來的產品結構不完善或可拆裝性能差，從而導致制造出來的零件無法進行安裝或拆裝難度大，需重新返工的情況。因此，在產品的設計過程中采用拆卸和裝配設計，對提高拆裝零部件的效率，降低拆裝費用和提高產品的回收利用率具有十分重要的意義。

1、拆卸設計與裝配設計概述

裝配與拆卸設計（DesignforAssemblyandDisassembly,DFA&DFD）的基本含義是：在產品設計階段就同時考慮到產品的可裝配性能和可拆卸性能，從裝配和拆卸的觀點提供一套理論和方法，在產品的設計過程中利用各種技術手段如建模、分析、評價、規劃、仿真等，充分考慮產品的裝配與拆卸環節以及其相關的各種因素的影響，以便在保證產品功能要求的前提下，使產品裝配與拆卸的成本最低。

1．1DFA與DFD之間的關系

拆卸與裝配正好是相反的兩個過程，所以裝配設計（DFA）與拆卸設計（DFD）之間既有相同點又有不同點。它們的實質不同：裝配的實質是建立零件之間的某種約束關系；拆卸則是解除這些關系。目的不同：DFA針對的是產品的裝配階段，通過簡化產品的設計達到減少產品裝配費用的目的；DFD則主要是針對產品的維修、報廢處理階段，使產品能夠方便地拆卸、循環利用和安全地進行報廢處理。而它們的相同點就在于：DFA與DFD可以共享相同的產品設計模型，運用相似的分析和評價方法。

單純依照裝配設計（DFA）設計原則設計出來的產品不一定便于拆卸，反之，依照拆卸設計（DFD）原則設計出來的產品也不一定便于裝配，二者之間的不同點使得它們的結合（集成）很必要，而那些共同點使得它們之間的集成也具有可行性。可見，產品的拆卸過程與裝配過程是密切相關的，在產品設計的初級階段同時進行裝配設計和拆卸設計，特別有助于產品設計的集成和產品綜合質量的提高。

1．2實施裝配與拆卸設計的意義

在產品設計階段實施裝配與拆卸設計具有重要的意義，主要表現在以下幾個方面：

（1）有助于提高整個產品開發過程與拆裝環節自身的效率，降低生產成本

有關資料表明[1]，產品總成本的70%是在產品設計開發階段決定的，而設計開發的費用在產品的總成本中只占5%，運用DFA＆DFD方法對產品的整個結構進行優化，可以使錯誤在早期得到改善，避免后續環節中可能產生的不便，從而提高了整個產品的開發效率和成本；

（2）同時研究DFA＆DFD，有利于產品設計集成和綜合質量的提高，同時對產品進行DFA＆DFD的設計，可以有效的協調產品對可裝配性能和可拆卸性能的要求，從而系統的提高產設計的綜合質量；

（3）DFA＆DFD中對可拆卸性能的研究，能夠方便產品的維修和回收處理，符合可持續發展要求產的品可拆卸性是產品維修和回收利用的前提條件。良好的可拆卸性將方便產品的維修，延長產品的使用周期，從而推遲新的廢棄物產生的時間；另外，良好的可拆卸性能還方便廢棄物的處理，既可節約資源又有益于環境保護。

家具制造業需要消耗大量的自然資源和能源。近年來家具產業迅速發展，根據意大利米蘭CSIL工業研究中心調查，世界家具業目前的年產量是2000億美元[10]，每年要消耗大量的能源和資源。家具產品隨著建筑業的迅猛發展和人們住宅條件的不斷改善，淘汰率大幅增長。目前西方國家的富裕階層每年要扔掉數百萬張寫字臺、椅子、餐桌、櫥柜、床墊等家具。但是目前廢舊家具的回收利用率很低，其中原因之一，就是設計產品時沒有考慮其拆卸回收性能，零部件和材料缺乏必要的標識，結果使有用的和無用的材料及零部件難以拆卸分離，使很多可重復利用的零部件無法有效地再利用，即使有些產品能夠拆卸回收，但花費的代價已使其失去了回收利用的價值。

在環境保護已經成為人類迫在眉睫的任務的時代，這些被扔掉的東西不能再被看成是個人的私有財產，而應該看成是人類共有的有限的自然資源。有關研究表明，產品設計中良好的裝配設計，可以減少20-40%的制造費用，同時可以提高100-200%的生產率[1]。在這種情況下，通過拆裝設計對于提高家具產品的拆裝性能、降低成本、節約資源，減少污染、增強家具的循環利用就顯得尤為重要了。

2．拆裝家具的發展與主要問題分析

人們一般將用各種連接件或插接結構將零部件組裝而成的、可以反復拆卸和安裝的家具稱為拆裝家具（ReadyToAssembly，RTA）。拆裝家具在設計上應用工業設計的原理，把部件的標準化、通用化、系列化放在首位，進而簡化了產品零部件的規格、數量，從而也相應地簡化了設計工作；在生產上，由于簡化了零部件的規格數，便于質量控制，提高了加工精度和生產率，相應地延長了設備的使用壽命，降低了產品的成本；在包裝貯運上，可采用標準規格的包裝，以便堆放，這樣不僅有效地利用了空間，還減少了搬運工作的麻煩和可能對產品造成的損壞；在銷售上，通過產品說明書使消費者參與到設計中來，真正地實現了以人為本的設計理念。

2．1拆裝家具的起源與發展概況

家具制造業早在1900年就出現了拆裝設計的雛形，當時德國的一家家具公司利用幾種基本的板塊設計書架，并方便地組裝成顧客所需的書架，開辟了家具模塊化設計的先河[2]。二戰以后，重建歐洲迫在眉睫，各個工業領域都在尋求快速和創新的方式來滿足需求，同樣，家具業為能在短時間內給重建家園的人們提供充足的家居設施，也十分需要生產效率高、標準化、系列化、便于裝配且具有良好結合性能的家具結構，在這種情況下，32mm系統應運而生。20世紀70年代，歐洲又開發出了32mm系統的專用設備，從生產工藝方面保證了32mm系統的有效實施。32mm系統的逐步成熟與生產設備、五金件及原材料生產的模數化、系統化使拆卸設計在板式家具生產中獲得了前所未有的發展。隨著技術的發展，拆裝設計已不僅僅限于在板式家具中應用，實木、金屬等材料的家具也開始采用這種設計方法。如設計師大衛·奎克(DavodKawecki)設計的“迷題“扶手椅，就是將椅子分成七個部件，通過在部件上設置精確的接口進行連接，這些不連續的部件可以用激光切割工具從一塊平板上切割下來，再由消費者親自組裝。

2．2拆裝家具的優點

拆裝家具不僅在設計、生產、儲存、運輸、銷售、安裝等方面有許多適應現代化大工業生產的優點，而且從生態設計的角度講，它對環境保護也具有重要的意義，具有傳統框式家具難以相比的優點：

（1）產品結構模塊化、統一化，使產品有較大的可預測性；

（2）減少了可回收零部件和材料再次使用所需的工作量；

（3）拆卸分離簡單快捷；

（4）拆下的零部件易于手工或自動化處理；

（5）回收材料及殘余廢棄物易于分類和處理。

拆裝家具是家具工業進步的反映。它要求有高精度加工手段的支持，要求有成熟應用的新材料、新工藝和新方法的支持，還要有發達的零部件及接口所用配件工業的支持。拆裝設計的目標就是用最簡單的工具快速拆裝符合質量要求的成品家具。意大利設計師馬士莫·莫羅茲（MassimoMorozzi）設計的“干燥“椅，只用一個簡單的翼形螺栓就將椅子的各個部分連成一體，可以自由的拆裝而不需膠粘。

2．3現代家具拆裝設計存在的主要問題

設計一種易于裝配又易于拆卸的產品是一個復雜的過程，需要解決材料選擇、易分離性、模塊化設計以及連接件等諸多問題。目前無論從制造商、設計者還是消費者的角度來講，都更強調對時尚和精神需求的追求，追求DIY的自由隨意，而對其中蘊涵的環保理念很少顧及，也因此對有關裝配性因素的考慮多于對拆卸性因素的考慮。而從生態設計的角度來看，家具能夠拆卸是其回收再生的前提，要想使廢棄家具的零部件或材料經過維修或其它處理方法后被重新利用，就必須使其零部件能夠被方便地拆卸；否則，不僅會造成大量可重復利用材料的浪費，而且因廢棄物不好處置，還會嚴重污染環境。可見，家具的拆卸性會直接影響到產品的回收性，進而影響到產品生命周期評估的效果，所以，在拆裝家具的設計中，拆卸設計具有更重要的社會意義，要想使拆裝家具真正的具有環保性能，成為生態產品，就必須將家具的拆卸設計放到與裝配設計同等重要的位置。

2．4拆裝家具認識上的誤區

誤區一：拆裝家具都是生態家具

目前，人們對生態家具的認識還很模糊，有的企業甚至在廣告中將拆裝家具直呼為生態家具，但是拆裝家具就一定是生態家具嗎？認為拆裝設計就是生態設計、拆裝家具就是綠色家具的觀點是狹隘的和片面的。生態設計是針對產品的整個生命周期的設計，它在產品的整個生命周期中都要將環境保護作為設計目標，所以必須從系統的高度對產品的原材料獲取、生產制造、包裝運輸、銷售管理、使用及回收處理等方面對環境的影響進行具體的分析，在有序的狀態下，使產品達到整體的“生態化“。在產品的整個生命周期中，如果只有一個環節符合生態設計的要求，或者只有一個環節不屬于生態設計的要求，這種產品都不是生態產品。所以說，拆裝設計只是生態設計的一個環節，拆裝家具也未必是生態產品，具體的評價要根據對產品整個生命周期的評估而定。

誤區二：拆裝家具一定能100%的回收

在強調拆裝設計的同時，需要注意的是一種產品要做到100%的回收是不現實的，也是不經濟的，生態設計也只是在設計中尋求技術與藝術、功能與形式、環境與經濟、環境與社會等聯系中的最佳平衡狀態，回收利用的目的是最大可能的利用這種回收資源，盡量減少產品的剩余量和污染。所以部分回收可能是最好的辦法。寶馬公司生產的Z1型和BMW3251型汽車，許多零部件都是由可回收利用的塑料制成的，在拆卸時，公司首先將注意力放在適合重新使用的、最有價值的零部件的拆卸上，從而以較低的成本獲得了較好的拆卸效果。

3．加強拆裝設計增強產品競爭力

拆裝家具因為設計精巧、款式多樣、規格類別齊全、搬運方便、拆裝簡易等優點，廣受消費者們的青睞，且有經久不衰的發展趨勢。多年來一直行銷世界的瑞典IKEA家具奉行的就是“模塊化設計“的理念，經營的產品大部分是可拆裝的，這種方法使顧客在DIY（自己動手做）的過程中獲得了對生活的享受和心理的滿足，并同時親自創建了屬于自己的個性化空間。家具拆裝式設計不僅有利于產品的回收和再利用，對環境保護具有重要的意義，同時也為追求個性的現代人提供了挖掘自我潛力的機會，因而已成為一種時尚。

另外，隨著人們環保意識的提高，生態消費已經悄然興起，消費者寧愿花多一些的錢來購買生態產品。有專家預言：生態產品將成為21世紀的主導產品，拆裝家具因為具有較多的生態特征也將成為世界家具設計和制造的主流。拆裝式家具目前在美國和歐洲的市場分額占到15%，而且每年以8%的比率增長，具有良好的發展勢頭[10]。目前家具行業在32mm系統設計、加工設備、等拆裝設計配套技術方面日趨完善。家具五金的發展，包括隱形連接系統的問世無疑又為拆裝家具的發展提供了良好的機會。所以有條件的家具企業要盡量利用這些條件，并按照生態設計的要求進行產品開發，將產品逐步過渡到拆裝家具上，提高產品的生態性能，增強產品的競爭力，爭取實現經濟、社會與環境保護的同步發展。

參考文獻

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