容差有什么作用呢?對某一產(chǎn)品來說,若容差過松,往往生產(chǎn)成本較低,但產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性、裝配性能、維修性、保障性、測試性、安全性等可能難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求;若容差過緊,雖然質(zhì)量能得到要求,但制造需要更高的要求和成本。因此,容差在質(zhì)量與成本之間扮演者重要角色,在設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)之間起著不可缺少的橋梁作用,它不僅影響產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性、產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)、工藝方法的選擇,而且對產(chǎn)品的生產(chǎn)制造成本、使用維護(hù)成本及全壽命周期成本等產(chǎn)生顯著影響。
21世紀(jì)的制造企業(yè)面臨這全球性以知識(shí)為基礎(chǔ)的競爭,企業(yè)必須解決縮短生產(chǎn)時(shí)間t、提高性能質(zhì)量q、降低制造成本c、提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)s以及保持清潔環(huán)境e等問題,應(yīng)保證t、q、c、s與e的和諧統(tǒng)一。
一方面,產(chǎn)品的質(zhì)量是由顧客提出的,質(zhì)量工作應(yīng)源于顧客需求,終結(jié)于顧客滿意,制造商必須將顧客的聲音(voc)貫穿于整個(gè)供應(yīng)鏈的所有行動(dòng)之中。
產(chǎn)品的形成過程實(shí)際上就是產(chǎn)品質(zhì)量的形成過程,影響質(zhì)量的因素貫穿于產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期,包括開發(fā)研制、采購、生產(chǎn)、檢測和測試、安裝于運(yùn)行、技術(shù)服務(wù)和維護(hù)等幾個(gè)方面,僅對制造過程進(jìn)行控制是不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的。
另一方面,在質(zhì)量保證的過程中又要平衡相關(guān)成本。
但企業(yè)往往在質(zhì)量和成本之間難以協(xié)調(diào)統(tǒng)一。從各個(gè)行業(yè)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,設(shè)計(jì)決定了產(chǎn)品的固有質(zhì)量和產(chǎn)品80%的成本。
因此,許多新的設(shè)計(jì)理念和制造模式,如六西格瑪設(shè)計(jì)(dfss)、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造、敏捷制造、并行工程等應(yīng)運(yùn)而生,需要人們?nèi)ヌ接懞脱芯窟@些新設(shè)計(jì)理念和制造模式所涉及的理念和技術(shù)問題。質(zhì)量企業(yè)的立足之本,成本是生產(chǎn)之道,縮減成本、提高質(zhì)量是現(xiàn)代企業(yè)管理中經(jīng)常提及的目標(biāo),而容差設(shè)計(jì)的課題就是解決質(zhì)量與成本之間的平衡問題。
既然容差的作用非同小可,那么,如何設(shè)計(jì)容差的問題就顯得很重要了。容差設(shè)計(jì)是通過研究容差范圍與產(chǎn)品質(zhì)量、成本之間的關(guān)系,對質(zhì)量和成本進(jìn)行綜合平衡的科學(xué)方法。工程實(shí)踐與理論均表明,容差設(shè)計(jì)的好壞很大程度上決定了產(chǎn)品最終質(zhì)量與全壽命周期成本,從而決定企業(yè)獲利的情況。
因此,容差設(shè)計(jì)問題仍然是理論界應(yīng)當(dāng)而且十分關(guān)注的問題。
制造可靠的硬件要求你在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮所有的容差。許多參考文獻(xiàn)討論了由于參數(shù)偏差引起的有源器件誤差,說明如何計(jì)算運(yùn)算放大器失調(diào)電壓、輸入電流以及類似參數(shù)的影響,但是考慮無源元件容差的參考文獻(xiàn)卻寥寥無幾。確實(shí)考慮了元件容差的參考文獻(xiàn)也是從科學(xué)家的角度而不是從電路設(shè)計(jì)師的角度出發(fā)的。
然而,只要利用基本的電路公式和元件極限值來計(jì)算某個(gè)電路參數(shù)(如輸出電壓)在設(shè)備生命周期內(nèi)在最壞情況下的取值范圍,你就能夠理解最壞情況的設(shè)計(jì)。最壞情況的設(shè)計(jì)允許元件數(shù)值有一個(gè)很寬的范圍,由此產(chǎn)生多種多樣的解決方案,其中有些解決方案可能是不可取的。