如何定义一个零件的复杂度，一直是工程师持续在思考和探讨的话题，那么今天我们来聊一聊零件的复杂度。
前面文章已经介绍过何谓复杂度，复杂度即数量多少的问题。产品的复杂度有：零件数量、装配关系、装配时间、DFA指数等。那么在零件层级有哪些属性可以进行数量多少的分析呢？我们今天来深入聊一聊零件的DFM设计。DFM即Design for Manufacturing，翻译为中文叫“面向制造的设计”，应用的场景为零件的可制造性，通过分析零件的复杂度，从而降低零件的复杂度，以达到减少零件的制造时间和制造错误，从而达成零件成本降低的目标。
如下图1，有金属件，有塑料件，有些零件是注塑的，有些零件是压铸的，有些零件是钣金冲压的，且不同零件之间有不同的结构即几何形状。
由此，我们可以将零件的复杂度归纳总结为零件的材料、工艺、结构（几何形状）、材料和工艺、工艺和结构的复杂度的分析，通过零件这些属性的分析，减少零件的制造时间。那么我们一一来分析一下这些属性的复杂度。
第一，什么是材料的复杂度。前面说过，复杂度即数量多少的问题。对于材料来说，材料用量的多少以及加工这个材料时间的多少即为材料的复杂度。
首先，材料用得越少，通常情况下对应该材料的加工时间也会越少。为了让零件材料尽量少，我们通常会从3方面进行零件的轻量化设计，①使用竞品对标分析，进行零件小型化设计，确保零件的厚度和尺寸是最优的；②评价零件的表面是否有价值，如果无价值尽量进行镂空设计（只适用于模具加工的零件）；③家族零件设计，也就是一套模具同时生产出多个零件。
其次，当我们完成轻量化设计优化之后，我们进行材料可制造性的评价，材料加工得越快，那么该材料的可制造性越好。材料属性里面，什么是影响材料加工速度的因子呢？当然就是材料的硬度或材料的熔点。在满足零件场景使用的材料选择下，材料的硬度越小或者是材料的熔点越低，那么该材料越容易加工，即该材料的复杂度越小。
金属里面铝或常用铝合金的硬度是非常易于加工的，如果用于模具加工例如压铸，铝的熔点也是相对低的，所以铝合金被广泛应用于各类产品。塑料里面熔点比较低的有PP等材料，在模具加工的时候能耗低且较快达到熔点问答进行模具加工。
第二，什么是工艺的复杂度。工艺的复杂度我们可以简单理解为哪些工艺加工更高效，工艺时间短工艺步骤少。首先，我们对常见的零件加工工艺进行汇总及归类总结如图2：
当前常见的零件加工工艺分为5大类，分别为冷凝工艺、变形工艺、钣金加工工艺、轮廓加工工艺及金属去除工艺。仅从加工速度来看，效率最高的为冷凝工艺……效率最低的为金属去除工艺，也就是说工艺最简单的为冷凝工艺，最复杂的为金属去除工艺即机械加工工艺。当然我们选择零件加工工艺需要考虑的因素不仅仅是加工效率，还有很多其他因素例如产量、精度、尺寸……成本等因素。
第三，怎么定义零件结构的复杂度。按照以上逻辑，我们把结构的复杂度转化为加工效率来分析，那么影响加工效率的结构因素有哪些呢？其一，尽量避免异形面，异形面即为形状不规则面，反之方形、圆形等形状称之为规则形状；其二，尽量少的零件表面块，表面块越少零件越易于加工，何为表面块？见下图3：
图3
从左到右表面块分别为10、6、3、3，这些零件结构对应的表面块越少，零件越容易加工，我们可以想想一下，如果零件的加工工艺是机加工、注塑、压铸，那么他们对应的加工速度最快的应该就是表面块最少的零件；其三，基准面要少，尽量只有一个基准面，这样可以避免零件加工的时候反复的装夹、工序过多带来的加工时间过长，且累计公差大；其四，零件长径比居中。什么是长径比？见下图4，即为L/D：
图4
长径最佳的比值在0.5~3之间。小于0.5，比值过小，意味着零件很短但是直径很大，带来的零件加工难题是不容易装夹，或容易带来加工误差。大于3，意味者零件很细长，为了解决加工过程中可能的零件变形，我们通常会选用刚度更好的材料或者是使用工装夹具，不管是哪一种情况，毫无疑问，都会带来过长的零件加工时间；最后，零件的公差要求尽量放宽。严格的公差很容易让工程师误认为是高质量高品质，其实答案是不确定的，有些严格的公差会带来高品质，有些反之会带来质量问题，例如内应力。但是严格的公差肯定会带来过长的加工时间、过高的零件报废率、以及昂贵的加工设备等问题。
至此，我们已经详细介绍了零件复杂度的分析，但相信小伙伴们的脑袋里面有一个大大的问号：那么多维度的零件复杂度分析，看起来就很复杂。为了消除到这个打问号，我们要引入DFM指数的概念。前面介绍的零件复杂性分析维度，都转化为加工速度的问题，而加工速度最终会与零件成本挂钩，那么DFM指数公式如图5：
DFM指数范围为0~100，指数越大越好，越大代表零件越容易加工制造，甚至不需要加工，那么零件就越简单。建议将此方法引入到公司的设计规则指引里面去，长期以往，公司的零件极简设计将越来越具有竞争力。你学会了吗？
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