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降本设计 | 服务器主板4代产品的紧固工艺进化,能给我们什么启示吗?

10月前浏览354

紧固工艺对装配效率、装配质量、产品成本以及用户使用人性化等具有非常大的影响。要进行降本设计,选择合适紧固工艺不失为一个好的思路!

如果我们仔细去研究任何产品一代一代向前迭代的过程,我们会发现产品迭代的主线之一就是紧固工艺的进化。

本文以服务器主板为例,来说明紧固工艺是如何一步一步向前进化的。

  1. 第1代紧固工艺:全螺丝紧固

  2. 第2代紧固工艺:定位支撑柱+少量螺丝

  3. 第3代紧固工艺:卡勾+少量螺丝

  4. 第4代紧固工艺:全卡勾,无螺丝

尽管大多数工程师并不从事服务器的设计,但是我相信这个案例会给我们带来很多启示。



       

       
 1          
       
第1代紧固工艺:全螺丝紧固        

主板是一块印刷电路板,在服务器中扮演着很关键的角色,主板需要通过某种工艺固定在钣金机箱上。
第1代工艺是全螺丝紧固,如下图所示,主板通过10颗螺丝固定在机箱中。

主板全螺丝紧固





通过视频可以看出,全螺丝的紧固工艺,装配耗时耗力。

如果是在生产线上进行大规模生产,那么装配工时以及所需操作人工的数量就可想而知,装配成本会很高。

为了降本,我们非常有必要去优化全螺丝紧固工艺,进行少螺丝或者无螺丝的设计。


当然,说到少螺丝或者无螺丝,很多工程师的第一反应有:

螺丝紧固结构简单,拆装方便,可靠性靠,为什么要替换?  
我们产品从第一代就开始使用螺丝紧固,从来没有出现质量问题。优化之后出问题了,谁负责?  

产品经常处在震动环境中,不用螺丝担心会出问题。

不用螺丝,跌落测试可能过不了。


以上的疑问和担心不无道理。

在2003年,我刚刚开始工作的时候,电脑行业和服务器行业中的电路板大多数是通过全螺丝来紧固。

最让我记忆深刻的是,在生产线上,操作工人一个一个按照工序排列着,其中不少人都拿着电批在打螺丝。

以致于在我的脑海中就形成了一个固化思维,认为电路板都必须通过螺丝来紧固,否则在振动测试时,电路板上的零部件会损坏。






 2 
第2代紧固工艺:定位支撑柱+少量螺丝

第2代紧固工艺是使用定位支撑柱代替大多数螺丝,主板紧固仅需要少量螺丝。
首先把定位支撑柱铆接在钣金机箱上;然后在主板上开一个连接成一体的大孔和小孔。
在装配时,主板大孔对准定位支撑柱,然后再向小孔方向滑动,定位支撑柱在垂直方向上限制了主板的运动;只需再额外锁少量螺丝,限制水平方向的运动即可。

定位支撑柱


主板上开孔




定位支撑柱紧固示意图


定位支撑柱应用实例


在上图所示的案例中,利用定位支撑柱,可以把10颗螺丝减少为2颗螺丝,产品的装配效率大幅度提高。
同时,后续的拆卸维修也大大简化,用户体验大幅度提高。

从第1代到第2代,装配效率大幅度提高。
我认为这是一个非常创新的设计,打破了我对主板固定工艺只能是螺丝的固化认识。
这以致于让我觉得,这个完美的设计没有再优化的空间了,应该是主板固定工艺进化的终结阶段了。




 3
第3代紧固工艺:卡勾+少量螺丝

我亲自参与设计了主板紧固的第1代和第2代紧固工艺。

多年以后,因为机缘巧合,在资料搜索时,我无意发现主板紧固工艺继续向前进化。

第3代紧固工艺完全抛弃了定位支撑柱,巧妙的在钣金上设计一个小小的卡勾,即可替代定位支撑柱的功能。

卡勾代替定位支撑柱


这是一个绝妙的设计。

一个小小的卡勾,就节省了一个定位支撑柱的外购成本和相应的铆接成本。

降本设计,真的需要我们工程师有一个开阔的思维方式,愿意去否定自己、超越自己,我们才能设计出创新的产品。





4 
第4代紧固工艺:
全卡勾,无螺丝

第4代主板紧固工艺更进一层,完全抛弃了螺丝,全部使用卡勾或者卡勾与固定销钉(或塑胶卡扣等)的组合。
这一方面提高了装配效率,另一方面方便了产品的使用和维护,拆卸时无工具,非常人性化。

钣金机箱上的卡勾


主板组装到机箱上之后







最后的话        

       
这一代一代的服务器主板紧固工艺进化,背后其实是成本驱动的过程。        
初生代的服务器产品处在一个蓝海市场,市场竞争不激烈,企业利润空间大。产品螺丝多几颗、装配时间多几秒几分钟、需要的操作工人多几个、产品成本高一点,通通都无关紧要。        
然而,因为利润高甚至暴利,必然引入更多企业会加入竞争,市场竞争逐步加剧,服务器产品必然慢慢从蓝海市场转变为红海市场,企业利润空间相应逐步减小。        
在这个时候,哪家企业产品成本低,就越有可能占据更多市场份额,有可能生存下去。我们必须进行降本设计,通过设计优化来降低产品成本。主板紧固工艺一代一代的进化,就是降本设计的一个典型案例。        
太阳底下没有新鲜事。任何行业,都必然经历这样从蓝海到红海的历程。在服务器行业发生的事情,在其它行业一定会再次重复发生。        
借鉴服务器行业的降本思路和方式,有助于我们在未来的竞争中获得先机。        
服务器行业已经走完了自身的发展循环,进入了成熟阶段。而对其它还处在早阳、还处在蓝海市场的企业来说,在利润比较高的时候,如果我们能够领先竞争对手一步进行降本设计,那么我们就有机会对竞争对手进行降维打击了。     
       

       

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来源:降本设计

振动电路钣金
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首次发布时间:2023-11-16
最近编辑:10月前
钟元
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