产品设计工程师在进行产品开发设计时，常常会遇到以下的问题：
1、设计时零件之间没有干涉，怎么装配时就干涉了？
2、每个零件的尺寸都在公差范围内，但零件怎么就是装配不上？
3、已经做了公差分析，但零件无法达到尺寸的精度，装配问题还是发生了。
4、每个零件尺寸的精度已经达到了制造能力的上限，但公差分析的结果依然不满足要求，我该怎么办？
…
以上的问题都是因为在产品设计时公差分析没有做到导致了，因此为了避免这些问题，精益咨询过程中的经验告诉我们：在产品开发设计阶段有必要进行公差分析。本文将介绍精益咨询中公差分析的基本概念和方法。
一、公差及公差分析的基本概念
公差
公差指的是零件尺寸所允许的偏差值，设定零件的公差就是设定零件制造时尺寸允许的偏差范围。我们进行产品设计时，会按照产品的功能要求定义零件的尺寸大小，如部件的直径期望是10.00mm，但是现实往往是比较残酷的，零件不可能完全按照设计的尺寸制造出来，总是存在一定的偏差，这个所允许的偏差范围就是公差，如部件直径允许的偏差范围为9.90mm-10.10mm，这就是公差。
公差的产生来源
产品质量特征如尺寸的偏差是不可避免的，正如哲学所讲“世界上没有两片树叶是一样的”，制程中也没有两个部件其质量特征是一样的。从质量过程原则可以知道，过程决定结果，制程的过程要素人员、机器、物料、方法和环境在生产过程中也是有波动的，如设备存在振动，这些过程要素的波动就是导致产品质量特征产生偏差的主要来源，如下图所示。
公差的本质
公差在产品设计中扮演着非常重要角色，公差不仅仅是诸如 这样的一串数字，公差更是产品设计工程师和制造工程师沟通的桥梁和纽带，是保证产品以优异的质量、优良的性能和较低的成本进行制造的关键。
公差同时是产品设计工程师和制造工程师之间的博弈。产品设计工程师总是希望产品公差尽可能的精密以满足产品的功能、性能、外观和可装配性的要求，而制造工程师刚好相反，他们总是希望产品公差尽可能的宽松，这样可以灵活的选择产品制造工艺和方法，以较低的制造和装配费用、以普通的机器和夹具、以较低的不良率和返工率进行制造。因此，在产品开发过程中，产品设计师和制造工程师常常为一个0.01mm公差争论不休。
公差分析
精益咨询中所谓公差分析是指在满足产品功能、性能、外观和可装配性等要求的前提下，合理定义和分配零件和产品的公差，优化产品设计，以小的成本和高的质量制造产品。
公差分析作为面向制造和装配的产品设计非常有用的额工具，可以帮助产品设计工程师实现以下的目的：
1、合理设定零件和产品的公差以降低产品制造和装配成本。
2、判断零件的可装配性，判断零件是否会在装配过程中发生干涉。
3、判断零件装配后产品关键尺寸是否满足外观、质量以及功能等要求。
4、优化产品设计，当通过公差分析发现产品设计不满足要求是，要么通过严格的零件公差设定，要么通过优化产品的设计来满足产品设计要求。
精益咨询的公差分析除了用于产品设计中，还可用于产品装配完成后，当产品的装配尺寸不符合要求时，可以通过公差分析来分析制造和装配过程中出现的问题，寻找问题的根本原因并解决。
版权声明：本文为优制咨询精益咨询师原创文章，转载请注明出处。
