Расчет времени разработки КД.

Расчет времени разработки конструкторской документации может быть ключевым фактором при разработке проекта. Он помогает планировать сроки выполнения работ.

— За сколько часов сделал этот чертеж вала ротора компрессора?

— За шесть.

— Отчего же, не за пять, ведь ты уже не новичок в этом деле? Я думал, ты целый день просидишь, сложный он. Ну, да черт с тобою, ставь число, я подпишу.

Я все еще думал о том, что я сделал, и в моей голове крутились разные мысли: о том, сколько времени он изготавливается, и о том, сколько стоит такой чертеж...

Основная работа инженера головой, чертеж оформление идеи

Друзья, коллеги за свою жизнь вы сталкивались с попытками нормировать в часах разработку конструкторской документации? Какие мысли у вас есть по этому поводу?

Для изготовления одного изделия минимум нужен: сборочный чертеж. чертеж детали, спецификация. Качественное КД — не нарисованные на бумаге линии, размеры, обозначения, а стремление быстро и эффективно получить исчерпывающее понимание конструкции спроектированного изделия, с минимальным но достаточным количеством размеров и требований для изготовления. При этом следует учитывать, что некоторые работы могут занимать больше времени, чем ожидалось.

Как известно, до августа 1950 г. во многих организациях труд конструкторов оплачивался сдельно, поэтому вопросы нормирования труда этой категории работников приобрели особую актуальность конструкторские организации начали самостоятельно создавать местные нормативы времени. Такая локальность обусловила различную степень напряженности нормативов и в конечном счете явилась причиной текучести кадров. Например в одном институте проектном ввели нормы на чертежи: 8 А4 в день. Ни к чему хорошему это не привело.  Можно начертить на А4, а можно то же самое на А2. Стали гнать листаж.... Долго это не продержалось... Основная работа конструктора идет вообще не в чертежах.

Чертеж - это всего лишь оформление готовой мысли.
Кстати, а почему не предлагают нормировать труд начальника количеством документов (или количеством страниц), которые он подписал? А на совещаниях он ничего не подписывает - выходит не работает на них? Совершенно аналогичная ситуация.

Отказ от сдельной оплаты за проект привел к значительному снижению производительности труда, при этом не были достигнуты ожидаемое повышение качества конструкторских работ и экономия заработной платы. 

Как объяснить, что физически не возможно выполнить заданный объем КД в отведенные сроки, человеку который далек от машиностроения, касаясь нормирования. Какая методика больше подходит для подсчета количества инженеров для выполнения какого-то размера заказа? Если заказ на 32400 трудочасов, а в пятидневке на восемь часов 162 часа в месяц получаем 200 инженеров необходимо для выполнения данного заказа в 1 месяц, но за 10 месяцев справятся 20 человек и так далее.... но это все теория, на практике все как то по другому и не все так просто.

Повторить в срок можно, заставить изобрести нельзя.

Новизна и сложность разрабатываемых изделий, трудно подчеркиваю слово заставить изобрести (сотворить) инженера за назначенный срок что то новое. Это может быть час, день или неделя, а может и не получится с первого раза, сперва делают опытный, экспериментальный образец, потом идет процесс доработок.

«Не продаётся вдохновенье, но можно рукопись продать!» А.С.Пушкин

Даже 100 инженеров могут не справится если все не правильно организовано - 20 человек как то проще организовать (но зависит от изделия, может там нужна узкая специализация) и есть такое понятие как синергия умов, но относится это опять таки к правильной организации команды.

Для нормирования труда специалистов занятых конструкторской и технологической подготовкой производства, применяют  "Типовые нормативы времени на разработку конструкторской документации. ШИФР 13.01.01" (утв. ФГБУ "НИИ ТСС" Минтруда России 07.03.2014 N 003). Этот документ является переработанным изданием "Типовых норм времени на разработку конструкторской документации" 2-е издание от 1991 года.

Результатами деятельности конструкторов изделий можно принять, особенно с учетом возможностей, предоставляемых информационными технологиями САПР очевидным является следующий вариант готовой работы: комбинация трехмерной модели, электронных чертежей и бумажных документов. Для расчета времени разработки рабочей конструкторской документации нужно понять, что должно включаться в эту работу. Документация непосредственно используется в цехах предприятия для изготовления деталей, сборочных единиц, сборки изделия.

Нормы времени на конструкторскую документацию

Рассмотрим рекомендуемые нормы времени на выполнение единицы нормируемой работы разработка конструкторской документации на стадии "Рабочая конструкторская документация".

Чертеж детали, единица объема работы лист формата А4, деталь Ось

(количество размеров 22 – 27) время 0,96 ч Таблица 12.

При подсчете количества размеров чертежа детали учитываются и приравниваются к одному размеру:

– знак шероховатости поверхности;

– знак допуска формы и расположения поверхности;

– знак маркировки или клеймения;

– обозначение рифления, покрытия, термической и других видов обработки;

– обозначение шва неразъемного соединения;

– пункт технических требований.

Основным фактором, определяющим величину затрат труда конструктора, является группа сложности изделия. 

Установление сложности имеет важное принципиальное значение при нормировании конструкторских работ, в связи с этим представляется целесообразным рассмотреть этот процесс отдельно. Группа сложности детали от 1 до 5:

1. Детали простых форм, не требующие расчетов и имеющие вспомогательное значение в конструкции изделий. Например: маховики, гладкие валики, втулки, простые рычаги, гладкие втулки, оси, пальцы, шайбы, шпильки.
2. Детали простых форм, имеющие несколько рабочих поверхностей, выступов или впадин и не требующие специальных расчетов при конструировании. Например: валики двух- и трехступенчатые, рейки, втулки со ступенчатыми канавками, фланцы, не работающие под давлением рабочей среды. Валики 2-х и 3-х ступенчатые, втулки с буртиком, крышки глухие, фланцы, компенсаторы, стяжки. Детали рычажных систем: серьги, рычаги, тяги, вилки, зацепы. Пальцы-шпонки, шпонки закладные, специальные винты подпятники, скалки, детали пневмо - и гидроаппаратуры простые.
3. Детали сложных форм с сочетание прямолинейных и криволинейных рабочих поверхностей, требующие при их конструировании расчета размерных цепей. Например: валики многоступенчатые, винты ходовые, звездочки, эксцентрики, корпуса, крышки электромашин детали, находящиеся в т.ч. под давлением рабочей среды. Валики многоступенчатые, винты ходовые, звёздочки, шкивы, полумуфты, крышки сквозные, зубчатые колёса, стаканы. Эксцентрики, простые литые корпуса, детали пневмо - и гидроарматуры сложные, кронштейны, оправки конусные опорные.
4. Детали сложных форм с большим количеством различных сопрягаемых поверхностей, требующие выполнения специальных расчетов с учетом повышенных требований по допускам, а также требующие расчета размерных цепей. Например: многоступенчатые и коленчатые валы, конические зубчатые колеса, червячные пары детали, находящиеся в т.ч. под давлением рабочей среды, основные детали, входящие в схемы контроля. Литые корпуса редукторов 1 и 2-х ступенчатых, кондукторные плиты, шпиндели, пиноли, валшестерни, конические и червячные колёса, червяки, плитки гидроаппаратуры.
5. Детали сложных форм с пространственным расположением сопрягаемых поверхностей и дополнительным вспомогательным построением изображения или сечений, требующие при их конструировании выполнения сложных и специальных расчетов, а также расчетов размерных цепей с жесткими допусками. Например: тонкостенные корпуса сложной конфигурации, корпуса коробок скоростей, винты ходовые к прецизионным изделиям, шестерни со спиральным или специальным зубом основные детали, входящие в схемы контроля.  Литые корпуса трех и более ступенчатых редукторов, бабок, приспособлений, станины.

Например, в нормативах НИАТа приводится плотность графики чертежа (насыщенность линиями, цифрами, словами, размещенными на площади в 100 см2) подсчитанное специальным измерителем количество условных линий служит основой при нормировании. Этот фактор наиболее объективен при установлении нормы затрат времени. Действительно, чем более насыщен информацией чертеж, тем больше времени было израсходовано на его выполнение.

Сборочный чертеж, единица объема работы  лист формата А1. Количество деталей, входящих в сборочный чертеж  (2 дет. мин) 3 ч (78 - 100 дет) 30  ч.

 Пример: Определить норматив времени на разработку сборочного чертежа роликовой опоры. Сборочный чертеж конструируется на стадии РД для небольшой серии изделий. Назначение опоры - ролик служит опорой ленты транспортера. Опора роликовая  входящих в сборочный чертеж (всего 16* деталей) (24 детали фактически)

Детали: 1 - ролик (1); 2 - ось (1); 3 - кронштейн (2); 4 - втулка (2); 5 - обойма (2); 6 - кольцо уплотнительное (2); стандартные изделия: 7 - болт М8 Х 25 DIN 933 ГОСТ 7798-80 (4); 8 - гайка М8 ГОСТ 5915-70, DIN 934 (Л) (4); 9 - кольцо Б17 ГОСТ 13942-68 (2); 10 - кольцо Б40 ГОСТ 13943-68 (2); 11 - подшипник 203 ГОСТ 8338-57 (2); 12 - Шайба 6.65Г.019 ГОСТ 6402-70 (4)

А1 (8×А4) Нормы времени на разработку сборочного чертежа даны для формата А1. При применении дополнительных форматов в сборочном чертеже, образуемых увеличением (уменьшением) формата А1, используют коэффициент.

При отличие фактического формата к норме времени применяется поправочный коэффициент. Постановление №101/5-29 от 13.02.1987.

(16 дет) 14 часов* 0,5 =7 часов (Таблица 11)

*Коэффициент масштабности и использования аппликаций (при проектировании на ПК не используется).

Сборочная единица, входящая в сборочный чертеж в собранном виде, учитывается как один элемент.

Оригинальные детали подсчитываются по фактическому количеству, входящему в данную сборочную единицу.

При подсчете количества стандартных, покупных и прочих изделий каждое наименование изделия считается на одну деталь независимо от их фактического количества в сборочной единице.

При наличии в сборочной единице деталей, изготавливаемых без чертежа, последние подсчитываются по фактическому количеству, входящему в данную сборочную единицу.

При применении в сборочной единице составных частей в виде материалов последние подсчитываются аналогично стандартным и прочим изделиям.

Характеристика категорий новизны сборочных единиц.

А  Проектирование сборочных единиц и схем изделий по имеющимся образцам без значительных конструктивных и размерных изменений.

Б Проектирование сборочных единиц и схем изделий с модификацией, с использованием унифицированных элементов, с применением заимствованных составляющих.

В Проектирование сборочных единиц и схем изделий с введением значительных технических и принципиальных изменений узлов, с новыми размерными параметрами, при создании которых требуется экспериментальная проверка.

Г Проектирование сборочных единиц и схем изделий со всеми новыми параметрами, с экспериментальной проверкой узлов.

Группы сложности сборочной единицы от 1 до 5.

1. Сборочные единицы, не содержащие перемещающихся деталей и имеющие простую конструкцию сварных или литых элементов (трубопроводы, узлы охлаждения, ограждения, емкости, работающие при нормальном давлении и т. п.).
2. Сборочные единицы, включающие литые и сварные корпусные детали с прямолинейной поверхностью и небольшим количеством выступов, содержащие одну или две кинематические пары, перемещающиеся с одной степенью свободы и имеющие соединения в пределах допусков 12-го и 14-го квалитетов. Например, одноступенчатые передачи, кронштейны, опоры вращения деталей и т.п.
3. Сборочные единицы, имеющие литые и сварные корпусные и некорпусные детали с прямолинейной и криволинейной поверхностью, содержащие три и более кинематические пары, требуют проведения расчетов кинематических передач с несколькими степенями свободы и имеющие соединения в пределах 12-го квалитета. Например: сборочные единицы, работающие под давлением, но не подпадающие под правила Госатомнадзора или Госгортехнадзора, и т.п.
4. Сборочные единицы, содержащие сложные кинематические передачи и элементы автоматики механического, гидравлического, электрического и другого типов, требующие проведения расчетов большого количества сопрягаемых размеров в пределах допусков 9-го и 10-го квалитетов, имеющие литые и сварные элементы сложной криволинейной конфигурации. Например: механизмы механические электрические, гидравлические, измерительные устройства работы изделий и редукторы различных типов.
5. Сборочные единицы автоматического и полуавтоматического действия, сложное оборудование для выполнения нескольких технологических процессов, а также прецизионное оборудование, конструирование которого связано с проведением поисковых работ и больших аналитических расчетов, а также расчетов сопрягаемых размеров в пределах допусков с 8-го до 10-го квалитетов.

Степень заполнения чертежа.

Степень заполнения чертежа при вычерчивании характеризуется отношением площади, занимаемой элементами чертежа (геометрическими фигурами, проекциями, изображениями, линиями, надписями, цифрами, текстом и др.), к площади чертежа. При определении степени заполнения чертежа из общей площади чертежа исключается площадь, занимаемая штампом основной надписи.

Чертежи форматов А2, А1 и АО считаются нормально заполненными, если расстояния между элементами чертежа составляют не более 25—30 мм, а от рамок чертежа не более 35—40 мм. Для чертежей форматов А4 и АЗ эти расстояния составляют соответственно 10— 15 мм и 20—25 мм.

Для данного случая фактическая степень заполнения чертежа составляет около 100 %, а поправочный коэффициент к норме времени равен 1 (100/100).

Если фактическая степень заполнения чертежа превышает нормальное заполнение листа, то вводится поправочный коэффициент 1,1.

Нормативы времени на отработку формы изделия (количество входящих единиц изделия) более 9 на каждые 2 еденицы  - 0,25 ч.

Пример: Опора роликовая (16 дет) 4 ч.

Норма времени на составление спецификаций - 0,10 ч на позицию спецификации. 

Пример: Опора роликовая спецификация (12 поз) 1,2 ч.

При выполнении документации на иностранном языке (чертежи и текстовая документация с надписями на русском и иностранном языках) к нормативам времени применяется поправочный коэффициент К = 1,15.

Чертеж детали Втулка по ГОСТ, и переведенный на другой язык.

При проектировании изделия, не имеющего аналога, к нормативам времени применяется коэффициент 1,25.

Нормирование при конструировании в САПР

Нормирование труда при создании ПО САПР вызывает те же трудности, что и нормирование любого другого вида труда, содержащего как рутинные, так и творческие элементы, например нормирование конструкторской разработки нового изделия. В ряде случаев нормирование трудоемкости выполнения ОКР производится исходя из объема конструкторской документации на создаваемое изделие. В качестве объекта нормирования принимается конструкторская документация, приведенная к формату А4. Известно, что при информационной емкости чертежа формата А4 в 50 К бит трудоемкость его разработки составляет 2,4—2,65 ч, опять же подсчитали для какой САПР?

В качестве объекта нормирования принимается конструкторская документация, приведенная к формату А4. А как считать для САПР?

Плотность заполнения сборочного чертежа. Всего обьектов 7222 на формате А3 297 x 420

Плотность заполнения чертежа детали. Всего обьектов 46 на формате А4 297 x 420

Модуль расширения Intermech для расчета трудоемкости проектирования  предназначен для ориентировочной оценки трудоемкости создания документов в САПР для Cadmech AutoCAD, Cadmech BricsCAD, Cadmech Inventor, Cadmech UG, Cadmech SW. Он может определить суммарную условную трудоемкость проектирования автоматизированно согласно дереву построения, как сумму трудоемкостей построения отдельных элементов.

При наличии модуля расчета трудоемкости в меню CAD системы доступен пункт Трудоемкость. Данный пункт меню позволяет вывести на экран сводную таблицу результатов оценки трудоемкости создания документа, открытого в CAD системе. Общий результат оценки трудоемкости можно корректировать, указывая в таблице коэффициент сложности.

Расчеты технические, единица объема работы лист формата А4 на подготовку и оформление расчетов 0,85 ч; на проведение расчетов 0,95 ч. Плотность заполнения листа - 25 строк по 30 знаков в строке (цифр, букв, знаков арифметического действия и препинания).

Оптимальное конструктивное решение.

К числу особенностей конструкторского труда как умственной деятельности, усложняющих процесс нормирования, относятся наличие творческих элементов в труде, значительный удельный вес затрат времени на поиск оптимального конструктивного решения, анализ и обобщение информации, высокие требования к качеству выполняемых конструкторских работ, во многом коллективный характер принимаемых решений совместно с другими службами.

Чтобы рассчитать время разработки конструкторской документации, нужно учитывать следующие факторы:

1. Объем работ.
2. Сложность.
3. Опыт сотрудников.
4. Имеющиеся ресурсы.
5. Доступные инструменты.
6. Необходимость проведения тестирования.
7. Выделяемый бюджет.

После учета этих факторов, можно усредненно рассчитать, сколько времени понадобится, чтобы разработать конструкторскую документацию.

Таким образом, в применяемых нормативах используется ограниченное число факторов, которые не отражают в полной мере всех конструктивных особенностей проектируемых изделий, а также организационно-технических условий выполнения работ. В работе по нормированию трудозатрат  целесообразно привлекать грамотного специалиста, который может правильно проанализировать содержание труда, выявить виды выполняемых работ, оценить целесообразность их проведения, установить содержание конструкторских документов, оценить сложность и новизну создаваемого изделия.

Метрики оценки качества разработки КД.

Дополнительно можно предложить следующие метрики для оценки качества разработки КД:

• Плотность (насыщенность) и разборчивость чертежа — количество понятной графической информации размещенной на формат листа для чертежа, достаточной для изготовления изделия. 
• Показатели точности детали, сборочной единицы и группы сложности.
• Технологичность конструкции изделия. Конструктивное обеспечение возможно меньшой трудоемкости изготовления детали на основании соответствия его основным требованиям к производственной, эксплуатационной и ремонтной технологичности.
• Количество замечаний, выданных по КД в процессе ее отработки на технологичность на конкретном производстве.
• Количество извещений об изменении, выпущенных на КД за некоторый период эксплуатации изделия.

Расчет времени разработки конструкторской документации – это одно из самых важных звеньев успешной разработки проекта. Для удобства расчетов, следует учитывать ряд факторов: сложность, объем работ, опыт сотрудников, ресурсы, инструменты, тестирования, и, конечно, бюджет. Друзья, время для разработки конструкторской документации, 3d модели в САПР, реверс-инжиниринг есть ли еще рекомендательные отраслевые нормы затрат труда? Какими инструментами вы пользуетесь чтобы посчитать предварительно трудозатраты и время при разработке КД, или считаете по факту 10-30% стоимости изготовления подобного изделия?  Возьмем нестандартный болт, его стоимость 50 BYN р, т.е. за работу инженеру который построит модель и сделает чертеж полагается 5 или 15 рублей?! Или % должен браться из стоимости продаваемой партии деталей?

Сколько считаете в среднем свой час работы, какие коэффициенты вводите? Средняя заработная плата в машиностроении с вычетом в 2022 г: 800 ... 1200 BYN  возьмем 1000 (1000/168 = 5,95 BYN/час) ,  РФ 25...80 тыс. руб. 80×0.87=69.6 тыс. руб, возьмем 50 тыс. руб (50/168 =0.3 ты. росс. руб./ час).  Готов выслушать ваши мысли в комментариях.