Преодоление проблем традиционных MCAD и ECAD

MCAD и ECAD стали неотъемлемой частью повседневной работы большинства инженеров-проектировщиков. Несмотря на то, что обе программы знакомы, они прошли долгий путь и продолжают развиваться. В этой статье вы узнаете о прошлом и будущем этих инструментов дизайна.

Механическое компьютерное проектирование (MCAD) и электронное компьютерное проектирование (ECAD) становятся все более распространенными в современном мире дизайна. Обе области проектирования САПР восходят к 1957 году, когда возникла система PRONTO доктора Патрика Ханратти. Широко известный «Отец САПР» заложил основу для сегодняшних приложений. Айвен Сазерленд занял первое место всего три года спустя со Sketchpad - официально положив начало эре графического пользовательского интерфейса (GUI). Когда была заложена эта визуальная основа, программисты быстро разработали более богатую функциональность.

Рисунок 1. Программы MCAD и ECAD могут помочь оптимизировать рабочие процессы проектирования и ускорить процесс проектирования.

С тех пор MCAD и ECAD развивались в ногу со своими компьютеризированными каналами. Приложения стали более сложными и в конечном итоге были обновлены для работы с 16- и 32-разрядными компьютерами. Самые ранние программы САПР были коммерческими продуктами и, соответственно, стоили очень дорого. Они также были специально созданы для мэйнфреймов. Приложения появились на ПК по мере их появления, вскоре появились и на Mac, а позже стали популярными на массовом рынке. SynthaVision, ADAM и AutoCAD переработали отрасль MCAD / ECAD, положив начало современной эпохе САПР, которая стала столь известной. Итак, как развивались MCAD и ECAD с момента их создания?

Зачем инженерам программы MCAD и ECAD?

Модернизация процессов проектирования и производства прояснила одно:давних методов проектирования будет недостаточно, поскольку конвейеры продуктов становятся все более амбициозными. Инженеры начали использовать инновационные материалы (и соединения), которые ранее были неизвестны или относительно неизучены. Таким образом, они могли концептуализировать расширенный спектр результатов, включая улучшенную электронику или механизированные системы.

Рисунок 2. MCAD и ECAD кардинально изменились с момента своего появления. Компьютеризированные программы являются частью современного мира MCAD / ECAD.

Развитие MCAD и ECAD происходило одновременно с достижениями в области материаловедения. Хотя полупроводники были открыты за десять лет до вклада Ханратти, технология неуклонно развивалась. Они становились все более мощными, транзисторными и компактными. 1960-е годы выдвинули на первый план новые материалы. Керамика, полимеры, сверхпроводники, магнитные материалы и металлические сплавы сыграли важную роль в дизайне - и до сих пор остаются.

От бумаги к ПК

Если инженеры хотели провести эффективный мозговой штурм, ручные схемы должны были уступить место компьютеризированным приложениям. Рисованные от руки дизайны было особенно утомительно создавать и тиражировать несколько раз. Разработчики печатных плат жили за счет ленты и майлара, которые быстро устарели по мере развития схемотехники. Документы также могут быть привередливыми - их легко потерять, повредить и практически невозможно разделить среди распределенных сотрудников.

Кроме того, процесс проектирования стал более экспериментальным и итеративным по всем направлениям, и все большее число заинтересованных лиц вкладывали свои руки в банку с файлами cookie для разработки. Организации постепенно отказывались от своих разрозненных подходов к работе, поскольку требовалось больше изменений для удовлетворения множества требований. Команды нуждались в системе, которая принесла бы возможность адаптации к столу.

Сложные конструкции также требуют значительной доработки перед окончательным производством - немедленная оптимизация конструкции чрезвычайно редка даже по сегодняшним стандартам. Созданы прототипы, обнаружены недостатки и сделаны улучшения. Применение таких изменений к физическим диаграммам может быть довольно сложной задачей. Нужно либо изменить существующий дизайн - стирая целостность предыдущей версии, - либо создать совершенно новый документ. Улучшения эффективности и документирования процессов в САПР очень рано казались соблазнительными (если не существенными).

Как только появились MCAD и ECAD, их потенциал стал очевиден. Однако даже этим современным подходам пришлось развиваться.

Эволюция MCAD и ECAD

История САПР - это история демократизации, когда разработки в этой области сделали приложения более доступными, удобными для пользователя и доступными для владельцев различных машин. Хотя MCAD и ECAD решили множество проблем, их разработка привела к появлению дополнительных модулей.

Рисунок 3. Скриншот программы Autodesk Fusion 360 MCAD и ECAD.

Стоимость

Ранние программы были непомерно дорогими, например Digigraphics от Itek, продававшаяся по 500 000 долларов за систему. Разработчики не совсем заботились о снижении барьеров для входа; вместо этого многие стремились соблазнить несколько увлеченную аудиторию первых последователей. Шло время и рынок САПР расширялся, цены регулировала конкуренция. Инженерные массы присоединились к победе, и растущая база пользователей сыграла важную роль в успехе САПР.

UI и UX

На начальном этапе программы MCAD и ECAD были разработаны почти исключительно для технических пользователей. Сторонние команды не могли надежно управлять программным обеспечением, и для успешного проектирования требовалось специальное обучение. Действия часто были похоронены в огромном море скрытых конфигураций, были задействованы операции, а элементы управления не казались интуитивно понятными. Эти досадные недостатки способствовали немедленной популярности Sketchpad; он предлагал интерактивный визуальный опыт, которого не хватало его предшественникам.

До 1987 года, когда был выпущен Pro / ENGINEER, программы САПР были исключительно 2D. Предыдущие участники, такие как Autodesk, представили AutoCAD, который получил признание на протяжении десятилетия после его запуска в 1982 году, но об этой первой итерации уже не было конца. Дизайн становился все более элегантным, а новые материалы привели в 80-х годах к аддитивному производству (также известному как 3D-печать). Хотя старые продукты были линейными и имели жесткие линии, новые продукты имели изгибы и уникальные вырезы. Совместимость компонентов изменилась.

Инженерам требовались возможности 3D, чтобы лучше визуализировать эти продукты на этапе проектирования. Манипуляции имеют решающее значение для процесса проверки и являются неотъемлемой частью сокращения отходов. Цифровой дизайн позволяет инженерам создавать виртуальные прототипы. Гораздо проще (и дешевле) выявлять несоответствия конструкции в программе, чем выдавать физические модели с неоткрытыми недостатками. Трехмерные инструменты помогают продуктам оживать на экране - эффект, который в большинстве случаев недостижим при 2D-моделировании. Осознание этого подтолкнуло такие компании, как Autodesk, к обновлению своего программного обеспечения в 1994 году, и другие поставщики вскоре последовали его примеру.

Интеграция и гибкость

Хотя ранние приложения и не были уникальными для MCAD и ECAD, они, как правило, были изолированы. Интегрированные программные экосистемы не были обычным явлением. Это означало, что проекты, созданные в программе САПР, приходилось вручную переводить в другие приложения - не существовало моста API или цифровой связи с дополнительными приложениями. Это было особенно неприятно для совместной работы, потому что фрагментация может нанести ущерб производительности и нарушить гармонию во всей организации.

К сожалению, до недавнего времени компании ограничивали использование программ САПР на месте. До этого года сотрудники, как правило, должны были присутствовать в офисе, чтобы работать эффективно. Рабочие места теперь начали модернизироваться и изменяться с культурной точки зрения, позволяя людям работать удаленно. Эта новая норма требовала решения на основе браузера. Производство всегда было известно как традиционная отрасль, в которой главенствуют физические ресурсы. Современные продукты ECAD и MCAD помогли перевернуть это повествование с ног на голову.

Использование облака с Fusion 360

Современное программное обеспечение должно быть доступно откуда угодно, а связанные команды, как правило, наиболее продуктивны. Следующим логическим шагом стал перенос MCAD и ECAD в облако.

Рисунок 4. Снимок экрана программы Autodesk Fusion 360 MCAD и ECAD.

В рамках этих усилий MCAD и ECAD были объединены в Fusion 360. Эта программа сделала возможным следующее:

• Создавайте аннотации и комментарии в централизованном месте, доступном для всех команд.
• Централизованное управление файлами и стандартизация форматов файлов
• Сотрудничество с внешними заинтересованными сторонами.
• Манипуляция и повторение всех аспектов проектирования продукта, включая моделирование и тестирование.
• Разработка электроники и производственный дизайн.
• Простая документация

Такой подход заложил основу для MCAD и ECAD в целом. После ориентированного на пользователя программирования еще одна необходимость - этос. Эти программы становятся более понятными, функциональными и простыми в использовании. Такие приложения, как Fusion 360, также интегрируются с другими программными продуктами Autodesk, что означает меньшее переключение между окнами.

Современные ECAD и MCAD трансформируют

Инженеры, вероятно, будут счастливы узнать, что MCAD и ECAD становятся все более конвергентными. Эти две дисциплины проектирования стали взаимозависимыми, поскольку в новых продуктах электронное управление сочетается с механическими функциями.

Рисунок 5. Совместная работа в облаке может помочь повысить продуктивность, поскольку все больше инженеров продолжают проектировать и работать из дома.

Современные приложения позволяют профессионалам эффективно сотрудничать, избавившись от головной боли старых программ. Мир САПР стал гораздо более инклюзивным, чем был раньше, а расширенные функциональные возможности открыли двери для новых передовых продуктов в будущем.

Отраслевые статьи - это форма контента, позволяющая отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits, что не подходит для редакционного контента. Все отраслевые статьи подлежат строгим редакционным правилам с целью предлагать читателям полезные новости, технические знания или истории. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, принадлежат партнеру, а не обязательно All About Circuits или ее авторам.