التصميم ب-معونة الحاسوب
تصميم بمعونه حاسوب
Computer aided design -
محمد خالد شاهين
التصميم بمعونة الحاسوب Computer- Aided Design (CAD) طريقة لتنفيذ الرسومات والتصاميم والمخططات باستخدام برنامج حاسوبي عوضاً عن استخدام أدوات الرسم التقليدية والورق.
ويمكن تعريف التصميم بمعونة الحاسوب أيضاً بأنه استخدام الحواسيب في تحويل الأفكار الأولية عن منتج إلى تصميم هندسي تفصيلي. ويتضمن تطوير تصميم ما إحداث نماذج هندسية للمنتج يمكن معالجتها وتحليلها وتشذيبها. وتحل النماذج الحاسوبية في التصميم بمعونة الحاسوب مكان الرسومات التخطيطية (الأولية) sketches والهندسية المستخدمة عادة لإظهار المنتجات.
يُعدّ باتريك هنراتي Patrick Hanratty رائد التصميم والتصنيع بمعونة الحاسوب. ففي العام 1957 -وفي أثناء عمله لدى شركة جنرال إلكتريك General Electric (GE)- قام بتطوير أول منظومة برمجة تجارية للتحكم الرقمي الحاسوبي Computer Numerical Control (CNC) أطلق عليها اسم برونتو Program for Numerical Tooling Operations (PRONTO). وبعدها بخمس سنوات طور إيفان ساذرلاند Ivan Sutherland منظومة اتصالات بيانية لرجل مع آلة أطلق عليها اسم سكيتشباد (منصة رسم) Sketchpad. ومن مزاياها أنها أول واجهة مستخدم بيانية باستخدام قلم ضوئي لمعالجة الأجسام الظاهرة على شاشة صمام أشعة مهبطية Cathode Ray Tube (CRT).
وشهدت الستينيات من القرن العشرين ظهور أول مرقمن digitizer (من صنع شركة أوتو-ترول Auto-Trol)، وأول منظومة تصنيع بيانية تفاعلية إنتاجية باسم داك-1 
. ومع نهاية ذلك العقد أُسست عدة شركات لتسويق البرامج الناشئة للتصميم بمعونة الحاسوب، ومنها إس دي أر سي SDRC، وإيفانز وساذرلاند Evans & Sutherland، وأبليكون Applicon، وكمبيوترفيجين Computervision، وإم أند إس للحوسبة M&S Computing.
وبحلول السبعينيات من القرن العشرين تحولت الأبحاث من ثنائي البعد إلى ثلاثي الأبعاد. ومن المحطات المهمّة في هذا السياق أعمال كن فرسبريل Ken Versprille الذي يُعدّ اختراعه للنموذج الرياضي نيربس Non-Uniform Rational Basis Spline (NURBS) أساس نمذجة السطوح والمنحنيات ثلاثية الأبعاد؛ إضافةً إلى تطوير أداة النمذجة المجسمة solid modeler من قبل آلان غراير Alan Grayer وتشارلز لانغ Charles Lang وإيان برد Ian Braid، واسمها بادل Part and Assembly Description Language (PADL) ، وهي لغة وصف التجزيء والتجميع.
ومع ظهور محطات العمل يونيكس UNIX في مطلع الثمانينيات من القرن العشرين بدأت منظومات التصميم بمعونة الحاسوب التجارية، مثل كاتيا Computer Aided Three-Dimensional Interactive Application (CATIA)- وهي تطبيق تفاعلي ثلاثي الأبعاد بمعونة الحاسوب- بدخول صناعة الطيران وصناعة السيارات وصناعات أخرى.
إن طرح أول حاسوب شخصي من قبل شركة أي بي إم IBM في العام 1981 هو الذي مهد الطريق لتبنٍّ واسع النطاق للتصميم بمعونة الحاسوب. ففي العام 1982 أسست ثلة من المبرمجين في مقدمتهم جون ووكر John Walker ودان دريك Dan Drake شركة أوتودسك Autodesk، وفي العام 1983 أصدرت أوتوكاد AutoCAD أول برنامج تصميم بمعونة الحاسوب، وكان معلماً رئيساً في تطور التصميم بمعونة الحاسوب. ومنذ ذلك الحين غدت وظائف الهندسة والطباعة المتقدمة باطراد يسيرة المنال؛ ولكنها كانت في معظمها ثنائية الأبعاد.
وتغير المشهد في العام 1987 مع إطلاق برو/إنجنير Pro/ENGINEER، وهو برنامج تصميم بمعونة الحاسوب قائم على الهندسة المجسمة solid geometry وعلى تقنيات وسيطية parametric قائمة على السمات features-based في تعريف الأجزاء parts والمُجمَعات assemblies. وكان البرنامج يُشَغل على محطات عمل يونيكس UNIX؛ إذ كانت الحواسيب الشخصية في ذلك الوقت ذات قدرة غير كافية. وشهدت الأعوام اللاحقة من ذلك العقد إصدار نوى نمذجة modeling kernels ثلاثية الأبعاد-وفي طليعتها أسيس ACIS وباراسوليد Parasolids- كانت القاعدة لبرامج التصميم بمعونة الحاسوب الوسيطية الأخرى.
وبحلول التسعينيات من القرن العشرين غدت الحواسيب الشخصية قادرة على إجراء الحسابات المطلوبة للتصميم بمعونة الحاسوب ثلاثي الأبعاد. وفي العام 1995 تزامن نشر أول إصدار من مجلة هندسة سطح المكتب Desktop Engineering (DE)(التي جرى تغيير تسميتها في العام 2016 إلى الهندسة الرقمية Digital Engineering) مع إصدار برمجية سوليدوركس SolidWorks. وكان برنامج سوليدوركس أول أداة نمذجة مجسمة خاصاً بنظام التشغيل ويندوز Windows. وتبعه إصدار سوليد إدج Solid Edge وإنفنتر Inventor وغيرهما. كما شهد ذلك العقد من الزمن استحواذ شركات مستحدثة على كثير من مطوري أدوات التصميم بمعونة الحاسوب التي تعود إلى الستينيات من القرن العشرين، وكذلك اندماج الصناعة في أربعة لاعبين رئيسيين، هم: أوتودسك، وداسو سيستمز Dassault Systèmes، وبي تي سي PTC، ويو جي إس UGS (التي غدت تُدعى سيمنز بي إل إم Siemens PLM)؛ إضافةً إلى حشد من صغار المطورين.
تتيح أدوات التصميم بمعونة الحاسوب الكثير من الفوائد لمستخدميها؛ وكذلك للصناعات والأعمال التي تستخدم فيها. ومن الفوائد الرئيسة:
1- خفض مساحة التخزين المطلوبة:
يستلزم استخدام الطرائق التقليدية في تنفيذ التصاميم توفر مساحة ملائمة؛ إذ يحتاج كل مصمم إلى محطة عمل خاصة به ومساحة تخزين مخصصة؛ مما يُعدّ تحدياً كبيراً عند استخدام عدد كبير من المصممين.
في حين أن استخدام برمجية تصميم بمعونة الحاسوب لا يتطلب سوى حاسوب وبرمجية software، وتكون جميع الأدوات ومنصة العمل platform مدمجة فيه. ويجري تخزين جميع رسومات المشروع رقمياً داخل الحاسوب ذاته، أو داخل مخدم server العمل المحلي، أو في سحابة cloud بوساطة الشابكة (الإنترنت)، كما يسمح هذا النوع من منظومات التخزين بجعل الرسومات متاحة للعمل التعاوني collaborative وإمكان مشاركتها بسهولة، أو إجراء تعديلات عليها من قبل عدة مستخدمين.
2- سهولة التعديل والضبط والمراجعة:
يمكن تعديل رسومات التصميم بمعونة الحاسوب بسهولة وإجراء المراجعات بيسر. كما يمكن للمصمم عمل عدة نسخ من تصاميمه بسرعة أكبر بكثير مقارنة باستخدام الطرائق التقليدية؛ مما يسمح له بتوفير وقت أكبر عند تقديم التصاميم للزبائن الذين يغيرون باستمرار تفضيلاتهم. كما يمكن ضبط الأبعاد (تغيير المقاس) scaling ورسومات التصميم بمعونة الحاسوب من دون المساس بجودتها.
ويمكن لتصميم بسيط أن يتكون من أجزاء عديدة، يجري تصميمها إفرادياً، ثم تدمج معاً تبعاً لمرحلة أو طور مشروع معيّن ستستخدم فيه.
3- تنفيذ أسرع لأفكار التصميم:
تتضمن أدوات التصميم بمعونة الحاسوب الهندسية الرائدة مجموعات من أدوات التحرير editing التي تسمح للمستخدم بالتعامل مع الألوان والبنى والمواد؛ مما يساعده في الحصول على إظهار أفضل للمخرجات؛ ومن ثَمَّ إنتاج تصاميم ذات جودة عالية وأفكار مميزة. ويمكن لبرمجية تصميم بمعونة الحاسوب جمع الأجزاء المتكررة وتخزينها من أجل إعادة استخدامها في مشاريع أخرى تحتاج إلى توصيف الجزء ذاته.
4- فوائد أخرى:
ثمة ميزة أخرى هي المكتبة في برمجيات التصميم بمعونة الحاسوب التي تضم عدداً لا بأس به من الرسومات الجاهزة للمكوّنات الشائعة الاستخدام. ويمكن للمصمم إغناء المكتبة برسومات جديدة من تصميمه.
للتصميم بمعونة الحاسوب فوائد كثيرة أخرى، منها الإظهار visualization، كالإظهار البياني للمعلومات صعبة الإظهار، وخفض أخطاء التصميم إلى الحد الأدنى والرسومات والوثائق المقيسة ومهل زمنية أسرع وتحسين إدراك الزبون وتحسين الإنتاجية بمرور الوقت وتطوير مفاهيم بديلة وتقييمها واستقصاء تحليلي للأجزاء واستقصاء تجريبي ورسومات وتوصيفات مفصلة وبناء تمهيدي للنموذج الأولي prototype للتصميم وتصاميم سهلة التغيير.
أدوات التصميم بمعونة الحاسوب ومراحله
من الأدوات المهمّة التي توفرها بيئة التصميم بمعونة الحاسوب: التصميم الإبداعي والمفهومي conceptual، والتحليل النوعي qualitative للتصميم، وبناء structuring الأجزاء (مثل المُجَمَّعات)، وأدوات تصميم ذكية/قائمة على المعرفة، ومعلومات التصميم الهندسي (البحث في المعايير standards lookup والفهارس catalogues الإلكترونية)، والأَمْثَلة optimization، وواجهات ترابط interfaces التصميم وأدواته.
ولعملية التصميم الهندسي مراحل عديدة تتطلب كل مرحلة منها أدوات تصميم بمعونة الحاسوب معينة. وتتضمن المراحل الأساسية في التصميم عادة:
1- مرحلة تصور التصميم conceptualization: وتتطلب تقنيات نمذجة هندسية geometric، ومساعدات aids بيانية ومعالجات manipulations وإظهاراً.
2- مرحلة نمذجة التصميم والمحاكاة simulation: وتتطلب الأدوات المطلوبة ذاتها في مرحلة تصور التصميم، إضافةً إلى الإحياء animation الحاسوبي والمجمعات وحزم نمذجة خاصة.
3- مرحلة التصميم: وتتطلب حزم تحليل، وحزماً وبرامج ملائمة بحسب الطلب.
4- مرحلة أمثلة التصميم: تتطلب تطبيقات ملائمة بحسب الطلب وأمثلة بنيوية structural.
5- مرحلة تقييم التصميم: تتطلب ضبط الأبعاد والتسامحات ولائحة المواد.
6- مرحلة تراسل التصميم والتوثيق: تتطلب الطباعة والتوصيف التفصيلي والصور المظللة.
مجالات التطبيق الهندسية الرئيسة والأدوات الشائعة الاستخدام
شاع استخدام أدوات التصميم بمعونة الحاسوب في معظم فروع الهندسة ولا سيما في الصناعات التي تعتمد على الممارسات الهندسية المعاصرة. وتفوق فاعلية تنفيذ العمليات اعتماداً على أدوات التصميم بمعونة الحاسوب كثيراً فاعلية التنفيذ باستخدام الأدوات اليدوية أو التقليدية. وتبدأ غالبية التطبيقات الهندسية من تنفيذ التصميم مما يوفر لها أرضية جيدة للانطلاق لدى استخدام حلول مؤتمتة وبمعونة الحاسوب.
وفيما يأتي بيان لأشهر التخصصات الهندسية التي تستخدم أدوات التصميم بمعونة الحاسوب ومجالات التطبيق:
1- الهندسة المدنية: من أجل تصميم الهياكل ذات الصلة بالاستقرار، والإجهادات والمقاومة، وملاءمة المواد الهندسية وجوانب أخرى. ومن أدوات التصميم بمعونة الحاسوب الشائعة الاستخدام في الهندسة المدنية: أوتوكاد سيفيل 3 دي AutoCAD Civil 3D، ومكروستيشن MicroStation، وأوتودسك إنفراوركس 360 Autodesk InfraWorks 360، وغيرها.
2- الهندسة الكهربائية: من أجل الرسومات التخطيطية الكهربائية schematic diagram، وتوصيف القطع parts، ومصادر الخطر، ومحاكاة الدارات. ومن أشهر أدوات التصميم بمعونة الحاسوب المستخدمة في الهندسة الكهربائية: إن إكس NX، وسكتش برو 2016 Sketch Pro 2016، وأوتودسك Autodesk، وغيرها.
3- الهندسة الإلكترونية: من أجل الرسومات التخطيطية الإلكترونية، وتوصيف القطع الإلكترونية، وتجميع الدارات ومحاكاتها، والإنتاج بالجملة للقطع الإلكترونية الاستهلاكية. ومن الأدوات الشائعة الاستخدام في هذا المجال: ماتلاب Matlab، وأوركاد كابتشر OrCAD Capture، وأوركاد بي سي بي إديتر OrCAD PCB Editor، وغيرها.
4- هندسة الاتصالات: من أجل مخططات منظومات الاتصالات ومحاكاتها، ومسارات توجيه routing المناولة handoff/المصافحة handshake، ومخططات تشكيل الهوائيات، ومخططات منابع القدرة. ومن الأدوات البرمجية للتصميم بمعونة الحاسوب الشائعة الاستخدام في هذا القطاع: ماتلاب، وأوبنِت OPNET، وإن إس NS، وغيرها.
5- الهندسة الميكانيكية: وتستخدم منظومات التصميم بمعونة الحاسوب CAD والتصنيع بمعونة الحاسوب Computer- Aided Manufacturing (CAM)، التي تؤتمت كامل المنظومة المعنية بعمليات التصنيع. وبمقدور هذه المنظومات توفير مكاملة integration فاعلة للاتصالات بين التصميم الحاسوبي والآلة من أجل تتبع التصميم وتطبيقه فعلياً. ومن أشهر هذه الأدوات: كاتيا CATIA، وإن إكس NX، وسوليدوركس SolidWorks، وغيرها.
6- صناعة السيارات: إن صناعة السيارات فرع من الهندسة الميكانيكية، لكنها تركز على تشغيل منظومة متعددة الأوجه multifaceted في منتج وحيد. ويقضي المهندسون وقتاً كبيراً في تسليم تصاميم وظيفية تأخذ في الحسبان فاعلية الطاقة وأداء المحرك وسلامة الطرقات. ومن الأدوات الشائعة الاستخدام: أوتودسك ريفيت إل تي سويت Autodesk Revit LT Suite، و3 دي إس ماكس 3Ds Max، وسكيتش بوك دِزاينر SketchBook Designer، وغيرها.
7- هندسة الطيران والفضاء: هندسة الطيران والفضاء هي فرع هندسي خاص يسخّر مبادئ العلوم والهندسة معاً من أجل صنع طائرات ومركبات فضائية متطورة يمكن استخدامها في غايات متعددة، منها النقل التجاري أو الاستخدامات الحكومية أو غزو الفضاء. إن التصميم حرج للغاية في هندسة الطيران والفضاء؛ مما يستلزم حكماً استخدام برمجية تصميم بمعونة الحاسوب من أجل الحفاظ على دقة تفاصيل التصميم وإحكامها، إضافةً إلى فرض ضوابط إرشادية guidelines صارمة فيما يخص السلامة واحترام مقاييس القبول. ومن أدوات التصميم بمعونة الحاسوب الشائعة الاستخدام في هذا القطاع: كاتيا، ويونيغرافكس إن إكس Unigraphics NX، وسوليدوركس، وغيرها.
8- بناء السفن: إن هندسة السفن حرجة أيضاً من حيث تنفيذ التصاميم، مما يتطلب استخدام أدوات تصميم بمعونة الحاسوب وعمليات مطاوعة للمقاييس. من الأدوات الشائعة الاستخدام: شيب كونستركتر ShipConstructor، وفوران FORAN، وأوتوشيب AutoShip، وغيرها.
9- التصميم الداخلي: إن تنفيذ التصاميم الداخلية في مصوغة formats ثلاثية الأبعاد يسمح للمستخدم بالحصول على منظور أفضل لجماليتها ووظيفتها المتعلقتين بالمكان space. من أكثر أدوات التصميم بمعونة الحاسوب استخداماً في هذا المجال: سكيتش آب SketchUp، وأوتودسك 3 دي ماكس Autodesk 3Ds Max، وأوتودسك ريفيت Autodesk Revit، وغيرها.
10- التصميم المعماري (السكني/التجاري): يستخدم المهندسون المعماريون برمجيات تصميم بمعونة الحاسوب، إذ تسمح لهم بكسب أفضليات استخدام تطبيق إلكتروني في تقديم أفكارهم عن التصميم؛ مما يؤدي إلى فاعلية إجمالية وإنتاجية أفضل في عملهم. ومن الأدوات الشائعة الاستخدام: بلوبيم ريفيو Bluebeam Revu، وجنيبلت GenieBelt، وأوتوكاد، وغيرها.
11- صناعة الأزياء: يُعدّ مصممو صناعة الملابس من أكثر مستخدمي أدوات التصميم بمعونة الحاسوب، ولا سيما المنظومات المتكاملة للتصميم والتصنيع بمعونة الحاسوب. ومن الأدوات الشائعة الاستخدام في هذا المجال: أدوبي إيلوستريتر Adobe Illustrator، وباترن سميث PatternSmith، وكورل درو CorelDRAW، وغيرها.
التطبيقات الحديثة للتصميم بمعونة الحاسوب
تزداد تطبيقات التصميم بمعونة الحاسوب اتساعاً يوماً بعد يوم، ومن أحدث التطبيقات المهمّة:
1- النمذجة ثلاثية الأبعاد للتصميم بمعونة الحاسوب
في استقراء عالمي للتوجهات في عالم التصميم بمعونة الحاسوب أواخر العام 2015 برزت النمذجة ثلاثية الأبعاد على أنها الجانب الأكثر نمواً من حيث الشعبية والاستخدام.
ويستفيد التصميم باستخدام المصوغات ثلاثية الأبعاد في الوقت الراهن من أداء أكثر واقعية لخصائص الأدوات؛ مما يجعلها بديلاً فعالاً من حيث التكلفة من النماذج الأولية التي هي أيضاً تمثيلات ملموسة للناتج (المُخرج) output الفعلي، لكنها تتطلب وقتاً أكثر وجهداً أكبر وموارد أكثر لصنعها، ولا ينطبق ذلك على النماذج ثلاثية الأبعاد المحدثة إلكترونياً بفضل برمجيات التصميم بمعونة الحاسوب.
وثمة برمجيات ثلاثية الأبعاد قوية إلى الدرجة التي تتيح إجراء محاكاة تفاعلية وواقع افتراضي لناتج التصميم، للسماح للزبائن بتلمس الناتج قبل تنفيذ المنتج product الفعلي. وبهذه الطريقة لن يغفل أي تفصيل، ويضمن الزبائن حصولهم على ناتج عالي الجودة.
2- إدارة معطيات المنتج
يُعدّ التصميم بمعونة الحاسوب جزءاً أساسياً من إدارة معطيات المنتج Product Data Management (PDM)، وهي أداة مستخدمة في الصناعات لدعم دورة حياة المنتج الكلية. وتتضمن تشكيلة configuration المنتج كاملة المتعلقة بخصائصه الميكانيكية والإلكترونية والتوثيقية. وتستخدم إدارة معطيات المنتج بصورة أساسية لإعطاء معلومات عن منتج معيّن فيما يخص تصميمه وتشغيله وصيانته.
كما تستخدم منظومة إدارة معطيات المنتج لإنشاء انسيابية العمل workflow والعمليات التي ترافق المنتج من بداية تصميمه حتى نهايته وإدارته وتنفيذه، وتسمح بأتمتة المنظومة مما يساعد على جمع كامل المعطيات والمعلومات وثيقة الصلة من أجل استكمال توثيق منتج معيّن. ويشمل ذلك التصاميم والنماذج المحدثة بوساطة عملية مؤتمتة أخرى مضمَّنة في أدوات التصميم بمعونة الحاسوب.
3- تكامل التصميم والتصنيع بمعونة الحاسوب
يشتمل التصنيع بمعونة الحاسوب على أتمتة عمليات التصنيع وجعلها انسيابية streamlining عوضاً عن التعامل مع كل واحدة بمعزل عن الأخريات، وتسليم المخارج إلى المرحلة اللاحقة يدوياً.
يجري في منظومات التصميم بمعونة الحاسوب تنفيذ التصميم أولاً بمصوغة ثنائية الأبعاد، ثم تحول إلى نسخة ثلاثية الأبعاد قبل الإنتاج الفعلي، والغاية من ذلك إدارة مراقبة جودة التصميم النهائي وإجراء المراجعات الضرورية قبل التنفيذ الفعلي. وفي بعض الأحيان يكون لزاماً تنفيذ نموذج أولي، لكن نظراً إلى إمكان جعل النموذج ثلاثي الأبعاد تفاعلياً لذلك يستغنى عن النموذج الأولي.
وتعتمد منظومات التصنيع بمعونة الحاسوب خطوات شبيهة بتلك المتبعة في التصميم بمعونة الحاسوب، لكنها تبدأ من النموذج ثلاثي الأبعاد لتصميم أجزاء المنتج المراد تصنيعه. ويجري تصدير هذه النماذج ثلاثية الأبعاد، ثم تحول إلى رِمازات آلة machine codes لتقوم بتوجيه مسار القطع cutting بإحكام ودقة. وتجهز الآلة للعمل بخطوة مناسبة وبالحذر اللازم في خط التجميع، ثم تنقل المنتجات المكتملة إلى قسم المعالجة اللحقية post- processing من أجل التهذيب أو التغليف.
تسهّل مكاملة منظومات التصميم بمعونة الحاسوب، والتصنيع بمعونة الحاسوب تنفيذ عملية تصنيع مؤتمتة كلياً. كما يمكنها تحقيق استخدام أكثر فاعلية للزمن والموارد على المدى البعيد.
4- الإحياء الحاسوبي computer animation
يؤدي التصميم بمعونة الحاسوب في صناعة الأفلام والوسائط دوراً رئيساً في الإنتاج عالي البيانية highly graphical، والتسلية، والتمثيل المرئي الجذاب. وفي الأفلام يستخدم التصميم بمعونة الحاسوب لإنشاء المؤثرات الخاصة، في حين يستخدمه صانعو الإعلانات التلفازية لإنشاء إحياء نابض بالحياة للمنتجات والأجسام. كما تستخدم الشركات الإحياء بالتصميم بمعونة الحاسوب جزءاً من البحث والتطوير لمنتجاتهم.
اتسم عهد التصميم بمعونة الحاسوب الحديث بتحسينات في النمذجة وإدراج أدوات تحليل المنتجات وإدارتها منذ مرحلة التصور، مروراً بالتصميم الهندسي، ووصولاً إلى التصنيع والبيع والصيانة (وهو ما يعرف الآن بإدارة دورة حياة المنتج).
أما فيما يخص مستقبل التصميم بمعونة الحاسوب فيتوجب على المهندسين والمصممين تلبية الطلب المتزايد على إنشاء أدوات ذات إمكانات أكبر وسرعة أكبر وجودة أعلى. وثمة حاجة إلى طرح طريقة جديدة في العمل لتلبية الطلبات وليس مجرد إضافة سمات جديدة وتحديث واجهة المستخدم.
وتندرج التقانة المتزامنة synchronous technology التي طرحتها شركة سيمنز Siemens في هذا الإطار؛ لأنها تجمع بين الدقة والتحكم في التصميم القائم على السمات feature-based وبين سرعة النمذجة الصريحة explicit modeling ومرونتها. ويسمح هذا التطوير بخفض زمن تخطيط بناء نموذج، وخفض زمن انتظار تغيير التصميم، وخفض زمن إعادة نمذجة المعطيات المستوردة أو معطيات الزبون من أجل استخدامات جديدة.
تحققت غالبية إيرادات التصميم بمعونة الحاسوب بفضل أدوات النمذجة الوسيطية parametric modeling، لكن النمذجة الوسيطية هي نهج مجرد لإنشاء الهندسة. في حين أن النمذجة المباشرة أيسر فهماً للأشخاص، ولعل الحل الأمثل هو مزيج من النمذجة الصريحة والوسيطية. ويرجح الخبراء أن يكون لثلاث تقانات أثر كبير في تحديد مستقبل التصميم بمعونة الحاسوب: واجهات جديدة شديدة التفاعلية interactive وفائقة الود friendly، والمحاكاة المضمَّنة embedded، والسحابة cloud. إذ ستسمح الواجهات شديدة التفاعلية والود باستقطاب مستخدمين جدد وبدعم تكرار أسرع للتصاميم. أما المحاكاة المضمَّنة فستسمح للمستخدمين بتحليل معطيات التصميم في أثناء النمذجة بحيث يدرك المصممون على الفور نتيجة أي تغيير يلتزمونه. أما السحابة فستقدم قدرة حاسوبية هائلة مهما تكن تجهيزة المستخدم حتى التجهيزات النقالة.
ومن جانب آخر، ومع أن نظام التشغيل ويندوز لمايكروسوفت Microsoft Windows يسيطر على 90% من سوق نظم تشغيل زبائن التصميم بمعونة الحاسوب، فإن بعض المصممين يعتقد أن النسخ الأصيلة لبرامج التصميم بمعونة الحاسوب المخصصة لمنصات التشغيل الأخرى -مثل النسخ الخاصة بماكنتوش Macintosh- ستحقق اختراقاً ونمواً في المستقبل.
والأفق الآخر المطروح هو تطوير أدوات تصميم بمعونة الحاسوب منخفضة التكلفة -أو مجانية- قد تخطف حصة من السوق الذي تسيطر عليه الشركات الكبيرة، وهذا التوجه قد بدأ فعلاً.
ومن جانب آخر أضحى استخدام عدد متزايد من وحدات المعالجة المركزية Central Processing Units (CPU) ضرورياً للتنفيذ المستقبلي. ويرجح الخبراء أن البرمجيات التي لن تغدو متعددة النوى على نطاق واسع ستعجز عن اللحاق بالركب مع تضخم حجم النماذج وازدياد تعقيدها.
وأخيراً ستصبح الواجهات القائمة على اللمس touch-based وعلى الإيماءات gesture-based واسعة الانتشار، فالعمليات المحددة -مثل التزويم (تغيير حجم الصورة) zooming، والتحريك الانسحابي panning، والدوران rotate- ستفيد بصورة خاصة من التفاعلات القائمة على اللمس. كما أن هذه التقانات ستمثل واجهات ممتازة للتجهيزات المحمولة handheld واللويحية tablet.
|
مراجع للاستزادة: - J. Bacus, Digital Sketching: Computer-Aided Conceptual Design (Practical Revolutions), Wiley 2020. - G. Blokdyk, Computer-Aided Design and Drafting CADD Complete Self-Assessment Guide, 5STARCooks 2021. - C. K. Maiti, Introducing Technology Computer-Aided Design (TCAD): Fundamentals, Simulations, and Applications, Jenny Stanford Publishing 2017. |
- التصنيف : كهرباء وحاسوب - النوع : كهرباء وحاسوب - المجلد : المجلد الثامن مشاركة :
اخترنا لكم
المجلدات الصادرة عن موسوعة العلوم والتقانات
