طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) چیست و چرا مهم است؟

وقتی اکثر مردم تصور می کنند یک کارگر ساختمانی وجود دارد، فردی را در یک کارگاه ساختمانی می بینند که کلاه سخت و جلیقه ایمنی بر سر دارد. شاید این شخص در حال نصب دیوارهای خشک، میخ زدن، کف پوشاندن یا حتی ناهار خوردن در بالای سطح زمین است که تصویر نمادین ناهار بر فراز آسمان خراش را تداعی می کند. اگرچه همه اینها بخشی از کار را تشکیل می دهند، ساخت و ساز از بسیاری جهات یک کار فنی است. این همیشه وجود داشته است، اما با معرفی CAD، نقش فناوری در صنعت و تأثیر آن بر کار هر دو افزایش یافته است.

تاریخچه CAD

ریشه CAD به اوایل دهه 60 و پاتریک هانرتی و ایوان ساترلند بازمی گردد. هنگام کار برای جنرال الکتریک، هانراتی برنامه ای را توسعه داد که DAC نامید، اولین سیستمی که از گرافیک های تعاملی و یک سیستم برنامه نویسی کنترل عددی استفاده می کرد.

فقط دو سال بعد، در سال 1963، ایوان ساترلند سیستمی را طراحی کرد که "مقطع جدیدی را در مدل سازی کامپیوتری سه بعدی و شبیه سازی بصری، که اساس CAD است، گشود."ساترلند برنامه خود را Sketchpad نامید و توضیح داد: «به طراحان اجازه می دهند از یک قلم نوری برای ایجاد نقشه های مهندسی مستقیماً روی CRT استفاده کنند.»

هانرتی در سال 1971 برنامه ای به نام ADAM را توسعه داد. این سیستم به عنوان «نخستین سیستم طراحی، طراحی و ساخت گرافیک تعاملی و یکپارچه تجاری موجود» توصیف شد. تقریباً نه برنامه از هر 10 برنامه CAD ریشه در ADAM دارند.

Hanratty به مرور زمان ADAM را ارتقا داد و آن را قادر ساخت که روی کامپیوترهای 16 بیتی و بعداً 32 بیتی اجرا شود. با تغییر نام به AD-2000 همراه با قابلیت های بیشتر ماشینکاری و روکش، این برنامه به یک موفقیت تبدیل شد.

هدف از CAD

CAD که توسط مهندسان، معماران و مدیران ساخت و ساز استفاده می شود، جایگزین پیش نویس دستی شده است. این به کاربران کمک می کند تا طرح هایی را به صورت دو بعدی یا سه بعدی ایجاد کنند تا بتوانند ساختار را تجسم کنند.

CAD توسعه، اصلاح و بهینه سازی فرآیند طراحی را امکان پذیر می کند.

CAD توسعه، اصلاح و بهینه سازی فرآیند طراحی را امکان پذیر می کند. به لطف CAD، مهندسان می توانند نمایش های دقیق تری داشته باشند و به راحتی آنها را اصلاح کنند تا کیفیت طراحی را بهبود بخشند. این نرم افزار همچنین نحوه تعامل مواد مختلف را در نظر می گیرد: این امر به ویژه مرتبط است زیرا جزئیات بیشتری توسط پیمانکاران فرعی به نقشه ها اضافه می شود.

امروز ، نقشه ها/برنامه ها را می توان در ابر ذخیره کرد ، بنابراین ، پیمانکاران به نقشه ها و برنامه های مبتنی بر CAD در محل کار دسترسی پیدا کرده اند. کل تیم ها می توانند تغییرات برنامه را به راحتی از جمله پیمانکار و پیمانکاران فرعی بررسی کنند. به این ترتیب ، برای احزاب ذیربط می تواند تأثیر احتمالی تغییرات را در ساخت و ساز و سازگاری در صورت لزوم تشخیص دهد. چنین دسترسی آماده به برنامه ها باعث بهبود ارتباط می شود.

استفاده مؤثر از کلیه اطلاعات در نهایت باعث افزایش بهره وری می شود. CAD طراحان را قادر می سازد برق ، لوله کشی و سایر عناصر را در نظر بگیرند و به ایجاد یک طراحی جامع تر کمک می کنند. در نهایت ، این ترجمه به تغییرات کمتر کار و شگفتی های کمتری در طول ساخت و ساز است.

CAD و Spinoffs آن ، با ویژگی های بسیاری ، در کل صنعت ساخت و ساز و در تمام مراحل این روند به یک اصلی تبدیل شده اند. تأثیر فناوری آن یک تغییر دهنده بازی در صنعت بوده است-ساخت و ساز را به یک کار فناوری تبدیل کرده است.

کاد در عمل

اریک سیلویک مهندس ارشد ساخت و ساز مجازی در SNDT Construction ، یک پیمانکار عمومی کامل خدمات است که یکی از بزرگترین شرکت های ساختمانی در ایالات متحده است.

Cylwik روی ساخت و سازهای مجازی تمرکز دارد و در طول حرفه خود روی مدل سازی سه بعدی برای استفاده های ساختمانی متمرکز شده است. وی در نقش خود در ساخت و ساز SNDT ، با مشخص کردن اینکه چگونه فناوری می تواند پیش بینی ، سرعت و کیفیت را به کار خود برساند ، از مردم در تجارت ساخت و ساز پشتیبانی می کند. او همچنین تضمین می کند که این فناوری به درستی کار می کند.

استفاده CYLWIK از CAD به روزهای دانشگاهی خود در دانشگاه ایالتی آریزونا باز می گردد و در آنجا تحصیلات خود را در زمینه طراحی انجام داد. وی گفت: "این اولین ابزاری بود که من هنگام تنظیم در مورد ایجاد سکانس های سه بعدی و انیمیشن استفاده کردم."

قادر به تجسم چیزی به صورت سه بعدی ، به تیم طراحی و ساخت و ساز ایده ای می دهد که پروژه تمام شده باید به نظر برسد.

امروز Cylwik به طور مرتب از "میزبان ابزارهای مختلف مربوط به CAD" استفاده می کند. او با کمک آنها می تواند مدل های دقیقی از چیزی را که هنوز طراحی نشده است ، توسعه دهد. او راه هایی برای انتقال پرونده ها در بین بازیکنان کلیدی و ایجاد یک مدل قصد طراحی نهایی کار می کند.

سیلویک گفت: "قادر به تجسم چیزی به صورت سه بعدی ، به تیم طراحی و ساخت و ساز ایده ای می دهد که پروژه تمام شده باید به نظر برسد."

زمانی که سیلویک در گروه حمل ونقل Sundt بود، از داده های CAD برای تعیین ارتفاع جاده ها، پل ها و غیره استفاده می کرد. تیم CAD را به تجهیزات موجود در میدان متصل کرد تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات وظایف را مطابق با مشخصات انجام می دهند."به طور سنتی، این کار فشرده بود، اما این [CAD] به طور کامل روند را تغییر می دهد. این یک صرفه جویی در زمان است. ایمنی را بهبود می بخشد و هزینه ها را کاهش می دهد.

بسیاری از پیشنهادات CAD موجود است که ممکن است به ویژه برای کسانی که در ساخت و ساز هستند مفید باشد. در زیر برخی از بهترین نرم افزارهای CAD برای صنعت ساخت و ساز را مشاهده می کنید.

بهترین نرم افزار CAD موجود

CAD Civil 3D برای برنامه ریزی، طراحی و مدیریت پروژه های مهندسی عمران استفاده می شود. پروژه ها را می توان به «سه دسته اصلی پروژه های توسعه زمین، آب و حمل و نقل تقسیم کرد. و می تواند شامل توسعه منطقه ساخت و ساز، مهندسی راه، توسعه رودخانه، ساخت بندر، کانال ها، سدها، خاکریزها و بسیاری دیگر باشد.... [این] برای ایجاد مدل های سه بعدی (سه بعدی) از ویژگی های زمین، آب یا حمل ونقل و در عین حال حفظ روابط پویا با داده های منبع مانند درجه بندی اشیاء، خطوط شکست، خطوط و راهروها استفاده می شود.

CAD Plant 3D makes راه حل های مدرن طراحی سه بعدی را برای طراحان و مهندسان کارخانه ارائه می دهد. این برنامه به ساده سازی مدل سازی اجزای کارخانه از جمله لوله کشی و سازه های پشتیبانی کمک می کند. این نرم افزار تعدادی ابزار را برای مقابله با چالش های معمول طراحی کارخانه و فرآیند، مانند استانداردسازی و سفارشی سازی قطعات برای یک پروژه خاص، ارائه می دهد. همچنین دقت را بهبود می بخشد و همچنین بهره وری طراحی و مهندسی را افزایش می دهد زیرا چالش های معمولی هنگام ساخت مدل مورد توجه قرار می گیرند.

CATIA یک نرم افزار طراحی مبتنی بر ابر است که برای مدل سازی فیزیکی استفاده می شود و در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. در ساخت و ساز، طراحی ساختمان ها را تسهیل می کند. این نرم افزار همچنین به عنوان یک ابزار سطح بالا (در حال توسعه شکل یک شی) دیده می شود. علاوه بر این، CATIA از مراحل مختلف طراحی محصول پشتیبانی می کند و به طراحی سیستم های مختلف مانند HVAC الکترونیکی کمک می کند.

این فناوری و فرعی های آن برای پروژه های ساختمانی در همه نوع و در تمام مراحل تبدیل شده است.

SkyCiv Structural 3D یک برنامه نرم افزاری مهندسی سازه مبتنی بر ابر است که برای مهندسین عمران و سازه طراحی شده است. این برنامه به طور کامل آنلاین، کاربران را قادر می سازد تا طیف گسترده ای از ساختارها را مدل سازی، تجزیه و تحلیل و طراحی کنند. مهندسان می توانند مسائل متعددی مانند خمش، تنش و کمانش را تجزیه و تحلیل کنند. با عملکرد مدل تعمیر هوشمند، این برنامه به کاربران کمک می کند تا مشکلات را شناسایی و تعمیر کنند.

SolidWorks Premium، برنامه ای که بر روی ویندوز مایکروسافت اجرا می شود، دارای قابلیت های قدرتمند طراحی سه بعدی است. مسلماً می توان از آن برای ایجاد طرح های دو بعدی استفاده کرد، اما این ابزارهای مرتبط با سه بعدی هستند که آن را برای مهندسان مکانیک و طراحان بسیار ارزشمند می کنند. SolidWorks "ابزارهای طراحی قدرتمند از جمله قطعات پیشرو در صنعت، مونتاژ، و قابلیت های ترسیم را با شبیه سازی داخلی، رندرینگ، انیمیشن، مدیریت داده های محصول و برآورد هزینه ادغام می کند."این برنامه به کاربران اجازه می دهد تا یک مدل سه بعدی از هواپیمای دو بعدی ایجاد کنند و بالعکس.

CAD از زمانی که Hanratty، Sutherland و دیگران آن را اختراع و بهبود بخشیدند، راه طولانی را طی کرده است. این فناوری و فرعی های آن برای پروژه های ساختمانی در همه نوع و در تمام مراحل تبدیل شده است. دقت را بهبود می بخشد، ارتباطات را افزایش می دهد، روند ساخت و ساز را سرعت می بخشد و هزینه ها را کاهش می دهد.

اگر این مقاله را دوست داشتید، در اینجا چند کتاب الکترونیکی، وبینارها و مطالعات موردی وجود دارد که ممکن است از آنها لذت ببرید:

لری برنشتاین

در 5 سال گذشته، لری برنشتاین درباره صنعت ساخت و ساز نوشته است. او به عنوان یک نویسنده مستقل، ساخت و ساز را از A-Z پوشش داده است. کار او در The Jobsite در درجه اول بر دریافت دیدگاه داخلی از شرکت های ساختمانی و چگونگی تقویت آنها با استفاده از نرم افزار مدیریت پروژه ساختمانی متمرکز شده است.

تعاملات خواننده

نظرات

سلام لری برنشتاین

معمار من نقشه های طبقه من را برای مهندسان MEP ارسال کرد قبل از اینکه دولت منطقه ایالتی محلی من ردپایی را در نقشه سایت/سایت ساختمان من تایید کند. پلان های طبقه شامل 13 صفحه نقشه است. بنابراین در حال حاضر اصلاحاتی برای کاهش عرض ساختمان از 53 فوت به 50 فوت و حذف زیرزمین برای ساخت دال بر روی درجه مورد نیاز است.

لری سوال من این است که معمار من از CAD برای ایجاد این تغییرات استفاده می کند. آیا تغییرات ذکر شده در بالا طبق نظر معمار دشوار و زمان بر است یا CAD کار را ساده می کند.

من یک ماه و نیم منتظر تکمیل این تغییرات بودم، لری اگر کسی از CAD استفاده کند تا این تغییرات را در زمان واقعی انجام دهد، تقریبا چقدر طول می کشد؟

با تشکر یک پاسخ قدردانی خواهد شد،

جیمز اچ کیترل

صبح بخیر جیمزبا تشکر از خواندن پست. از پاسخ/سوال شما سپاسگزارم. متاسفانه جواب دقیقی برای شما ندارم. با این حال، می توانم با اطمینان بگویم که زمانی که شما منتظر بوده اید بیش از حد است و دلیلی وجود ندارد که این مدت زمان را صرف کنید. موفق باشید.

سه سیستم طراحی به کمک کامپیوتر کدامند؟

کنت جاساری می گوید

با تشکر از شما برای بهترین تعریف برای نرم افزار CAD.

لیدیا موکیسا می گوید

سلام لری، نام من لیدیا است و در حال حاضر برای شرکتی کار می کنم که فکر می کند می توانم یک مهندس طراحی عالی باشم، اصول اولیه چیست. با تشکر.