従来のMCADおよびECADの課題を克服する
MCADとECADは、ほとんどの設計エンジニアの日常業務に組み込まれています。おなじみですが、どちらのプログラムも長い道のりを歩んできており、進化を続けています。この記事では、これらの設計ツールの過去と未来を学びます。
メカニックコンピュータ支援設計（MCAD）と電子コンピュータ支援設計（ECAD）は、今日の現代の設計の世界でますます一般的になっています。どちらの設計CAD分野も、パトリック・ハンラッティ博士のPRONTOシステムの黎明期を迎えた1957年にさかのぼります。人気のある「CADの父」は、今日のアプリケーションの基礎を築きました。 Ivan Sutherlandは、わずか3年後にSketchpadを使用してトーチを運びました。これは、グラフィカルユーザーインターフェイス（GUI）の時代を正式に開始したものです。この視覚的な基礎が築かれると、プログラマーはより豊富な機能を急速に開発しました。
図1。 MCADおよびECADプログラムは、設計ワークフローを合理化し、設計プロセスをスピードアップするのに役立ちます。
それ以来、MCADとECADは、コンピューター化されたコンジットと歩調を合わせて進化してきました。アプリケーションはより複雑になり、最終的には16ビットおよび32ビットコンピューターで動作するように更新されました。初期のCADプログラムは商用製品であり、それに合わせて高額な値札が付けられていました。また、メインフレームコンピュータ用にカスタマイズされています。アプリケーションは、牽引力を見つけてすぐにMacに登場し、後に主流の市場で勢いを増したため、PCに登場しました。 SynthaVision、ADAM、およびAutoCADは、MCAD / ECAD業界を作り直し、非常に馴染みのある現代のCAD時代を先導しました。では、MCADとECADは、創業以来どのように進化してきましたか？
エンジニアがMCADおよびECADプログラムを必要とする理由
設計および製造プロセスの近代化により、1つのことが明確になりました。製品パイプラインがより野心的になるにつれて、長年の設計手法では不十分でした。エンジニアは、これまで知られていなかった、または比較的未踏の革新的な材料（および化合物）を利用し始めました。したがって、彼らは、改良された電子機器や機械化されたシステムを含む、拡張された出力の幅を概念化することができます。
図2。 MCADとECADは、最初に導入されてから大幅に変更されました。コンピュータ化されたプログラムは、現代のMCAD / ECADの世界の一部です。
MCADとECADの台頭は、材料科学の進歩と歩調を合わせて発生しました。半導体はハンラッティの貢献の10年前に発見されましたが、技術は着実に進化していました。それらは、より強力で、トランジスタ密度が高く、起動するのにコンパクトになりつつありました。 1960年代以降、新しい素材が最前線に登場しました。セラミック、ポリマー、超伝導体、磁性材料、および金属合金は、設計に役立ちました—そして今もそうです。
紙からPCへ
エンジニアが効果的にブレインストーミングを行いたい場合は、コンピューター化されたアプリケーションに譲るのに手動の回路図面が必要でした。手描きのデザインは、何度も作成して複製するのが特に面倒でした。 PCB設計者はテープとマイラーを求めて暮らしていましたが、回路技術が飛躍的に進歩するにつれて、すぐに時代遅れになりました。ドキュメントは扱いにくい場合もあります。ドキュメントは簡単に置き忘れられ、破損し、分散したワーカー間で共有することは事実上不可能です。
さらに、設計プロセスは全体的に実験的かつ反復的になり、多くの利害関係者が開発用Cookiejarに手を差し伸べました。組織は、無数の要件を満たすためにより多くの変更が必要になったため、サイロ化されたアプローチを徐々に放棄しました。チームは、テーブルに適応性をもたらすシステムを必要としていました。
複雑な設計では、最終生産の前に十分な改良が必要です。今日の基準でも、設計を即座に最適化することは非常にまれです。プロトタイプが作成され、欠陥が発見され、機能強化が行われます。このような変更を物理図に適用することは、非常に困難な場合があります。既存の設計を修正するか（以前のバージョンの整合性を消去する）、まったく新しいドキュメントを作成する必要があります。 CADによる効率とプロセスの文書化の強化は、非常に早い段階で魅力的でした（必須ではないにしても）。
MCADとECADが登場すると、その可能性がすぐに明らかになりました。ただし、これらの現代的なアプローチでさえ進化する必要がありました。
MCADとECADの進化
CADのストーリーは民主化の1つであり、フィールドでの開発により、アプリケーションがより手頃な価格で、ユーザーフレンドリーになり、さまざまなマシンの所有者がアクセスできるようになりました。 MCADとECADは多くの問題を解決しましたが、それらの開発によりいくつかの代役が生まれました。
図3。 オートデスクのFusion360MCADおよびECADプログラムを描いたスクリーンショット。
コスト
ItekのDigigraphicsのように、初期のプログラムは非常に高価で、システムあたり500,000ドルで販売されていました。開発者は、参入障壁を下げることに正確に関心を持っていませんでした。代わりに、多くの人がアーリーアダプターのやや捕らえられた聴衆を誘惑しようとしました。時間の経過とCAD市場の拡大に伴い、競争によって価格が規制されました。エンジニアリングの大衆は時流に乗っており、ユーザーベースの拡大はCADの成功に貢献しました。
UIとUX
初期段階では、MCADおよびECADプログラムは、ほとんど技術ユーザー専用に設計されていました。外部のチームはソフトウェアを安全に処理できず、設計を成功させるには専門的なトレーニングが必要でした。多くの場合、アクションは隠された構成の広大な海に埋もれており、操作が必要であり、コントロールは直感的ではありませんでした。これらの厄介な欠陥は、Sketchpadの即時の人気に貢献しました。前任者にはなかったインタラクティブで視覚的な体験を提供しました。
CADプログラムは、1987年までは専ら2Dであり、Pro / ENGINEERがリリースされました。オートデスクのような以前の貢献者はAutoCADを導入しました。これは、1982年の発売から10年分の称賛を集めましたが、この最初のイテレーションの執筆は壁にかかっていました。デザインはますますエレガントになり、新しい素材は、他のプロセスの中でもとりわけ、80年代に積層造形（別名3D印刷）を生み出しました。古い製品は直線的で硬い線が特徴でしたが、新しい製品には曲線があり、独特の切り欠きが豊富でした。コンポーネント間の装備は進化していました。
エンジニアは、設計段階でこれらの製品をより適切に視覚化するために3D機能を必要としていました。操作は検査プロセスに不可欠であり、廃棄物の削減に不可欠です。デジタル設計により、エンジニアは仮想プロトタイプを作成できます。未発見の傷のある物理モデルを吐き出すのとは対照的に、プログラム内で設計の不整合を見つける方がはるかに簡単（かつ安価）です。 3次元ツールは、製品を画面上で生き生きとさせるのに役立ちます。これは、2Dモデリングではほとんど達成できない効果です。この認識により、オートデスクのような企業は1994年にソフトウェアを刷新するようになり、他のベンダーもすぐにそれに続きました。
統合と柔軟性
MCADとECADに特に固有ではありませんが、初期のアプリケーションは一般的に壁に囲まれていました。統合されたソフトウェアエコシステムは一般的ではありませんでした。つまり、CADプログラムで作成されたデザインは、手動で他のアプリに変換する必要がありました。無料のアプリケーションへのAPIブリッジやデジタルリンクはありませんでした。断片化は生産性を損ない、組織全体の調和を乱す可能性があるため、これはコラボレーションにとって特に厄介でした。
残念ながら、企業は最近までCADプログラムをオンサイトでの使用に制限していました。今年以前は、従業員は通常、生産性を高めるためにオフィス内に立ち会う必要がありました。職場は現在、文化的見地から近代化と移行を始めており、人々がリモートで作業できるようになっています。この新しい通常は、ブラウザベースのソリューションを要求しました。製造業は常に伝統的な産業として知られており、物理的な資源がねぐらを支配しています。最新のECADおよびMCAD製品は、その物語を頭に浮かび上がらせるのに役立ちました。
Fusion360でクラウドを活用する
今日のソフトウェアはどこからでもアクセスできる必要があり、接続されたチームが最も生産性が高い傾向があります。 MCADとECADをクラウドに移行することは、論理的な次のステップでした。
図4。 オートデスクのFusion360MCADおよびECADプログラムのスクリーンショット。
この取り組みの一環として、MCADとECADはFusion 360内で統合されました。このプログラムにより、次のことが可能になりました。
- すべてのチームがアクセスできる一元化された場所で注釈とコメントを設計する
- 一元化されたファイル管理とファイル形式の標準化
- 外部の利害関係者とのコラボレーション
- シミュレーションやテストを含む、すべての製品設計の側面の操作と反復
- 電子機器の設計と製造の設計
- 簡単なドキュメント
このアプローチにより、MCADとECAD全体の準備が整いました。ユーザー中心のプログラミングに続いて、精神は別の必要性です。これらのプログラムは、より文脈的に健全で、機能的で、使いやすくなっています。 Fusion 360のようなアプリケーションは、オートデスクの他のソフトウェア製品とも統合されているため、ウィンドウ間のジャンプが少なくなります。
最新のECADとMCADは革新的です
エンジニアは、MCADとECADがより収束していることを知って喜ぶでしょう。新製品が電子制御と機械的機能を融合させたため、これら2つの設計分野は相互に依存するようになりました。
図5。 クラウドコラボレーションは、より多くのエンジニアが自宅で設計と作業を続けるため、生産性の向上に役立ちます。
最新のアプリケーションを使用すると、古いプログラムの頭痛の種を除いて、専門家が効果的にコラボレーションできます。 CADの世界はかつてよりもはるかに包括的であり、拡張された機能により、将来的には新しい高度な製品への扉が開かれました。
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