電気設計の進化：手書き図面からスマートCAEへ

テクノロジーは印象的な指数関数的速度で成長し、過去の革新を遠い記憶に変えています。電気設計は、スクラッチペーパーでの回路図起草からCADソフトウェア使用まで、数十年かけて進化してきました。自動車の原型は本質的に馬車であり、馬では決して達成できない速度で走るガス動力車へと変貌しました。

一方、エンジニアリング設計プロセスは長い間同じであり、変わっておらず、おそらく今後も変わらないでしょう。エンジニアリング設計プロセスは、最大効率を要求するシンプルな8ステップ手順です。プロセスのあらゆる遅延は、エンジニアリング設計プロセス完了総時間に深刻な影響を与えます。設計プロセスと、あらゆる企業が適切に進行するために必要なステップをウォークスルーしましょう。
1. 問題の特定
2. 基準と制約の特定
3. 可能な解決策のブレインストーミング
4. 解決策の生成
5. 可能性の探索
6. アプローチの選択
7. モデルまたはプロトタイプの構築
8. 設計の再定義

ステップ1〜6は、調査と可能なオプションの探索以上をほとんど必要としません。モデルまたはプロトタイプ構築には、アイデアを表現する物理的またはバーチャルモデルが必要です。電気エンジニアリング設計ソフトウェアは、プロセス全体を成功させるか失敗させるかの分かれ目となります。今日のCAD設計ソフトウェアの高度な機能を持たなかった人々にどのような困難が生じ、設計プロセスにどう影響したかを見てみましょう。

手書き図面の時代

元来の配線図は、製図用紙上にすべてのコンポーネントが視覚的に表現された粗いグラフィカル図に過ぎませんでした。これによりエンジニアは設計全体の輪郭と相互接続を把握できました。今日一般的な典型的配線図表記法は、1800年代後半には十分発達しておらず、ほとんどのコンポーネントが実際の部品と視覚的に同一に見えました。

手書き配線図

配線リストは、ピン位置とその接続を指示する手書きドキュメントでした。一般的に入力ピン番号、信号、出力ピン番号、コネクタを示しました。手書き配線リストは、現代コンピューティング技術登場前の電気エンジニアが持っていたすべてでした。
 

CADソフトウェアによるデジタル時代

デジタル時代の進歩により、電気・機械エンジニアの設計プロセス支援のために高度な機能を持つCADソフトウェアが開発されました。CADプログラムの開発により、コンポーネントのバーチャルモデリングが、従来のオールドスクールドレーターによるブループリント作成より遥かに容易になりました。コンポーネント製図の時代（描画による）は、今日の2D/3Dコンピュータ支援設計ソフトウェアに置き換わりました。
製図 CADソフトウェアの開発以来、プロトタイプをバーチャルに生成する手段が、エンジニアリング設計のペースを劇的に変えました。CADは1950年代後半から存在し、エンジニアの生活を楽にするため、より多くの機能を生み出すファストトラックを走ってきました。過去10年間でAutoCAD、SolidWorksなどにより、バーチャルプロトタイピングが普及しました。

ユーザー体験の時代 - エラー回避を支援するスマートCAEソフトウェア

過去のエンジニアリング設計で使用されたいくつかの手法を簡単に振り返ると、CAD機能が依然として自律性のアイデアを中心に開発されていることに注目すべきです。企業は、プロジェクトを描画するだけでなく、それを理解し、その知識を設計中にユーザーへ助言し、警告やアクション禁止により設計エラーを回避するソフトウェアを作ることで、ユーザー体験を可能な限り苦痛のないものにしようとしています。これらの新しいソフトウェアは、短絡接続を許可しない、ワイヤゲージが互換性ない場合に接続を自動的に禁止する、ワイヤがどれだけ曲げられるか（破断前）の概念を理解する、機械ソフトウェアソリューションと統合して3Dワイヤルーティングを可能にする、等々、さらに多くのことができます。市場のさまざまなソフトウェアと、それぞれが持つ強みと弱みを調べるのは良いアイデアです。人々は前進し、エンジニアリング設計プロセスをより良くするためのより良い方法とツールを開発しようと努め続けています。古い馬車ソフトウェアではなく、市場には完璧に良い、より良いフェラーリがあるのに、それを使わない手はありません。

あらゆるCADソフトウェアのエラーと障害は、あらゆるプロジェクトのタイムスケジュールに深刻な影響を与え、望まない遅延を招きます。市場でトップクラスのCADソフトウェアを確保することで、最も一般的に遭遇する設計問題のいくつかに遭遇するリスクを減らせます。これらの問題は企業に以下をもたらす可能性があります。

1. 製品が頻繁に市場投入遅延
2. 開発サイクル長期化で製品寿命短縮、収益性低下
3. トラブルシューティングによる試作時間増で製品コスト増、収益性低下
4. 非効率な製品開発プロセスでスケジュール遅延/逸失、顧客満足度低下
5. 市場投入遅延で競合にシェア機会を与える

これらの問題は、製品開発時間を効果的に短縮し、全体効率を向上させる最良のCADソフトウェアを持つことで容易に改善できます。CADソフトウェアの欠陥トラブルシューティングでデッドラインを守るのは企業の責任ではなく、顧客のために利用されたCADソフトウェアのメーカーの責任です。非効果的なソフトウェアは製品開発サイクルを傷つけ、企業生産性を低下させるだけ。製品開発をより効率的にする最良のCADソフトウェアを持つことが、私が提供できる最良のアドバイスです。開発をバックトラックして最初の木製車輪を輸送に、石板を設計ドキュメントに再利用し、生産性を妨げないことを期待するのは避けたいものです。

電気設計が長年にわたって辿ってきた進化について、あなたの考えは？ 高度なテクノロジーとCADソフトウェアは設計のストレスを取り除きましたか、それとも少し怠け者になったと感じますか？