Tietokoneavusteinen suunnittelu

Esimerkki CAD-piirroksesta

Tietokoneavusteinen suunnittelu eli CAD[1] (engl. Computer-aided Design) on tietokoneen käyttöä apuvälineenä etenkin insinöörien ja arkkitehtien harjoittamassa suunnittelutyössä.[2]

CAD viittaa ohjelmistoon ja aikoinaan myös laitteistoon digitaalisten mallien tekoon fyysisistä kappaleista.[2] CAD on kehittynyt ratkaisemaan käsin piirtämisen epäkäytännöllisyyttä.[2] Varhainen CAD-piirtäminen oli kaksiulotteista, joka oli digitaalinen vastine sinikopiolle.[2] CAD ratkaisi monia tehokkuusongelmia sallien toistuvien kohtien kopioinnin, automatisointia ja virheiden välttämisen sekä korjaamisen helpommin.[2] Tarve syöttää malleja suoraan CNC-järjestelmille toi tarpeen kolmiulotteiselle mallinnukselle.[2] Varhainen kolmiulotteinen mallinnus käytti rautalankamalleja, mutta hienojakoisemmat suunnitelmat toivat tarpeen matemaattisesti kuvatuille pinnoille kuten NURBS-standardille.[2]

Historia

SAGE-konsoli ja valopistooli.

CAD juontaa juurensa Yhdysvaltain ilmavoimien SAGE-tutkajärjestelmään 1950-luvulla, joka käytti kuvaputkinäyttöjä tietokoneen käsittelemän tutkatiedon ja muun tiedon näyttämiseen.[3] Valopistoolilla operaattori pystyi tunnistamaan kohteen ja valitsemaan sopivan puolustusaseen kuten lentokoneen tai ohjuksen.[3] Järjestelmän kehityksestä seurasi myös useita teknologiayrityksiä.[3]

Ivan Sutherlandin Sketchpad-ohjelma mainitaan usein ensimmäisenä interaktiivisena graafisena järjestelmänä suunnitteluun ja hahmotteluun.[3] Sketchpad kehitettiin vuosien 1960–1963 välillä ja oli aiheena Sutherlandin väitöstyössä MIT:ssä.[3][2] Sketchpadia on sanottu ensimmäiseksi tunnistettavaksi CAD-järjestelmäksi.[2]

IBM:n kehittämä DAC-1 (Design Automated by Computer) valmistui General Motorsille vuonna 1964.[4] DAC-1 käytti IBM 7090 -suurtietokonetta erikoistuneella grafiikkakonsolilla ja valokynää, jolla käyttäjät pystyivät piirtämään, pyörittämään ja manipuloimaan kuvia.[4]

Applicon (perustettu vuonna 1969 nimellä Analytics, Inc) aloitti 1970-luvulla kehittämällä järjestelmän mikropiirien suunnitteluun, jossa käytettiin IBM 1130 -tietokonetta ja Computekin valmistamaa päätettä.[5] Tämän jälkeen Applicon siirtyi PDP-11-tietokoneiden käyttöön ja kehitti Applicon Graphics System (AGS) -järjestelmää.[5] Applicon myi tietokonetta oman grafiikan käsittelyyn tarkoitetun laitteiston kanssa.[5] Näyttölaitteet käyttivät "tallennusputki"-tekniikkaa (engl. storage-tube) ennen vuotta 1978, jolloin yhtiö tarjosi rasterinäyttöä vaihtoehdoksi.[5]

1960-luvulla Lockheed aloitti CADAM-järjestelmän, joka kaupallistettiin 1970-luvulla.[6] CADAM kehitettiin IBM S/360:lle, jolle IBM julkaisi 2250 Model I näyttöpäätteen.[6] 2250:ssä oli sisäänrakennettuna grafiikkaohjain ja se piirsi vektoreita.[6] CADAMin kehityksen aikana useimmat CAD-järjestelmät käyttivät Tektronixin "tallennusputki"-tekniikkaa, joka pystyi korkeaan kuvatarkkuuteen, mutta näytön pyyhkiminen ei onnistunut ja vain rajalliset valikko-ominaisuudet olivat mahdollisia.[6] IBM:n vektorinäytöt olivat kalliimpia, mutta tukivat valikoivaa pyyhkimistä ja kuvia pystyi siirtelemään sekä niillä pystyi nopeasti vaihtamaan valikkotietoa.[6] IBM:n ja Lockheedin mukaan valokynä oli parempi ratkaisu kuin erillinen piirtopöytäohjaus.[6] Hubble-avaruusteleskooppi ja Lockheed F-117 Nighthawk on suunniteltu CADAM:illa.[6]

Dassault kiinnostui 1960-luvulla tietotekniikan käytöstä suunnittelussa ja oli ensimmäisiä Lockheedin CADAMin lisensoineita 1970-luvulla.[6] 1970-luvun lopulla Dassault aloitti kolmiulotteiseen suunnitteluun tarkoitetun sovelluksen kehityksen.[6] Yhtiö kehitti ohjelman nimeltä CATI, joka myöhemmin nimettiin uudelleen CATIAksi.[6] CATIA kaupallistettiin ja tytäryhtiö Dassault Systèmes perustettiin vuonna 1981 kehittämään ja myymään ohjelmistoa.[6]

Computervision CADDS3 noin vuonna 1979.

Computervision oli 1970-luvulla ja suuren osa 1980-luvusta yksi merkittävimmistä yrityksistä CAD-teollisuudessa.[7] 1970-luvulla useat asiat yhdistyivät, jotka tekivät kaupallisesta CAD-järjestelmästä elinkelpoisen liiketoiminnan: minitietokoneiden hinnat, "tallennusputki"-tekniikkaan perustuvat näytöt ja digitaaliset plotterit olivat saatavilla, sekä monet keskeiset ohjelmistotekniikat kaksiulotteiselle ja kolmiulotteiselle grafiikalle oli julkaistu teknisissä artikkeleissa.[7] Computervision ja Calma olivat merkittäviä toimittajia elektroniikkateollisuuden käyttötarpeisiin piirilevysuunnitteluun ja mikropiirisuunnitteluun käytettävien järjestelmien toimittamisessa.[7][8]

Autodeskin perustajiin kuuluva Mike Riddle kohtasi yliopiston jälkeen 250 000 dollarin arvoisen Computervision-järjestelmän ja arveli sen käyttötavan perusteella, että mikrotietokonepohjaisella järjestelmällä voisi tehdä saman kuin mihin sitä käytettiin.[9] Riddle aloitti vuonna 1977 Interact-nimisen ohjelman kehityksen.[9] Autodesk perustettiin vuonna 1982 ja AutoCADia esiteltiin COMDEX-messuilla marraskuussa 1982 nimellä AutoCAD-80.[9] Ohjelmaa esiteltiin myös muiden näytteilleasettajien tiloissa ja palkittiin näyttelyn parhaana.[9]

Bentley Systemsin perustaja Keith Bentley työskenteli DuPontille ja kehitti PseudoStation-ohjelman.[10] PseudoStationin myynti alkoi vuonna 1984, jonka jälkeen MicroStation kehitettiin IBM PC/AT-tietokoneille.[10]

SolidWorks syntyi kun Jon Hirschtick lähti Computervisionilta 1990-luvun alussa ja aloitti uuden yrityksen.[11] Yrityksen tavoitteena oli kehittää edullinen kiinteiden kappaleiden mallintamiseen suunnattu ohjelmisto.[11] Dassault Systèmes osti yrityksen vuonna 1997.[11]

Tietokonelaskennan ja -grafiikan tehokäyttöä

Yksinkertainen mallinnusprosessi.

Tietokoneavusteinen suunnittelu sisältää muun muassa numeerista laskentaa, teknistä piirtämistä, kolmiulotteista mallinnusta ja tietokonesimulointia:

  • Numeerinen laskenta liittyy matemaattisiin kaavoihin, esimerkiksi rakennuksen rakennusosia rasittavien voimasuureiden laskentaan. Saatua tulosta käytetään hyödyksi rakennesuunnitelmissa. Numeerista laskentaa on harrastettu koko tietokoneiden olemassaolon ajan.
  • 2D-piirtäminen oli vaihe jossa tarvittavat suunnitelmapiirustukset tuotettiin tietokoneella. Samalla saatiin piirustuksiin uusia ominaisuuksia, esimerkiksi symbolien nopea lisäys ja pinta-alan automaattinen laskenta. Ensimmäiset kaupalliset CAD-piirtämiseen soveltuvat graafisen näytön sisältävät tietokoneet ja ohjelmistot tulivat markkinoille 1960-luvun alkupuolella. Tietokoneavusteinen 2D-piirtäminen yleistyi 1980-luvulla ja 1990-luvulla se teollistuneissa maissa syrjäytti käsin tehtävät tekniset piirustukset. 2000-luvulla 2D-piirtäminen on syrjäytymässä kolmiulotteisten mallien avulla tapahtuvan suunnittelun yleistyessä. "CAD"-termi mielletään nykyisin usein nimenomaan 2D-piirtämiseen liittyväksi.lähde?
  • 3D-mallit kehitettiin CAD-suunnitteluun 1970-luvulla, mutta yleistyi vasta 1980-luvulla tehdyn kiinteän kappaleen mallinnuksen kehityksen myötä.[12] Suunniteltavasta kappaleesta tai ilmiöstä valmistetaan ohjelmallinen (matemaattinen) malli, jota voidaan näytöllä tarkastella eri kuvakulmista. 3D CAD tarjoaa mahdollisuuden suunnitella kappaleita kolmiulotteisina, jolloin niiden hahmottaminen ja testaaminen on helpompaa.[13]
  • Simulointi tapahtuu esimerkiksi 3D-mallien avulla. Simulointiin on 1990-luvulta lähtien kehitetty runsaasti erilaisia sovelluksia. Simuloimalla voidaan tarkastella esimerkiksi lentokoneen ohjaamon hallintalaitteiden toimintaa, molekyylibiologiaa ja kemiallisia reaktioita, ydinräjähdyksiä, rakennuksen ilmastointijärjestelmän ilmankiertoa tai tulipalon leviämistä suunnitellussa rakennuksessa. Simulointia voidaan tehdä myös numeerisesti, se ei aina vaadi 3D-mallia.

Tietokoneella tehtävän suunnittelutyön monimutkaistuessa, esimerkiksi simulointien yhteydessä puhutaan usein tietokoneavusteisesta tekniikasta (CAE, engl. Computer Aided Engineering) erotuksena vanhemmasta, piirtämiseen liitetystä CAD-termistä.

CNC-valmistus ja CAM-koneistus

Tietokoneavusteisen suunnittelun tuloksia on käytetty valmistustekniikan laitteiden numeeriseen ohjaukseen jo 1950-luvulta asti. Tällöin valmistustieto koneelle saadaan ilman välissä olevaa piirustusten tulkintavaihetta, suoraan tiedostoina. Esimerkiksi auton pellit saadaan leikattua teräsrullalta tarkasti oikean kokoisina tiedostojen perusteella. Menetelmästä käytetään lyhennettä CNC (engl. computerized numerical control), laitteesta nimitystä NC-kone.

Järjestelmän ohjausta varten on 1980-luvulta lähtien kehitetty erityisiä tietokoneavusteisen valmistuksen CAM-ohjelmia – (engl. Computer Aided Manufacturing). Ruiskupuristusmuoviosien, valuosien ja koneistettavien osien valmistuksessa CAD-CAM-tekniikka on yleinen menetelmä.

Uusia käyttökohteita on kolmiulotteinen tulostus.

Ohjelmistoja

QCAD, avoimen lähdekoodin kaksiulotteinen CAD-ohjelma.

Suunnitteluohjelmistoja

Suomessa kehitetyt

Katso myös

Lähteet

  1. ↑ Lyhenneluettelo, Kotus
  2. ↑ a b c d e f g h i Alex Ball: Preserving Computer-Aided Design (CAD) (PDF) dpconline.org. huhtikuu 2013. Viitattu 7.4.2022. (englanniksi)
  3. ↑ a b c d e David E. Weisberg: The First Commercial CAD System (PDF) cadhistory.net. 2006. Arkistoitu 6.9.2021. Viitattu 6.9.2021. (englanniksi)
  4. ↑ a b Computerizing Car Design: The DAC-1 computerhistory.org. Viitattu 6.9.2021. (englanniksi)
  5. ↑ a b c d David E. Weisberg: Applicon (PDF) cadhistory.net. Arkistoitu 7.3.2022. Viitattu 27.3.2022. (englanniksi)
  6. ↑ a b c d e f g h i j k David E. Weisberg: IBM, Lockheed and Dassault Systèmes (PDF) cadhistory.net. Arkistoitu 31.3.2022. Viitattu 27.3.2022. (englanniksi)
  7. ↑ a b c David E. Weisberg: Computervision (PDF) cadhistory.net. Arkistoitu 27.1.2013. Viitattu 31.3.2022. (englanniksi)
  8. ↑ David E. Weisberg: CALMA (PDF) cadhistory.net. Arkistoitu 7.3.2022. Viitattu 31.3.2022. (englanniksi)
  9. ↑ a b c d David E. Weisberg: Autodesk and AutoCAD (PDF) cadhistory.net. Arkistoitu 16.2.2022. Viitattu 27.3.2022. (englanniksi)
  10. ↑ a b David E. Weisberg: Bentley Systems Incorporated (PDF) cadhistory.net. Arkistoitu 7.3.2022. Viitattu 27.3.2022. (englanniksi)
  11. ↑ a b c David E. Weisberg: SolidWorks (PDF) cadhistory.net. Arkistoitu 7.3.2022. Viitattu 7.4.2022. (englanniksi)
  12. ↑ The History of Design, Model Making and CAD creativemechanisms.com. 14.12.2015. Arkistoitu 17.5.2022. Viitattu 27.3.2022. (englanniksi)
  13. ↑ 3D CAD Vertex Systems. Viitattu 8.12.2023. (englanti)

Aiheesta muualla

Read other articles:

Museum Nanjing

Artikel ini bukan mengenai Museum Munisipal Nanjing. Nanjing Museum南京博物院Bagian luar Museum NanjingDidirikan1933LokasiNanjing, TiongkokJenisMuseum sejarah, museum seniSitus webwww.njmuseum.com Museum Nanjing (Hanzi: 南京博物院; Pinyin: Nánjīng Bówùyuàn) adalah sebuah museum yang terletak di Nanjing, ibu kota Provinsi Jiangsu di Tiongkok Timur. Dengan luas 70,000 meter persegi ([convert: unit tak dikenal]),[1] museum ini merupakan salah satu museum terbesar d...

 

Asago, Hyogo

Asago 朝来市Kota BenderaLambangLokasi Asago di Prefektur HyogoNegaraJepangWilayahKansaiPrefekturPrefektur HyogoPemerintahan • Wali KotaKatsuaki Taji (sejak Mei 2009)Luas • Total402,98 km2 (155,59 sq mi)Populasi (30 April 2017) • Total31,248 • Kepadatan78/km2 (200/sq mi)Lambang • PohonZelkova serrata • BungaSakuraZona waktuUTC+9 (JST)Alamat balai kota213-1 Higashitani, Wadayama-cho, Asago-shi, H...

 

Цилиндрическая печать

Ассирийская цилиндрическая печать из известняка и современный гипсовый слепок её изображения, содержащего мотив поклонения богу Шамашу; Лувр Цилиндрическая печать — выточенный из камня небольшой цилиндр с продольным осевым отверстием, который использовался в Древ...

Kagganapalli Radha Devi

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Desember 2022. Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Oktober 2022. Kaggan...

 

2018 Michigan Proposal 1

Proposal 1Michigan Regulation and Taxation of Marihuana ActResults Choice Votes % Yes 2,356,422 55.89% No 1,859,675 44.11% Valid votes 4,216,097 100.00% Invalid or blank votes 0 0.00% Total votes 4,216,097 100.00% Yes   60–70%   50–60% No   60–70%   50–60% Source: MLive[1] The Michigan Regulation and Taxation of Marihuana Act, also known as Proposal 1, was an initiative that appeared on the November 2018 ballot to legalize cannabi...

 

Danny Manning

American basketball player and coach Danny ManningManning in 2015Personal informationBorn (1966-05-17) May 17, 1966 (age 57)Hattiesburg, Mississippi, U.S.Listed height6 ft 10 in (2.08 m)Listed weight275 lb (125 kg)Career informationHigh school Page (Greensboro, North Carolina) Lawrence (Lawrence, Kansas) CollegeKansas (1984–1988)NBA draft1988: 1st round, 1st overall pickSelected by the Los Angeles ClippersPlaying career1988–2003PositionPower forwardNumber25, ...

Penyorotan pers pada genosida Armenia

15 Desember 1915. Judul artikel New York Times Halaman ini berisi daftar berita utama pers terpilih yang relevan dengan genosida Armenia dalam urutan kronologis, sebagaimana tercatat dalam arsip surat kabar. Sumber-sumber sebelum tahun 1914 sebagian besar berhubungan dengan pembantaian Hamidian dan pembantaian Adana. Genosida Armenia diliput secara luas di komunitas internasional dan di banyak publikasi seperti majalah, surat kabar, buku, dan memoar.[1] Beberapa organisasi, seperti Ne...

 

2001 Winston-Salem mayoral election

Winston-Salem mayoral election, 2001 ← 1997 November 6, 2001 2005 →   Nominee Allen Joines Jack Cavanagh Party Democratic Republican Popular vote 23,893 6,546 Percentage 78.29% 21.5% Mayor before election Jack Cavanagh Republican Elected Mayor Allen Joines Democratic Elections in North Carolina Federal government U.S. President 1792 1796 1800 1804 1808 1812 1816 1820 1824 1828 1832 1836 1840 1844 1848 1852 1856 1860 1868 1872 1876 1880 1884 1888 1892 1896 1900...

 

101e régiment du génie

Cet article est une ébauche concernant une unité ou formation militaire française. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. 101e régiment du génie Insigne régimentaire du 101e Régiment de Génie. Création 16 février 1944 Pays France Branche Armée de Terre Type Régiment du Génie Devise Le Génie ouvre la route Inscriptionssur l’emblème Italie 1939-1944Le Rhin 1945 Guerres Seconde Guerre...

哈萨克斯坦总统

此条目序言章节没有充分总结全文内容要点。 (2019年3月21日)请考虑扩充序言，清晰概述条目所有重點。请在条目的讨论页讨论此问题。 哈萨克斯坦總統哈薩克總統旗現任Қасым-Жомарт Кемелұлы Тоқаев卡瑟姆若马尔特·托卡耶夫自2019年3月20日在任任期7年首任努尔苏丹·纳扎尔巴耶夫设立1990年4月24日（哈薩克蘇維埃社會主義共和國總統） 哈萨克斯坦 哈萨克斯坦政府...

 

Keuskupan Sandhurst

Keuskupan SandhurstDioecesis SandhurstensisKatolik Katedral Hati Kudus, BendigoLokasiNegaraAustraliaProvinsi gerejawiMelbourneKoordinat36°45′17″S 144°17′07″E / 36.75472°S 144.28528°E / -36.75472; 144.28528StatistikLuas45.178 km2 (17.443 sq mi)Populasi- Total- Katolik(per 2004)Kenaikan 341.850Kenaikan 91,400 ( 26.7%)Paroki 41InformasiDenominasiKatolik RomaRitusRitus LatinPendirian30 Maret 1874KatedralKatedral Hati Kudus, Be...

 

Tablón de anuncios

Para el tablón de anuncios de los bibliotecarios, véase WP:TAB. Para la sección de avisos en la prensa escrita, véase Avisos clasificados. «Cartelera» redirige aquí. Para otras acepciones, véase cartel. Un tablón de anuncios saturado de avisos el Corredor Infinito del MIT, en noviembre del 2004. Corcho, un material común para un tablón de anuncios. Un tablón de anuncios[1]​ o una cartelera[2]​ es un lugar donde se pueden dejar mensajes públicos, por ejemplo, un aviso...

New Zealand

Island country in the southwest Pacific Ocean NZ redirects here. For other uses, see NZ (disambiguation) and New Zealand (disambiguation). New ZealandAotearoa (Māori)[example needed][discuss] (NZSL) Flag Coat of arms Anthems:God Defend New Zealand(Māori: Aotearoa)God Save the King[n 1]Location of New Zealand, including outlying islands, its territorial claim in the Antarctic, and TokelauCapitalWellington41°18′S 174°47′E / 41.300°S 174.783�...

 

Alexander Lévy

French professional golfer (born 1990) Alexander Levy redirects here. For the Israeli architect, see Pagoda House. Alexander LévyPersonal informationNicknameEl Toro[1]Born (1990-08-01) 1 August 1990 (age 33)Orange, California, U.S.Height1.78 m (5 ft 10 in)Weight82 kg (181 lb; 12.9 st)Sporting nationality FranceResidenceBandol, FranceCareerTurned professional2011Current tour(s)European TourFormer tour(s)Challenge TourProfessional wins5Highest ra...

 

شتيفان هوفمان

هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (ديسمبر 2018) شتيفان هوفمان معلومات شخصية الميلاد 9 أغسطس 1950(1950-08-09)ألمانيا  تاريخ الوفاة 21 نوفمبر 1985 (35 سنة)   مركز اللعب مدافع الجنسية ألمانيا  المسيرة الاحترافية1...

Telinga

Telinga, KupingBagian luar telinga manusiaRincianSistemSistem pendengaranPengidentifikasiBahasa LatinAurisMeSHD004423NeuroLex IDbirnlex_1062TA98A01.1.00.005 A15.3.00.001TA26861FMA52780Daftar istilah anatomi[sunting di Wikidata] Telinga atau kuping merupakan sebuah organ yang mampu mendeteksi/mengenal suara & juga banyak berperan dalam keseimbangan dan posisi tubuh.Telinga pada hewan vertebrata memiliki dasar yang sama dari ikan sampai manusia, dengan beberapa variasi sesuai dengan fun...

 

Shimoji-shima

Island within Ryukyu Islands You can help expand this article with text translated from the corresponding article in Japanese. (January 2021) Click [show] for important translation instructions. View a machine-translated version of the Japanese article. Machine translation, like DeepL or Google Translate, is a useful starting point for translations, but translators must revise errors as necessary and confirm that the translation is accurate, rather than simply copy-pasting machine-transl...

 

Иметь и не иметь (фильм)

Иметь и не иметьангл. To Have and Have Not Жанры драмавоенный Режиссёр Говард Хоукс Продюсеры Говард ХоуксДжек Уорнер На основе Иметь и не иметь Авторысценария Джулс ФёртменУильям ФолкнерКлив Ф.АдамсУитмен Чемберс В главныхролях Хамфри БогартЛорен Бэколл Оператор Сидни Х...

William Penn (amiral)

Pour les articles homonymes, voir Penn. Ne doit pas être confondu avec William Penn. William PennWilliam Penn, peint par Peter LelyFonctionsCommandant britannique de Jamaïque11 mai - 1655Robert VenablesMembre du Parlement de la ConventionMembre du Parlement d'AngleterreMembre du Parlement de 1661 à 1679BiographieNaissance 23 avril 1621BristolDécès 16 septembre 1670 (à 49 ans)WalthamstowSépulture St Mary the Virgin Churchyard (d)Activités Officier de marine, homme politiquePère ...

 

خط طول 159° غرب

يفتقر محتوى هذه المقالة إلى الاستشهاد بمصادر. فضلاً، ساهم في تطوير هذه المقالة من خلال إضافة مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (ديسمبر 2018) 159° خط طول 159 غرب خريطة لجميع الإحداثيات من جوجل خريطة لجميع الإحداثيات من بينغ تصدير جميع الإحداثيات من ك...