في حين يتم الاستفادة التقنيات كالتصميم بمساعدة الكمبيوتر CAD بشكل كبير من التحسينات الحديثة للبرمجيات والهندسة
فإن تاريخ تطور هذه التقنيات يمتد لأكثر من 60 عامًا، حيث ترجع هذه التقنيات لعام 1957
عندما تم إكتشاف أول نظام تحكم رقمي من قبل الدكتور باتريك هانراتي والذي أصبح فيما بعد يعرف ببرمجة CAD.
أصبحت كل من برامج التصميم بمساعدة الحاسب CAD وبرامج التصنيع بمساعدة الحاسب CAM مترابطة مع تطور التقنيات على مدار العقود الماضية.
ويرجع السبب لتاريخهما المتصل ببعضهما واحتياج المهندسين لتطوير الأدوات والتقنيات.
بهذا المقال سنتطرق إلى التصميم بمساعدة الحاسب CAD والتصنيع بمساعدة الحاسب CAM والهندسة بمساعدة الحاسب CAE عن كثب للإجابة على بعض الأسئلة الشائعة، مثل:
- ما هي برامج الـ CAD وCAM وCAE ؟
- كيف يستخدم المهندسون برامج CAD و CAM ؟
- ما هي المهارات الهندسية الأكثر طلباً ؟
ما هو التصميم بمساعدة الحاسب CAD ؟
يستخدم المهندسين والرسامين برامج التصميم بمساعدة الحاسب لإنشاء وتنفيذ الرسوم التوضيحية و النماذج ثلاثية الأبعاد.
ومعظم المهندسين وجب عليهم اتقان استخدام برامج الـ CAD ومقدار الوقت الذي يقضونه في استخدام هذه التقنية يعتمد على دورهم في التنفيذ ومستوى خبرتهم.
على سبيل المثال، في بعض بيئات العمل قد يكون المصممين هم المسؤولين عن إنشاء التصاميم الأولية في برامج الـ CAD
بينما يقوم المهندسو بتحليل وتحرير ومراجعة التصاميم الأولية بعد ذلك للتأكد من عدم وجود أي أخطاء.
أفضل برامج تصميم بمساعدة الحاسب CAD للمهندسين
يمكن أن تختلف برامج الـ CAD المستخدمة بناءً على تخصصات المهندسين أو المهنة التي يعملون فيها أو متطلبات صاحب العمل المحددة
فهناك مجموعة متنوعة من البرامج عالية التخصص المُصممة خصيصاً لصناعات معينة.
تشمل بعض برامج الـ CAD الشائعة للمهندسين المحترفين ما يلي:
- AutoCAD.
- CATIA.
- Fusion 360.
- NX.
- SolidWorks.
صُدر تقرير من شركة Grand View للأبحاث عام 2019، حيث تم تسليط الضوء على التزايد الواضح في استخدام برامج الـ CAD المستندة على أنظمة السحابية
وتتوقع الشركة استمرارية الطلب على برامج الـ CAD ثلاثية الأبعاد، نتيجة الاعتماد المتزايد للطباعة ثلاثية الأبعاد.
وأصبحت الاستعانة بمصادر خارجية لتنفيذ أجزاء من التصاميم طريقة مألوفة
ومن المرجح أن يكون المهندسون أكثر تركيزاً على تقديم أفكار لتصاميم المبدئية ومن ثم التواصل مع الموردين لمراجعة التصاميم النهائية بشكل أدق.
ما هي برامج الهندسة بمساعدة الحاسب CAE ؟
تشير برامج الهندسة بمساعدة الحاسب إلى استخدام برامج مختصة لمحاكاة تأثيرات ظروف مختلفة على تصميم منتج أوهيكل مُعين باستخدام أحمال وقيود المحاكاة.
غالباً ما تُستخدم برامج الـ CAE لتحليل وتحسين التصميمات التي تم إنشاؤها مسبقاً داخل إحدى برامج الـ. CAD
تشمل الفئات الرئيسية لبرامج الـ CAE ، تحليل العناصر المنتهية (FEA) ،وديناميكا الموائع الحسابية (CFD) وتحسين التصميم متعدد التخصصات (MDO)
تُستخدم هذه البرامج لإجراء تكرارات التصميم باستخدام نماذج أولية افتراضية (تسمى أحياناً التوائم الرقمي) قبل إنشاء النماذج الفعلية.
هذه العملية توفر على الشركات وقتاً ومالاً في تطوير المنتجات، وغالباً ما يتم انتاج تصميمات عالية الجودة تلبي المتطلبات متعددة التخصصات والوظائف.
برامج الهندسة بمساعدة الحاسبCAE المتصدرة:
هناك العشرات من برامج الـ CAE المستخدمة في مجال الهندسة، تشمل بعض منها:
- Abaqus.
- Ansys.
- CFX.
- Comsol.
- Excel.
- Fluent.
- HEEDS.
- HyperWorks.
- LS-DYNA.
- Matlab.
- Nastran.
- Simulink.
- STAR-CCM+.
ما هي برامج التصنيع بمساعدة الحاسب CAM ؟
تُعرف برامج التصنيع بمساعدة الحاسب CAM بشكل عام على أنها البرامج المستحدمة في أتمتة عمليات التصنيع.
فهي قادرة على ترجمة تصاميم برامج الـ CAD إلى تعليمات للآلات، مما يزيد من كفاءة إنتاج الأجزاء ويحسن كمية المواد المستخدمة.
أفضل برنامج تصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM):
نظراً لأن برامج الـ CAM مترابطة مع برامج الـ CAD بعض من الشركات البرمجية تنتج برامج تحمل كلا النوعين من التطبيقات.
على سبيل المثال يقدم SolidWorks مجموعة كاملة من أدوات برامج الـ CAD و CAM والعمليات الهندسية الأخرى.
وبالمثل، تقدم شركات مثل AutoDesk أدوات CAD و CAM مدمجة، وبعض من البرامج الرائدة في الـ CAM تشمل:
SolidWorks و Fusion 360 و NXالتي تجمع بين عناصر الـ CAD وCAE وCAM.
ما هي أهمية الإلمام ببرمجيات CAD و CAM و CAE
حتماً يستفيد معظم المهندسين من استخدام برامج الـ CAD و CAE معاً، مع ذلك يجب أن يكونوا على دراية أيضاً بكيفية استخدام برامج الـ CAM.
المعرفة والإلمام بكيفية تعامل وإرتباط برامج CAD وCAM ببعض يمكن ان تساعد في إجراء تحسينات أثناء مرحلة تصميم وتحليل وتخطيط هياكل المنتجات.
ختاماً
يمكن للمهندسين الذين ترتكز أعمالهم على الرؤية المستقبلية، الاستفادة بشكل كبير عند اتقان جميع أنواع البرمجيات الثلاثة السابقة
كتحسين الأنظمة الهندسية أو إدارة الفرق الهندسية.
المصدر: اضغط
- إعداد: المهندسة ملاك بعيو
- تدقيق: المهندسة أسماء حمود
- تحرير: المهندس بشار الحجي