सीएडी विकास, हम कहां तक ​​पहुंचते हैं?

मेरे इंजीनियरिंग अभ्यास ने मुझे बहुत अलग सीएडी उत्पादों (प्रो, यूजी, सॉलिडव, रेविट, एडवांस स्टील, ऑटोकैड, मचकाड, एससीएडी) के साथ काम किया। मैं हर समय कुछ उपकरणों का उपयोग करता हूं, समय-समय पर दूसरों को, अगर एक चेक या विश्लेषण करने के लिए कहा जाता है। डिज़ाइन टूल को जानना मुख्य रूप से प्रोग्राम की तार्किक भाषा की समझ है, और यदि आपके पास कई प्रोग्राम हैं, तो बाकी का अध्ययन करना मुश्किल नहीं है, क्योंकि वास्तव में केवल आइकन और उनके स्थान में परिवर्तन होता है। जितने अधिक कार्यक्रम आप जानते हैं, उतने विशिष्ट कार्य आप हल कर सकते हैं। सीएडी का उपयोग करने के दस साल के अभ्यास ने मुझे उनके विकास का कुछ विचार करने की अनुमति दी, और मैं वास्तव में इसे साझा करना चाहता था।



सीएडी सिस्टम को उनके आंतरिक तर्क और कार्यक्षमता के अनुसार 3 स्तरों में विभाजित किया जा सकता है:

- निर्माण के एक बंद गणितीय मॉडल के साथ निम्न-स्तरीय प्रणाली। ये ड्राइंग मशीनें हैं। उनका तर्क बहुत सरल है - आप वास्तव में, एक पेंसिल लेते हैं और न केवल कागज पर, बल्कि वेक्टर अंतरिक्ष में आकर्षित करते हैं। निर्माण के सभी तर्क पूरी तरह से आपके विचारों से आते हैं। इन कार्यक्रमों में काम करने के लिए, आपको पहले से ही वस्तुओं के आकार, उनकी विशेषताओं और ज्यामिति पर फैसला करना होगा। यानी सभी ड्राइंग को इच्छित छवि के लिए ड्राइंग के कई पुनरावृत्तियों (समायोजन) में घटाया गया है। बेशक, यह सब बड़ी संख्या में त्रुटियों की ओर जाता है। हालांकि, विशिष्ट कार्यों (कमरे के लेआउट, धातु संरचनाओं) के लिए विभिन्न स्मार्ट टेम्पलेट्स का उपयोग ड्राइंग की इस पद्धति को बहुत सरल करता है।

उदाहरण के लिए, GOST और SNiP के अनुपालन के लिए, SPDS टेम्पलेट अच्छी तरह से अनुकूल है। ये डिज़ाइन सिस्टम (ऑटोकैड, कम्पास, स्केचअप, आदि) ड्राइंग के निर्माण के लिए अधिक उपयुक्त हैं, जहां अधिकांश मानदंड और नियम पहले ही लिखे जा चुके हैं और वास्तव में, संपूर्ण डिज़ाइन स्पेस पहले से ही आविष्कार किए गए नोड्स, कनेक्शन, सेक्शन, आदि के इर्द-गिर्द घूमता है। इस सभी ने डिजाइन के लिए एक नए दृष्टिकोण को जन्म दिया - यह बीआईएम तकनीक है, इसे दायरे से परे ले जाना चाहिए, क्योंकि इसका तर्क अन्य डिजाइन प्रणालियों से बहुत अलग है। उसके बारे में थोड़ी देर बाद।



- मिड-लेवल सिस्टम (सबसे प्रसिद्ध सॉलिडवर्क्स है, हालांकि हाल के वर्षों में यह व्यावहारिक रूप से उच्च-स्तरीय प्रणालियों, साथ ही इनवर्टर और अन्य लोगों के लिए पहुंच गया है।)। उनके पास एक खुला गणितीय मॉडल (मॉडल ट्री) है। यानी ड्राइंग के किसी भी चरण में, आप निर्माण के पिछले चरणों को ट्रैक कर सकते हैं। उनके तर्क वाले ये सिस्टम निचले स्तर की प्रणालियों से मौलिक रूप से भिन्न हैं। यहां आप काम करते हैं, जैसा कि यह था, ठोस पदार्थों के साथ। यानी मॉडल का गणित निर्माण की वस्तुओं की ज्यामिति की अखंडता और "कठोरता" के किसी भी चौराहे या बेमेल को शामिल करता है असंभव है। इसलिए "ठोस मॉडलिंग" शब्द। वास्तव में, इन कार्यक्रमों में काम करते हुए, इंजीनियर इन मॉडलों की इलेक्ट्रॉनिक प्रतियां संभालता है, जो आपको डिजाइन के लिए विधानसभा तर्क को लागू करने की अनुमति देता है। जैसा कि यह उत्पादन में होगा, इसे मॉडल में लागू किया जाना चाहिए। यह बड़ी संख्या में समस्याओं को दूर करता है और डिज़ाइन त्रुटियों की संख्या को कम करता है। हालांकि, इस मामले में स्वयं इंजीनियर को डिजाइन ऑब्जेक्ट के लिए आवश्यकताओं के क्षेत्र में ज्ञान की एक विस्तृत श्रृंखला की आवश्यकता होती है। इन प्रणालियों ने पहले स्तर की प्रणालियों की तुलना में डिजाइन कार्य की जटिलता को कम करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाया, लेकिन मापदंडों द्वारा उत्पादों के अनुकूलन के मुद्दे को हल नहीं किया, यह शीर्ष-स्तरीय प्रणालियों द्वारा किया गया था।

- स्थापित मानदंड (शक्ति, अनुकूलनशीलता, ज्यामितीय बाधाओं, आदि) के अनुसार मॉडल के अंत-से-अंत विश्लेषण की संभावना के साथ निर्माण के एक खुले गणितीय मॉडल के साथ शीर्ष स्तर की प्रणाली। इन प्रणालियों की पूर्ण क्षमताओं का उपयोग केवल बहुत उन्नत उपयोगकर्ताओं द्वारा किया जाता है और, एक नियम के रूप में, केवल उच्च प्रतिबंध और जटिल कार्यों (विमानन, अंतरिक्ष, परमाणु, आदि) वाले उद्योगों में। यानी ये प्रणालियाँ डिज़ाइन प्रणालियों में सबसे आगे हैं, वे सबसे उन्नत और जटिल हैं। उनकी जटिलता इस तथ्य में निहित है कि जब प्रोग्राम "बलों" को मॉडलिंग करता है, तो आप स्पष्ट रूप से ज्यामितीय वस्तुओं के संबंध को निर्धारित करते हैं। यानी इससे पहले कि आप महसूस करें कि एक 3 डी मॉडल में क्या कल्पना की गई थी, आपको कम से कम उत्पाद के तत्व-बाय-एलिमेंट प्रकृति का प्रतिनिधित्व करना चाहिए। प्रत्येक मॉडल को बाइंडिंग (स्केच प्लेन, स्केच डेप्थ और स्केच का आकार) के कम से कम तीन परिभाषित आयामों की विशेषता है, प्रत्येक पोजीशनिंग (असेंबली) - कम से कम तीन जुड़े हुए सतहों या जनरेटर। 10 विधानसभा इकाइयों के एक उत्पाद के लिए, संबंधों को परिभाषित करने की न्यूनतम संख्या 90 (10x3x3) है। व्यवहार में, हमेशा अधिक होते हैं। इस संबंध में, सब कुछ सही तरीके से इकट्ठा करने के लिए, बड़ी संख्या में मापदंडों (ताकत, संचालन, संग्रहणीयता, संवाह्यता) को ध्यान में रखते हुए वस्तुओं के कनेक्शन का सही ढंग से निर्माण करना बहुत महत्वपूर्ण है। यह सब आपको लगता है और कठिन लगता है, लेकिन एक अच्छी तरह से बनाया गया मॉडल अनुकूलन के लिए सक्षम है - नई आवश्यकताओं या सीमाओं के उद्भव के आधार पर इसे बदलना आसान है। यह सही मॉडलिंग के अधीन है, ये सिस्टम है, जो बड़ी संख्या में मापदंडों के अनुसार उत्पाद को अनुकूलित करना संभव बनाता है। तीन प्रकार के सॉफ्टवेयर सिस्टम इस प्रकार के उत्पाद से संबंधित हैं: यूनीग्राफिक्स (एनएक्स), प्रोजेनर, कैटिया। इन तीन प्रणालियों का तर्क बहुत समान है, इसलिए जो चुनना है वह आमतौर पर व्यक्तिगत सुविधा के लिए नीचे आता है।



और अंत में, बीआईएम सिस्टम। यह डिजाइन करने के लिए एक मौलिक रूप से अलग दृष्टिकोण है। वास्तव में, बीआईएम सिस्टम संभव समाधानों की संरचित लाइब्रेरी हैं जो ऑब्जेक्ट डिजाइन करने के लिए बंधे हैं। यानी प्रत्येक डिज़ाइन ऑब्जेक्ट में मापदंडों और विशेषताओं का एक निश्चित सेट होता है जो पहले से ही इसमें अंतर्निहित हैं और उपयोगकर्ता केवल तत्व या ग्राहक की आवश्यकताओं के आधार पर प्रस्तावित पुस्तकालयों से इन मापदंडों का चयन कर सकता है। ऐसी प्रणालियों में Revit, Advance Steel, Tekla संरचनाएँ शामिल हैं। ये प्रणालियां जीवन को बहुत सरल बनाती हैं और कुछ हद तक एक इंजीनियर की योग्यता के लिए आवश्यकताओं को कम करती हैं, क्योंकि वे स्वयं पहले से ही डिजाइन समस्याओं का समाधान करते हैं। वास्तव में, इन कार्यक्रमों में काम प्रस्तावित पुस्तकालयों से डिजाइन मापदंडों के सही निर्धारण के लिए आता है। ये सिस्टम निर्माण परियोजनाओं के लिए सुविधाजनक हैं, क्योंकि निर्माण समाधान के पुस्तकालयों की मात्रा बड़ी नहीं है। इन प्रणालियों में जो कमी है, वह शक्ति और स्थिरता की आवश्यकताओं का एक सामान्य विश्लेषण है। डिजाइन निर्णयों का विश्लेषण करने के लिए अन्य सॉफ्टवेयर उत्पादों (लीरा, एससीएडी) का उपयोग करना अभी भी सुविधाजनक है।

यह डिजाइन प्रणालियों का वर्तमान है, लेकिन भविष्य में हमें क्या इंतजार है? सीएडी सिस्टम का मुख्य उद्देश्य डिजाइन समय को कम करना है। इस संबंध में, सभी आधुनिक प्रणालियां कुल्हमन और स्लाइड नियम से सैकड़ों गुना अधिक हैं। इसके लिए तीन मुख्य उपकरणों का उपयोग किया जाता है:

- प्रतिबंधों, मानदंडों और डिजाइन नियमों के ढांचे के भीतर निर्णय पुस्तकालयों का निर्माण।
- अनुकूलन के लिए अनुकूली एंड-टू-एंड मॉडल का निर्माण।
- संचार डिजाइन वातावरण का निर्माण (विंडचिल या टीमकेंटर आदि)।

इन सभी ने उत्पादों के डिजाइन और उन्नयन के समय को कम करने की अनुमति दी।
हालांकि, ये सिस्टम अच्छे हैं यदि वे उद्यम पर अपने स्वयं के "स्कूल" के साथ लागू होते हैं, अर्थात्। समाधान के अपने आधार के साथ, ज्यामिति, प्रौद्योगिकी और अन्य सीमाओं के लिए आवश्यकताएं। यदि आप डिजाइन और उत्पादन की मौजूदा प्रणाली के भीतर कुछ नया बनाने का निर्णय लेते हैं, तो आप भारी कठिनाइयों का सामना करेंगे, आपको "स्कूल" बदलना होगा, और यह बहुत मुश्किल है। यानी यह बहुत स्पष्ट रूप से समझा जाना चाहिए कि यह डिजाइन की सीमाएं हैं जो टिकाऊ सिद्धांतों और डिजाइन के लिए सिफारिशों को विकसित करने की संभावना पैदा करती हैं। जो बदले में संभव समाधान के क्षेत्र को सीमित करता है। अन्यथा, सिस्टम अनिश्चितता के उच्च स्तर तक कम हो जाता है, जिसे मानव मन आसानी से हल नहीं कर सकता है, लेकिन यह इस में है कि सबसे प्रभावी तकनीकी समाधान पाया जा सकता है।

वास्तव में, अब मानव मन आवेदन की मुख्य जनरेटर के रूप में आवेदन की सीमा तक पहुंच गया है। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि हमारी सोच उन तार्किक निर्णयों की संख्या तक सीमित है जिन्हें हम विश्लेषण करने में सक्षम हैं। औसतन, एक व्यक्ति तीन चरणों में निर्णयों के परिणामों की गणना करने में सक्षम होता है, फिर उच्च स्तर की अनिश्चितता वाले झूठ के साथ निर्णय लेता है।

इन सीमाओं का विस्तार करने के लिए गणितीय मॉडल लंबे सॉफ्टवेयर कनेक्शन बनाने की अनुमति देते हैं। यानी डिजाइन प्रोग्रामिंग में बदल गया, पर्यावरण के केवल भौतिक पैरामीटर, डिजाइन ऑब्जेक्ट खुद और इसकी परिचालन आवश्यकताओं को कोड के बजाय उपयोग किया जाता है। यह आपको इष्टतम समाधान की तलाश में बड़ी संख्या में पुनरावृत्तियों की अनुमति देता है। हालांकि, यह दृष्टिकोण उसी तरह समाप्त हो गया है जैसे गणितीय मॉडल अभी भी किसी व्यक्ति के सामान्य विचारों पर आधारित हैं कि यह कैसे सच होना चाहिए।



इस प्रकार, सभी डिज़ाइन निर्णय इंजीनियरों के विचारों द्वारा सीमित होते हैं कि वे क्या होना चाहिए, और दिए गए शर्तों के तहत यथासंभव इष्टतम नहीं हैं। यानी डिजाइन निर्णय प्रौद्योगिकी और डिजाइन प्रतिभागियों की निष्क्रिय सोच द्वारा सीमित हैं। 3 डी प्रिंटिंग के आगमन ने प्रौद्योगिकी की सीमाओं का नाटकीय रूप से विस्तार किया है और अद्वितीय उत्पादों को बनाने का अवसर प्रदान किया है। जैसे ही भाग के तकनीकी रूप पर प्रतिबंध हटा दिया गया, सिस्टम लोड या अन्य मापदंडों द्वारा इष्टतम आकार खोजने के लिए दिखाई दिया। हालाँकि, प्रपत्र और सामग्री अभी तक डिज़ाइन समस्या का एक व्यापक समाधान नहीं है, लेकिन केवल स्थानीय अनुकूलन है।
तो डिजाइन सिस्टम को आगे कहां प्रयास करना चाहिए? चूंकि जटिल डिजाइन काम का मुख्य ग्राहक बड़ी कंपनियां हैं, और बड़ी कंपनियां लागत को कम करना चाहती हैं, इसलिए, ज़ाहिर है, डेवलपर्स के लिए मुख्य आदेश निम्नानुसार हैं:

- डिजाइन और उत्पादन का गहन एकीकरण (तकनीकी समाधानों के संबंध में डिजाइन त्रुटियों को कम करने के लिए)।
- उत्पाद डिजाइन के साथ संयोजन के रूप में डिजाइनिंग उपकरण। वास्तव में, यह सब इस तथ्य पर उतरता है कि नए उच्च-गुणवत्ता वाले इष्टतम समाधान केवल तभी संभव हैं जब उनकी उत्पादन तकनीक में परिवर्तन होता है। यानी समानांतर में, दो डिजाइन प्रक्रियाओं का संचालन किया जाना चाहिए, मशीन टूल और उत्पाद ही।
- डिजाइन के "स्कूल" से परे जाने के लिए एआई का उपयोग। यानी एआई सिस्टम के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए:
- पहले चरण में - टेम्पलेट डिज़ाइन समाधानों का आवंटन और उद्यम में मौजूदा समाधानों के ढांचे के भीतर उनका अनुकूलन।
- टेम्पलेट्स के संयोजन की ओर टेम्पलेट समाधान से बाहर का रास्ता।
- नए लचीले डिजाइन मॉडल बनाने के लिए टेम्पलेट्स के संयोजन से संक्रमण।

वास्तव में, डिजाइन अंततः इंजीनियरिंग कार्यों के संदर्भ में अपने मानवीय चेहरे को खो देगा, और प्रोग्रामिंग की तरह अधिक दिखना शुरू कर देगा, अर्थात। भौतिक और ठोस-राज्य मॉडल पूरी तरह से गायब हो जाएंगे, और गणितीय डिजाइन पर्यावरण के ढांचे के भीतर समाधान का एक गणितीय परिसर तुरंत बनाया जाएगा। मानव कार्य को सबसे पूर्ण और सूचनात्मक तकनीकी कार्यों के संकलन में कम किया जाएगा, बाकी सॉफ्टवेयर स्वयं द्वारा किया जाना चाहिए।

शायद यह यूटोपियन लगता है। लेकिन पहले से ही अब मुझे इस दूर के भविष्य के तत्वों का उपयोग करना था। उदाहरण के लिए, मेरे पास एक समग्र विंग का मॉडल बनाने के लिए, तकनीकी सीमाओं के ढांचे के भीतर कार्य था। मैंने MachCAD में एक गणितीय मॉडल बनाया, प्रो में एक मानकीकृत मॉडल, इन फाइलों को सीधे और मैक्रोज़ के माध्यम से जोड़ा, और मुझे ऐसे चित्र मिले जो ज्यामितीय मूल्यों की एक निश्चित सीमा में काम करते थे। इस प्रकार, आगे के उपयोगकर्ताओं के लिए यह मॉडल एक ब्लैक बॉक्स है।

उपयोगकर्ता केवल मशीनीकरण के लिए प्रोफ़ाइल, गुंजाइश, आवश्यकताओं के प्रकार और आउटपुट पर विंग के चित्र प्राप्त कर सकता है। उसी समय, मैं खुद एक इंजीनियर से ज्यादा प्रोग्रामर था। यदि हम इस योजना में उन्नत तकनीक और अनुकूलन प्रणाली शामिल करते हैं, तो हमें भविष्य का उत्पाद मिल जाएगा, लेकिन, निश्चित रूप से, यह एक आसान काम नहीं है।

सीएडी के विकास का उद्देश्य डिजाइन सिस्टम से मानव त्रुटि कारक को समाप्त करना चाहिए। बेशक, एआई डिजाइन कार्य को अधिक कुशलता से सामना करेगा। लेकिन इस विकास में नैतिक से आर्थिक तक भारी संख्या में विरोधाभास हैं। कल्पना करें कि पूरे टुपोलेव या सुखोई डिज़ाइन ब्यूरो को प्रोग्रामर और विश्लेषक इंजीनियरों के समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है - नौकरी का नुकसान, "अगर सब कुछ टूट जाता है," "और फिर एक परमाणु विस्फोट, और हमें तहखाने से जेब मिलती है ..."। ये विरोधाभास प्रकृति में व्यवस्थित हैं और व्यावहारिक रूप से अघुलनशील हैं। मुझे लगता है कि हम जल्द ही सही मायने में नए डिजाइन सिस्टम नहीं देखेंगे। ऊपर उल्लिखित सभी कार्यक्रमों की रिलीज़ में कम और कम गुणात्मक परिवर्तन होते हैं और मौजूदा टेम्प्लेट के उपयोग और आधुनिकीकरण में आसानी होती है।

और अंत में, मैं रूसी डिजाइन स्कूल की एक बहुत ही जटिल और स्पष्ट समस्या को नोट करना चाहूंगा - यह अभी भी अपने स्वयं के शीर्ष-स्तरीय सॉफ़्टवेयर पैकेज नहीं है। यूरोप में संयुक्त राज्य अमेरिका में एनएक्स और कैटिया है - प्रोई सिर्फ सॉफ्टवेयर उत्पाद नहीं है, यह डिजाइन स्वचालन की प्रक्रिया के बारे में डिजाइन और विचारों के एक स्कूल का अवतार है। और, निश्चित रूप से, रूसी डेवलपर्स से, मैं एक ऐसी प्रणाली प्राप्त करना चाहूंगा, जो हम आमतौर पर प्राप्त करने और पकड़ने के साथ तुरंत एक कदम आगे हो जाएंगे।