기존 MCAD 및 ECAD의 과제 극복

MCAD 및 ECAD는 대부분의 설계 엔지니어의 일상 업무에 사용되었습니다. 친숙하지만 두 프로그램 모두 먼 길을 왔고 계속 발전하고 있습니다. 이 기사에서 이러한 디자인 도구의 과거와 미래에 대해 알아보세요.

MCAD(Mechanic Computer-Aided Design) 및 ECAD(Electronic Computer-Aided Design)는 오늘날의 현대 디자인 세계에서 점점 더 보편화되고 있습니다. 두 설계 CAD 분야는 Patrick Hanratty 박사의 PRONTO 시스템이 시작된 1957년으로 거슬러 올라갑니다. 널리 알려진 'CAD의 아버지'는 오늘날 응용 프로그램의 토대를 마련했습니다. Ivan Sutherland는 공식적으로 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 시대를 열었습니다. 이 시각적 토대가 마련되자 프로그래머는 더 풍부한 기능을 빠르게 개발했습니다.

그림 1. MCAD 및 ECAD 프로그램은 설계 워크플로를 간소화하고 설계 프로세스의 속도를 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.

MCAD와 ECAD는 그 이후로 전산화된 도관과 함께 발전해 왔습니다. 응용 프로그램은 더욱 복잡해졌으며 결국 16비트 및 32비트 컴퓨터에서 작동하도록 업데이트되었습니다. 초기 CAD 프로그램은 상용 제품이었고 그에 상응하는 막대한 가격표가 붙어 있었습니다. 또한 메인프레임 컴퓨터용으로 맞춤 제작되었습니다. 응용 프로그램은 관심을 끌면서 PC에 들어왔고 곧 Mac에 도착했으며 나중에 주류 시장에서 인기를 얻었습니다. SynthaVision, ADAM 및 AutoCAD는 MCAD/ECAD 산업을 재작업하여 매우 친숙한 현대 CAD 시대를 열었습니다. 그렇다면 MCAD와 ECAD는 도입 이후 어떻게 발전해 왔습니까?

엔지니어에게 MCAD 및 ECAD 프로그램이 필요한 이유는 무엇입니까?

설계 및 제조 프로세스의 현대화로 인해 한 가지 분명한 사실이 드러났습니다. 제품 파이프라인이 더욱 야심차게 변하면서 오랜 설계 방법으로는 충분하지 않을 것이라는 점이었습니다. 엔지니어들은 이전에 알려지지 않았거나 상대적으로 탐색되지 않은 혁신적인 재료(및 화합물)를 활용하기 시작했습니다. 따라서 개선된 전자 장치 또는 기계화된 시스템을 포함하여 확장된 출력 범위를 개념화할 수 있습니다.

그림 2. MCAD와 ECAD는 처음 도입된 이후로 크게 바뀌었습니다. 컴퓨터 프로그램은 현대 MCAD/ECAD 세계의 일부입니다.

MCAD 및 ECAD의 부상은 재료 과학의 발전과 함께 발생했습니다. Hanratty가 공헌하기 10년 전에 반도체가 발견되었지만 기술은 꾸준히 발전해 왔습니다. 그들은 점점 더 강력해지고, 트랜지스터 밀도가 높아지며, 부팅이 간편해졌습니다. 1960년대부터 새로운 재료가 전면에 등장했습니다. 세라믹, 폴리머, 초전도체, 자성 재료 및 금속 합금은 설계에 중요한 역할을 했으며 여전히 계속 사용되고 있습니다.

종이에서 PC로

엔지니어가 효과적으로 브레인스토밍을 하려면 컴퓨터 응용 프로그램에 적용하기 위해 수동 회로도가 필요했습니다. 손으로 그린 ​​디자인은 여러 번 만들고 복제하는 것이 특히 지루했습니다. PCB 설계자는 테이프와 마일라를 위해 살았으며, 이는 회로 기술이 비약적으로 발전하면서 빠르게 구식이 되었습니다. 문서는 또한 까다로울 수 있습니다. 쉽게 잘못 배치되고 손상될 수 있으며 분산된 작업자 간에 공유하기가 사실상 불가능합니다.

또한 디자인 프로세스가 전반적으로 더욱 실험적이고 반복적으로 진행되었으며, 점점 더 많은 이해 관계자가 개발 쿠키 항아리에 손을 댔습니다. 수많은 요구 사항을 충족하기 위해 더 많은 변경 사항이 필요함에 따라 조직은 점차 사일로 방식의 업무 방식을 포기했습니다. 팀은 테이블에 적응성을 가져오는 시스템이 필요했습니다.

복잡한 디자인은 또한 최종 생산 전에 많은 개선이 필요합니다. 즉각적인 디자인 최적화를 달성하는 것은 오늘날의 표준으로도 매우 드뭅니다. 프로토타입이 생성되고 결함이 발견되며 개선이 이루어집니다. 물리적 다이어그램에 이러한 변경 사항을 적용하는 것은 상당히 어려울 수 있습니다. 기존 디자인을 수정하여 이전 버전의 무결성을 지우거나 완전히 새로운 문서를 작성해야 합니다. 효율성 및 프로세스 문서화에 대한 CAD의 개선 사항은 초기부터 매력적이었습니다(필수는 아니지만).

MCAD와 ECAD가 등장하자 그 잠재력이 즉각적으로 드러났습니다. 그러나 이러한 현대적 접근 방식도 진화해야 했습니다.

MCAD 및 ECAD의 진화

CAD의 이야기는 민주화 중 하나입니다. 현장의 개발로 인해 응용 프로그램이 더 저렴하고 사용자 친화적이며 다양한 기계 소유자가 액세스할 수 있게 되었습니다. MCAD와 ECAD는 많은 문제를 해결했지만 이들의 개발은 일부 대안을 만들었습니다.

그림 3. Autodesk의 Fusion 360 MCAD 및 ECAD 프로그램을 보여주는 스크린샷

비용

초기 프로그램은 시스템당 $500,000에 판매된 Itek의 Digigraphics와 같이 엄청나게 비쌌습니다. 개발자들은 진입 장벽을 낮추는 데 정확히 관심을 두지 않았습니다. 대신, 많은 사람들이 얼리 어답터의 다소 사로잡힌 청중을 유인하려고 했습니다. 시간이 흐르고 CAD 시장이 확장되면서 경쟁이 가격을 규제했습니다. 엔지니어링 대중이 그 대세에 올랐고, 증가하는 사용자 기반은 CAD의 성공에 중요한 역할을 했습니다.

UI 및 UX

초기 단계에서 MCAD 및 ECAD 프로그램은 기술 사용자를 위해 거의 독점적으로 설계되었습니다. 외부 팀은 소프트웨어를 안전하게 다룰 수 없었고 성공적으로 설계하려면 전문 교육이 필요했습니다. 작업은 종종 숨겨진 구성의 광대한 바다에 묻혀 있고 작업이 관련되어 있으며 컨트롤이 직관적으로 느껴지지 않았습니다. 이러한 성가신 결함은 Sketchpad의 즉각적인 인기에 기여했습니다. 이전 제품에는 없었던 대화형 시각적 경험을 제공했습니다.

CAD 프로그램은 Pro/ENGINEER가 출시된 1987년까지 독점적으로 2D였습니다. Autodesk와 같은 이전 기여자들은 AutoCAD를 도입했는데, 이 AutoCAD는 1982년 출시 이후 10년 동안 찬사를 받았습니다. 디자인은 점점 더 우아해졌으며 80년대에는 새로운 재료로 인해 적층 제조(일명 3D 프린팅)가 생겨났습니다. 구형 제품은 직선형이고 뻣뻣한 선이 특징이지만 최신 제품은 곡선이 있고 독특한 컷 아웃이 풍부합니다. 구성 요소 간의 비품이 진화했습니다.

엔지니어는 설계 단계에서 이러한 제품을 더 잘 시각화하기 위해 3D 기능이 필요했습니다. 조작은 검사 프로세스에 중요하며 폐기물을 줄이는 데 필수적입니다. 디지털 설계를 통해 엔지니어는 가상 프로토타입을 작성할 수 있습니다. 발견되지 않은 흠이 있는 물리적 모델을 뱉어내는 것과는 대조적으로 프로그램 내에서 설계 불일치를 포착하는 것이 훨씬 쉽고 저렴합니다. 3차원 도구는 제품이 화면에 생생하게 나타나도록 도와줍니다. 이 효과는 대부분 2D 모델링에서는 얻을 수 없는 효과입니다. 이러한 실현으로 Autodesk와 같은 회사는 1994년에 소프트웨어를 개선하게 되었고 다른 공급업체도 곧 그 뒤를 따랐습니다.

통합 및 유연성

MCAD 및 ECAD에 특별히 고유한 것은 아니지만 초기 애플리케이션은 일반적으로 차단되었습니다. 통합 소프트웨어 생태계는 흔하지 않았습니다. 즉, CAD 프로그램에서 만든 디자인을 다른 앱으로 수동으로 변환해야 했습니다. API 브리지나 무료 애플리케이션에 대한 디지털 링크가 없었습니다. 파편화는 생산성을 해치고 전체 조직의 조화를 방해할 수 있기 때문에 협업에 특히 문제가 되었습니다.

불행히도 회사는 최근까지 CAD 프로그램을 현장 사용으로 제한했습니다. 올해 이전에는 일반적으로 직원들이 생산성을 위해 사무실에 있어야 했습니다. 직장은 이제 문화적 관점에서 현대화되고 전환되기 시작하여 사람들이 원격으로 일할 수 있습니다. 이 새로운 표준에는 브라우저 기반 솔루션이 필요했습니다. 제조는 항상 물리적 자원이 안식처를 지배하는 전통적인 산업으로 알려져 왔습니다. 최신 ECAD 및 MCAD 제품은 이러한 내러티브를 뒤집는 데 도움이 되었습니다.

Fusion 360으로 클라우드 활용

오늘날의 소프트웨어는 어디에서나 액세스할 수 있어야 하며 연결된 팀이 가장 생산적인 경향이 있습니다. MCAD와 ECAD를 클라우드로 전환하는 것이 논리적인 다음 단계였습니다.

그림 4. Autodesk의 Fusion 360 MCAD 및 ECAD 프로그램의 스크린샷.

이러한 노력의 일환으로 MCAD와 ECAD가 Fusion 360 내에서 통합되었습니다. 이 프로그램을 통해 다음이 가능해졌습니다.

<울>

모든 팀이 액세스할 수 있는 중앙 위치에서 주석 및 주석 달기 디자인

중앙 집중식 파일 관리 및 파일 형식 표준화

외부 이해관계자와의 협업

시뮬레이션 및 테스트를 포함한 모든 제품 설계 측면의 조작 및 반복

전자 설계 및 제조 설계

간단한 문서화

이 접근 방식은 MCAD 및 ECAD 전체를 위한 단계를 설정했습니다. 사용자 중심 프로그래밍에 이어 에토스는 또 다른 필수 요소입니다. 이러한 프로그램은 상황에 따라 더욱 건전하고 기능적이며 사용이 간편해지고 있습니다. Fusion 360과 같은 응용 프로그램은 Autodesk의 다른 소프트웨어 제품과도 통합되므로 창 간 이동이 줄어듭니다.

현대 ECAD 및 MCAD는 혁신적입니다.

엔지니어들은 MCAD와 ECAD가 점점 더 융합되고 있다는 사실에 기뻐할 것입니다. 신제품이 전자 제어와 기계 기능을 혼합함에 따라 이 두 가지 설계 분야는 상호 의존적이 되었습니다.

그림 5. 클라우드 협업은 더 많은 엔지니어가 집에서 계속 설계하고 작업함에 따라 생산성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.

최신 응용 프로그램을 통해 전문가는 이전 프로그램의 번거로움 없이 효과적으로 협업할 수 있습니다. CAD 세계는 이전보다 훨씬 더 포괄적이며 확장된 기능으로 미래의 새로운 고급 제품의 문을 열었습니다.

업계 기사는 업계 파트너가 편집 콘텐츠에 적합하지 않은 방식으로 All About Circuits 독자와 유용한 뉴스, 메시지 및 기술을 공유할 수 있는 콘텐츠 형식입니다. 모든 산업 기사는 독자에게 유용한 뉴스, 기술 전문 지식 또는 이야기를 제공하기 위해 엄격한 편집 지침을 따릅니다. 업계 기사에 표현된 관점과 의견은 파트너의 것이며 반드시 All About Circuits 또는 해당 작성자의 의견은 아닙니다.