Σχεδίαση (ηλεκτρονική)

Μια φορά και έναν καιρό τα αυτοκίνητα -αλλά και κάθε βιομηχανικό προϊόν- σχεδιάζονταν πάνω σε λευκό χαρτί ενώ σήμερα, σχεδιαστές και μηχανολόγοι τραβούν γραμμές στις οθόνες του υπολογιστή. Οι πρώτες ανάλογες εφαρμογές εμφανίσθηκαν στα τέλη της δεκαετίας του ’70 και αποτέλεσαν τα πρώτα βήματα της τεχνολογίας CAD (Computer Aided Design), της σχεδίασης στον υπολογιστή. Η υπολογιστική ισχύς αυξάνονταν με γοργούς ρυθμούς, τα λογισμικά γινόντουσαν πιο απλά και σε μικρό χρονικό διάστημα η σχεδίαση CAD καθιερώθηκε στον χώρο εργασίας.

Σε ένα μεγάλο εργοστάσιο σπάνια θα συναντήσετε κάποιον σχεδιαστή που θα δουλεύει πάνω στο χαρτί και θα παιδεύεται σβήνοντας και γράφοντας. Στον υπολογιστή δεν υφίσταται τέτοια ταλαιπωρία. Ανάμεσα στα προτερήματα της σχεδίασης CAD περιλαμβάνεται η εύκολη μεταβολή της κλίμακας ενός σχεδίου, η αποθήκευση και μεταφορά σε μαγνητικά μέσα (π.χ. CD-ROM), η αυτόματη διαστασιολόγηση, η χρήση τυποποιημένων δεδομένων (π.χ. βίδες, σπειρώματα, ατράκτους κ.λπ.). Πριν από καιρό η σχεδίαση ενός π.χ. ενός σπειρώματος σε κάθε νέο σχέδιο ήταν μια ιδιαίτερα επίπονη διαδικασία για τον μηχανολόγο ο οποίος με χάρη στο CAD μπορεί να το πάρει έτοιμο και να το αντιγράψει.

Σταδιακά, τα δισδιάστατα σχεδιαστικά προγράμματα εξελίχθηκαν σε τρισδιάστατα (3D) και η δόμηση των συσχετιζόμενων software προσαρμόστηκε από την πλεγματική μέθοδο στην επιφανειακή μοντελοποίηση. Οι τρισδιάστατες προσομοιώσεις (CAE ή Computer Aided Engineering) διευκολύνουν αφάνταστα το έργο των σχεδιαστών χωρίς η εταιρία να επιβαρύνεται με επιπλέον έξοδα που μπορούν να προέλθουν από ένα λανθασμένο ή ασύμβατο στοιχείο. Τα υπολογιστικά προγράμματα CAD/CAE στην αυτοκινητοβιομηχανία δεν χρησιμοποιούνται μόνο για την σχεδίαση και εξέλιξη μηχανικών μερών (κινητήρα, κιβωτίου ταχυτήτων, ανάρτησης κ.α.) αλλά ευρέως και σε άλλους τομείς όπως στην αεροδυναμική, την εργονομία, την ασφάλεια κ.α.

Στο παρελθόν το πρόγραμμα που εκτελούσε μια αυτοματοποιημένη εργαλειομηχανή (τόρνος, φρέζα, βαφεία, πλυντήρια κ.α.) ήταν «τυπωμένο» πάνω σε ειδικές διάτρητες καρτέλες όπου ένας μηχανισμός «διάβαζε» τις τρύπες ή τα κενά τους. Το «γράψιμο» των εντολών το αναλάμβανε ένας μηχανολόγος με γνώσεις προγραμματισμού ο οποίος είχε αφιερώσει δεκάδες εργατοώρες ώστε να μετουσιώσει το χάρτινο σχέδιο στην γλώσσα της μηχανής (NCM ή Numerically Controlled Machines). Όταν εμφανίστηκαν οι πρώτες εφαρμογές σχεδιασμού οι οποίες ήταν συμβατές με την παραγωγική διαδικασία (CAM ή Computer Aided Manufacturing) δημιουργήθηκε μια μικρή επανάσταση στην σύγχρονη αυτοκινητοβιομηχανία. Οι ειδικοί μπορούσαν πλέον να παίρνουν κατευθείαν το τελικό προϊόν από το σχεδιαστήριο και με λίγες μετατροπές να το έβγαζαν στην παραγωγή.

Σήμερα, διατίθενται εφαρμογές οι οποίες περιλαμβάνουν σε ένα σύνολο τις τεχνολογίες CAD/CAE/CAM επιταχύνοντας τους ρυθμούς παραγωγής. Προηγουμένως, τα μηχανικά μέρη ενός κινητήρα που ήταν σχεδιασμένα στο πρόγραμμα CAD μια μηχανή κατεργασίας δεν ήταν σε θέση να τα «διαβάσει» διότι δεν μιλούσε στην ίδια γλώσσα. Σταδιακά, θεσπίστηκαν συγκεκριμένες προδιαγραφές ώστε να υπάρχει συμβατότητα των software δημιουργώντας το ολοκληρωμένο σύνολο CIM (Computer Integrated Manufacturing). Το συγκεκριμένο πρωτόκολλο επικοινωνίας παρείχε την δυνατότητα της μεταφοράς δεδομένων από το σχεδιαστήριο μέχρι και την μονάδα που προγραμματίζει τις κινήσεις των ρομπότ.