Aszámítógépes tervezés (CAD) új távlatai

A számítógépek egyik felhasználási területe a CAD (Computer Aided Design), azaz a számítógéppel segített tervezés, egyszerűbben a számítógépes tervezés. A CAD voltaképpen gyűjtőfogalom, amely magában foglalja a gépészeti, építészeti stb. tervezést, a modellezéssel kapcsolatos különféle számítási eljárásokat (pl. végeselem), illetve a tervezés határterületeit (költségvetés-készítés, háromdimenziós modellezés, fotorealisztikus megjelenítés stb.). A CAD-del rokon terület a számítógéppel vezérelt gyártás (CAM, Computer Aided Manufacturing), a létesítménymenedzselés és még sok más számítógépes diszciplína.

Egyszóval szerteágazó műfajról van szó, amely egyre nagyobb hangsúlyt kap a különféle szakmai rendezvényeken, vásárokon, kiállításokon, s az utóbbi években az egyetemi oktatásba is beépült.

Eközben arisztokratikus távolságot tart az irodai alkalmazásoktól (például a szövegszerkesztőktől, táblázatkezelőktől stb.), jóllehet az újabb programváltozatok már rugalmasan együttműködnek a különféle „office"-csomagokkal (adatokat cserélnek, kihasználják az Office-környezet kommunikációs lehetőségeit stb.).

A számítógépes tervezés soha nem volt olcsó „mulatság", a tervezőprogramok ára és erőforrásigénye meglehetősen szűkre vonta a potenciális felhasználók körét. A költségek egyik jelentős összetevője a hardver: a CAD-programokat csak megfelelően „erős" számítógépen lehet (illetve érdemes) futtatni, s ehhez jön még a nagyméretű monitor, amely önmagában is több százezres kiadást jelent. Egy komplett tervezői munkahely ugyanakkor más eszközöket (szkennert, plottert stb.) is tartalmaz, amelyek szintén nem tartoznak az olcsó eszközök közé.

A számítógépek fejlődésével az optimális kiépítettség is folyton változik. A legújabb programváltozatok „alá" már legalább 166 MHz-es Pentium vagy Pentium Pro (még újabban Pentium II) processzor illik, és a memóriát tekintve sem adhatjuk alább 64 Mbájtnál (olykor 128 Mbájtnál). Egyszerűbb (például kétdimenziós rajzolásra használt) CAD-programok persze ennél kevesebbel is beérik, ezek már 32 Mbájt RAM-mal is működnek.

A monitorokat tekintve a számítógépes tervezői munkahely kialakításakor sajnos csak kevés engedményt tehetünk. A képcső mérete a legkritikusabb: itt nem adhatjuk alább 17"-nél, ám még ez a méret is meglehetősen „szegényszagú". A professzionális alkalmazások megkövetelik a 19, 20, sőt 21"-os monitorok alkalmazását. A nagyobb méreteket és a többletfunkciókat természetesen meg kell fizetni: egy minden szempontból kifogástalan modell ára a fél- és egymillió forint közé esik. Igaz, ezért a pénzért nagyszerű képminőséget, mindenfajta hibakorrekciót, színkalibrálást és sok egyéb funkciót kap a vásárló. Az idei tavaszi vásárokon megjelentek már a nagyméretű LCD-kijelzők is, amelyek ugyancsak alkalmasak CAD-célokra, ám áruk egyelőre még „húzósabb", mint a hagyományos monitoroké.

A tervezői munkahelynek szüksége van még egy rajzgépre (plotterre) is, amely szintén nem tartozik az olcsó számítógépes perifériák közé. A plotterek terén a legjelentősebb változás a tintasugaras technológia előretörése. Korábban szinte egyeduralkodók voltak a tollas plotterek, mára azonban a helyzet megváltozott, és a tintasugaras modellek vették át az uralmat. A tintasugaras plotterek hatalmas előnye, hogy nemcsak vonalas rajzok előllítására alkalmasak, hanem felületkitöltésre is, ráadásul sokkal gyorsabbak.

A tintasugaras plotterek piacát gyakorlatilag négy-öt gyártó uralja. A legjelentősebb a Hewlett-Packard, a Calcomp, az Océ és az Encad, amelyek széles választékot kínálnak a méretet és funkcionalitást tekintve. Az ár félmillió forintnál kezdődik, és a csillagos égnél végződik.

Az erőforrásigény hirtelen megnövekedése elsősorban a programok funkcionális bővülésének a következménye. Az első szoftvereket főként rajzolásra készítették, éspedig a kényelmetlen és ormótlan rajztáblák kiváltására. Eme „elektronikus rajztáblák" továbbfejlesztésével jöttek létre azután a háromdimenziós modellezésre szánt programok, amelyek egyre jobban igyekeznek megközelíteni a hagyományos mérnöki gondolkodásmódot. Az újabb programtermékek már nemcsak egyszerű rajzeszközöket, hanem bonyolultabb komponenseket, számítógépes nyelven szólva objektumokat adnak a mérnök kezébe. A CAD-programok egyik fejlődési iránya tehát a kétdimenziós rajzolástól a háromdimenziós modellezés felé mutat.

De még a 3D-s modellezés sem minden, ugyanis a programok legnagyobb része ma már a modellek fényképszerű megjelenítésére is alkalmas, ami korábban csak külső programokkal volt lehetséges. Az AutoCAD legújabb változatába például már „gyárilag" beépítették a 3D Studio funkciókészletét, és ugyanez vonatkozik a többi vezető gyártóra is, például a Bentleyre vagy a Computervisionra.

A másik fejlődési irány a futtatókörnyezettel kapcsolatos. A nagy teljesítményű programok „kedvenc" platformja hosszú éveken keresztül a UNIX operációs rendszer volt. A kritikus alkalmazásokban szóba sem kerülhetett a PC mint hardverkörnyezet és a DOS, illetve a Windows operációs rendszer. Ebben persze van némi túlzás, hiszen a legnagyobb számban értékesített tervezőprogram - az AutoCAD - eleve PC-re (és DOS operációs rendszerre) „íródott", bár az általános vélemény szerint teljesítményben és tudásban messze elmaradt egy CATIA vagy Euclid mögött.

A változást a Windows NT hozta meg, amely jócskán felborította a piacot (és a kedélyeket), hiszen PC-alapon kínálja mindazt, amire azelőtt csak egy UNIX-munkaállomás volt képes. Egy csapásra világossá vált, hogy a CAD-piacon nem élhet meg senki UNIX-os elzártságában, csak akkor, ha programjait PC-re (illetve Windows NT-re) is átírja.

Az Autodesknek nem volt nehéz dolga, hiszen a DOS-ról már korábban átnyergelt a Windowsra. Az AutoCAD legújabb, 14-es változatával pedig nyíltan a Windows NT mellett tette le a garast, végleg búcsút mondva a UNIX-verzióknak.

Miközben az Autodesk „alulról" nyomult fölfelé a Windows NT irányában, a UNIX-alapú rendszerek büszke forgalmazói felülről voltak kénytelenek leereszkedni ugyanerre a platformra, így a korábbi - operációs rendszer szerinti - kategorizálás mára értelmét vesztette. Egymás után jelent meg például a Pro/Engineer, a MicroStation stb. Windows NT-verziója, ami természetesen nem jelentette automatikusan a UNIX-változatok eltűnését, hiszen egynémely kritikus alkalmazásban ma is ezek dominálnak.

A Windows NT-kompatibilitás számos esetben sokkal többet jelent, mint egy új - Windows-szerű - kezelőfelületet. Az esetek többségében vadonatúj programokról van szó, nem pedig régebbi programok NT-átiratairól. Az újítás nyomán a menürendszer a Microsoft „divatot" követi: a funkciók jó részét ugyanott érjük el, mint az Office-ban, és - mint már említettük - adatokat (objektumokat) cserélhetünk az Office-programokkal.

Az NT-re való átállás tehát segít a tervezőprogramokat átfogó rendszerbe integrálni, ám nem jelenti azt, hogy egy csapásra minden olcsóbb lesz. Sőt! A tervezői munkahely költségeiből mind nagyobb hányad esik a szoftverre, a korábbi fele-fele arány mára háromnegyed-egynegyedre módosult a szoftver „javára". Ami azt jelenti, hogy a korábbi DOS/Windows alapú szoftverek jócskán megdrágultak, és a UNIX-os rendszerek sem lettek sokkal olcsóbbak. Egy CAD-rendszer ára tipikusan fél-egy millió forint közé esik, ám ettől el is térhet (többnyire fölfelé), főként olyan esetekben, amikor a rendszer több

tucat speciális modult tartalmaz, és ezekből alaposan bevásárolunk. Az olcsó programok lassan kimennek a divatból. Pár éve még komoly alternatívát jelentettek a tíz-húsz ezer forintért kapható 2D-s rajzolóprogramok, ám ezek ideje lejárt. A tervezők közül a legtöbben olyan platformra szeretnének berendezkedni, amely korlátlanul bővíthető, fejleszthető és kompatíbilis más rendszerekkel.

A CAD-programok új generációja néhány fontos fejlődési tendenciát vetít előre. Az egyik ezek közül a CAD és a GIS közeledése. A GIS (Geographic Information System, földrajzi információs rendszer) - amelynek fő feladata a földrajzi adatok nyilvántartása - mindeddig jól elkülönült a CAD-től. GIS-rendszereket használnak például az ingatlan-nyilvántartásban, az önkormányzatok, a közművállalatok stb. Az ESRI cég ArcView 3.0 szoftvere segít összekapcsolni a földrajzi adatbázist a CAD-es rajzokkal, objektumokkal. Hasonló szerepet játszik az Autodesk Map 2.0 vagy a Bentley cég MicroStation termékére épülő GeoGraphics, amelynek segítségével a rajzokban minden további nélkül térképi objektumokat helyezhetünk el.

A CAD-szakmát érthetően nem hagyta érintetlenül az Internet világméretű elterjedése. A hálózat segítségével például a tervezők megoszthatják egymás között a munkát, akár egyszerre többen is dolgozhatnak ugyanazon a terven. Sőt az Interneten keresztül a szélesebb közönség is hozzáférhet különféle tervekhez, adatbázisokhoz stb. Ehhez persze megfelelő szoftverekre van szükség, mégpedig az adattárat birtokló intézmény oldalán. A felhasználó oldalán a szabványos böngészőprogramok (Netscape Navigator, Microsoft Internet Explorer) bőven elégségesek.

Számos szoftvergyártó készen kínálja a tervek közzétételéhez szükséges megoldásokat. Ilyen például az Autodesk MapGuide nevű szoftvere, vagy a Bentley-féle ModelServer Publisher, amely lehetővé teszi a MicroStation és az AutoCAD tervrajzok közzétételét az Interneten, illetve intranet-hálózatokon. A távoli felhasználók a rajzokat egyéni kívánságaik szerint jeleníthetik meg, például rázoomolhatnak a részletekre stb.

S. Z.

A digitális prototípus-készítés alkalmazásával a tervezési folyamat radikálisan lerövidíthetô. A gyártástechnológia (például az NC-program) úgy készül el, hogy a mintadarab soha nem jelenik meg fizikai valóságában. Az SDRC cég az I-DEAS Master Series 5-ben hasonló megoldást kínál komplex digitális prototípusok elôállítására - természetesen a számítógép képernyôjén. A digitális prototípus tartalmazza valamennyi lényeges mérési, tesztelési, gyártási stb. információt.
A Philips Brillance monitorok ideális megoldást jelentenek a CAD-alkalmazásokban. A 21"-os modell - amellett, hogy kiváló képminôséget kínál - valamennyi szigorú környezetvédelmi normának megfelel. 1600x1280 képpont a legnagyobb felbontása, és még ilyenkor is kíméli a szemet, mivel 85 Hz-cel frissíti a képet
A Silicon Graphics kivételesen nagy teljesítményű számítógépeket épít fôként olyan alkalmazásokhoz, amelyekben nagy adattömegeket kell mozgatni. Tipikusan ilyenek a grafikus és CAD alkalmazások, amelyekben egyre inkább szükség van a modellek térbeli megjelenítésére és mozgatására. Az Octane munkaállomás egy vagy két R10000-es mikroprocesszort tartalmaz, architektúrája pedig 64-bites.
A tintasugaras plotterek nagy elônye, hogy színes, nagy fedettségű képek elôállítására is alkalmasak. A japán Mutoh cég SpectraJet nevű rajzgépe kétféle méretben (A/0,l ill. A/1) kapható, különlegessége a színenkénti 500-500 ml-es tintatartály, amely hosszú idôre biztosítja a berendezés felügyelet nélküli működését.