เล่มที่ 11
การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ
เล่นเสียงเล่มที่ 11 การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ
สามารถแชร์ได้ผ่าน :
การออกแบบเป็นหัวใจสำคัญของการพัฒนาทางเทคโนโลยี งานออกแบบที่มีคุณภาพจะช่วยให้เทคโนโลยี และสังคมเจริญก้าวหน้า ไม่ว่าจะเป็นการสร้างอาคาร สะพาน เครื่องจักรกล รถยนต์ เครื่องบิน โรงงาน เครื่องมือทางการเกษตร เครื่องใช้ไฟฟ้า เฟอร์นิเจอร์ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ ของเด็กเล่น และอื่นๆ อีกมากมาย ล้วนต้องผ่านการออกแบบมาแล้วทั้งสิ้น
วิศวกรกำลังใช้คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบชิ้นส่วนเครื่องกล
การออกแบบงานประเภทต่างๆ อาจจะมีลักษณะ และความต้องการแตกต่างกัน แต่โดยคร่าวๆ แล้ว การออกแบบงานโดยทั่วไป เช่น การออกแบบบ้าน อาจแบ่งเป็นขั้นตอนได้ดังนี้
๑. ศึกษาและกำหนดความต้องการ เช่น ต้องการบ้านกี่ชั้น และมีกี่ห้อง
๒. ร่างโครงสร้าง และเขียนแบบเบื้องต้น เช่น เขียนแบบบ้านเบื้องต้น
๓. ศึกษา และคำนวณหาขนาดของโครงสร้าง เช่น ความแข็งแรง และความสวยงามของบ้าน
๔. เขียนแบบรายละเอียด เช่น รายละเอียดขนาดต่างๆ ของบ้าน เครื่องเรือน และอุปกรณ์ในแต่ละห้อง
๕. คำนวณราคา เช่น ค่าวัสดุก่อสร้าง ค่าแรง และอื่นๆ
วิวัฒนาการด้านคอมพิวเตอร์ ก่อให้เกิดปัจจัยสำคัญที่ช่วยนักออก
แบบให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น กล่าวคือ สามารถออกแบบได้ง่ายและเร็วขึ้น ปัจจัยดังกล่าวเกิดขึ้น เพราะมีการพัฒนาอุปกรณ์ที่ใช้ประกอบกับเครื่องคอมพิวเตอร์ ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถเขียนแบบ คำนวณ และเก็บข้อมูลได้มากและรวดเร็ว และมีการพัฒนาชุดคำสั่งคอมพิวเตอร์ ที่ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานร่วมกัน ตามความต้องการของผู้ใช้ได้สะดวก ทั้งนี้ นักออกแบบ จะต้องเรียนรู้วิธีการใช้ ให้ชำนาญเสียก่อน จึงสามารถใช้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือช่วยในการออกแบบได้ โดยไม่ต้องเข้าใจการทำงานภายใน ของอุปกรณ์เหล่านั้น เปรียบเสมือนการใช้รถยนต์ ซึ่งผู้ใช้ที่เรียนรู้วิธีการขับรถยนต์แล้ว สามารถขับไปตามเส้นทางที่ต้องการได้ โดยไม่ต้องเข้าใจการทำงานของเครื่องยนต์เสียก่อน
แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์
ในบรรดาขั้นตอนต่างๆ ของการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบนั้น การเขียนแบบดูเหมือนว่า จะเป็นเรื่องที่น่าสนใจมากที่สุด เพราะแบบนั้น สามารถสื่อความหมายให้กับมนุษย์ได้ดีกว่าตัวอักษร หรือตัวเลข แต่การเขียนแบบให้ได้มาตรฐาน และมีคุณภาพ โดยใช้เครื่องมือพื้นฐานธรรมดา เช่น กระดาษ ดินสอ ยางลบ วงเวียน และไม้บรรทัดนั้น มักจะเสียเวลานาน ระบบคอมพิวเตอร์สำหรับช่วยการเขียนแบบ จะใช้จอภาพกราฟิกแทนแผ่นกระดาษ และมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ สำหรับช่วยกำหนดตำแหน่ง และลักษณะของรูป ที่ต้องการเขียนบนจอภาพ และป้อนคำสั่งต่างๆ ที่เกี่ยวกับการเขียน ลบ ย้าย หรือขยายภาพ เช่น ในการเขียนเส้นตรง นักออกแบบ จะใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าว ป้อนคำสั่งให้เขียนเส้นตรง พร้อมกับกำหนดตำแหน่ง จุดปลายทั้งสองบนจอภาพเท่านั้น คอมพิวเตอร์ก็จะเขียนเส้นตรงบนจอภาพให้ การเขียนรูปวงกลมก็ทำได้ โดยป้อนคำสั่งเขียนรูปวงกลม กำหนดขนาดของรัศมี และตำแหน่ง ของจุดศูนย์กลางบนจอภาพให้ ในกรณีที่ต้องการเก็บแบบที่เขียนเสร็จแล้ว เช่น ประตู หน้าต่าง โต๊ะ เก้าอี้ ต้นไม้ และอื่นๆ นักออกแบบสามารถสั่งให้คอมพิวเตอร์ นำแบบเหล่านั้น ไปเก็บไว้ในหน่วยความจำถาวร เพื่อนำมาเขียนบนจอภาพใหม่ในภายหลังได้ทันที โดยไม่ต้องผ่านขั้นตอนย่อยในการเขียนแบบเหล่านั้นอีก
คอมพิวเตอร์มีอุปกรณ์ต่างๆ ที่อำนวยความสะดวกในการเขียนแบบและคำนวณข้อมูลต่างๆ
ขีดความสามารถด้านการเขียนแบบคอมพิวเตอร์ ที่ซับซ้อนกว่า ที่กล่าวมาข้างต้น ยังมีอีกมากมาย เช่น ย่อแบบบางส่วนให้เล็กลง ขยายแบบบางส่วนให้ใหญ่ขึ้น เพื่อต่อเติมแก้ไขเขียนตัวอักษรกำกับแบบคำนวณ และเขียนขนาดกำกับส่วนต่างๆ บนแบบ เป็นต้น ทำให้การเขียนแบบด้วยคอมพิวเตอร์ เร็วกว่าการเขียนแบบ ด้วยเครื่องมือธรรมดามากมายหลายเท่า แบบที่เขียนบนเครื่องคอมพิวเตอร์นั้น จะได้รับการเก็บไว้ในหน่วยความจำ และนักออกแบบสามารถสั่งให้นำมาเขียนบนกระดาษ ด้วยเครื่องเขียนแบบอิเล็กทรอนิกส์ได้ โดยอัตโนมัติ นอกจากนี้ ระบบคอมพิวเตอร์สำหรับช่วยงานออกแบบบางประเภท เช่น งานออกแบบบ้าน เครื่องบิน และรถยนต์ ยังสามารถวาดแบบ ๓ มิติบนจอภาพได้ และนักออกแบบสามารถสั่งให้หมุนแบบไปตามแกนต่างๆ ได้อีกด้วย
ด้านการคำนวณ นักออกแบบ สามารถสั่งให้คอมพิวเตอร์คำนวณ หรือวิเคราะห์หาคุณภาพของงานที่ออกแบบไว้แล้ว เช่น ความแข็งแรงของอาคาร ความสามารถรับน้ำหนักบรรทุก ของสะพาน แรงฉุดของเครื่องสูบน้ำ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้า ความจุของท่อน้ำ ความดันในกระบอกสูบของรถยนต์ แรงพยุงของปีกเครื่องบิน และราคาวัสดุ เป็นต้น ข้อมูลเหล่านี้ กว่าจะได้มาต้องผ่านการคำนวณจากสูตรที่ได้มาจากทฤษฎีต่างๆ ที่ยุ่งยากซับซ้อน
การเขียนแผนที่โลกโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการเขียนและคำนวณมาตราส่วนต่าง ๆ
อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์ไม่สามารถทำงานแทนนักออกแบบได้ทั้งหมด เพราะคอมพิวเตอร์ไม่สามารถคิดสร้างสรรค์การออกแบบได้เอง คอมพิวเตอร์เป็นเพียงเครื่องมือของนักออกแบบเท่านั้น งานออกแบบจะดีหรือไม่นั้น ไม่ได้อยู่ที่คอมพิวเตอร์ แต่เป็นผลทางความคิดของนักออกแบบทั้งสิ้น นักออกแบบที่ดี จึงควรเป็นผู้รู้จักใช้คอมพิวเตอร์ให้เป็นเครื่องมือในการออกแบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ
