ابتكار

ما يكمن في مستقبل صناعة التصميم الميكانيكي

ما يكمن في مستقبل صناعة التصميم الميكانيكي



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

من المحتمل أن يشارك معظمنا في تصميم الهندسة الميكانيكية على أساس يومي ، ولكن ما هو مستقبل هذا المجال الحاسم؟

منذ اختراع برنامج CAD ، أحدث التصميم الميكانيكي ثورة في جوهره. ومع ذلك ، هناك الكثير من الأشياء حول العملية بدائية إلى حد ما. لا يزال يتعين علينا إدخال قيود يدويًا للأجزاء التي قد تبدو واضحة.

لا يزال بإمكاننا ارتكاب خطأ بسيط واحد يمكن أن يفسد نموذجنا بالكامل. أصبحت البرمجيات أكثر ذكاءً وذكاءً ، ولكن بالنسبة للجزء الأكبر ، لا يزال المهندس الميكانيكي هو المكان الذي يكمن فيه الابتكار والمهارة. لكن ماذا يحدث عندما تصبح البرامج منتجة ؛ عندما يحل مكتب المهندس الميكانيكي وينتقل التصميم إلى المستقبل؟ دعونا نلقي نظرة أعمق. (لا تقلق ، لا يزال بإمكانك الحصول على وظيفة.)

الخطوة التالية لمهندس التصميم الميكانيكي

برامج CAD ، أساس التصميم الميكانيكي ، تم دفعنا إلى الأمام إلى حد كبير من خلال الكود والبرمجة المبتكرة. لقد أحدث ذلك المعجزات لقدرات البرامج ، ولكنه يعني أيضًا أن CAD تطورت إلى مهارة تعتمد على لوحة المفاتيح إلى حد كبير. بالنظر إلى أن هذا أمر شائع ، فقد لا تجد أي شيء غريب في هذه الحقيقة.

ومع ذلك ، فإن ما يفعله التصميم الميكانيكي المستند إلى لوحة المفاتيح هو قصر المصمم على القدرة التقنية والمعرفة بالبرنامج المحدد. سيكون هناك دائمًا مكان لهذا ، لكن أجهزة الكمبيوتر ستتمكن قريبًا من السماح بتصميم ميكانيكي حر ضمن حدود الواقع. هذا يعني أنه على الرغم من أننا كمهندسين قد نكون أذكياء بما يكفي لإدخال قيود التصميم ، فإننا ببساطة لن نضطر إلى ذلك. إنه يفتح عصر الهندسة البحتة.

لقد بدأ بالفعل يتردد صدى هذا الواقع المستقبلي. جلب عصر أجهزة الكمبيوتر ذات الشاشات التي تعمل باللمس واجهة تصميم ميكانيكية أكثر طبيعية. للمضي قدمًا ، من المحتمل أن يكون الواقع الافتراضي والحوسبة الكمومية هي التي تجلب التصميم الميكانيكي إلى تحقيقه النهائي للمهندس.

ذات صلة: أعلى 3 وظائف لأعلى راتب في الهندسة الميكانيكية

عندما تفكر في التصميم الميكانيكي باعتباره أكثر من نموذج عمل ماهر نظرًا للأدوات القادمة في المستقبل ، قد يكون لدى المهندسين الميكانيكيين قريبًا المزيد من الخيارات حول مكان وكيفية عملنا. لن نقتصر على المقصورات ، بل يمكننا أن نكون "فنانين تقنيين" نصمم في مساحات افتراضية أو حتى في موقع العمل - تخيل ذلك.

يدرك أي مهندس يشارك بنشاط في أي مجال تقني اليوم بشكل عملي مدى أهمية المحاكاة في عملية التصميم الحديثة. يمتد هذا إلى شقين ، بدءًا من تحسين قدرة المحاكاة لتزويدنا ببيانات مفيدة عمليًا وزيادة استخدامها في عملية التصميم. يتطلب التقدير الكامل لتغيير أداة التصميم الحديثة هذا أن ننظر بشكل أعمق في حالة محاكاة CAD المتكاملة.

محاكاة متكاملة في التصميم

يمنحنا التعمق في المحاكاة في عملية التصميم الحديثة نظرة أفضل لما قد يأتي في حياتنا اليومية كمهندسين.

تعد عمليات المحاكاة من حيث نماذج الكمبيوتر مثل FEA فيما يتعلق بـ CAE قدرة جديدة إلى حد ما. تم تعريف المحاكاة ببساطة على أنها استخدام النماذج التنبؤية أو العملية لإعداد التصميمات المستقبلية والوصول إليها ، ويعود تاريخها إلى ما هو أبعد قليلاً. يمكننا تتبع الرغبة في المحاكاة بشكل أساسي إلى بداية الهندسة ، ولكن الاستخدام الحديث بدأ خلال الحروب العالمية وعصر الفضاء. تم استخدام نماذج محاكاة أكثر دقة في مشروع مانهاتن لنمذجة التفجيرات النووية وتصميم الصواريخ المستخدمة في مهمات الفضاء المبكرة. بالطبع ، تم إجراء كل هذه "المحاكاة" على الورق وتضمنت الرياضيات المنفصلة ومعادلات نافيير-ستوكس وتحليل العناصر المحدودة من بين العديد من الصيغ الأخرى.

الابتعاد عن الجذور الرياضية للمحاكاة ، تم استخدام المحاكاة الفيزيائية أيضًا في عملية تصميم كبسولات هبوط أبولو. تم استخدام رواد الفضاء جنبًا إلى جنب مع المهندسين لاختبار عمليات الإطلاق والهبوط واستخدام جميع أجهزة أبولو. تعد هذه المحاكاة المبسطة للأجهزة هي البدايات المبكرة لأدوات المحاكاة التي تسمح بحالات الاستخدام وتحليل الأحداث. خلال ذروة عصر الفضاء ، تم تطوير Simula-67 ، أول لغة برمجة تتمحور حول المحاكاة والتي تقود الطريق لبرامج محاكاة الكمبيوتر الحديثة.

منذ هذه الأيام الأولى حيث تم تنقيح رياضيات المحاكاة ، تم ترسيخ المحاكاة لتصبح أداة حيوية للمهندسين.

في السنوات العديدة الماضية ، تم ترسيخ المحاكاة في أدوات CAE الخاصة بنا ، مثل برنامج التصميم الميكانيكي الخاص بنا. إلى جانب إمكانات تحليل الحالة البسيطة ، تأتي المحاكاة في العديد من النواحي الآن قبل التصميم. يأتي سير العمل المتحول هذا في شكل أدوات تصميم توليدية واستخدام المحاكاة كأداة مساعدة في التصميم. بدلاً من تصميم جزء ثم اختبار ما إذا كان سيعمل أم لا ، تسمح برامج المحاكاة المدمجة بمساعدة الكمبيوتر مثل Nastran وأدوات إنشاء الأشكال من Inventor بالمحاكاة قبل أو جنبًا إلى جنب مع التصميم. يسمح التصميم التوليدي بالمحاكاة لإنشاء تصميم بينما تسمح أدوات التحليل باختبار تصميم الجزء في كل خطوة على الطريق.

يعد الاستخدام المتزايد للمحاكاة في تصميم الأجزاء الحديثة أمرًا طبيعيًا ، في الواقع ، إنه أمر أساسي لقيادتنا كمهندسين. نحن نسعى بالفطرة إلى التحسين والابتكار والتحسين والسعي بخلاف ذلك إلى تصميم أفضل جزء / تجميع / آلة ممكنة. تعمل أدوات المحاكاة والتطوير فيها على الاستفادة من رغبتنا الفطرية في ذلكأعرف.

عقبات المحاكاة المتكاملة

حتى مع الوضع الحالي لأدوات المحاكاة المتكاملة بمساعدة الكمبيوتر ، لا تزال هناك عقبات يجب التغلب عليها وإدخال تحسينات عليها. أقر مؤتمر NAFEMS العالمي ، وهو الرابطة الدولية لمجتمع النمذجة والتحليل والمحاكاة الهندسية ، مؤخرًا بالعديد من المجالات التي تحتاج إلى تحسين في أدوات المحاكاة في تجميعها لعام 2017. وأشاروا إلى المشكلات الأكثر إنتاجًا لأدوات المحاكاة الحالية ، وهي إعادة استخدام المعرفة ، والسرعة ، وإخلاص النموذج ، ومحاكاة ما قبل التصميم. بعبارة أخرى ، الطرق التي تعتقد NAFEMS أن أدوات المحاكاة بحاجة إلى تحسينها هي قدراتها على التقاط وإعادة تطبيق المعرفة المكتسبة من التحليل السابق ، وسرعة النماذج ودقتها (التي ستتحسن بشكل طبيعي مع تنفيذ السحابة / زيادة قوة المعالجة) والقدرة على المحاكاة لاستخدامها قبل عملية التصميم.

لذلك ، في حين أن الاستخدام الحديث لأدوات المحاكاة جنبًا إلى جنب مع CAD قد تحسن ونما إلى درجة تجاوزت بكثير توقعات الكثيرين ، هناك طريق طويل لنقطعه قبل أن يصبح مثاليًا. هذا يعني أشياء جيدة لنا كمهندسين. إذا أردنا المزيد من القدرات للمحاكاة ، فمن المحتمل أن تأتي ببنية تحتية تقنية محسنة. يعد تنفيذ السحابة أمرًا حيويًا للغاية لاعتماد المحاكاة لأن المحاكاة بطبيعتها تتطلب قوة معالجة كبيرة. تقوم السحابة بتعويض هذا العبء من المهندس إلى مركز البيانات السحابية ، مما يجعل تحليل المحاكاة الشامل ممكنًا لأي شخص في أي مكان.

مستقبل المحاكاة الآن ، ولكن الابتكار لن ينتهي في أي وقت قريبًا.

حرية الهندسة

في النهاية ، الهدف من تطوير التصميم الميكانيكي هو استبدال الحدود المقيدة لواجهة الكمبيوتر والسماح للمهندس بالإنشاء في شكل خالص.

تختلف الصناعات التي هي في أمس الحاجة إلى التصميم الميكانيكي في المستقبل القريب عن واجهة التصميم الميكانيكي ، مثل صناعة السيارات والصناعة. ومع ذلك ، هناك صناعة ناشئة جديدة تتطلب مهارات أفضل المصممين الميكانيكيين - تصميم الذكاء الاصطناعي. ستعمل البرامج والآلات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي قريبًا على جزء كبير من تصميم المستقبل. أولاً ، يجب أن يتعلموا وأن يكملهم مهندسو التصميم الميكانيكي الفعلي.

ذات صلة: المفاهيم التي يجب على المهندسين الميكانيكيين فهمها

لا تقلق بشأن فقدان وظيفتك لصالح الروبوتات الآن. ستتحول المهام المحددة لمهندس التصميم فقط مع الذكاء الاصطناعي ، ولن يتم التخلص منها. ما سيفعله الذكاء الاصطناعي والتصميم التوليفي للتصميم الميكانيكي هو إحداث ثورة في ما هو ممكن في صناعتنا. المستقبل مشرق للمصمم الميكانيكي.


شاهد الفيديو: وظائف ماراح نحتاجه في المستقبل 2030 (أغسطس 2022).