معرفی پرکاربردترین نرم افزارهای مهندسی (5 نرم افزار مهم)

همانطور که می‌دانیم، همه فعالیت‌های انجام شده در پروژه‌ها و فرآیندهای مهندسی را می‌توان به سه بخش اصلی طراحی، تحلیل و ساخت و تولید تقسیم بندی کرد که امروزه به دلیل پیشرفت تکنولوژی و ماشین آلات صنعتی، هر سه به وسیله مهندسین و به کمک رایانه انجام می‌شود. به این ترتیب با سه بخش (CAD) طراحی به کمک کامپیوتر، (CAE) تحلیل به کمک کامپیوتر و (CAM) ساخت به کمک کامپیوتر مواجه هستیم. بنابراین اولین گام از این پروسه توانایی ترسیم، مدل‌سازی یا به طور کلی طراحی است. نرم افزارهای طراحی زیادی در طول زمان با این هدف توسعه یافته‌اند، در این نوشتار به برخی از رایج ترین‌ها پرداخته می‌شود.

نرم افزار اتوکد (AutoCAD)

اگر شما دانشجو یا فارغ‌التحصیل یکی از رشته‌های فنی مهندسی باشید حتما اتوکد اسم اولین نرم افزاری است که می‌شنوید. این محصول معروف شرکت اتودسک از قدیمی‌ترین ابزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) است که به مهندسین کمک کرد از مشتقات بسیار ترسیمات روی کاغذ نجات پیدا کنند. کاربری ساده و سریع نرم افزار اتوکد باعث شده است سالیان سال بین رشته‌های مختلف مهندسی مانند مکانیک، تاسیسات، عمران، معماری، هوافضا، برق، شیمی و .... طرفداران زیادی را به خود جلب کند.

البته شرکت Autodesk برای حفظ کاربران خود و همچنین جذب مخاطبان بیشتر به سمت ایجاد نرم افزارهایی با کاربری‌های خاص هر حوزه حرکت کرد و محصولاتی مانند AutoCAD P&ID برای ترسیم نقشه‌های فرآیندی، AutoCAD Electrical  برای ترسیمات مربوط به تابلوهای برق و ..... را به بازار عرضه کرد. پس از آن در گامی بلندتر به حوزه BIM ورود کرده و نرم افزارهای خانواده Revit ، مانند Revit MEP ،Revit Structure  توسعه داده است.

امروزه سایر نرم افزارهای طراحی به دلیل قابلیت ترسیم سه بعدی و محیط های اسمبلی جذاب، بسیار پرکاربرد و پر طرفدار شده اند. اما اتوکد (AutoCAD) همچنان با قدرت و با نسخه های جدیدی که هر ساله به روز رسانی می‌شوند، از نظر تعداد کاربران در سطح جهان و در صنایع مختلف در صدر قرار دارد. شما می‌توانید با شرکت در دوره اتوکد (AutoCAD) عمومی بر این نرم افزار پرکاربرد طراحی مسلط شوید.

نرم افزار کتیا (CATIA)

نرم افزار کتیا (CATIA) از محصولات شرکت بزرگ و معروف داسو سیستمز (Dassault Systèmes) یکی از مشهورترین و قدرتمندترین ابزارهای این حوزه است که به دلیل داشتن محیط‌های متفاوت و امکان مدل‌سازی با جزئیات بالا از جایگاه خاصی در صنایع مهم برخوردار است.

در گروه آموزشی پارس پژوهان دوره‌های کتیا از قدیمی ترین آموزش‌ها در بین نرم افزارهای طراحی بوده و در 3 سطح، مقدماتی، پیشرفته و فوق پیشرفته تدوین شده است. در دوره کتیا مقدماتی (CATIA) به محیط‌هایpart design ،drafting  assembly ، shape design و material library پرداخته می‌شود.

در دوره کتیا پیشرفته (CATIA) ابتدا به موضوع سطح سازی در محیط‌های زیر پرداخته می‌شود:

• Generative shape design
• Sketch Tracer Imagine and shape 
• Freestyle

پس از آن به کار بر روی ابرنقاط (زمینه مورد نیاز در مهندسی معکوس) پرداخته می‌شود. در ادامه محیط ورقکاری و آشنایی با دستورات آن بررسی می‌شود که از موضوعات کاربردی در سازه‌های هوایی است. سپس طراحی مکانیزم آموزش داده می‌شود و در آخر نحوه کار با محیط DMU Kinematics  و استخراج انواع خروجی بررسی می‌شود.

در دوره کتیا فوق پیشرفته (CATIA)، به طور خلاصه  فرمول نویسی و تولید رابطه در فضای 2 بعدی، 3 بعدی و مونتاژ را یاد میگیریم و با استفاده از این فرمول نویسی می توانیم کاتالوگ‌های صنعتی را بنویسیم. در این دوره یاد میگیریم به صورت پارامتریک طراحی انجام دهیم، هر پارامتر را در فایل اکسل یا نوت پد، طبق کاتالوگ‌های موجود یا شخصی‌ سازی شده، یادداشت کنیم به فایل کتیا تبدیل و ایمپورت کنیم. سپس می‌توانیم ورودی‌های عددی را به صورت مدل‌های 3 بعدی خروجی بگیریم. همچنین با بهینه سازی چند قطعه یا حجم یا جرم آشنا خواهیم شد. به طراحی سازه‌هایی مثل نبشی‌ها، پروفیل‌ها و ... طبق استانداردها می‌پردازیم.

نرم افزار سالیدورک (Solidworks)

سالیدورک نیز یکی از نرم افزارهای طراحی و مدل سازی است که محیطی مناسب و راحت را در اختیار مهندسین در همه حوزه‌ها قرار می‌دهد تا بتوانند به راحتی انواع قطعات، سازه ها، سطوح، قالب‌های جوشکاری و ورقکاری را طراحی و به تحلیل استاتیکی، دینامیکی، تحلیل و آنالیز آن‌ها بپردازند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره نرم افزار سالیدورک و یادگیری آن می‌توانید در دوره سالیدورک مقدماتی (Solidworks) شرکت کنید.

محیط‌های این نرم افزار شامل سه بخش اصلی زیر است:

• Part
• Assembly 
• Drawing

هر بخش استفاده‌های مشخص به خود را داراست. ماژول PART شامل sketch ،features ،surfaces  و... است.

• در قسمت sketch به کمک ابزارهای مختلف اجسام صلب را طراحی می‌کنیم.
• در features حجم‌ها را به وجود آورده و با آن‌ها کار می‌کنیم و همچنین از این بخش برای رزوه زدن نیز می‌توان استفاده کرد.
• در بخش evaluate انواع محاسبات چه محاسبات معمولی و چه محاسبات مهندسی بررسی می‌شود.
• در محیط Assembly قیدهایی داریم که بر روی قطعه اعمال می‌کنیم و فایل مورد نظر را مونتاژ می‌کنیم.
• بخش Drawing برای نقشه‌کشی است که شامل انواع نقشه‌های استاندارد جوشکاری، سه نما، ورقکاری و ..... است و می‌توان با استفاده از آن‌ها از قطعه یا مجموعه نقشه بگیریم و در نهایت می‌توان انواع خروجی (format) را از فایل‌های سالید گرفت.

نرم افزار ان ایکس NX SIEMENS

در زمینه علوم مهندسی و مدیریت طول عمر محصول (PLM) همواره یکی از نکات مهم که گاهی باعث تبعیض بین نرم افزارها می‌شود این است که کل فرآیند از طراحی، تحلیل، ماشینکاری و تولید یک محصول یا به عبارت بهتر هر سه حوزه CAD ،CAE و CAM در یک بستر انجام شود چرا که انتقال فایل بین نرم افزارهای مختلف یک چالش است. یکی از نرم افزارهایی که تمام فرآیند از طراحی تا تولید در آن قابل اجرا است NX است. این نرم افزار توسط کمپانی زیمنس (Siemens)  تولید شده است.

با استفاده از این نرم افزار می‌توان به طراحی‌های دو بعدی و همچنین سه بعدی پرداخت. از مزیت‌های NX آن است که چون در هر سه حوزه طراحی، تحلیل، تولید (مدلینگ، مونتاژ و نقشه گیری) موفق عمل کرده و شامل یک طیف گسترده از  امکانات مختلف است از اتلاف وقت و مشکلات ناشی از انتقال فایل در نرم افزارهای مختلف و از دست رفتن مقداری از کیفیت به دلیل جابه‌جایی منحنی‌ها و سطوح و .... جلوگیری می‌کند و محصولاتی با کیفیت بالاتر در اختیار مهندسین قرار می‌دهد.

در دوره زیمنس انیکس مقدماتی (SIEMENS NX) ابتدا به طور کلی با محیط‌های مختلف NX و قابلیت‌های آن به عنوان یکی از نرم افزارهای طراحی آشنا می‌شویم. سپس به مدلسازی و طراحی دو بعدی و بعد از آن سه بعدی می‌پردازیم. پس از کار کردن با احجام مختلف، یکپارچه سازی آن‌ها، ایجاد فیلت و چمپر و ... در گام بعدی سراغ مونتاژ قطعات رفته و قیود مربوط به آن را بررسی می‌کنیم. در آخرین مرحله تلاش می‌کنیم از قطعاتی که طراحی و مونتاژ کرده‌ایم، نقشه خروجی مناسب برای ساخت استخراج کنیم.

در دوره زیمنس انیکس پیشرفته (SIEMENS NX) در اولین گام به کمک نوار ابزار curve به ایجاد منحنی‌ها می‌پردازیم. بعد از آن با نوار ابزار سرفیس Surface برای سطح سازی‌ها آشنا می‌شویم. سپس به موضوع جذاب شیت متال یا ورقکاری می‌رسیم و به بررسی کاتالوگ‌ها، استانداردها و .... می‌پردازیم. بعد از آن با طراحی سازه‌های جوشی به کمک Structural Designer آشنا می‌شویم. متحرک سازی، مهندسی معکوس، بهینه سازی و ..... از جمله مطالبی هستند که در ادامه به آن‌ها پرداخته می‌شود.

نرم افزار اینونتور Inventor

اینونتور از محصولات شرکت اتودسک (Autodesk)، یکی از نرم افزارهای قدرتمند و پیشرفته در هر سه زمینه CAM ،CAD،CAE  است، اگرچه این برنامه بیشتر به عنوان یکی از نرم افزارهای طراحی معروف شده است، اما  فضای مدلسازی، تحلیل و نقشه گیری را برای مخاطبین خود فراهم کرده است.

در دوره اینونتور مقدماتی (Autodesk Inventor) به مفاهیم طراحی یا CAD  می‌پردازیم، در واقع یاد می‌گیریم به چه شکل کار مدل سازی را با نرم افزار Inventor انجام دهیم در این دوره در ابتدا به کار محیط Sketch و اصول مربوط به آن می‌پردازیم که شامل مدلسازی دو بعدی و مدلسازی سه بعدی می‌شود. سپس به انواع پلن‌ها و نحوه ایجاد آن‌ها، قیدگذاری‌ها، رفع خطا، ساده سازی، ویرایش، نحوه مونتاژ قطعات، اصول کار مونتاژ، نقشه گیری و .... را بیاموزیم و در نهایت با کمک آموزش اصول طراحی به این توانایی برسیم که  ایده ذهنی خودمان را در نرم افزار از کجا شروع و در کجا پایان دهیم. در دوره اینونتور پیشرفته (Autodesk Inventor) به کار با متریال مختلف، طراحی سیستم‌های پایپینگ، نکاتی از مدلسازی جوشکاری و ورقکاری، پرداخته می‌شود.

بیشتر بخوانید: "پردرآمدترین رشته مهندسی در ایران و جهان"

جمع بندی

در این مقاله به معرفی پنج نرم ‌افزار پرکاربرد در مهندسی پرداخته شد که هرکدام با ویژگی‌های خاص خود در زمینه‌های طراحی، تحلیل و ساخت به کمک کامپیوتر (CAD, CAE, CAM) کاربرد دارند. اتوکد (AutoCAD) یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین نرم‌ افزارهای طراحی در مهندسی است که در رشته‌های مختلفی مانند معماری، عمران، مکانیک، برق و غیره استفاده می‌شود. بیشتر برای طراحی دو بعدی و سه بعدی و ایجاد نقشه‌های فنی مناسب است. کتیا (CATIA) نرم ‌افزاری پیشرفته که در صنایع حساس مانند هوافضا، خودروسازی و کشتی‌سازی کاربرد دارد. کتیا توانایی مدل‌سازی پیچیده و شبیه‌سازی دینامیکی را فراهم می‌کند و در طراحی محصولات پیشرفته جایگاه ویژه‌ای دارد. سالیدورک (SolidWorks) این نرم ‌افزار برای طراحی و شبیه‌سازی مکانیکی قطعات و مجموعه‌ها در صنایع مختلف مانند خودروسازی و هوافضا کاربرد دارد. سالیدورک از محیط‌های مختلف طراحی سه‌بعدی و تحلیل مکانیکی برخوردار است. زیمنس انیکس (Siemens NX) یکی از نرم‌ افزارهای قدرتمند است که تمامی مراحل طراحی، تحلیل و تولید محصول را در یک بستر یکپارچه فراهم می‌آورد. این نرم ‌افزار برای صنایع خودروسازی، هوافضا و تولیدات دقیق بسیار مناسب است. اینونتور (Inventor) نرم ‌افزاری از شرکت اتودسک است که بیشتر در طراحی مکانیکی و شبیه‌سازی قطعات در صنایع خودروسازی و تجهیزات صنعتی کاربرد دارد. اینونتور امکانات تحلیل دینامیکی و حرکت قطعات را نیز ارائه می‌دهد.

این نرم ‌افزارها در صنایع مختلف با قابلیت‌های ویژه خود به مهندسین کمک می‌کنند تا از طراحی اولیه تا ساخت و تولید محصولات را به‌ صورت دقیق و کارآمد انجام دهند. در انتخاب نرم ‌افزار مناسب باید به نیازهای خاص هر صنعت و پروژه توجه کرد.

نویسنده: ستاره دهقان، کارشناس دپارتمان مهندسی هوافضا گروه آموزشی پارس پژوهان