Thế nào là máy tính trợ giúp thiết kế?

Máy tính trợ giúp thiết kế, gọi tắt là CAD, là kỹ thuật dùng máy tính và các thiết bị ngoại vi, bao gồm thiết bị đưa vào và lấy ra hình ảnh, để giúp con người tiến hành thiết kế công trình và thiết kế sản phẩm.

Quá trình thiết kế công trình và sản phẩm luôn đi cùng với số liệu. Những số liệu này không chỉ có khối lượng lớn mà hình thức cũng rất đa dạng. Việc lưu trữ, lấy ra, gia công, truyền đi và kiểm tra chúng rất phiền toái, phức tạp. Trong quá trình thiết kế còn phải vẽ ra nhiều bản vẽ công trình, áp dụng phương pháp tính toán thiết kế hiện đại, sau đó lại tiến hành phân tích và tính toán với độ chính xác cao; khối lượng công việc cực kỳ lớn. Tất cả những việc đó sức người khó có thể làm nổi. Nhưng máy tính có thể lưu trữ số liệu với khối lượng lớn, tiến hành nhanh chóng việc xử lý và kiểm tra dữ liệu. Nó có khả năng xử lý mô hình cấu trúc và hình vẽ rất cao, đồng thời rất thành thạo các công việc có tính lặp lại như làm bảng biểu, vẽ sơ đồ một cách chính xác và nhanh chóng. Máy tính có khả năng tính toán và phân tích logic nhanh, vì vậy nó có thể hoàn thành việc phân tích và tính toán công trình phức tạp mà trước kia khó lòng tưởng tượng nổi.

Máy tính trợ giúp thiết kế có thể giúp nhân viên thiết kế công trình hoàn thành các hạng mục như phân tích hệ thống sản phẩm và công trình, lựa chọn phương án, thiết kế mỹ thuật, tính toán số liệu, tối ưu hóa hệ thống, vẽ bản vẽ, soạn thảo hồ sơ. Kết quả của máy tính trợ giúp thiết kế còn có thể dùng để làm thực nghiệm mô phỏng như thật.

Nghĩa là trên máy tính có tính năng cao, ta có thể mô phỏng quá trình xử lý gia công linh kiện máy móc, mô phỏng quá trình cất cánh và hạ cánh của máy bay, quá trình ra vào cảng của tàu thuyền. Người ta có thể dùng máy tính trợ giúp thiết kế mỹ thuật để làm hình vẽ động ba chiều và cảnh quay đặc biệt; vẽ các dạng bảng biểu thống kê trong quản lý công việc, khiến sự thực được phản ánh bằng đồ biểu hình ảnh, trực quan và rõ ràng hơn; cũng có thể dùng máy để vẽ bản đồ địa hình, bản đồ khí tượng, bản đồ địa chất, bản đồ mật độ dân số; thậm chí còn có thể dùng để thiết kế bìa sách. Vì vậy, máy tính trợ giúp thiết kế đã được ứng dụng rộng rãi trong các ngành như cơ khí, điện tử, xây dựng, dệt may.

Thực tế chứng minh rằng dùng máy tính trợ giúp thiết kế có thể nâng cao rất nhiều hiệu suất công tác. Dùng cho công việc thiết kế có tính lặp lại cao có thể nâng hiệu suất 15 lần; dùng cho công tác tiêu chuẩn hóa có thể nâng hiệu suất 5 lần; dùng cho việc khai thác sản phẩm mới có thể nâng hiệu suất 2 lần; có thể hạ giá thành thiết kế công trình xây dựng 15% - 20%. Thời gian từ thiết kế sản phẩm đến khi đưa vào sản xuất có thể rút ngắn 30% - 60%, tỷ lệ phế phẩm có thể hạ 80% - 90%, tỷ lệ sử dụng thiết bị có thể nâng cao 2 - 3 lần.

Dĩ nhiên, máy tính trợ giúp thiết kế không phải là vạn năng. Máy tính không giỏi xử lý một số vấn đề mà mô hình và quy tắc không thể hình thành rõ ràng. Khả năng xử lý các vấn đề “mơ hồ” cũng rất kém, càng không thể xử lý những vấn đề bất ngờ xuất hiện tức thời. Nhưng trong quá trình thiết kế, những vấn đề này lại thường xuất hiện hàng loạt. Lúc đó, chỉ con người mới có thể xử lý bằng kinh nghiệm, trực giác, sức tưởng tượng và khả năng phán đoán.

Vì vậy, máy tính không thể thay thế vai trò của con người, mà chỉ có thể trợ giúp con người hoàn thành nhiệm vụ thiết kế. Trong toàn bộ quá trình thiết kế, con người vẫn giữ vai trò chủ đạo. Với một số phương án thiết kế, phải dùng kỹ thuật CAD kiểu tương lai, do con người can thiệp và dẫn dắt toàn bộ quá trình thiết kế, liên tục sửa chữa, đối chiếu thì mới có được kết quả tốt đẹp.