El diseño mecánico asistido por computadora (MCAD) y el diseño electrónico asistido por computadora (ECAD) son cada vez más comunes en el mundo del diseño moderno de hoy. Ambas disciplinas de diseño CAD se remontan a 1957, con los albores del sistema PRONTO del Dr. Patrick Hanratty. El popularmente apodado "Padre del CAD" sentó las bases para las aplicaciones actuales. Ivan Sutherland llevó la antorcha apenas tres años después con Sketchpad, iniciando oficialmente la era de la interfaz gráfica de usuario (GUI). Los programadores desarrollaron rápidamente una funcionalidad más rica una vez que se estableció esta base visual.


Figura 1. Los programas MCAD y ECAD pueden ayudar a optimizar los flujos de trabajo de diseño y acelerar el proceso de diseño.

Desde entonces, MCAD y ECAD han evolucionado al mismo ritmo que sus conductos computarizados. Las aplicaciones se volvieron más complejas y finalmente se actualizaron para funcionar con computadoras de 16 y 32 bits. Los primeros programas CAD eran productos comerciales y llevaban etiquetas de precios enormes para igualar. También fueron hechos a medida para computadoras mainframe. Las aplicaciones llegaron a la PC cuando encontraron tracción, pronto llegaron a la Mac y luego ganaron fuerza en el mercado principal. SynthaVision, ADAM y AutoCAD reelaboraron la industria MCAD / ECAD, marcando el comienzo de la era CAD moderna que se ha vuelto tan familiar. Entonces, ¿cómo han evolucionado MCAD y ECAD desde sus inicios?

¿Por qué los ingenieros necesitan programas MCAD y ECAD?

La modernización de los procesos de diseño y fabricación dejó una cosa en claro: los métodos de diseño de larga data no serían suficientes a medida que las líneas de producción de productos se volvieran más ambiciosas. Los ingenieros comenzaron a aprovechar materiales (y compuestos) innovadores que antes eran desconocidos o relativamente inexplorados. De este modo, podrían conceptualizar una gama más amplia de productos, incluida la electrónica mejorada o los sistemas mecanizados.

MCAD y ECAD han cambiado drásticamente desde que se introdujeron por primera vez. Los programas computarizados son parte del mundo moderno de MCAD / ECAD.
Figura 2. MCAD y ECAD han cambiado drásticamente desde que se introdujeron por primera vez. Los programas computarizados son parte del mundo moderno de MCAD / ECAD.

El aumento de MCAD y ECAD se produjo al mismo tiempo que los avances de la ciencia de los materiales. Aunque los semiconductores se descubrieron una década antes de las contribuciones de Hanratty, la tecnología había evolucionado constantemente. Se estaban volviendo más potentes, densos en transistores y compactos para arrancar. La década de 1960 en adelante trajo nuevos materiales a la vanguardia. La cerámica, los polímeros, los superconductores, los materiales magnéticos y las aleaciones metálicas fueron fundamentales en el diseño, y siguen siéndolo.

De papel a PC

Si los ingenieros querían intercambiar ideas de manera eficaz, los esquemas manuales debían ceder a las aplicaciones computarizadas. Los diseños hechos a mano eran especialmente tediosos de crear y reproducir varias veces. Los diseñadores de PCB vivían para la cinta y el mylar, que rápidamente se volvieron anticuados a medida que avanzaba la tecnología de circuitos. Los documentos también pueden ser delicados: se pierden fácilmente, se dañan y son prácticamente imposibles de compartir entre los trabajadores distribuidos.
Además, el proceso de diseño se volvió más experimental e iterativo en todos los ámbitos, y un mayor número de partes interesadas metieron sus manos en el frasco de galletas de desarrollo. Las organizaciones abandonaron gradualmente sus enfoques en silos para trabajar a medida que se necesitaban más cambios para satisfacer una gran cantidad de requisitos. Los equipos necesitaban un sistema que aportara adaptabilidad a la mesa.
Los diseños intrincados también requieren mucho refinamiento antes de la producción final; lograr una optimización inmediata del diseño es extremadamente raro, incluso para los estándares actuales. Se crean prototipos, se descubren defectos y se realizan mejoras. Aplicar estos cambios a los diagramas físicos puede resultar bastante complicado. Uno debe enmendar un diseño existente, borrando la integridad de una versión anterior, o crear un documento completamente nuevo. Las mejoras de CAD en la eficiencia y la documentación de procesos fueron atractivas (si no esenciales) desde el principio.
Una vez que surgieron MCAD y ECAD, su potencial se hizo evidente de inmediato. Sin embargo, incluso estos enfoques contemporáneos tuvieron que evolucionar.

La evolución de MCAD y ECAD

La historia de CAD es una historia de democratización, donde los desarrollos en el campo hicieron que las aplicaciones fueran más asequibles, fáciles de usar y accesibles para los propietarios de diferentes máquinas. Aunque MCAD y ECAD resolvieron muchos problemas, su desarrollo creó algunos sustitutos.

Una captura de pantalla que muestra el programa Fusion 360 MCAD y ECAD de Autodesk.
Figura 3. Una captura de pantalla que muestra el programa Fusion 360 MCAD y ECAD de Autodesk.

Costo
Los primeros programas eran prohibitivamente caros, como Digigraphics de Itek, que se vendía a 500.000 dólares por sistema. Los desarrolladores no estaban precisamente preocupados por reducir las barreras de entrada; en cambio, muchos buscaron atraer a una audiencia un tanto cautiva de los primeros usuarios. A medida que pasaba el tiempo y se expandía el mercado de CAD, la competencia regulaba los precios. Las masas de ingenieros se subieron al tren y la creciente base de usuarios fue fundamental para el éxito de CAD.

UI y UX
En sus etapas iniciales, los programas MCAD y ECAD fueron diseñados casi exclusivamente para usuarios técnicos. Los equipos externos no pudieron controlar de forma segura el software y se requirió capacitación especializada para diseñar con éxito. Las acciones a menudo estaban enterradas dentro de un vasto mar de configuraciones ocultas, las operaciones estaban involucradas y los controles no se sentían intuitivos. Estas molestas deficiencias contribuyeron a la popularidad inmediata de Sketchpad; ofrecía la experiencia visual e interactiva de la que carecían sus predecesores.
Los programas CAD eran exclusivamente 2D hasta 1987, con el lanzamiento de Pro / ENGINEER. Colaboradores anteriores como Autodesk presentaron AutoCAD, que obtuvo una década de elogios después de su lanzamiento en 1982, pero la escritura estaba en la pared para esta primera iteración. Los diseños eran cada vez más elegantes, y los nuevos materiales dieron lugar a la fabricación aditiva (AKA impresión 3D) en los años 80, entre otros procesos. Aunque los productos más antiguos eran lineales y presentaban líneas rígidas, los productos más nuevos tenían curvas y abundaban los recortes únicos. El ajuste entre componentes había evolucionado.
Los ingenieros necesitaban capacidades 3D para visualizar mejor estos productos durante la fase de diseño. La manipulación es crucial para el proceso de inspección e integral para reducir el desperdicio. El diseño digital permite a los ingenieros redactar prototipos virtuales. Es mucho más fácil (y más económico) detectar inconsistencias de diseño en el programa, en lugar de escupir modelos físicos con imperfecciones no descubiertas. Las herramientas tridimensionales ayudan a que los productos cobren vida en la pantalla, un efecto casi inalcanzable con el modelado 2D. Este descubrimiento impulsó a empresas como Autodesk a renovar su software en 1994, y otros proveedores pronto siguieron su ejemplo.

Integración y Flexibilidad
Aunque no es especialmente exclusivo de MCAD y ECAD, las primeras aplicaciones generalmente se aislaron. Los ecosistemas de software integrados no eran comunes. Esto significaba que los diseños creados en un programa CAD tenían que traducirse manualmente a otras aplicaciones; no había puente API o enlace digital a aplicaciones complementarias. Esto fue especialmente problemático para la colaboración porque la fragmentación puede dañar la productividad e interrumpir la armonía en organizaciones enteras.
Desafortunadamente, las empresas restringieron los programas CAD al uso in situ hasta hace poco. Antes de este año, los empleados normalmente tenían que estar presentes en la oficina para ser productivos. Los lugares de trabajo han comenzado a modernizarse y a cambiar desde un punto de vista cultural, lo que permite a las personas trabajar de forma remota. Esta nueva normalidad exigía una solución basada en navegador. La fabricación siempre se ha conocido como una industria tradicional, en la que los recursos físicos dominan. Los productos ECAD y MCAD modernos han ayudado a darle la vuelta a esa narrativa.

Utilizando la nube con Fusion 360

El software actual debe ser accesible desde cualquier lugar y los equipos conectados tienden a ser los más productivos. Llevar MCAD y ECAD a la nube fue el siguiente paso lógico.

Una captura de pantalla del programa Fusion 360 MCAD y ECAD de Autodesk.
Figura 4. Una captura de pantalla del programa Fusion 360 MCAD y ECAD de Autodesk.

Como parte de este esfuerzo, MCAD y ECAD se unificaron dentro de Fusion 360, la suite insignia de Autodesk. Este programa hizo posible lo siguiente:
Diseñe anotando y comentando en una ubicación centralizada, accesible para todos los equipos
Gestión de archivos centralizada y estandarización de formatos de archivo
Colaboración con stakeholders externos
Manipulación e iteración de todos los aspectos del diseño del producto, incluida la simulación y las pruebas.
Diseño de electrónica y diseño de fabricación
Fácil documentación
Este enfoque ha sentado las bases para MCAD y ECAD en su conjunto. Siguiendo la programación centrada en el usuario, el espíritu es otra necesidad. Estos programas se están volviendo más sólidos, funcionales y fáciles de usar en el contexto. Las aplicaciones como Fusion 360 también se integran con otros productos de software de Autodesk, lo que significa menos saltos entre ventanas.

ECAD y MCAD modernos son transformadores

Los ingenieros probablemente estarán felices de saber que MCAD y ECAD se están volviendo más convergentes. Estas dos disciplinas de diseño se han vuelto interdependientes, ya que los nuevos productos han combinado controles electrónicos con funciones mecánicas.

La colaboración en la nube puede ayudar a aumentar la productividad a medida que más ingenieros continúan diseñando y trabajando desde casa.
Figura 5. La colaboración en la nube puede ayudar a aumentar la productividad a medida que más ingenieros continúan diseñando y trabajando desde casa.

Las aplicaciones modernas permiten a los profesionales colaborar de forma eficaz, sin los dolores de cabeza de los programas antiguos. El mundo CAD es mucho más inclusivo de lo que era antes, y la funcionalidad ampliada ha abierto la puerta a nuevos productos avanzados en el futuro. Los artículos de la industria son una forma de contenido que permite a los socios de la industria compartir noticias, mensajes y tecnología útiles con los lectores de All About Circuits de una manera que el contenido editorial no es adecuado. Todos los artículos de la industria están sujetos a estrictas pautas editoriales con la intención de ofrecer a los lectores noticias útiles, experiencia técnica o historias. Los puntos de vista y opiniones expresados ​​en los artículos de la industria son los del socio y no necesariamente los de All About Circuits o sus redactores.

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