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 kế 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 thiết kế sản phẩm đi cùng với số liệu. Chúng không chỉ có khối lượng lớn mà hình thức cũng rất đa dạng. Muốn lưu trữ và lấy ra, gia công, truyền đi và kiểm tra thì rất là phiền toái và phức tạp. Trong quá trình thiết kế còn phải vẽ ra nhiều đồ bản công trình, áp dụng phương pháp tính toán thiết kế hiện đại xong lại phải tiến hành phân tích và tính toán với độ chính xác cao, khối lượng công việc cực kì lớn. Tất cả cái đó sức người khó mà làm nổi. Thế nhưng máy tính có thể lưu trữ số liệu với khối lượng lớn và có thể tiến hành nhanh chóng việc xử lí và kiểm tra dữ liệu. Nó có khả năng xử lí mô hình cấu trúc và hình vẽ rất cao và lại thạo công việc có tính lặp đi 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, bởi vậy nó có thể hoàn thành được việc phân tích và tính toán công trình phức tạp mà xưa kia khó lòng tưởng tượng nổi.

Máy tính trợ giúp thiết kế có thể giúp các nhân viên thiết kế công trình hoàn thành các hạng mục công việc như phân tích hệ thống sản phẩm và công trình, lựa chọn phương án, thiết kế mĩ thuật, tính toán số liệu, ưu hóa hệ thống, vẽ đồ bản, soạn thảo hồ sơ. Máy tính trợ giúp thiết kế kết quả có thể làm thực nghiệm như thật.

Nghĩa là trên máy tính có tính năng cao ta có thể bắt chước quá trình xử lí gia công các linh kiện máy móc, mô phỏng quá trình cất cánh hạ cánh của máy bay, quá trình ra vào cảng của tàu thuyền. Người ta thể dùng máy tính trợ giúp thiết kế mĩ thuật làm hình vẽ động ba chiều và cảnh quay đặc biệt; vẽ ra các hình thức bảng biểu thống kê trong quản lý công việc, khiến cho 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; còn có thể dùng để thiết kế bìa sách nữa. Bởi vậy, máy tính trợ giúp thiết kế đã được ứng dụng rộng rãi trong các ngành nghề như cơ khí, điện tử, xây dựng, dệt may.

Thực tế minh chứng 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 trùng lặp cao sẽ nâng hiệu suất 15 lần, dùng cho công tác tiêu chuẩn hóa có thể nâng cao hiệu suất lên 5 lần, dùng cho công việc khai thác sản phẩm mới có thể nâng cao hiệu suất lên 2 lần, có thể hạ giá thành thiết kế công trình xây dựng 15% - 20%. Sản phẩm từ thiết kế đến khi đưa vào sản xuất thời gian rút ngắn 30% - 60%, tỉ lệ phế phẩm có thể hạ 80%- 90%, tỉ lệ sử dụng thiết bị có thể nâng cao 2 - 3 lần.

Đương nhiên, máy tính trợ giúp thiết kế không phải là vạn năng. Máy tính không giỏi xử lí một số vấn đề mô hình và quy tắc không có cách nào hình thành được. Khả năng xử lí với vấn đề "mơ hồ" (bài toán mờ) cũng rất kém, càng không thể xử lí những vấn đề không ngờ xuất hiện tức thời. Thế nhưng, trong quá trình thiết kế thì những vấn đề này lại thường có thể xuất hiện hàng loạt. Lúc này, chỉ có thể do con người xử lí bằng kinh nghiệm, trực giác, sức tưởng tượng và sức phán đoán.

Bởi vậy, máy tính không thể thay cho tác dụng của con người, mà chỉ có thể trợ giúp con người để hoàn thành nhiệm vụ thiết kế. Trong cả quá trình thiết kế, con người có tác dụng chủ đạo. Với một số phương án thiết kế thì phải dùng kỹ thuật CAD kiểu tương lai do con người tiến hành can thiệp và dẫn dắt cả quá trình thiết kế, liên tục sửa chữa, đối chiếu thì mới có được kết quả tốt đẹp.