Kỹ thuật đã thay đổi như thế nào qua các thời kì và SOLIDWORKS góp phần ra sao trong cách mạng công nghiệp 4.0?
Sự kiện SOLIDWORKS Innovation Day 2019 do SOLIDWORKS Dassault Systemes và ViHoth Corporation (dự kiến tổ chức ngày 27.10.2018 tại Hà Nội) mang một thông điệp quan trọng: nêu cao vai trò và sứ mệnh của người kỹ sư trước những thách thức và nhiệm vụ mới của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.
Chào đón SOLIDWORKS Innovation Day 2019 ở một giai đoạn chuyển mình quan trọng trong lịch sử của nền công nghiệp, ViHoth trân trọng giới thiệu tới cộng đồng kỹ sư và các nhà chế tạo chuyên đề về sự thay đổi và phát triển về kỹ thuật qua các thời kì và sự tham gia, đóng góp của SOLIDWORKS trong cuộc cách mạng công nghiệp 3.0, 4.0. Bài viết của Rich Allen, Director of Portfolio Management, SOLIDWORKS Dassault Systemes cung cấp.
Cách mạng công nghiệp 4.0 – Kỷ nguyên tự động hóa
Những dấu mốc quan trọng được dự đoán trong kỉ nguyên của chúng ta:
2017: tên lửa lớn nhất của NASA, Hệ thống phóng không gian (SLS) sẽ ra mắt chuyến bay thử nghiệm đầu tiên, lên tới 143 tấn phóng vào quỹ đạo.
2020: IoT sẽ bao gồm trong 26 tỷ thiết bị kết nối internet
2025: 30.000 máy bay không người lái sẽ tuần tra không gian Hoa Kỳ
2029: Máy tính sẽ thông minh hơn con người, theo Ray Kurzweil, giám đốc kỹ thuật của Google
2035: sẽ có 11,8 triệu xe ô tô tự lái trên đường
Từ thời đại công nghiệp đến thời đại thông tin, kỹ thuật đã trải qua nhiều đợt thay đổi. Chúng ta đã chứng kiến sự chuyển đổi kỹ thuật từ soạn thảo thủ công bằng giấy và bút chì sang bản vẽ 2D tự động, đến các giải pháp thiết kế 3D mạnh mẽ, dễ sử dụng, có thiết kế tích hợp, mô phỏng và quản lý dữ liệu. Tất cả những chuyển đổi này đã thay đổi đáng kể vai trò của kỹ sư, giúp các công ty thiết kế và phân phối sản phẩm tốt hơn, nhanh hơn và với chi phí thấp hơn.
KÌ I:
KỸ THUẬT 1.0 [1760 đến 1970]: SẢN XUẤT THỦ CÔNG
Trong khi những yếu tố nhất định về sức mạnh kỹ thuật của nhân loại trở lại hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn năm kể từ khi phát minh ra bánh xe cho đến những phát minh của Leonardo Da Vinci; các phát minh như động cơ hơi nước được thiết kế và vẽ lên bằng tay với bút chì và giấy. Phương pháp cơ bản của thời kì này là thử sai.
Phát minh về động cơ hơi nước của James Watt được phác thảo trên giấy
Thời kì này có những bước đột phá và sáng tạo đáng kinh ngạc, chẳng hạn như động cơ khí quyển chạy bằng hơi nước của Thomas Newcomen, điện báo, máy may và hàng trăm thiết kế kỹ thuật tuyệt vời khác – tất cả đều sử dụng phương tiện thông minh cơ bản.
Cuộc cách mạng công nghiệp diễn ra từ năm 1760 đến năm 1840, được đánh dấu bằng cách di chuyển từ phương pháp sản xuất bằng tay sang máy móc, quy trình sản xuất hóa chất mới và quy trình sản xuất sắt, cải thiện hiệu quả công suất nước, tăng cường sử dụng năng lượng hơi nước và phát triển công cụ máy móc.
Đến cuối những năm 1800, sản xuất quy mô công nghiệp đòi hỏi các quy trình và vật liệu mới. Trong 200 năm tiếp, các công cụ soạn thảo được cải thiện, nhưng mọi thứ vẫn rất thủ công trong tự nhiên cho đến khi sự ra đời của máy tính đã tạo ra những thay đổi đột phá về kỹ thuật.
KỸ THUẬT 2.0 [Những năm 1970 đến 1995]: BẢN VẼ 2D TỰ ĐỘNG
Với bình minh của máy tính, một phương pháp kỹ thuật mới được sinh ra. Được đặt tên là ComputerAided-Design (CAD), công nghệ này cho phép một sự thay đổi mang tính cách mạng trong ngành công nghiệp kỹ thuật. Các nhà thiết kế, người soạn thảo và kỹ sư đã có thể đưa ra các thiết kế trên máy tính và thực hiện các thay đổi nhanh hơn và dễ dàng hơn nhiều. Điều này cho phép nhiều thiết kế thay thế được xem xét, và giải phóng thời gian để nâng cao và cải thiện thiết kế, nhờ vào các công cụ 2D đơn giản như di chuyển, sao chép và xóa.
Chiếc máy tính đầu tiên của Apple sử dụng chuột và giao diện người dùng đồ họa
Sử dụng máy tính lớn, máy tính mini và thậm chí cả máy tính cá nhân, các kỹ sư đã có thể tạo bản vẽ kỹ thuật 2D bằng cách sử dụng vòng tròn, đường kẻ và vòng cung. Các ứng dụng đầu tiên đã thô sơ theo tiêu chuẩn của ngày nay, nhưng qua nhiều năm, phần mềm vẽ 2D trở nên tinh vi, đủ để tăng đáng kể năng suất thiết kế vì khả năng thực hiện các tính toán toán học phức tạp. Các tính toán, chẳng hạn như mặt cắt ngang, trọng tâm và khoảnh khắc quán tính được sử dụng để giải quyết các vấn đề hình học khó – như tạo ra các khung nhìn thực để hiển thị các kích thước của hình học phức tạp – theo cách hiệu quả hơn.
Nhìn lại, chúng tôi đã đưa ra một số lợi ích của các hệ thống CAD 2D trên các phương pháp giấy và bút chì trước đó bao gồm thời gian thiết kế nhanh hơn, tái sử dụng thiết kế dễ dàng hơn thông qua việc tạo thư viện biểu tượng, chỉnh sửa bản vẽ nhanh hơn và dễ dàng hơn, và thay đổi thiết kế— mà không có bất kỳ sự tẩy xóa!.
Mặc dù có những tiến bộ này, những thách thức vẫn tồn tại. Các kỹ sư gặp khó khăn khi giao tiếp thiết kế của họ chỉ bằng cách sử dụng chế độ xem 2D. Kết quả là, họ đã bỏ ra hàng giờ để tạo ra các khung nhìn isometric, render bằng tay, và xây dựng các prototype nguyên mẫu để giao tiếp và xác nhận các thiết kế thường dẫn đến các chu kỳ thiết kế tốn kém và lâu dài.
Nguồn: SOLIDWORKS DS
Xem tiếp:
Kì 2: Kỹ thuật 3.0 (1995 – 2015) – Sức mạnh của bộ 3: 3D CAD, Simulation và Product Data Management
Kì 3: Kỹ thuật 4.0 (2015 + …) – Dữ liệu hóa cơ sở kỹ thuật doanh nghiệp
