CAD, CAM, CAE, la rebelión de la informática.

CAD CAM CAE

Ya lo visionó James Cameron cuando decidió rodar la saga de Terminator, y es que algún día las máquinas, o mejor dicho la informática, dejará de ser una simple herramienta de apoyo para acabar “aniquilando” y sustituyendo al ingeniero, ¿o no?

Allá por la década de los 50’s algunas instituciones y universidades norteamericanas comenzaron a gestar los primeros programas de diseño asistido por ordenador, los cuales salieron al mercado en torno a 1965. A partir de entonces, una verdadera revolución de desarrollo en este ámbito hizo que apareciesen grandes empresas y corporaciones en EEUU y Europa dispuestas a cubrir una demanda creciente de este tipo de programas por parte de los grandes fabricantes de automóviles.

¿Sería esto el comienzo de una gran amistad? ¿O por el contrario estarían los ingenieros cavando su propia tumba?

Hoy en día, existen principalmente tres grupos bien diferenciados y ampliamente utilizados de softwares:

  • Programas CAD (Computer Aided Design): son programas utilizados para diseñar, ya bien en 2D ó 3D con ayuda de un ordenador. Fueron los primeros programas en aparecer como ayuda a los ingenieros, y poco a poco fueron sustituyendo al lápiz y el tablero. Han significado un gran avance en la fase de diseño, ahorrando tiempo e incrementando la flexibilidad del mismo. Algunos de los más utilizados actualmente son Catia, AutoCad, NX, Solidworks, Autodesk y ProEngineer.

  • Programas CAM (Computer Aided Manufacturing): como su nombre indica, su función está en relación con la ayuda o soporte a los procesos de fabricación. Son programas que, en estrecha relación con los CAD, permiten el control de las máquinas que fabrican el modelo 3D. Estos programas supusieron una auténtica revolución con la aparición de los CNCs, o máquinas de control numérico, facilitando y flexibilizando la programación de las herramientas de fabricación. Existen infinidad de estos softwares, algunos de los más conocidos actualmente son PowerMill, NX CAM, WorkNC, Tebis, CAM Express, HyperMill, Catia, Camworks, Surfcam, Anvilexpress, Solidcam y HSMworks.

  • Programas CAE (Computer Aided Engineering): este tercer conjunto de programas son aquellos que permiten analizar y/o simular diferentes procesos (flujos, esfuerzos, deformaciones, cinemática, dinámica, etc) en los modelos 3D diseñados previamente con programas CAD. Es decir, facilitan información y simulan el comportamiento del diseño bajo ciertas circunstancias. Aquellos con mayor aplicación en automoción son los que utilizan análisis de elementos finitos (FEA), dinámica computacional de fluidos (CFD), dinámica y cinemática de sistemas multicuerpo (MBD), optimización, así como simulaciones de diferentes procesos. Todas estas herramientas permiten al ingeniero simular y analizar el comportamiento del modelo o sistema bajo diferentes condiciones mecánicas y de temperatura, así como optimizar su diseño de acuerdo al proceso de fabricación que requiera. Entre los programas CAE más conocidos están Ansys, FEMAP, Abaqus, Hypermesh, Fluent, Autoform, Procast,…

Todos estos programas llegaron con una clara intención, ayudar al ingeniero. Así fue y así es en la actualidad, donde la práctica totalidad de empresas de automoción han desechado las antiguas técnicas de diseño y cálculo para hacer uso de este tipo de software. La dinámica del sector de automoción hace que se requieran en la fase de desarrollo y validación unos plazos cada vez más cortos, unos costes cada vez más bajos y unos diseños cada vez más flexibles. Y todo ello se consigue, en gran parte, por el uso de estos programas.

Las preguntas inevitables que me hago a la vista de estos avances son: ¿hasta qué punto evolucionarán estos programas? ¿Llegará el momento en el que estos programas sustituyan a los ingenieros?

La respuesta a la primera pregunta no se puede saber ya que, viendo lo conseguido en 30 años, es imposible predecir dónde están los límites de la informática. No obstante, la inteligencia artificial y la realidad virtual son ya dos conceptos más que conocidos en la sociedad, lo cual nos da una idea de hacia dónde nos dirigimos.

En cuanto a la segunda pregunta, la respuesta a día de hoy es un rotundo NO. Es cierto que la potencia de cálculo, versatilidad y calidad en diseño que estos programas ofrecen han superado ampliamente a lo que cualquier ingeniero puede aportar, sin embargo, los ordenadores aún son simples máquinas, sin capacidad de pensar, tomar decisiones espontáneas e interpretar resultados y realidad. Por lo tanto, requieren de ingenieros con conocimientos adecuados que los manejen para que estos programas aporten una utilidad a la industria.

Su uso ha permitido ahorrar recursos y mano de obra, ya que el trabajo que antes realizaban varios ingenieros puede ser hoy realizado por un menor número de ellos con ayuda de estos softwares. Un claro ejemplo es la mayor cantidad de ingenieros que se necesitarían para diseñar o ensayar un vehículo, en comparación con el diseño o simulación por ordenador, lo cual reduce costes a la vez que aumenta la flexibilidad en el desarrollo.

Todo parece indicar que la industria de automoción se moverá hacia un mundo cada vez más virtual, dominado por ordenadores y autómatas, sin embargo, auguro un futuro aún muy largo para los ingenieros, y confío en que esos avances serán para facilitar y no para destruir su función.

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