Tietokoneet ovat tulleet kiinteäksi osaksi monen designerin työtä. Aluksi ne olivat läsnä lähinnä teollisissa suunnitteluprosesseissa, mutta ohjelmistojen ja laitteiden kehittymisen myötä ne ovat mahdollistaneet 3D-mallinnuksen kaltaisia sovelluksia, jotka ovat hyödyllisiä lähes kaikenlaisessa suunnittelussa ja muotoilussa. Tässä artikkelissa luomme katsauksen tietokoneavusteisen suunnittelun kehitykseen ja merkitykseen.
Mitä tietokoneavusteinen suunnittelu tarkoittaa
Termistä tietokoneavusteinen suunnittelu tulee monelle ensimmäisenä mieleen insinööri- ja arkkitehtitoimistojen laskennalliset suunnitteluohjelmat. Ne olivatkin kenties ensimmäisiä 90-luvulla suuren yleisön tietoisuuteen nousseita ammattimaisia suunnitteluohjelmia. Laajasti käytetty Auto-CAD kantaa nimessään CAD-lyhennettä, joka tulee sanoista Computer-aided Design, ja on muodostunut puhekielen termiksi tällaisille insinööriohjelmistoille.
Tietokonetta voidaan kuitenkin käyttää avuksi monen muunkin alan suunnittelutehtävissä ja näin ollen myös tietokoneavusteinen suunnittelu on ymmärrettävissä laajemmin. 3D-mallintamiseen tarkoitetut ohjelmat ovat selkeitä esimerkkejä tietokoneavusteisesta suunnittelusta, mutta myös monien kaksiulotteisten grafiikkaeditorien voidaan nähdä täyttävän vastaavat tuntomerkit. Aivan mikä tahansa kuvankäsittelyohjelma ei kuitenkaan ole luettavissa tähän joukkoon, sillä CAD-ohjelmalta odotetaan yleensä saatavan graafisen tiedon lisäksi myös muun muassa suunnitelman mittoihin ja materiaaleihin liittyviä tietoja.
Suunnitteluohjelmistot on myös usein kehitetty niin, että ne ”keskustelevat” saumattomasti muiden ohjelmien kanssa. Näin esimerkiksi muotoilija voi suunnitella tuotteen ulkonäköä siihen erikoistuneella ohjelmallaan, ja insinööri hyödyntää samaa suunnitelmaa pohjana komponenttien sijoitteluun tuotteen sisälle, joka voi tapahtua toisessa tarkoitukseen suunnitellussa ohjelmassa.
Tietokoneavusteinen suunnittelu on myös laajennettavissa käsittämään muutakin kuin konkreettisten, käsin kosketeltavien tuotteiden suunnittelu. Tietokoneet ovat nimittäin apuna myös tieteellisessä ja laboratoriotyöskentelyssä, joiden tulokset ovat usein silmälle näkymättömissä. Tästä esimerkkinä on vaikkapa hyaluronihappo, jota vaihdevuosioireista kärsivät naiset tarvitsevat. Sitä voidaan valmistaa laboratoriossa, ja esimerkiksi tällaisten lääkkeiden suunnittelussa käytetään nykyään tietokoneita, jotka helpottavat monimutkaisten molekyylien tutkimista. Täältä voit lukea lisää hyaluronihaposta.
Tietokoneavusteisen suunnittelun vaikutus
Kuten yleisesti tiedetään, tietokone on omalla alueellaan ylivoimaisen nopea ihmiseen verrattuna. Ei siis tule yllätyksenä, että tietokoneavusteisen suunnittelun merkittävin vaikutus on suunnitteluprosessin nopeutuminen. Ensimmäisessä vaiheessa tämä muutos on tiivistettävissä ajatukseen siitä, että korvataan paperi ja kynä kuvankäsittelyohjelmalla – jo tämä perustason sovellus on nopeampaa kuin käsin piirtäminen ja värittäminen. Lisäksi sitä voi muokata ja kopioida helposti tehden erilaisten vedosten ja versioiden tuottamisesta helppoa ja nopeaa.
CAD-ohjelmien hyödyt eivät kuitenkaan jää tähän. Näytölle piirrettävät kappaleet on mahdollista koodata vektorimuotoon, jolloin ne eivät ole vain kuvioita tietokoneen näytöllä ja printatulla paperilla. Vektorimuodossa olevat kappaleet ovat matemaattisia olioita, joilla on määrätyt ominaisuudet, kuten mitat, asento ja sijainti. Näistä lähtökohdista voidaan tuottaa mitä erilaisinta tietoa laskennan avulla. Klassinen esimerkki tästä on tietysti rakennuksen lujuuslaskelmat, mutta tieto voi olla myös esimerkiksi materiaaliin, pinnoitukseen tai valmistusprosessiin liittyvää.
Eräs suunnitteluohjelmistojen alalaji on käyttäjäkokemuksen suunnitteluun tarkoitetut, niin kutsutut UX-suunnitteluohjelmat. Ne on tarkoitettu erityisesti ohjelmien ja nettisivujen käyttäjärajapinnan suunnitteluun ennen sen toteuttamista koodina. UX-suunnitteluohjelmien idea on mahdollistaa erilaisten käyttöliittymäelementtien ja –toimintojen helppo ja nopea kokeilu ilman, että suunnittelijan osata koodata niitä pelkkää testausta varten.
Viimeisimpänä kehitysaskeleena CAD-ohjelmat ovat nopeuttaneet myös prototyyppien valmistusta. Merkittävä tekijä tässä kehityksessä on ollut 3D-tulostamisen yleistyminen – 3D-printterillä voidaan tehdä varsinkin karkeita malleja erittäin lyhyessä ajassa, pitkälti automaattisesti ja matalin kustannuksin.
CAD-ohjelmistojen käyttö
Suunnitteluohjelmistojen yleistyttyä niistä on kehitetty erilaisia versioita eritasoisten käyttäjien tarpeisiin. CAD-ohjelmilla on edelleen maine vaativina ammattilaisohjelmina, joiden käyttäminen vaatii pitkää opiskelua ja tehokkaita laitteita. Tämä ei kuitenkaan ole enää totta. Suunnitteluohjelmia löytyy parhaimmillaan ilmaiseksi avoimen lähdekoodin yhteisön tuottamina. Niin ikään saatavilla on halvempia ohjelmia, joista löytyy peruskäyttäjälle tarpeelliset ominaisuudet, eikä ole tarpeen panostaa heti ammattitason kalliiseen pakettiin.
Laitteistopuolella monet suunnitteluohjelmistot vaativat jonkin verran keskimääräistä enemmän tehoa. Erityisesti kannattaa huomata, että vaikka ohjelma toimisi hitaammallakin kokoonpanolla, sen käyttäminen saattaa olla nopeammalla koneella huomattavasti mukavampaa. Monet CAD-ohjelmat hyötyvät myös lisälaitteista, kuten erikoishiiristä tai graafiseen suunnitteluun tarkoitetuista piirtopöydistä.
