نقشه کشی فنی و مهندسی و تجسم پروژه - تاریخچه

نقشه کشی فنی و مهندسی در طول تاریخ چگونه توسعه یافته است؟ مقطع از 2100 ق.م تا امروز

2100 دور در دقیقه - اولین تصویر حفظ شده از جسم در یک برآمدگی مستطیلی با در نظر گرفتن مقیاس مناسب. این نقاشی بر روی مجسمه Gudea به تصویر کشیده شده است (1گوش کن)) مهندس و حاکم

شهر-دولت سومری لاگاش، واقع در قلمرو عراق مدرن.

قرن XNUMX قبل از میلاد - مارکوس ویترویوس پولیو را پدر طراحی طراحی می دانند. ویترویوس، معمار رومی، سازنده

خودروهای نظامی در دوران سلطنت ژولیوس سزار و اکتاویان آگوستوس. او به اصطلاح مرد ویترویی را خلق کرد - تصویری از یک مرد برهنه که در یک دایره و یک مربع حک شده است (2، نماد حرکت است (بعدها لئوناردو داوینچی نسخه خود را از این نقاشی توزیع کرد). او به عنوان نویسنده رساله در معماری ده کتاب که بین 20 تا 10 قبل از میلاد نوشته شد و تا سال 1415 در کتابخانه صومعه St. گالن در سوئیس ویتروویوس به تفصیل هم دستورات کلاسیک یونانی و هم تغییرات رومی آنها را توصیف می کند. توضیحات با تصاویر مناسب تکمیل شد - با این حال، نقشه های اصلی حفظ نشده اند. در دوره مدرن، بسیاری از نویسندگان مشهور برای این اثر تصویرسازی کردند و سعی کردند نقاشی های گم شده را بازسازی کنند.

3. یکی از نقاشی های Guido da Vigevano

قرون وسطی - هنگام طراحی ساختمان ها و باغ ها، از اصول هندسی استفاده می شود - ad quadratum و ad triangulum، یعنی. طراحی بر حسب مربع یا مثلث سازندگان کلیسای جامع در فرآیند کار، طرح ها و نقشه ها را ایجاد می کنند، اما بدون قوانین سختگیرانه و استاندارد. کتاب طراحی موتورهای محاصره توسط جراح دربار و مخترع Guido da Vigevano، 13353) اهمیت این نقشه های اولیه را به عنوان ابزاری برای جذب حامیان مالی و مشتریانی که مایل به تامین مالی سرمایه گذاری های ساخت و ساز هستند، نشان می دهد.

1230-1235 – ایجاد آلبومی توسط ویلارد د هانکور (4). این نسخه خطی حاوی 33 ورقه پوستی است که به هم چسبانده شده اند، 15 تا 16 سانتی متر عرض و 23 تا 24 سانتی متر ارتفاع دارند و از هر دو طرف با نقاشی ها و علامت هایی پوشیده شده اند که با قلم ساخته شده اند و قبلاً با چوب سربی کشیده شده اند. نقاشی‌های مربوط به ساختمان‌ها، عناصر معماری، مجسمه‌ها، افراد، حیوانات و دستگاه‌ها با توضیحات همراه است.

1335 - گویدو دا ویگوانو در حال کار بر روی Texaurus Regis Francie است، قطعه ای که از جنگ صلیبی اعلام شده توسط فیلیپ ششم دفاع می کند. این اثر شامل نقاشی‌های متعددی از ماشین‌ها و وسایل نقلیه جنگی، از جمله ارابه‌های زرهی، گاری‌های بادی، و سایر ابزارهای محاصره مبتکرانه است. اگرچه جنگ صلیبی فیلیپ به دلیل جنگ با انگلیس هرگز انجام نشد، آلبوم نظامی دا ویگوانو مربوط به بسیاری از ساختمان‌های نظامی لئوناردو داوینچی و دیگر مخترعان قرن شانزدهم است و پیش‌بینی می‌کند.

4. صفحه از آلبوم ویلارد دو هانکور.

1400-1600 - اولین نقشه های فنی به یک معنا به ایده های مدرن نزدیک تر است، رنسانس پیشرفت ها و تغییرات زیادی را نه تنها در تکنیک های ساخت و ساز، بلکه در طراحی و ارائه پروژه ها به ارمغان آورد.

قرن XNUMX - کشف مجدد پرسپکتیو توسط هنرمند پائولو اوچلو در طراحی فنی رنسانس مورد استفاده قرار گرفت. فیلیپو برونلسکی شروع به استفاده از پرسپکتیو خطی در نقاشی‌های خود کرد که برای اولین بار به او و پیروانش این فرصت را داد تا ساختارهای معماری و دستگاه‌های مکانیکی را به‌طور واقع‌گرایانه نمایش دهند. علاوه بر این، نقاشی‌های اوایل قرن XNUMX توسط ماریانو دی جاکوپو، به نام تاکولا، استفاده از پرسپکتیو را برای به تصویر کشیدن دقیق اختراعات و ماشین‌ها نشان می‌دهد. تاکولا به صراحت از قوانین ترسیمی نه به عنوان ابزاری برای مستندسازی ساختارهای موجود، بلکه به عنوان یک روش طراحی با استفاده از تجسم روی کاغذ استفاده کرد. روش‌های او در استفاده از پرسپکتیو، حجم و سایه با نمونه‌های قبلی ترسیم فنی توسط ویلارد دو هانکور، آبه فون لندسبرگ و گیدو دا ویگوانو متفاوت بود. روش های آغاز شده توسط تاکولا توسط نویسندگان بعدی مورد استفاده و توسعه قرار گرفته است. 

آغاز قرن XNUMX - اولین ردپای ویژگی‌های نقشه‌های فنی مدرن، مانند نمای پلان، نقشه‌های مونتاژ و نقشه‌های مقطعی دقیق، از کتاب‌های اسکیس لئوناردو داوینچی ساخته شده در همان ابتدای قرن XNUMX آمده است. لئوناردو از آثار نویسندگان قبلی، به ویژه فرانچسکو دی جورجیو مارتینی، معمار و طراح ماشین، الهام گرفت. در آثار استاد آلمانی نقاشی دوران لئونهارد آلبرشت دورر نیز انواع اشیاء در طرح ریزی وجود دارد. بسیاری از تکنیک های مورد استفاده داوینچی از نظر اصول طراحی مدرن و طراحی فنی نوآورانه بودند. به عنوان مثال، او یکی از اولین کسانی بود که ساخت مدل های چوبی اشیاء را به عنوان بخشی از طراحی پیشنهاد داد. 

1543 – شروع آموزش رسمی در فنون طراحی. آکادمی ونیزی هنر دل دیزگنو تاسیس شد. به نقاشان، مجسمه سازان و معماران آموزش داده شد که از تکنیک های استاندارد طراحی و بازتولید الگوها در یک تصویر استفاده کنند. آکادمی همچنین در مبارزه با سیستم های بسته آموزشی در کارگاه های صنایع دستی که معمولاً با استفاده از هنجارها و استانداردهای رایج در طراحی طراحی مخالف بودند، اهمیت زیادی داشت.

قرن شانزدهم - نقشه های فنی رنسانس در درجه اول تحت تأثیر اصول و قراردادهای هنری بود، نه فنی. این وضعیت در قرون بعدی شروع به تغییر کرد. ژرار دزارگ از کار محقق قبلی ساموئل مارالوا برای ایجاد سیستمی از هندسه تصویری استفاده کرد که برای نمایش ریاضی اجسام در سه بعدی استفاده می شد. یکی از اولین قضایای هندسه تصویری، قضیه دزارگ، به نام او نامگذاری شده است. از نظر هندسه اقلیدسی، او گفت که اگر دو مثلث روی یک صفحه قرار بگیرند به گونه ای که سه خط تعیین شده توسط جفت های مربوطه از رئوس آنها بر هم منطبق باشد، آنگاه سه نقطه تلاقی جفت ضلع مربوطه (یا پسوند آنها) ) خطی باقی می ماند.

1799 - کتاب "هندسه توصیفی" از ریاضیدان فرانسوی قرن هجدهم گاسپارد مونگ (5) بر اساس سخنرانی های قبلی وی تهیه شده است. این نشریه که اولین نمایشگاه هندسه توصیفی و رسمیت بخشیدن به نمایش در ترسیم فنی است، به تولد طراحی فنی مدرن برمی گردد. Monge یک رویکرد هندسی برای تعیین شکل واقعی صفحات تقاطع اشکال تولید شده ایجاد کرد. در حالی که این رویکرد تصاویری را تولید می‌کند که ظاهراً با نماهایی که ویتروویوس از زمان‌های قدیم تبلیغ می‌کرده یکسان است، تکنیک او به طراحان اجازه می‌دهد تا با توجه به مجموعه‌ای از نماها، نماهای متناسبی را از هر زاویه یا جهتی ایجاد کنند. اما مونگ چیزی بیش از یک ریاضیدان تمرین کننده بود. او در ایجاد کل سیستم آموزش فنی و طراحی که عمدتاً بر اساس اصول او بود شرکت کرد. توسعه حرفه طراحی در آن زمان نه تنها با کار Monge، بلکه به طور کلی با انقلاب صنعتی، نیاز به ساخت قطعات یدکی و معرفی فرآیندهای طراحی به تولید تسهیل شد. اقتصاد نیز مهم بود - مجموعه ای از نقشه های طراحی در بیشتر موارد ساختن طرح بندی یک شی کار را غیر ضروری می کرد. 

1822 یکی از روش های رایج نمایش فنی، ترسیم آکسونومتری، توسط کشیش ویلیام فریش از کمبریج در اوایل قرن 1822 در کار خود در زمینه علوم کاربردی رسمیت یافت. او تکنیکی را برای نشان دادن اجسام در فضای سه بعدی توصیف کرد، نوعی طرح ریزی موازی که با استفاده از یک سیستم مختصات مستطیلی، فضا را بر روی صفحه ترسیم می کند. یکی از ویژگی‌هایی که آکسونومتری را از سایر انواع پروجکشن موازی متمایز می‌کند، تمایل به حفظ ابعاد واقعی اجسام در حداقل یک جهت انتخاب شده است. برخی از انواع آکسونومتری همچنین به شما این امکان را می دهند که ابعاد گوشه ها را موازی با صفحه انتخاب شده نگه دارید. فریش اغلب از مدل هایی برای نشان دادن برخی اصول در سخنرانی های خود استفاده می کرد. او برای توضیح مونتاژ مدل ها از تکنیک طرح ریزی ایزومتریک - نگاشت فضای سه بعدی بر روی صفحه استفاده کرد که یکی از انواع طرح ریزی موازی است. اگرچه مفهوم کلی ایزومتریک قبلا وجود داشت، اما این فریش بود که به طور گسترده به عنوان اولین فردی که قواعد ترسیم ایزومتریک را وضع کرد، شناخته می شود. در 120، در مقاله "درباره دیدگاه ایزومتریک"، او در مورد "نیاز به نقشه های فنی دقیق، عاری از اعوجاج نوری" نوشت. این باعث شد که او اصول ایزومتری را فرموله کند. ایزومتریک به معنای «معیارهای مساوی» است زیرا از همان مقیاس برای ارتفاع، عرض و عمق استفاده می شود. ماهیت طرح ریزی ایزومتریک این است که زاویه ها (XNUMX درجه) بین هر جفت محور را یکسان کند، به طوری که کاهش چشم انداز هر محور یکسان باشد. از اواسط قرن نوزدهم، ایزومتریک به ابزاری رایج برای مهندسان تبدیل شده است.6و اندکی پس از آن آکسونومتری و ایزومتریک در برنامه های تحقیقاتی معماری در اروپا و ایالات متحده گنجانده شد.

6. نقشه فنی در نمای ایزومتریک

80-s – آخرین نوآوری که نقشه های فنی را به شکل امروزی رساند، اختراع کپی برداری از آنها به روش های مختلف از فتوکپی گرفته تا فتوکپی بود. اولین فرآیند تولید مثل محبوب، که در دهه 80 معرفی شد، سیانوتایپ بود.7). این امکان توزیع نقشه های فنی را تا سطح ایستگاه های کاری فردی فراهم کرد. کارگران برای خواندن نقشه آموزش دیده بودند و باید به شدت به ابعاد و تلورانس ها پایبند بودند. این به نوبه خود تأثیر زیادی بر توسعه تولید انبوه داشت، زیرا الزامات سطح حرفه ای بودن و تجربه تولید کننده محصول را کاهش داد.

7. کپی نقشه فنی

1914 - در آغاز قرن 1914، رنگ ها به طور گسترده ای در نقشه های فنی استفاده می شدند. با این حال، تا سال 100، این عمل تقریباً XNUMX٪ در کشورهای صنعتی کنار گذاشته شد. رنگ‌ها در نقشه‌های فنی کارکردهای متفاوتی داشتند - از آنها برای نشان دادن مصالح ساختمانی، برای تمایز بین جریان‌ها و حرکات در یک سیستم و صرفاً برای تزئین تصاویر دستگاه‌ها با آنها استفاده می‌شد. 

1963 - ایوان ساترلند، در پایان نامه دکترای خود در MIT، در حال توسعه Sketchpad برای طراحی است.8). این اولین برنامه CAD (Compute Aided Design) بود که به یک رابط گرافیکی مجهز شد - اگر می توانید آن را اینطور بنامید، زیرا تنها کاری که انجام داد ایجاد نمودارهای xy بود. نوآوری های سازمانی اعمال شده در Sketchpad آغاز استفاده از برنامه نویسی شی گرا در سیستم های مدرن CAD و CAE (مهندسی به کمک کامپیوتر) است. 

8. ایوان ساترلند Sketchpad را معرفی می کند

دهه 60 - مهندسان شرکت های بزرگی مانند بوئینگ، فورد، سیتروئن و جنرال موتورز در حال توسعه برنامه های جدید CAD هستند. روش‌های طراحی به کمک رایانه و تجسم طراحی در حال تبدیل شدن به راهی برای ساده‌سازی پروژه‌های خودرو و هوانوردی است و توسعه سریع فناوری‌های جدید تولید، عمدتاً ماشین‌ابزار با کنترل عددی، بی‌اهمیت نیست. با توجه به کمبود قابل توجه قدرت محاسباتی در مقایسه با ماشین های امروزی، طراحی اولیه CAD نیاز به توان مالی و مهندسی زیادی داشت.

9. Porter Pierre Bezier با فرمول های ریاضی خود

1968 - اختراع روش های XNUMXD CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) به مهندس فرانسوی Pierre Bézier نسبت داده شده است.9). برای تسهیل در طراحی قطعات و ابزار برای صنعت خودروسازی، او سیستم UNISURF را توسعه داد که بعداً مبنای کاری برای نسل های بعدی نرم افزار CAD شد.

1971 – ADAM، پیش نویس و ماشینکاری خودکار (ADAM) ظاهر می شود. این یک ابزار CAD بود که توسط Dr. پاتریک جی. هانراتی، که شرکت خدمات تولید و مشاوره (MCS) نرم افزار شرکت های بزرگی مانند مک دانل داگلاس و کامپیوتر ویژن را تامین می کند.

دهه 80 - پیشرفت در توسعه ابزارهای کامپیوتری برای مدل سازی جامد. در سال 1982، جان واکر Autodesk را تأسیس کرد که محصول اصلی آن برنامه معروف و محبوب جهانی اتوکد 2 بعدی است.

1987 - Pro/ENGINEER منتشر شد و افزایش استفاده از تکنیک های مدل سازی عملکردی و اتصال پارامتر تابع را اعلام کرد. سازنده این نقطه عطف بعدی در طراحی، شرکت آمریکایی PTC (Parametric Technology Corporation) بود. Pro/ENGINEER برای پردازنده های Windows/Windows x64/Unix/Linux/Solaris و Intel/AMD/MIPS/UltraSPARC ایجاد شد، اما با گذشت زمان سازنده به تدریج تعداد پلتفرم های پشتیبانی شده را محدود کرد. از سال 2011، تنها پلتفرم های پشتیبانی شده سیستم هایی از خانواده MS Windows هستند.

10. طراحی ربات ها در یک برنامه مدرن CAD

1994 – Autodesk AutoCAD R13 در بازار ظاهر می شود، یعنی. اولین نسخه از برنامه یک شرکت معروف که بر روی مدل های سه بعدی کار می کند (10). این اولین برنامه طراحی شده برای مدل سازی سه بعدی نبود. توابع از این نوع در اوایل دهه 3 توسعه یافتند و در سال 60 MAGI SynthaVision را منتشر کرد، اولین برنامه مدلسازی جامد تجاری موجود. در سال 1969، NURBS، یک نمایش ریاضی از مدل های سه بعدی، برای اولین بار در ایستگاه های کاری Silicon Graphics ظاهر شد. در سال 1989، CAS برلین یک برنامه شبیه سازی تعاملی NURBS برای رایانه شخصی به نام NöRBS توسعه داد.

2012 – Autodesk 360، نرم افزار طراحی و مدل سازی مبتنی بر ابر، وارد بازار شد.