תכנון בעזרת מחשב

המונח "CAD" מפנה לכאן. לערך העוסק במילון האכדי של אוניברסיטת שיקגו, ראו Chicago Assyrian Dictionary.

תכנון בעזרת מחשב (בראשי תיבות תב"ם, ובאנגלית CAD - Computer-Aided Design) הוא השימוש בטכנולוגיות מחשוב ככלי לתכן ועיצוב מוצרים. שיטה נרחבת יותר קרויה תכן וייצור בעזרת מחשב (תיב"ם). זהו מונח כללי המתייחס לכלי המחשוב המשמשים מהנדסים בעבודת התכן ההנדסי. כלים אלו משמשים לתכן המוצרים ולתכנון הייצור של מוצרים אלו.

באנגלית, כלי המחשוב מוגדרים כ-CAx כאשר "x" מתחלף עבור כלי התכן ההנדסי השונים. מטרות הכלים הללו הן מגוונות. כלי התכנון נועדו לתת ממשק גרפי נוח למשתמש שבעזרתו ניתן לתכנן, לעצב ולבדוק את המוצר. שרטוט המוצר שבעבר היה נעשה על גבי ניירות, שקופיות ואמצעים פיזיים אחרים, נעשה על גבי תוכנת המחשב, המאפשרת בקלות שכפול, מחיקה, הוספת חלקים שונים, חיבור, ועוד אמצעי עריכה ובקרה. בדרך כלל בדיקות רבות וכללים הקשורים לעיצוב, בקרה ואיכות המוצר נבדקים אוטומטית על ידי הכלים. כלים רבים מאפשרים סימולציות שבודקות את השימוש במוצר. ישנם גם כלים המיועדים לבדיקות המוצר אחרי שיוצר כבר, לצורך בקרת איכות.

היסטוריה

נהוג לחלק את מערכות התב"ם לארבעה דורות. המערכות הראשונות (שנות ה-60–שנות ה-80 של המאה ה-20) היו מבוססות מחשב מרכזי, והציעו בעיקר יכולות דו־ממד. הדור השני, מבוסס תחנות עבודה עם מערכת הפעלה UNIX, התפתח ליכולות תלת־ממד, ובו הוצגה לראשונה טכנולוגית המידול בסוליד הנפוצה כיום. הדור השלישי, מאמצע שנות ה-90, הביא את יכולות התלת־ממד למחשבים אישיים ולפלטפורמת מערכת ההפעלה הנפוצה של חלונות. הדור הרביעי, שהתחיל ב-2015, מאפשר תכנון, שיתוף וניהול פרויקטים בענן ללא תלות בחומרה ייחודית וללא צורך בעבודה עם קבצים.

סוגי כלי מחשוב לתכן

תוכנות התב"ם נמצאות בשימוש בחברות הנדסה רבות, והן מהוות כלי עיקרי לתכנון מערכות מכניות, מחשבים ומערכות אלקטרוניות, עיצוב מוצרים, אדריכלות ועוד. ניתן להבחין ב-2 סוגים עיקריים של התוכנות: תוכנות כלליות דוגמת SolidWorks, טורבוקאד ואוטוקאד ותוכנות-ייעוד, המיועדות לתחום ספציפי דוגמת ארכפלוס.

המונח CAD, ראשי תיבות של Computer Aided Design, או בעברית, תכנון בעזרת מחשב, מתייחס לכלי המחשוב באמצעותם מתכננים ויוצרים מודלים של מוצרים, בעיקר בתחומי הנדסת מכונות והארכיטקטורה. בעבר המונח התייחס לכלים בהם נבנו שרטוטים בדו־ממד (2D), אשר שיקפו את שיטות העבודה הידניות בשרטוטים. בעשור השני של המאה ה-21, מקובל להתייחס בעיקר למודלים בתלת־ממד (3D), מהם נגזרים שרטוטים בדו־ממד, בפרט בתחום הנדסת המכונות.
המונח CAM ראשי תיבות של Computer Aided Manufacturing, ייצור בעזרת מחשב, מתייחס לכלי המחשוב באמצעותם מעבירים את תוצרי התכן (בפרט תכן מכני בתלת־ממד) ישירות אל מכונות הייצור.
המונח תיב"מ משלב בין שני המונחים לעיל CAD/CAM.

קיימים כלים שונים לתיב"מ מכני, אלקטרוני, חשמלי. התוצרים של תיב"מ אלקטרוני, ותיב"מ חשמלי המתוכננים לרוב בדו־ממד, מקבלים בנוסף גם ייצוג בתיב"מ המכני כמודלים בתלת־ממד.

בתחום הארכיטקטורה נעשה שימוש בכלי CAD בייצוג דו־ממד (שרטוטים) או תלת־ממד (לרוב לצורכי תצוגה). התוכנה "Sweet Home 3D" מאפשרת לבצע עיצוב פנים של הבית וניתנת להורדה חינמית.

כלי מחשוב נוספים

המונח CAE ראשי תיבות של Computer Aided Engineering, הנדסה בעזרת מחשב, מתייחס לכלי המחשוב לביצוע אנליזות הנדסיות. בפרט: אנליזות חישובי חוזק באמצעות אלמנטים סופיים (Finite Element Analysis (FEA, אנליזות זרימה (Computational Fluid Dynamics (CFD, וכלי אופטימיזציה לתכן.
בתחום התוכנה נעשה שימוש במונח (Computer Aided Software Engineering (CASE הכולל מגוון רחב של כלי תוכנה לטובת תמיכה בפעולת התכנות.