ll futuro del CAD

La traduzione e la sintesi di un articolo apparso su Develop3d.com lo scorso 9 ottobre.

Sono state poste una serie di domande a dei responsabili di settori tecnici e di sviluppo di grandi software house come Autodesk, Dassault Systèmes, Siemens, Shapr3D, Phenometry, PTC.

Il tema è incentrato principalmente sui CAD 3d (modellatori solidi parametrici).

Ho selezionato le risposte di Autodesk (Fusion 360), Dassault Systèmes (Solidwork) e PTC (Onshape)

Il tempo non si ferma per nessuno, incluso il software di progettazione, quindi abbiamo chiesto ad alcune delle aziende leader del settore, oltre a un paio di aggiunte recenti, le loro opinioni sul futuro del CAD, che vanno dall'ideazione iniziale dei flussi di lavoro, all'impatto di Artificial Intelligence (AI) e persino come la teniamo aggiornata

<...>

Ian Pendlebury (vicepresidente di Engineering for Fusion 360 di Autodesk)

Come immagini l'evoluzione degli ambienti degli strumenti di schizzo?

La maggior parte dei software CAD 3D oggi presuppone che l'utente stia lavorando con un potente computer desktop, un ampio display, una tastiera e un mouse: la stessa configurazione di base per lo schizzo che esiste da decenni.

A breve termine, il CAD 3D diventerà molto più abile nell'utilizzare il più ampio spettro di dispositivi di input oggi disponibili, inclusi dispositivi più piccoli, input touch, multi-touch, 3D touch, track pad e penne digitali.

Inoltre, il software sarà a conoscenza del dispositivo scelto dall'utente e del contesto in cui sta lavorando e si muoverà senza problemi avanti e indietro tra queste combinazioni. Ciò migliorerà drasticamente l'esperienza dell'utente. Ci sono alcune sfide speciali nel CAD 3D relative alla visualizzazione e al controllo di tutto in un progetto, specialmente quando si utilizza un dispositivo di controllo tattile 2D per un modello 3D. Ma stiamo superando queste sfide e creando modi più naturali per interagire con il software CAD.

La cosa davvero eccitante è pensare a più lungo termine: man mano che il CAD basato su cloud diventa più diffuso e le sue capacità di intelligenza artificiale più accessibili, la necessità di definire un progetto tramite schizzi sta lasciando il posto alla descrizione dei requisiti e alla ricezione di suggerimenti di progettazione dal computer

Questi suggerimenti prendono in considerazione una moltitudine di fattori, come i materiali preferiti (e l'impronta di carbonio di un materiale, o problemi della catena di approvvigionamento che incidono sulla sua disponibilità), metodi e posizioni di produzione, sedi dei clienti, requisiti di manutenzione e altro ancora.

Il computer inizia a offrire suggerimenti di progettazione che bilanciano tutti i requisiti di progettazione. Per la prima volta, il CAD sta davvero diventando assistito dal computer. Stiamo assistendo all'inizio di questo processo con le funzionalità di progettazione generativa e modellazione automatizzata in Autodesk Fusion 360 e altre funzionalità continueranno ad aiutare gli utenti a creare soluzioni ai problemi che descrivono al software.

Come pensi che i designer interagiranno con le UI CAD in futuro?

Il software CAD come Autodesk Fusion 360 migliorerà notevolmente la comprensione del dispositivo su cui è in esecuzione e dei tocchi, dei gesti o di altri input, nonché delle dimensioni, che sono naturali per quel dispositivo. Sarà qualcosa di simile al design reattivo per il web.

In molti casi ci saranno anche app native per dispositivi specifici (Fusion basato su browser e app per telefoni e tablet, ad esempio). Le tradizionali caratteristiche del layout CAD e i metodi di controllo del software, come il clic e il trascinamento, tenderanno ad allontanarsi dai paradigmi tradizionali del mouse. Vedremo invece modi nuovi e più naturali di interagire con i dispositivi che stiamo utilizzando, come scorrere con i telefoni e afferrare in VR.

Scaricare aggiornamenti regolari su un pacchetto CAD 3D è più comune: è così che si stanno muovendo tutti i CAD 3D?

È importante rendersi conto che con Fusion 360 abbiamo creato una piattaforma di sviluppo prodotto completamente integrata che include CAD 3D di livello aziendale, ma ha un vasto numero di altre caratteristiche e capacità che vanno oltre la progettazione e affrontano l'intero ciclo di vita del prodotto . Una soluzione come questa richiede che tutti siano in grado di scambiare parti dei dati del progetto senza essere ostacolati dall'esecuzione di versioni incompatibili di software o dallo scambio di file proprietari di grandi dimensioni.

Ma mentre vediamo grandi vantaggi per tutti gli utenti che utilizzano la stessa versione basata su cloud, aggiornata e sempre attiva di un pacchetto CAD 3D, ci sono anche casi in cui il processo più tradizionale deve persistere, quindi non lo vediamo andare via presto. Invece, prevediamo di continuare a vedere un insieme ibrido di offerte: la maggior parte degli utenti trarrà vantaggio dai numerosi vantaggi del software come servizio.

Verranno fornite soluzioni anche a coloro che devono controllare esattamente quando vengono implementati gli aggiornamenti o hanno la possibilità di tornare al software che agisce esattamente come in passato.

Come consideri l'aumento degli strumenti di progettazione che incidono maggiormente sull'IA?

A brevissimo termine, l'IA migliorerà molto rapidamente, fornendo naturalmente suggerimenti di progettazione a un utente CAD che sono vicini a ciò che quella persona creerebbe da sola. Un esempio su cui stiamo lavorando automatizza il lungo processo di creazione di un disegno 2D da un modello CAD 3D.

L'apprendimento automatico esaminerà il modo in cui un progettista in genere dimensiona parti simili e crea automaticamente un disegno molto simile a quello che probabilmente disegnerebbe quel progettista. Un altro esempio è la funzionalità di modellazione automatizzata rilasciata di recente in Fusion 360, che non richiede all'utente di modificare l'ambiente, lo strumento o il contesto per utilizzare le funzionalità di intelligenza artificiale nel software. Invece, come un correttore ortografico in tempo reale, esamina ciò che stai progettando e suggerisce connessioni efficienti tra volti o corpi.

L'intelligenza artificiale del cloud viene perfettamente integrata negli strumenti di progettazione e nei flussi di lavoro, aumentando la velocità e il valore di tali strumenti automatizzando il lavoro dispendioso in termini di tempo, ma non altamente creativo, che inevitabilmente ogni progetto ha.

Man mano che il software continua ad evolversi incorporando capacità di apprendimento, può iniziare a dare suggerimenti e persino decisioni per conto dell'utente, sulla base di comportamenti e scelte precedenti, aiutando a ridurre gli errori e raggiungere risultati migliori più velocemente.

Come pensi che cambieranno gli utenti del tuo software e come vedi questo impatto sul software?

Gli utenti CAD di tutte le età stanno diventando sempre più abituati a spostarsi avanti e indietro tra applicazioni desktop, dispositivi mobili e app ed esperienze basate su browser e si aspettano un passaggio intelligente dall'una all'altra.

Questa tendenza è stata parzialmente accelerata dalla pandemia, durante la quale la maggior parte delle persone aveva bisogno di rimanere produttiva anche quando lavorava da casa su laptop più vecchi (o studenti su Chromebook). Ciò ha portato a una comprensione più ampia dei vantaggi del CAD cloud-first come Fusion 360, che utilizza la potenza del cloud per eseguire modellazioni CAD complesse, anche su computer meno potenti o quando vi si accede tramite un browser.

Dall'altra parte dello spettro, vediamo un rapido aumento delle prestazioni e delle capacità offerte dagli ultimi telefoni e tablet di fascia alta, confondendo i confini tra desktop e dispositivi mobili. Gli utenti che investono in costosi dispositivi informatici si aspettano che le loro app utilizzino le capacità di tali dispositivi, quindi vedremo app CAD native dedicate che sfruttano sensibilmente funzionalità come touch, multi-schermo e potenti GPU, CPU e NPU.

In breve, vedremo il software CAD diventare più consapevole dell'utente, sensibile al dispositivo e adattivo. Designer e ingegneri contribuiranno in modo più naturale e intuitivo a un progetto indipendentemente dal fatto che stiano lavorando da un browser, un dispositivo mobile o una tradizionale workstation in ufficio.

Quando il software CAD sarà in grado di sfruttare le moderne API grafiche per prestazioni 3D migliori e funzionalità avanzate come il ray-tracing GPU?

Le industrie di film e videogiochi hanno sperimentato alcune straordinarie tecnologie di miglioramento delle prestazioni che riteniamo porteranno grandi vantaggi al rendering dei modelli CAD più complessi. Stiamo lavorando attivamente per adottare USD (Universal Scene Description) e il framework di rendering USD Hydra, che stanno rapidamente diventando standard del settore, in Fusion 360.

USD è tutto incentrato su prestazioni incredibili grazie all'uso intensivo di multi-threading e GPU. Sfrutta le moderne API grafiche e offre supporto multipiattaforma.

Manish Kumar (CEO Solidworks)

Come immagini l'evoluzione degli ambienti degli strumenti di schizzo?

Lo sketch è una caratteristica innegabilmente, e forse la più importante, nella creazione di nuovi componenti, e tale rimarrà in futuro. Allo stesso tempo, ci sono nuovi flussi di lavoro di progettazione che si stanno evolvendo in cui gli schizzi stanno diventando meno importanti.

Due flussi di lavoro essenzialmente privi di schizzi sono l'uso di metodi di modifica diretta per il riutilizzo e/o la modifica di componenti esistenti e l'adozione della modellazione Sub-D con l'uso di primitive di forma e la manipolazione push-pull della geometria per creare curve altamente curve disegni organici

Un flusso di lavoro molto importante in cui lo sketch si sta evolvendo è il riutilizzo di schizzi a mano libera, inchiostro o immagini come punto di partenza o riferimento per i progetti. L'utilizzo di opere d'arte esistenti per creare entità di schizzo sarà un grande risparmio di tempo per i designer industriali. Puoi anche aspettarti di vedere il crescente utilizzo dell'IA per anticipare le esigenze dell'utente durante le attività ripetitive e riconoscere la ricreazione di schizzi simili sezionando progetti passati e notificando automaticamente agli utenti che esiste già uno schizzo molto simile.

Come pensi che i designer interagiranno con le UI CAD in futuro?

Oggi, il mouse offre il miglior equilibrio tra velocità, precisione ed ergonomia, ma man mano che i dispositivi si evolvono e si sviluppano, questo sta cambiando. Per Solidworks, l'uso del tocco o del mouse non è una decisione, ma riguarda ciò che ha senso per un particolare dispositivo e flusso di lavoro. Per molti dei nostri utenti, il tocco aggiunge valore e migliora i flussi di lavoro di progettazione.

Stiamo già offrendo soluzioni in cui l'interfaccia utente è ottimizzata in base al dispositivo utente e ai flussi di lavoro previsti. I nostri ultimi strumenti di progettazione basati sul Web possono essere gestiti ugualmente bene sia tramite il tocco che con il mouse.

Per il CAD orientato al consumatore, l'adozione di interfacce touch è ancora più importante poiché i dispositivi di consumo si allontanano dal mouse e si avvicinano al tocco. HomeByMe è un moderno prodotto di design incentrato sul tocco in cui gli utenti possono progettare gli interni della propria casa e la nostra ultima app, MakeByMe, è stata sviluppata con l'approccio touch first/mobile-first. Ha infranto la tirannia di mouse e tastiera, fornendo ai produttori la possibilità di creare mobili da qualsiasi luogo, utilizzando qualsiasi dispositivo.

Scaricare aggiornamenti regolari su un pacchetto CAD 3D è più comune: è così che si stanno muovendo tutti i CAD 3D?

Forniamo continuamente aggiornamenti e miglioramenti funzionali il più velocemente possibile. Per il nostro portafoglio cloud, in cui tutti usano sempre la stessa versione, questo è l'unico modo.

Tuttavia, ci sono alcuni segmenti del settore, come la difesa o le scienze della vita che, a causa di importanti motivi normativi e di conformità, hanno processi di certificazione degli strumenti di progettazione molto rigorosi. Queste aziende non possono aggiornare continuamente le proprie soluzioni di progettazione senza incorrere in un notevole costo di tempo e denaro. Continueremo a servire i nostri clienti offrendo entrambe le scelte.

Come consideri l'aumento degli strumenti di progettazione che incidono maggiormente sull'IA?

Sebbene la passione di un designer sia quella di trovare idee e soluzioni creative, dobbiamo riconoscere che il processo di progettazione CAD può includere attività ripetitive e noiose. Vediamo l'intelligenza artificiale svolgere un ruolo enorme nell'aumentare i flussi di lavoro di un designer svolgendo attività banali e ripetitive, liberando tempo per essere più creativi.

Gli strumenti basati su browser in 3D Creator, 3D SheetMetal Creator e 3D Sculptor hanno Assistenti di progettazione basati sull'intelligenza artificiale integrati. Gli algoritmi di apprendimento automatico imparano dal modo in cui l'utente progetta e riduce o automatizza attività ripetitive, come la selezione dei bordi, l'inserimento di accoppiamenti o la previsione di nuove entità di schizzo e offrendo agli utenti la possibilità di inserirle automaticamente.

Un altro esempio di come l'intelligenza artificiale/apprendimento automatico stia automatizzando attività noiose è nella lettura di PDF in Solidworks Inspection, che riconosce automaticamente le dimensioni per aiutare con le operazioni di ispezione corrette.

Come pensi che cambieranno gli utenti del tuo software e come vedi questo impatto sul software?

Oggi il 3D è stato democratizzato al punto da essere diventato un linguaggio universale per collaborare e condividere idee tra tutte le età e le aree geografiche. La nostra suite di strumenti da Apps for Kids a Solidworks è disponibile per tutti e continuiamo a evolverla e fornire modi efficienti ai nostri clienti per affrontare problemi, principianti o esperienze.

Non si tratta più solo di fornire un prodotto, ma anche di offrire una grande esperienza al riguardo: deve essere esteticamente gradevole, affidabile, robusto e funzionare bene durante l'uso regolare. Dovrebbe anche avere un prezzo corretto, il che significa che deve essere prodotto con il minor numero di risorse, essere sostenibile ed essere in grado di catturare l'immaginazione dell'utente fin dal primo sguardo. Infine, dovrebbe supportare la consegna del lavoro in tempo. Per questo motivo, garantiamo che le soluzioni Solidworks vengano fornite per l'uso in modi nuovi e olistici.

Quando il software CAD sarà in grado di sfruttare le moderne API grafiche per prestazioni 3D migliori e funzionalità avanzate come il ray-tracing GPU?

Lavoriamo a stretto contatto con tutti i nostri partner come partner grafici, AMD, Intel e Nvidia per assicurarci di sfruttare sempre le ultime tecnologie disponibili. In questo modo, di recente abbiamo riprogettato la nostra pipeline grafica per sfruttare queste tecnologie emergenti. Quindi, in un certo senso, questo sta già accadendo mentre parliamo.

Jay Tedeschi (Product Management Principal, Onshape )

Come immagini l'evoluzione degli ambienti degli strumenti di schizzo?

Nel corso degli anni ci sono state così tante idee che avrebbero presumibilmente rivoluzionato quell'aspetto del design. Ma eccoci qui, 2022, e il modo più semplice per concettualizzare un'idea di design è ancora attraverso una serie di schizzi.

La maggiore implementazione di AI/ML in tutte le aree di Onshape , incluso lo sketcher, si traduce in strumenti più reattivi in ​​quanto in grado di prevedere con precisione i flussi di lavoro degli utenti e presentare un insieme più snello di opzioni per aiutare l'utente a completare le proprie attività con meno tempo perso.

Sebbene l'uso della realtà virtuale stia prendendo piede e si sia dimostrato uno strumento prezioso, il suo contributo risiede maggiormente nelle aree di lavoro/istruzioni di montaggio, IoT, markup/revisione in loco, ecc. Come prodotto SaaS completo in esecuzione in un browser, La modalità Follow di Onshape, che consente agli utenti di seguirsi visivamente mentre sono abilitati, è letteralmente l'incarnazione della collaborazione basata su browser.

Onshape ha anche app specifiche per dispositivi mobili che sfruttano i punti di forza di Android e iOS, incluso il supporto per una varietà di dispositivi di input nativi di tali piattaforme.

Come pensi che i designer interagiranno con le UI CAD in futuro?

Gli utenti di Onshape hanno già accesso a questo tipo di interazione tramite le applicazioni specifiche della piattaforma Android e iOS di Onshape. E poiché Onshape è un vero prodotto SaaS, non ci sono concessioni da fare per quanto riguarda l'accesso ai dati in queste versioni mobili dell'applicazione. Siamo anche in grado di utilizzare appieno le interfacce native di gesti e/o stilo di tali piattaforme.

Scaricare aggiornamenti regolari su un pacchetto CAD 3D è più comune: è così che si stanno muovendo tutti i CAD 3D?

Non possiamo davvero prevedere se altri fornitori di sistemi CAD in futuro saranno costretti ad adottare l'architettura Zero IT Footprint di Onshape e non possiamo parlare o se rimarranno con la loro struttura di rilascio più tradizionale.

In una certa misura, come allude a questa domanda, quasi tutti i fornitori ora forniscono ai propri utenti hotfix/aggiornamenti tra le versioni principali. Quello che possiamo dire è che l'implementazione SaaS completa di Onshape significa che gli utenti di Onshape non devono occuparsi di download di prodotti, installazioni, aggiornamenti, ecc. Poiché Onshape è nativo del cloud, al contrario dell'accesso al cloud, è possibile accedervi istantaneamente tramite qualsiasi Web moderno browser da computer Mac, PC, Chromebook o Linux, nonché dispositivi mobili Android e iOS. Questa architettura significa che gli amministratori possono anche eseguire il provisioning e il deprovisioning istantaneo delle postazioni per ridimensionare il proprio team di progettazione e soddisfare le fluttuanti esigenze aziendali.

Come consideri l'aumento degli strumenti di progettazione che incidono maggiormente sull'IA?

Riteniamo che uno degli usi più efficaci dell'IA sia in aree del prodotto che in genere non vengono considerate quando si parla di AI/ML come ausilio di uno strumento di progettazione. Essendo un prodotto SaaS/Cloud nativo completo, Onshape può compilare dati non solo su come viene utilizzato il prodotto, ma anche sull'efficacia con cui viene eseguito su una rete specifica, su un server specifico, in determinati orari, con un determinato traffico, ad esempio .

Tutte queste informazioni possono quindi essere analizzate e decisioni di sviluppo prese in risposta ai dati. Ciò promette di avere un impatto complessivo molto maggiore sulla produttività degli utenti, rispetto alle attuali implementazioni in cui l'IA/ML viene utilizzata per ottimizzare le interfacce utente, semplificare i flussi di lavoro e valutare i progetti.

Come pensi che cambieranno gli utenti del tuo software e come vedi questo impatto sul software?

Un modo per incoraggiare i team di progettazione a collaborare è fornire strumenti che semplifichino questa operazione. Se vengono rimosse le barriere alla ricerca di informazioni, alla condivisione dei dati e alla collaborazione agli stessi progetti, lo sviluppo del prodotto diventa più naturale.

Con le applicazioni cloud-native come Onshape, la collaborazione non deve più essere forzata e i team iniziano a lavorare insieme in modo naturale, perché il prodotto lo supporta e quindi lo incoraggia.

Per una generazione di utenti, che conoscono bene la natura collaborativa delle applicazioni che offrono questa capacità, Onshape è uno strumento in più che sfrutta questo paradigma familiare. Il fatto che sia uno strumento di progettazione e ingegneria diventa secondario rispetto al modo in cui interagiscono con esso e con gli altri che lo utilizzano.

Per gli utenti che hanno trascorso una carriera utilizzando sistemi basati su file più tradizionali, il passaggio a questi strumenti è più un cambiamento filosofico che altro. Questo sottoinsieme di utenti vede rapidamente i vantaggi di lavorare con questi nuovi strumenti una volta superata la loro iniziale resistenza all'adozione di questo nuovo modo di interagire sia con i dati di progettazione che con i membri del team di progettazione.

Quando il software CAD sarà in grado di sfruttare le moderne API grafiche per prestazioni 3D migliori e funzionalità avanzate come il ray-tracing GPU?

Onshape è basato su WebGL e, in quanto tale, offre già una grafica per applicazioni di basso livello strettamente vincolata, molto simile a OpenGL o DirectX, e come tale è in grado di offrire buone prestazioni indipendentemente dalle CPU/GPU specifiche del dispositivo. Detto questo, alcuni aspetti del prodotto, come Render Studio, che hanno requisiti grafici più esigenti, sono costruiti per sfruttare gli array di GPU basati su cloud e quindi liberare l'utente dal dover acquistare hardware GPU locale costoso