La historia de la informática: CAD y MCAD

 

CAD y MCAD

La historia de la informática es la historia del CAD (Diseño asistido por ordenador). CAD hace referencia a los programas de software que ayudan a los ingenieros y diseñadores en una amplia variedad de diseños para fabricar productos físicos que van desde diseñar y fabricar productos físicos: edificios, puentes, carreteras, aviones, barcos y coches a las cámaras digitales, teléfono móviles, televisores, ropa y ordenadores entre otros.

A menudo, como ya hemos expuesto, el software del CAD hace referencia al software CAD-CAM.

Las matemáticas del futuro

Euclides de Alejandría en su tratado BC 350 en matemática “Los Elementos”, expuso muchos axiomas y postulados, fundamentos de la geometría euclidiana que en los actuales software de CAD se usan.

2.300 años después de Euclides nace el primer software verdadero de CAD, llamado “Sketchpad”, desarrollado por Ivan Sutherland como parte de su tesis doctoral en la década de 1.960. El diseñador usaba lápiz óptico e interactuaba con el ordenador de manera gráfica, dibujando en el monitor de la computadora. Operaciones que hoy se hacen al tacto TFT en combinación pantalla/dispositivos de entrada, desde el 2004.



El primer software de CAD

Sketchpad fue el primer software de CAD del mundo y, PRONTO fue el primer software de CAM, desarrollado en 1.957 por Patrick J.Hanratty.

Las primeras computadoras eran para ingenieros de aviones, automóviles y grandes empresas. Las grandes industrias punteras de los medios de transporte fueron los que invirtieron en i+D+I y fueron los primeros usuarios del software del CAD. Siendo la primera generación del CAD en 2D.

A menudo las empresas investigaban con las universidades. Sumando las inversiones privadas a las inteligencias de los jóvenes universitarios.

El Dr.Hanratty diseño un CAD (Diseño automatizado por computadora) que sirvió de investigación en laboratorios para motores.

McDonnell-Douglas lanzó en 1.966 en CADD.
Ford lanza en 1.967 el PDGS
Lockheed lanza en ese mismo año el CADAM
Hubieron muchos otros software de CAD en la industria. La división Digigraphics de Control

Data Corporation lanzó el primer sistema de software de CAD disponible en el mercado. Sucesor del sistema de investigación a principio de ITEK de software de CAD llamado “La Máquina de Redacción Electrónica”, también se dibujaba en él con una pluma.

Gran parte de las investigaciones pioneras del CAD en 2D se realizaron en el Laboratorio de Matemáticas del MIT (hoy, Departamento de Ciencias de la Computación).

Los investigadores europeos también se pusieron en marcha, un poquito más tarde.

Historia del 2D al 3D en el CAD

El Laboratorio de Computación de la Universidad de Cambridge comenzó una investigación seria en el modelo de software de CAD en 3D. Empezaron en 1.965 logrando su retorno de la inversión sobre 1.970.

Los franceses hicieron un trabajo pionero al resolver una curva compleja en 3D y, el computo geométrico de la superficie. Citroën, con Casteljau, daba pasos fundamentales en la computación compleja con curvas en 3D y, Bezier, otro ingeniero francés de Renault, publicó su investigación de vanguardia sobre las curvas Bezier. Sus trabajos fueron los fundamentes del CAD 3D en los años sesenta y, hoy día siguen siéndolo.

A finales de los años sesenta con el 3D fue creciendo el interés en las aplicaciones comerciales de software de CAD y, cada vez más empresas invertían en investigación.

Inicios del uso comercial del CAD

En 1.970 el software del CAD comenzó su migración fuera de la investigación y se inició el uso comercial. Los software siguen siendo desarrollados por grupos internos de grandes fabricantes de automoción y aeroespacial, a menudo, trabajando en conjunto y con grupos de investigación universitarios.

Entre las empresas y los software de CAD desarrollados tenemos a Ford (PDGS), General Motors (CADANCE), Mercedez-Benz (SYRCO), Nissan (CAD-I), Toyota (Tinca y CADETT), Lockheed (CADAM), McDonnell Douglas (CADD) y, Northrop (NCAD). Todos tenían sus grupos de investigación y sus ingenieros que trabajaban en software de su propiedad.

CADAM (Computer Aumentada Redacción y Producción) de la empresa aeronátuica Lockheed, por ejemplo. Controlaba tareas de errores de dibujo y, reutilizaba dibujos. En 1.975 la empresa francesa Avions Marcel Dassault compró la licensia del código fuente de la CADAM y, en 1.977 desarrolló el software de CAD 3D CATIA (Computer Aided Tres Aplicación Interactiva de Dimensiones), que está en mercado vigente y, es uso actual.

En los años setenta el CAD 3D va adquiriendo impulso. En 1.975 la Tesis doctoral “Asistida por ordenador de aplicaciones de diseño del formulario de aproximación B-Spline”, basada en la investigación de 1.960 de Casteljau, Bezier, Forrest y RFRisenfeld. Se convierte en uno de los fundamentos de la curva de complejos en 3D y modelado de superficies en el software CAD 3D para el día de hoy.

El primer programa 3D de modelados de sólidos fue lanzado en 1.972 para simular la radiación nuclear, por el grupo “Matemáticas aplicación Group, Inc.”. Así como otros simuladores matemáticos que fueron el fundamento del software del CAD 3D. Sin embargo el cálculo es demasido complicado todavía en las computadoras y se necesitaba más prácticas por parte de los investigadores.

La llegada de los miniordenadores menos costosos

A mediados de los años setenta ya existían miniordenadores menos costosos con terminales de gráficos capaces ser más accesibles a los ingenieros. El mercado del software del CAD estaba saliendo y, a finales de esta década iba a ser muy fuerte y rentable. En 1.979, Boeing, decidió iniciar la primera implementación de IGES (Estándar Inicial Intercambio Gráfico), que fue publicada en 1.980 y, facilitaba la transferencia de curvas complejas y superficies 3D entre los diferentes programas de software de CAD 3D. Sigue siendo el más usado hoy.

En 1.970, M & S Computing (más tarde Intergraph) fue establecida. En 1.972 el Dr.Hanratty funda MCS. A finales de la década hubo una ola de empresas desarrolladoras del software de CAD y, ya había muchísimo consumo automotriz, aeroespacial y de consumo de productos eléctricos que necesitaban y usaban el software del CAD.

Comerciales del CAD: Auto-control de Auto-Proyecto, Calma, CADDS Computervision, la CADAM de IBM (Lockheed), M & IGDS S Computing, Unigraphics McAuto y, se iban sumando software de CAD.

Inicio de lenguaje C o UNIX

A finales de años setenta también se empezaron a crear los nuevos lenguajes como C o UNIX.

Entre 1.980 -1.985 hubo una dura competencia comercial ante los productos de uso doméstico y, con esto el beneficio comercial del software del CAD. Muchas empresas de micoordenadores y software de CAD lideraron la ventas.

Los líderes de los software de CAD

 

Intergraph en 1.981 sale a bosda con un éxito rotundo. En 1.983 sale el software de Intergraph “InterPro 3D” de modelado complejjo. HP creó su grupo comercial en 1.980 y de su software de CAD. Avions Marcel Dassault creó su filial de Dassault Systemes en 1.981 y, firmó acuerdos de venta con IBM, que revendía CATIA CAD que modelaba superficies en 3D, siguen trabajando juntos hoy en día.

La estación de trabajo UNIX surge al revolucionarse la informática en los años ochenta. Se abrió una ola de bajo costo en equipos, bajo mantenimiento y alto rendimiento de trabajo con software para la ciencia y el CAD. Apollo Computer inició la tendencia en 1.980, Sun Microsystems en 1.981 y Silicon Graphics en 1.982. Los fabricantes de micoordenadores se vieron socavados porque sus ordenadores eran más costosos que los UNIX.

IBM lanza PC en 1.981 y Autodesk se funda en 1.982 y, demostró el primer software de CAD para PC.

Apple lanza el primer Macintosh en 1.984 con MiniCAD y se convierte en el mejor software de CAD en el MAC. AutoCAD para PC seguía ganando puestos. Muchos profesionales ridiculizaron a AutoCAD porque lo veían pobre al funcionar en un PC. Hasta la década de lo noventa no iba a tener la revolución comercial el software del CAD en la industria abierta a todos los empresarios a nivel mundial.

En 1.985 CATIA 2. es lanzada de forma independiente de CADAM. Cada modelador como Kernel de sólidos Rómulo van añadiendo mejoras de gestión de cconjuntos creación de instancias, mezclas de superficies B-spline, etc. Son motores de modelado, basados en operaciones matemáticas para realizar operaciones y/o pasos automatizados de dibujo técnico. Ya en 1.985 la industria del CAD empezaba a acomodarse y aprovechar los avances de los equipos informáticos, del hardware. Será en este mismo año cuando PTC , antes Parametric Technology Corp. lance un modelado sólido 3D muy potente.

Entre 1.986-1.989 los fabricantes de la industria aeroespacial y del automóvil empiezan a retirarse de la propiedad del software desarrollado internamente de CAD y, empiezan a comprr a proveedores comerciales los software. Boeing se inicia con TIGER 3D en 1.980, en 1.988 compró CATIA para diseñar su primer avión 777 e IBM-Dassault se forraron al salir la noticia en la prensa.

El Pro/Engenieer sale a los principales proveedores en 1.987, propiedad de Parametric Technology Corp,m hoy PTC. Este programa cambió la forma de interactuar entre el equipo y el usuario por la facilidad de uso, la velocidad de modelado de sólidos. Se basó en UNIX y en X-Windows para proporcionar una interfaz de usuario con menús desplegables, menús sensibles al contexto, opciones de ventanas emergentes y cuadrados de entrada, iconos y otros elementos fáciles de usar. Los programas que se basaban en escribir en

Fortran se quedaron lentos, torpes y poco competitivos, aparentemente.

Unigraphics se apoyó en las múltiples plataformas de hardware y, en las estaciones de trabajo UNIX.

Dassault con la herencia aeronáutica ya había ganado una reputación muy fuerte en el mercado del software CAD 3D, pero ante posibles amenazas adquirió Unigraphics en 1.988 porque estos estaban a puntos de liberar Parasolid otro programa de libre acceso.

En 1.990 Pro/Enginieer influye muchísimo en los usuarios y, llega a muchísimos clientes. Tenía una interfaz tan cercana a lo que hoy conocemos, que se le sumaban clientes y clientes. Autodesk no estaba amenazada por éxito del CAD con la tecnología paramétrica, se expandió con fortuna. La publicidad en 1.990 era por ejemplo: “ Todo CATIA, no hay papel”. Eliminar las maquetas físicas tradicionales que eran necesarias para verificar los dibujos en papel. Boeing quería que el estándar de las industrias del automovil y la aeroespacial trabajaran con un proveedor de CAD que fuera corporativo. Algunos de los grandes contratos del software del CAD fueron: Pratt & Whitney con Unigraphics, Mercedez-Benz, Chrysler, Renault, Honda con CATIA. Oruga con Pro/Engenieer. GM con Unigraphics y, así varios más.

En 1.993 el software del CAD estaba liderado por CATI, EDS, Unigraphics, Pro/Engineer. Las empresas estándar que iban surgiendo por el planeta estaban influyendo muchísimo en las empresas de creación de CAD y, cada vez los líderes eran más similares en cuanto a gestión de modelado de sólidos, árboles de historia, superficies NURBS e interfaz. Se crean bibliotecas de modelado de sólidos.

1.995-1.997 El éxito del diseño del Boeing 777 sin papel hizo que se liderará el CATIA. Cuando SolidWorks salió al mercado a finales de 1.995 lo hizo siendo un 20% más barato que Pro/Engineer . Estos se vieron obligados a volver a escribir su arquitectura de diseño del software.

Ya en 1.997 había una cuota de mercado importante que estaba satisfecha con el rendimiento de su PC y comenzaron a comprar SolidWorks 95 en lugar de un mayor ordenador mucho más caro. Autodeska estaba baja presión para mejor su AutoCAD. En 1.996 Integraph también dio a conocer su producto en 3D CAD software en Windows similar a SolidWorks, SolidEdge que se basó en el modelador SIAC de AutoCAD e incluso el primer prototipo de SolidWorks se basó en SIAC. Un modelador de tecnología espacial del núcleo. Solid Edge fue adquirido más tarde por Dassault Systemes .

En 1.996 Autodesk saca Mechanical Desktopo como su primer modelado sólido de 3D para el diseño mecánico. En este mismo años General Motors decide estandarizar en Unigraphics seguido por Ford Motor.

1.998-1.999 Dassault Systems compró SolidWorks, Unigraphic y SolidEdge de Intergraph… ah… también adquirió Robótica Deneb. Es la mayor reorganización del mercado del software del CAD y, también adquiró Matra Datavisión. La burbuja de las punto-com se había disparado en 1.997 cuando Amazon.com finaliza con su éxito en bolsa.

En 1.997 se anunció el cliente-servidor y el objetivo principal era permitir la visualización de modelos 3D en la Web. Uno de los líderes fue Dassault Systemes, pues ya había dado sus primeros pasos con CATIA y el Boeing 777. Lanzó el navegador CATweb que proporciona visualización en la Web mejorada basada en CATIA modelos 3D y, creó su filial ENOVIA para desarrollar este módulo.

2000-2004 No se han producido avances drástico tecnológicos desde el Pro/Engenieer en 1.987. Los únicos fueron los japonés de Toyota que desarrollaron unas versiones de velocidad. Dassaul Systemes creo una larga lista de socios en desarrollo del CATIA.

En 2004 la industria del software del CAD está dominada por tres proveedores de soluciones PLM (IBM-Dassault Systemes CATIA y ENOVIA con, la segunda es UGS Unigraphics y con IMAN y, la tercera es PTC Pro/ENGINEER y Windchill). Autodesk está hoy por debajo de la cuota de mercado del liderazgo. Dassault Systemes está tres veces por encima de PTC con SolidWorks, SolidEdge y UGC en propiedad. Pero Autodesk sigue luchando y ha sacado Inventor, programa de CAD para el diseño mecánico. Hay muchos pequeños vendedores de CAD y de software libre de CAD que sobreviven en nichos de mercado por ser compatibles con los datos de programas de software de CAd de etos cuatro principales proveedores.

Este es un mercado siempre a la espera del big bang.

Resumen:

Años 60. Se inicia la investigación en la industria del automóvil y la aeronáutica y, el CAD era en 2D. El I+d+i está en manos de estas empresas.

Años 70. Migra la investigación buscando un enfoque más comercial y se inicia la investigación del CAD en 3D.

Años 80. El auge del consumo electrodoméstico, automovilístico, etc. Lleva a la creación de multitud de empresas de creación del software de CAD y, motores de modelado. Pro/Engenieer en 1.987 saca la primera interfaz más próxima a la que hoy conocemos y, se basa en una plataforma X-Windows. CATIA de Dassault Systemes es lider gracias a sus socios IBM y Boeing, que diseña su primer avión sin papel y sin maqueta física tradicional. Todo en el modelado de 3D de CATIA. Autodesk que en 1.982 sacó AutoCAD y revolucionó el boom de CAD estando en la cuota más elevado más de la mitad de esta década.

Años 90. Pro/Engenieer es tan intuitivo que se come la cuota de mercado y llega a la mayoría de clientes. En 1.995 SolidWorks será muy parecido en la interfaz a este, pero un 20% más barato y, obliga a Pro/Engenieer cambiar toda su arquitectura de diseño del software de CAD. En 1.996 Autodesk lo intenta, pero empieza dejar de ser lider de mercado.

Años de la primer década del 2000. En el año 2004 el software del CAD está en manos de tres líderes:

– Dassault Systems: SolidWorks, SolidEdge, CATIA y otros. – UGS: Unigraphs y otros.
– PTC: Pro/Engineer y otros.
En el cuarto puesto, está Autodesk con Inventor.

Otros software de libre adquisición bajo la plataforma Unix logran mantenerse en nichos de mercado concretos, gracias a que tiene traductores para ser intercambiables con los líderes de mercado.