مقاله تحلیلی:‌ تأثیر نرم‌ افزار ها بر عملکرد مهندسان

در دهه ۱۹۵۰، بحث یک روش تحلیل به‌صورت گسسته سازی دامنه‌های پیوسته و تبدیل آن به مجموعه‌ای از زیر دامنه‌های گسسته که المان نامیده می‌شد، در دانشگاه‌ها مطرح شد. آنالیز المان محدود یک راه‌حل عددی برای مسائل مهندسی و ریاضیاتی است و کاربرد زیادی در مهندسی سازه دارد.

در سال 1965، ناسا درخواستی مبنی بر یک طرح پیشنهادی برای ساخت یک نرم‌افزار تحلیل سازه صادر کرد. نتیجه این درخواست برنامه NASTRAN بود که در آن از روش آنالیز المان محدود (FEM) استفاده شده بود. در دهه ۱۹۷۰ تجاری‌سازی آنالیز المان محدود شروع شد که خود آغاز مدل‌سازی المان محدود را به همراه داشت. علاوه بر FEA، بحث پکیج‌های طراحی هم در همان دوره به وجود آمد. این برنامه تمام جنبه‌های طراحی را از تحلیل سازه تا قطع آرماتور مطابق CP110، پوشش می‌داد.

حدود سال 1980، نرم‌افزار OASYS توسط Ove Arup Partnership برای سیستم 9845S شرکت Hewlett-Packard  توسعه پیدا کرد. این برنامه باهدف در برگرفتن جوانب متعدد تحلیل و طراحی سازه و جنبه‌های دیگری مانند نقشه‌برداری، زهکشی، راه‌سازی، رفتار حرارتی مقاطع و غیره ساخته شد. پکیج طراحی CP110 شامل برنامه‌هایی برای طراحی و تحلیل تیرهای پیوسته، ستون‌های مستطیلی و نامنظم، دال‌های مسطح، پی‌ها و ... بود. پس از آن در سال ۱۹۸۲، شرکت اتودسک، نرم‌افزار اتوکد را به‌صورت تجاری عرضه کرد.

از آن زمان تاکنون بسته‌های کامپیوتری مختلفی برای کمک به مهندسان در طراحی، تحلیل، شبیه‌سازی و تهیه طرح‌های اولیه معرفی شده‌اند. برخی از آن‌ها عبارت‌اند از:

• ANSYS
• Staad Pro
• Etabs
• SAP
• Safe
• STRAP
• Tekla
• Orion

برنامه‌های کامپیوتری مختلف دیگری هم مانند FORTRAN،MS Excel VBA ، MATLAB و ... وجود دارد که هدف از ارائه آن‌ها کمک به مهندسان برای حل یک مشکل خاص است.

این بسته‌ها زندگی را برای مهندسان طراحی با کاهش زمان صرف شده برای تحلیل، طراحی و نقشه‌کشی آسان‌تر کرده است. این یعنی ایجاد نقشه‌های اجرایی، برآورد هزینه و ارائه را می‌توان با سرعت بیشتری قبل از شروع ساخت‌وساز انجام داد. از طرف دیگر ایجاد اصلاحات و تغییرات در سازه، با در نظر گرفتن اثرات آن، بسیار راحت‌تر شده است.

اما سؤال اصلی هنوز هم به قوت خود باقی است، آیا این برنامه‌ها و بسته‌ها باعث بهبود عملکرد مهندسان شده‌اند؟

به نظر خودم، جواب نسبی است. مهندس کسی است که در یک موسسه معتبر آموزش دیده و سال‌ها تجربه و پروانه حرفه‌ای برای انجام کارش دارد. از یک مهندس انتظار می‌رود که کار خود را با دنبال کردن پیشرفت‌های تکنولوژی، شرکت در سمینارها و کنفرانس‌ها و معاشرت با همکاران خود بهبود ببخشد؛ مثلاً یک فرآیند ساخت جدید ممکن است نیازمند به یک روش جدید برای تهیه جزئیات آرماتورها داشته باشد. انتظار می‌رود که مهندس عمران خود را با تمام این پیشرفت‌ها به‌روز نگه دارد.

به مسئله نرم‌افزارها برگردیم، اگر یک مهندس بتواند با پانزده نرم‌افزار به‌خوبی کار کند، آیا عملکرد بهتری به نسبت مهندسی که فقط با دو نرم‌افزار می‌تواند کار کند،‌ دارد؟ جواب اولی که به ذهن می‌رسد احتمالاً «نه» است؛ زیرا دانستن و کار کردن با نرم‌افزارها مهندس نمی‌سازد. آنچه یک مهندس را می‌سازد شخصیت، دانش و پیش‌زمینه مهندسی و تجربه اوست. برای یک مهندس عمران، توانایی کار با نرم‌افزار پایان کار نیست، ولی می‌تواند وسیله‌ای برای رسیدن به پایان کار باشد. این بسته‌ها باهدف بهبود بهره‌وری مهندسان و افزایش سرعت آن‌ها ارائه می‌شوند. به همین دلیل است که این برنامه‌ها به‌گونه‌ای تعریف شده‌اند که قبل از ارائه خروجی، نیاز به ورود داده توسط شخص مهندس دارند.

من مشغول پروژه‌ای در لاگوس بودم و وقتی به نقشه‌های سازه‌ای نگاه کردم، چیزی جز یک فاجعه کامل و هدر رفت منابع ندیدم. سازه یک ساختمان مسکونی چهار طبقه بود که هیچ دهانه بزرگ‌تر از 7 متر هم نداشت. در طبقه همکف و در ستونی با مقطع 900 *300 میلی‌متر از ۱۰ آرماتور با قطر ۲۵ میلی‌متر استفاده شده بود. این نقشه و ساخت این ساختمان هم شروع شده بود. من در دلم برای مهندسی گریه کردم. اگر کسی که این سازه را طراحی کرده بود، آموزش‌هایی که ما دیده‌ایم را پشت سر گذاشته بود قطعاً باید سوا لاتی می‌پرسید. استفاده او از یک نرم‌افزار خاص این نتایج را داده بود و او هم این نتایج را همان‌گونه و بدون بررسی خروجی‌ها تائید کرده بود. حتی اگر لنگرهای نامتعادل در نتیجه خروج از مرکزیت یا شکل سازه به وجود آمده باشد، وظیفه مهندس این است که چینش ستون‌ها را با دقت بررسی کند تا از خمش ستون‌ها جلوگیری شود. این مهندس یک مهندس دارای پروانه است که می‌تواند از یک نرم‌افزار استفاده کند، اما تا آنجا که از این نقشه‌ها می‌شود فهمید هیچ درکی از مهندسی ندارد.

از نظر فرصت شغلی، دانش نرم‌افزاری خاص می‌تواند یک مزیت نسبت به سایر افراد باشد. ممکن است یک شرکت، کاربر یک نرم‌افزار خاص باشد و ترجیح بدهد که کسی را استخدام کند که دانش کافی در مورد آن نرم‌افزار داشته باشد؛ اما از طرف دیگر هم اگر شخص موردنظر شما رفتار خمشی طره‌ها را نداند یا از اینکه لنگر خمشی در چه محلی از تیرهای پیوسته شکل می‌گیرد اطلاعی نداشته باشد؛ فاجعه رخ خواهد داد.

نرم‌افزارهای تجاری کمک‌کننده هستند. ما باید فکر کنیم و طراحی را انجام بدهیم و برنامه‌های کامپیوتری هم در انجام محاسبات طولانی به ما کمک می‌کنند. وقتی نتایج نامطلوب باشند، باید دلیل آن را پیدا کنیم و ورودی‌های خود را بررسی کنیم.

بنابر تجربه می‌دانم که الگوی تدریس تأثیر زیادی در مشکلاتی که تازه فارغ‌التحصیل شده‌ها در انجام طراحی مستقل با آن روبه‌رو می‌شوند، دارد. در نتیجه بقیه زندگی حرفه‌ای خود را با اتکا به نرم‌افزارها می‌گذرانند. طراحی سازه‌ای نباید در سطح کارشناسی به‌صورت «این جزوه را بگیر و مثال‌ها را بخوان» تدریس شود. باید طراحی اصولی و عمقی تدریس شود.

منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.