Anda mungkin sudah sering mendengar istilah CAD (Computer Aided Design) terutama bagi anda yang bekerja di industri / manufacture. Mendengar istilah ini, sesuai juga dengan kepanjangannya, pasti akan terbayang perangkat komputer beserta berbagai kabel atau konektor yang terkait di dalamnya. Mungkin terbayang juga gambar suatu disain produk pada suatu komputer, misalnya gambar disain mesin mobil yang siap diproduksi pada suatu pabrik mobil. Kalau itu yang dibayangkan, anda sudah berada pada alur benar untuk mengetahui apa sebenarnya CAD itu.

Kalau melihat definisi dari Wikipedia, CAD didefinisikan sebagai penggunaan teknologi komputer dalam disain, hususnya dalam bidang drafting (gambar teknik dan rekayasa) sebagai bagian produk atau sebagai produk itu sendiri. Di dalamnya terdapat penggunaan metode komunikasi baik berbasis visual maupun berbasis simbol yang memiliki aturannya sendiri pada suatu bidang tertentu. Awalnya “hanya” menggantikan fungsi meja gambar saja, namun saat ini sudah terintegrasi dengan software CAE (Computer Aided Engineering) dan CAM (Computer Aided Manufacturing).

Catatan :

1. CAE adalah teknologi informasi yang digunakan untuk mendukung engineer dalam kegiatan analisa, simulasi, disain, manufacture, perencanaan, diagnosis, dan repair. Misalnya bagaimana menganalisa analisa tekanan (stress) suatu komponen hasil produk suatu pabrikan, maka bisa digunakan CAE tools, misalnya dengan melakukan suatu simulasi. Area CAE meliputi analisa stress pada komponen (menggunakan FEA - Finite Element Analysis), analisa flow dan thermal (menggunakan CFD - Computational fluid dynamics), simulasi kejadian mekanik (menggunakan MES - Mechanical event simulation), dan optimasi produk atau proses. Software CAE misalnya Altair RADIOSS, LSTC’s LS-DYNA, Cranes CAE suite, ESI’s PAM-CRASH (http://www.esi-group.com) yang digunakan di bidang Automotive untuk pengetesan perlindungan pengendara mobil. Tools umum lainnya yang biasa digunakan untuk analisa struktur dan analisa dinamis antara lain eta/VPG, NISA, Altair HyperWorks, BETA CAE Systems', MSC’s Patran, MSC’s ADAMS, LMS', NEi Nastran and UGS’s Scenario. Masih banyak contoh lainnya.

2. Sedangkan CAM, yang diperkenalkan pertamakali pada tahun 1971 untuk desain mobil, adalah sebutan untuk penggunaan komputer untuk mendukung engineer dan ahli mesin dalam kegiatan manufacturing. Jadi CAM sebenarnya adalah tool yang memungkinkan CAD digunakan dalam kegiatan manufacturing. CAM lah yang membuat disain komponen (hasil CAD) menjadi komponen sebenarnya secara fisik. CAM menggunakan pemrograman numerical control (NC) untuk menerjemahkan hasil disain CAD untuk menghasilkan kode-kode CNC yang kemudian akan men-drive bagian-bagian mesin pabrik.

CAD, sebagai salah satu bagian kecil dari teknologi Computer-Aided, adalah bagian dari aktivitas yang disebut Digital Product Development (DPD) dalam suatu proses Product Lifecycle Management (PLM). Bagian lainnya (selain CAD) dalam DPD ini antara lain :

1. Computer-aided engineering (CAE) dan Finite element analysis (FEA)
2. Computer-aided manufacturing (CAM), termasuk instruksi-instruksi pada mesin-mesin Computer Numerical Control (CNC)
3. Photo realistic rendering
4. Manajemen dokumentasi dan kontrol revisinya menggunakan Product Data Management

Saat ini paket-paket software CAD sudah cukup banyak, dengan kemampuan sistem drafting berbasis 2D vektor bahkan 3D solid dan surfacemodeller. Beberapa diantaranya memiliki kemampuan pemodelan matematika dinamis, yang biasa dikenal sebagai CADD (Computer Aided Design and Drafting).

Dulu CAD biasa dibuat menggunakan Fortran, namun saat ini sudah berkembang dengan kemampuan metode object-oriented, menggunakan bahasa C lengkap dengan API-nya, bersifat GUI (graphical user interface) dengan geometri NURBS dan atau boundary representation (B-rep) data melalui kernel pemodelan geometric. OS yang digunakan saat ini kebanyakan berbasis Window, sebagiannya Unix dan Linux. Beberapa diantaranya memiliki kemampuan multi OS (Windows, Linux, UNIX dan Mac OS X) misalnya as QCad, NX or CATIA V5.

Bisa ditebak bahwa kemampuan drafting CAD ini membutuhkan resource pemrosesan (di dalam komputer) yang baik, meliputi graphic card, processor, dan RAM. Teringat dulu pada awal tahun 90-an, saya pernah menginstall AutoCAD namun gagal install karena ternyata komputer saya tidak memiliki coprocessor.

Dengan CAD maka kita dapat menggambar rumah sederhana sampai gedung yang besar (rumah sakit, pabrik). Maka cost pengembangan diharapkan menurun dengan kemampuan menghemat siklus disain.

Apa saja software CAD pada saat ini?

Jika melihat-lihat berbagai software CAD yang ditawarkan provider, ada beraneka ragam dengan berbagai kelebihannya masing-masing. Ada yang menawarkan gratisan ala open source (yang biasanya menawarkan sistem CAD 2D sederhana). Ada yang masuk dalam kelompok 3D wireframe yang sebenarnya adalah ekstensi dari 2D drafting, dimana setiap garis dimasukkan secara manual dalam gambar, dan produk finalnya tidak memiliki property massa yang terasosiasi dengannya dan tidak dapat memiliki feature yang ditambahkan secara lagsung seperti “holes”.

Sedangkan program AutiCAD dan Cadjey 19 adalah software CAD yang masuk dalam golongan 3D “dumb” solids. Software ini bekerja dengan cara menirukan obyek sesungguhnya. Bentuk geometri 3D dasar-nya (prisma, silinder, sphere, dll) memiliki volume solid. Bentuk semacam ini bisanya terbatas dalam hal pembuatan “motion”-nya. Berbeda dengan pemodelan 3D parametric solid, yang digunakan pada Pro/ENGINEER, NX, the combination of UniGraphics and IDeas, CATIA V5,Autodesk Inventor, Alibre Design, TopSolid, T-FLEX CAD, SolidWorks, dan Solid Edge. Obyek dan feature pada software-software ini dapat diajust, walaupun soal kemudahan dalam modifikasi obyek tersebut sangat bergantung pada bagaimana bagian aslinya dibuat.

Gambar. Contoh software CAD buatan Rusia (Top System) : T-Flex (gambar diambil dari Wikipedia)

Software CAD yang lebih maju lagi adalah yang menggunakan apa yang disebut fungsi Explicit Modeller, yang diperkenalkan oleh Hewlett-Packard pada tahun 80-an dengan nama SolidDesigner. Software ini makin memudahkan penggunanya, dengan kemampuan mengedit parametric dan non-parametric geometry. Dan pada sistem CAD kelas berat, dikenal software-software yang menawarkan feature yang lebih ergonomik dan estetik misalnya Catia dan GenerativeComponents.

Saat ini harga hardware dan software yang terkait CAD ini semakin turun. Namun terkadang baru terasa mahalnya saat dibutuhkan anggaran yang kadang tidak sedikit untuk pelatihan penggunaannya, integrasi CAD/CAM/CAE PLM pada lingkungan multii-CAD dan multi platform.