ถาม – ตอบ การวิเคราะห์เชิงวิศวกรรมโดยใช้คอมพิวเตอร์

1. 1.    Computer Aided Engineering (CAE) คืออะไร

ตอบ  คอมพิวเตอร์ช่วยงานวิศวกรรมเป็นการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการแก้ปัญหาทางวิศวกรรม ด้วยการปรับปรุงการแสดงผลทางกราฟิก พื้นที่การทำงาน และมาตรฐานของกราฟิก ทำให้ Computer Aided Engineering (CAE) มีความหมายเป็นการแก้ปัญหาทางวิศวกรรมด้วยคอมพิวเตอร์ด้วยการสื่อสารระหว่างผู้ใช้กับกราฟิกของคอมพิวเตอร์

2.  จงอธิบายการใช้โปรแกรม CAE กับคอมพิวเตอร์

ตอบ โปรแกรม CAE สามารถใช้ได้กับคอมพิวเตอร์เกือบทุกประเภท ขึ้นอยู่กับความต้องการในสมรรถนะที่จะนำมาใช้งานหรือความรวดเร็วในการสื่อสารระหว่างผู้ใช้กับกราฟิกคอมพิวเตอร์ วิศวกรออกแบบ ใช้เครื่องมือ CAE ที่มีวัตถุประสงค์ทั่วไปเพื่อการค้า และเครื่องมือเฉพาะสำหรับบางอุตสาหกรรม วิธีในการแก้ปัญหาทางวิศวกรรม 1 ปัญหา บ่อยครั้งต้องการเครื่องมือ CAE หลายเครื่องมือ การสื่อสารของข้อมูลระหว่างเครื่องมือในโปรแกรมเหล่านี้เป็นการท้าทายของการประยุกต์ใช้โดยส่วนใหญ่ ปกติข้อมูลจะถูกส่งในลักษณะที่เป็นมาตรฐานของการแลกเปลี่ยนข้อมูลหรือการเก็บในฐานข้อมูล

3.   จงอธิบายลักษณะการใช้งาน CAE

ตอบ  ลักษณะการใช้งาน CAE  ได้แก่

·         วิเคราะห์ความเครียด (Stress) บนส่วนประกอบ โดยใช้การวิเคราะห์ทางไฟไนต์อิลิเมนต์ (Finite Element Analysis,FEA)

·         วิเคระห์การไหลของความร้อนและของเหลวโดยคำนวณทางพลศาสตร์ของของไหล (Computational fluid dynamics,CFD)

·         ใช้งานเด้านจลศาสตร์ (Kinematics)

·         การจำลองเหตุการทางกล (Mechanical event simulation,MES)

·         วิเคราะห์การจำลองกระบวนการต่างๆ เช่น การหล่อ การฉีด และการปั้มของแม่พิมพ์

·         หาวิธีที่เหมาะสมของผลิตภัณฑ์และกระบวนการ

4.             ขั้นตอนในงาน CAE มีกี่ขั้นตอน  อะไรบ้าง

ตอบ  3  ขั้นตอน ได้แก่

·         เตรียมประมวลผล (Pre-processing) – การกำหนดแบบจำลองและปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมเข้าไปในแบบจำลอง

·         ขั้นตอนการวิเคราะห์แก้ปัญหา (ใช้คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง)

·         หลังประมวลผล (Post-processing)– แสดงผลลัพธ์ของการวิเคราะห์โดยใช้เครื่องมือทางการมองเห็นแสดงผลออกมา

5.  ( Computer Aided Design )  CAD  คืออะไร

ตอบ  คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบงานอุตสาหกรรม

6. จงอธิบายคุณสมบัติของซอฟท์แวร์ CAD ที่มีการทำงานในระบบ 3 มิติ

ตอบ  ซอฟท์แวร์ CAD ที่มีการทำงานในระบบ 3 มิติ มีคุณสมบัติพื้นฐาน ดังนี้  คือ 1.ออกแบบหรือสร้างแบบจำลอง ลักษณะ 3 มิติคือ มีขนาด ทั้งความกว้าง ความยาว และ ความสูง(หรือความหนา) 2.หมุนดูได้ทุกมุมมองที่อยากดู 3.สร้างแบบ (drawing) 2 มิติหลังจากการเสร็จสิ้นออกแบบ เพื่อนำไปผลิต 4.แก้ไขได้ทันทีที่ต้องการ

7.    รูปแบบการแสดงข้อมูล 3 มิติที่มีใน ซอฟท์แวร์ CAD 3 มิติ มีกี่แบบ

ตอบ  4 แบบ ได้แก่

1.     ข้อมูลแบบ Wire frame การแสดงผลแบบนี้มักจะพบในซอฟท์แวร์รุ่นเก่า ๆ ซึ่งจะเก็บข้อมูลของแบบจำลองเฉพาะ เส้นขอบ (ทั้งเส้นตรงและเส้นโค้ง) และพิกัดของจุด การแสดงผลแบบนี้ทำได้รวดเร็ว แต่ภาพที่ได้จะดูค่อนข้างยาก ว่าแสดงผลอยู่ในมุมมองใด

2.     ข้อมูลแบบ Surface การแสดงผลแบบนี้จะคล้ายกับการนำผืนผ้าสี่เหลี่ยมซึ่งถือเป็น 1 ผิวหน้า (face) มาเย็บต่อ ๆ กัน จะได้เป็นพื้นผิว (surface) บาง คล้ายเปลือกนอก การเก็บข้อมูลแบบนี้จะเก็บข้อมูล เส้นขอบ และพิกัดของจุด และข้อมูลของขอบผิวที่ติดกัน

3.     Constructive solid geometry(CSG) ข้อมูลแบบจำลอง 3 มิติแบบนี้ จะถูกเก็บในลักษณะของ ลำดับของการนำรูปทรงตันพื้นฐาน(Solid Primitives) เช่น ก้อนลูกบาศก์ ,ลูกกลม ,ทรงกระบอก ,ลิ่ม ,ปีรามิด ฯลฯ มาสร้างความสัมพันธ์กันด้วย Boolean Operator เช่น union(รวมกัน),subtract(ลบออก),intersection(เฉพาะส่วนที่ซ้อนทับกัน) และ difference(เฉพาะส่วนที่ไม่ทับกัน) เพื่อให้ได้รูปทรงที่ต้องการ รูปทรงที่ใช้วิธีนี้สร้างจะมีความถูกต้องสูง เนื่องจากใช้วิธีการทำ Boolean Operation เท่านั้นซึ่งเป็นวิธีที่ธรรมดา และโครงสร้างของข้อมูลก็ไม่ซับซ้อน

4.     .Boundary representation (B-Rep) ข้อมูลแบบจำลอง 3 มิติแบบนี้ จะเก็บข้อมูลของพื้นผิวรอบนอกของทรงตัน ที่เชื่อมติดต่อกัน ซึ่งมีข้อมูลของ พื้นผิว (face), ขอบ (edge), จุดมุมของพื้นผิว (vertex) และความสัมพันธ์ของข้อมูลทั้งสาม

8.   ข้อมูลแบบจำลอง 3 มิติแบบ B-rep แบ่งได้เป็นกี่ระดับ อะไรบ้าง

ตอบ  3 ระดับ   ได้แก่

·         Facetted เป็น Solid ที่ ถูกปิดล้อมด้วย planar surface

·         Elementary เป็น Solid ที่ ถูกปิดล้อมด้วย planar, quadric, หรือ toroidal surface

·         Advanced เป็น Solid ที่ ถูกปิดล้อมด้วย planar, quadric, toroidal surface รวมถึง spline surface (สร้างจาก B-Spline, Bezier, NURBS) รับข้อมูล 3 มิติจากซอฟต์แวร์ CAD ได้ในรูปแบบมาตรฐาน (IGES, STEP, STL) เลือก Tool หรือ หัวกัดชิ้นงาน ตามขนาดที่ต้องการ กำหนด การกัดงานด้วยรูปแบบต่างๆ ได้แก่ การกัดหยาบ, กัดละเอียดทดสอบการกัดชิ้นงาน บนจอภาพเพื่อตรวจสอบก่อนการกัดงานจริง (ส่วนนี้ซอฟต์แวร์บางตัวอาจยังไม่มีให้ใช้งาน) สร้าง G-code ซึ่งเป็นรหัสเพื่อบอกให้เครื่องจักรทำงานตามขั้นตอนที่กำหนดไว้ได้ถูกต้อง ซึ่งซอฟต์แวร์ CAM นั้นจะต้องสร้าง G-code ให้มีรูปแบบตรงกับ รูปแบบที่เครื่องจักรรุ่นนั้น ๆ รู้จัก

9. การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบมีข้อดีอย่างไร

ตอบ  ข้อดีของการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบ ได้แก่

1) การออกแบบทำได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากการป้อนข้อมูลทำได้ง่ายด้วยความช่วยเหลือของส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ (graphical user interface : GUI)

2) ผู้ใช้สามารถมองเห็นงานที่ออกแบบได้โดยไม่ต้องสร้างต้นแบบจริงทำให้ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย

3) ลดจำนวนการสร้างต้นแบบเพื่อการทดสอบลง เนื่องจากผู้ใช้สามารถจำลองสภาวะการทำงานต่าง ๆ เพื่อการทดสอบชิ้นงานได้ เช่น ทดลองบินเครื่องบินในอุโมงค์ลมจำลองเพื่อดูพฤติกรรมของเครื่องบิน

4) ช่วยให้สามารถออกแบบงานที่มีความซับซ้อนสูงมากซึ่งมนุษย์จะไม่สามารถทำได้โดยปราศจากคอมพิวเตอร์ เช่น การสร้างชิ้นส่วนอุปกรณ์ การออกแบบทางสถาปัตยกรรม การออกแบบวงจรรวม (Integrated Circuit : IC) ในเรื่องการออกแบบทางสถาปัตยกรรมนั้น นอกจากจะใช้การวาดแผนผังธรรมดาแล้วคอมพิวเตอร์ยังสามารถสร้างภาพกราฟิกที่เหมือนจริงและอนุญาตให้เปลี่ยนมุมมองอาคารที่ออกแบบไว้ด้วยการใช้เครื่องมือพิเศษ

10.     คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ เริ่มต้นขึ้นในปีใด จงอธิบาย

ตอบ  ค.ศ. 1950  ซึ่งได้มีการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในงานวิศวกรรมและช่วยงานอุตสาหกรรม โดยเริ่มจาการใช้คอมพิวเตอร์เพื่อช่วยในการคำนวณเป็นส่วนใหญ่ ต่อมาเมื่อมีการพัฒนาเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ให้มีขนาดเล็กลงและมีความสามารถสูงขึ้น จึงมีการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในงานต่าง ๆ กว้างขวางขึ้น ซึ่งก่อให้เกิดการพัฒนาทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ เพื่อประยุกต์ใช้งานต่าง ๆ เช่น คอมพิวเตอร์กราฟิก (COMPUTER GRAPHIC) ซึ่งเป็นการนำคอมพิวเตอร์มาช่วยในการสร้างภาพ

11.   ในกระบวนการของ CAD นอกจากจะเป็นการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบแล้วยังรวมไปถึงอะไรบ้าง

ตอบ   การใช้คอมพิวเตอร์ในการดัดแปลง การวิเคราะห์และหาหนทางที่ดีที่สุดสำหรับการออกแบบ โดยระบบ CAD จะต้องมีทั้งส่วนที่เป็นฮาร์ดแวร์ และซอฟต์แวร์ โดยฮาร์ดแวร์ ของ CAD นอกจากจะประกอบด้วยระบบคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงแล้ว ยังต้องมีจอกราฟิกและอุปกรณ์รับข้อมูล เช่น เมาส์ ดิจิไทเซอร์ ฯลฯ

12.    จงยกตัวอย่างซอฟต์แวร์ของ CAD ที่โปรแกรมสำหรับสร้างกราฟิกและโปรแกรมช่วยต่าง ๆ

ตอบ   โปรแกรมวิเคราะห์ โครงสร้าง เช่น FINITE ELEMENT ANALYSIS ซึ่งเราอาจเรียกส่วนนี้ว่า คอมพิวเตอร์ช่วยในงานวิศวกรรม (COMPUTER AIDED ENGINEERING)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

ศูนย์หนังสือสอบ

>รวบรวมจากผู้สอบติดอันดับต้นๆของประเทศ เจาะข้อสอบเข้างานราชการ << 
>> สรุปสาระสำคัญ อ่านกระชับเวลา ไม่สับสน เข้าใจง่าย ออกชัวร์ๆ แม่นยำ <<
>> รวบรวมจากรุ่นพี่ที่สอบได้อันดับต้นๆ+เจาะลึกตรงประเด็น เก็งข้อสอบ <<
>> แนวข้อสอบพร้อมเฉลย+เนื้อหาสรุปเรียบร้อย ประหยัดเวลาในการอ่าน <<

** Update เจาะลึกทุกประเด็น ครอบคุมเนื้อหาที่ออกสอบ รวมทั้งแนวข้อสอบ พร้อมเฉลย คำอธิบาย
** ออกบ่อย รวมแนวข้อสอบที่ออกจริงออกบ่อยทุกปี เน้นๆเนื้อๆ คุณภาพ 
** ติวเข้ม สรุปสาระสำคัญ อ่านกระชับเวลา ตีโจทย์ยากๆให้เข้าใจง่าย พร้อมเฉลย
** ครอบคุม ครอบคุมเนื้อหาที่ประกาศสอบ รวบรวมไว้ทั้งความรู้ทั่วไป และความรู้เฉพาะตำแหน่ง ไว้ในเล่มเดียว
------------------------------------------------------------------------------------