เอ็มเทคพัฒนา CAE 3D ฟรีแวร์คำนวณทางวิศวกรรมสัญชาติไทย

เอ็มเทค สวทช.พัฒนาซอฟต์แวร์ CAE 3D ฟรีแวร์การคำนวณทางวิศวกรรมสัญชาติไทย วิเคราะห์ปัญหาต่างๆ ในสามมิติ ออกแบบให้มีความเป็นมิตรกับผู้ใช้

CAE 3D เป็นซอฟท์แวร์คอมพิวเตอร์ช่วยในการคำนวณทางวิศวกรรม (computer-aided engineering: CAE) ที่สามารถวิเคราะห์ปัญหาต่างๆ ในสามมิติ ซอฟท์แวร์นี้ได้รับการออกแบบให้มีความเป็นมิตรกับผู้ใช้ โดยการติดต่อกับผู้ใช้เป็นแบบกราฟิกส์ (graphical user interface: GUI) ทั้งหมดบนระบบปฏิบัติการวินโดวส์ (Windows operating system) ซอฟท์แวร์นี้พัฒนาขึ้นโดย คณะผู้วิจัยในประเทศไทย โดยทุนวิจัยและพัฒนาของศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.)

ดร.สมบูรณ์ โอตรวรรณะ หัวหน้าทีมวิจัยคอมพิวเตอร์ช่วยในการคำนวณทางวิศวกรรม ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สวทช.กล่าวว่า ในปัจจุบันการออกแบบทางวิศวกรรมต้องอาศัยเทคโนโลยี CAE (computer-aided engineering) หรือซอฟท์แวร์คอมพิวเตอร์ช่วยงานวิศวกรรมค่อนข้างมาก ดังนั้น จำเป็นที่บุคลากรที่เกี่ยวข้อง ไม่ว่าจะเป็นวิศวกรที่ใช้งานซอฟท์แวร์ CAE เอง หรือคนที่ใช้ประโยชน์จากผลการคำนวณจากซอฟท์แวร์ก็ตาม เช่น ผู้จัดการฝ่ายวิศวกรรม ผู้บริหารโรงงาน เป็นต้น ควรจะมีพื้นฐานองค์ความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยี CAE ด้วย

“การที่จะมีพื้นฐานองค์ความรู้ได้นั้น ส่วนหนึ่งที่จำเป็นคือ การได้ทดลองใช้ซอฟต์แวร์ CAE ด้วยตนเอง แต่ปัจจุบันการเข้าถึงซอฟต์แวร์ CAE ที่เป็นซอฟท์แวร์ในเชิงพาณิชย์พบปัญหาคือ ราคาแพงมากหลักหลายล้านบาท ทีมวิจัยจึงได้พยายามสร้างซอฟท์แวร์ชื่อ CAE 3D ขึ้นมาให้ใช้งานได้ง่าย เมื่อใช้งานซอฟต์แวร์ CAE 3D ประกอบกับหนังสือ “คอมพิวเตอร์ช่วยในการคำนวณทางวิศวกรรม” จะทำให้เกิดการเรียนรู้แบบครบวงจร กล่าวคือ เริ่มตั้งแต่ได้รู้พื้นฐานของเทคโนโลยี CAE ต่อด้วยการเรียนรู้ความหมายของตัวแปรในสมการเชิงอนุพันธ์ต่างๆ รวมถึงสมการไฟไนต์เอลิเมนต์และไฟไนต์วอลุม ตลอดจนได้มีประสบการณ์ลองใช้ซอฟท์แวร์วิเคราะห์ปัญหาทางวิศวกรรมด้วยตัวเอง”

ซอฟท์แวร์ CAE 3D มีส่วนการสร้างโมเดลและแสดงผลที่ใช้งานง่ายซึ่งพัฒนาโดยทีมวิจัยภายใน สวทช. ทั้งหมด โดยประกอบด้วย 4 โมดูลสำหรับใช้วิเคราะห์ 4 ประเภทของปัญหาทางวิศวกรรม คือ

1. SOLID เป็นโมดูลที่ใช้ในการวิเคราะห์ปัญหาเกี่ยวกับโครงสร้าง

2. HEAT เป็นโมดูลที่ใช้ในการวิเคราะห์ปัญหาการถ่ายเทความร้อน โดยสองโมดูลแรกได้พัฒนาขึ้นโดยทีมศาสตราจารย์ ดร.สุทธิศักดิ์ พงศ์ธนาพาณิช มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

3. VIBRA เป็นโมดูลที่ใช้วิเคราะห์คำนวณการสั่นสะเทือน ซึ่งพัฒนาโดยทีมวิจัยเอ็มเทค นำโดย ดร.อธิพงษ์ มาลาทิพย์

4. CFD เป็นโมดูลเกี่ยวกับปัญหาการไหลของไหล เช่น น้ำ อากาศ น้ำมัน เป็นต้น ซึ่งพัฒนาขึ้นโดยทีม รศ.ดร. เอกชัย จันทสาโร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ส่วนรายละเอียดการใช้งานในแต่ละโมดูลนั้น ผู้สนใจสามารถดาวน์โหลดซอฟท์แวร์ CAE 3D มาติดตั้งและใช้งานได้โดยไม่มีค่าใช้จ่ายที่ https://www.mtec.or.th/cae3d/

ด้านกลุ่มเป้าหมายผู้ใช้งานซอฟท์แวร์ CAE 3D มีอยู่ด้วยกัน 3 กลุ่มหลัก ได้แก่ 1. กลุ่มภาคอุตสาหกรรม เช่น วิศวกร ผู้จัดการ ผู้บริหารของโรงงาน 2. กลุ่มภาคการศึกษาระดับมหาวิทยาลัย ปัจจุบันได้มีความร่วมมือกับอาจารย์ในมหาวิทยาลัยต่างๆ ซึ่งอยู่ระหว่างในการทำโรดโชว์ประชาสัมพันธ์ให้รู้จักซอฟต์แวร์ CAE 3D เพื่อนำไปใช้ในการเรียนการสอนต่อไป และ 3. กลุ่มภาคการศึกษาระดับอาชีวศึกษา รวมถึง ม.ปลาย และ ม.ต้น ทีมวิจัยได้มีแผนนำซอฟต์แวร์ CAE 3D ไปใช้สอนให้ความรู้ในลักษณะจัดทำเป็นหลักสูตรฝึกอบรมต่างๆ ด้วย

“องค์ความรู้ 3 องค์ประกอบหลักที่จำเป็นในการนำซอฟต์แวร์ CAE 3D ไปใช้งาน คือ 1. ทักษะการใช้งานซอฟต์แวร์ CAE เช่น ทราบปุ่มคำสั่งต่างๆ และสามารถเลือกใช้งานได้อย่างเหมาะสม 2. ความเข้าใจด้านสมการเชิงอนุพันธ์และสมการระเบียบวิธีเชิงตัวเลข เช่น เข้าใจในค่าตัวแปรต่างๆ ของสมการที่เกี่ยวข้องกับปัญหาที่กำลังวิเคราะห์ และ 3. ความรู้และประสบการณ์ในระบบทางวิศวกรรม เช่น ถ้ากำลังวิเคราะห์ปัญหาที่เกี่ยวกับการทำงานของระบบ cooling tower ต้องเข้าใจว่าระบบดังกล่าวมีส่วนประกอบและการทำงานอย่างไร” ดร.สมบูรณ์กล่าว