การออกแบบ

การออกแบบ เทคโนโลยีกับวิทยาศาสตร์มีความสัมพันธ์กันมาก เทคโนโลยีเกิดจากพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ ที่ถ่ายทอดมาจากประเทศตะวันตกซึ่งศึกษาค้นคว้าทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์มาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ ยุคปฏิวัติวิทยาศาสตร์ (คริสต์ศตวรรษที่ 16-17) ทำให้การพัฒนาเทคโนโลยีเจริญก้าว หน้าควบคู่ไปกับวิทยาศาสตร์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นความรู้ที่เกิดจากการสังเกตปรากฏการณ์ ทางธรรมชาติ คือการพยายามที่อธิบายว่าทำไมจึงเกิดอย่างนั้น เช่น นักฟิสิกส์ อธิบายว่า เมื่อขดลวดตัดสนามแม่เหล็กจะได้กระแสไฟฟ้า และน้ำเกิดจากไฮโดรเจนผสมกับออกซิเจน เป็นต้น ตั้งเป็นกฎเกณฑ์และทฤษฎีเพื่อถ่ายทอดและสอนให้ผู้อื่นได้ศึกษาและพัฒนา ส่วนในความหมาย ของเทคโนโลยีเป็นการประยุกต์ นำเอาความรู้ทางวิทยาศาสตร์มาใช้ และก่อให้เกิดประโยชน์ ในทางปฏิบัติแก่มวลมนุษย์ กล่าวคือ เทคโนโลยีเป็นการนำเอาความรู้ทางวิทยาศาสตร์มาใช้ ในการประดิษฐ์สิ่งของต่าง ๆ ให้เกิดประโยชน์สูงสุดส่วนที่เป็นข้อแตกต่างอย่างหนึ่งของเทคโนโลยี กับวิทยาศาสตร์ คือเทคโนโลยีจะขึ้นอยู่กับปัจจัยทางเศรษฐกิจเป็นสินค้ามีการซื้อขาย ส่วนความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นสมบัติส่วนรวมของชาวโลก มีการเผยแพร่โดยไม่มีการซื้อขาย แต่อย่างใดกล่าวโดยสรุปคือ เทคโนโลยีสมัยใหม่เกิดขึ้นโดยมีความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นฐานรองรับ บทบาทของเทคโนโลยีต่อการพัฒนาประเทศไทยได้เล็งเห็นความสำคัญของวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยีมาเป็นลำดับ เช่น การตราพระราชบัญญัติ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าในปี พ.ศ. 2514 และจัดตั้งกระทรวงวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและการพลังงานแห่งชาติขึ้นในปี พ.ศ. 2522 ให้ทำหน้าที่หลักในการเผยแพร่และพัฒนาผลงานทางวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยีให้เกิดประโยชน์สูงสุด เทคโนโลยีกับการพัฒนาด้านการเกษตร ใช้เทคโนโลยีในการเพิ่มผลผลิต ปรับปรุงพันธุ์ เป็นต้น เทคโนโลยีมีบทบาทในการพัฒนาอย่างมาก แต่ทั้งนี้การนำเทคโนโลยีมาใช้ในการพัฒนา จะต้องศึกษาปัจจัยแวดล้อมหลายด้าน เช่น ทรัพยากรสิ่งแวดล้อม ความเสมอภาคในโอกาสและ การแข่งขันทางเศรษฐกิจและสังคม เพื่อให้เกิดความ ผสมกลมกลืนต่อการพัฒนาประเทศชาติและส่วนอื่นๆอีกมาก         4.        ความสัมพันธ์ของเทคโนโลยีกับโภชนศาสตร์ โภชนศาสตร์ หรือ โภชนาการ เป็นวิชวิทยาศาสตร์แขนง-หนึ่งที่กล่าวถึงความสำคัญของอาหารที่มีต่อสุขภาพของร่างกาย ศัพท์เฉพาะทางโภชนศาสตร์ที่ควรทราบ 1. อาหารที่กำหนดให้ (DIET) เป็นอาหารที่ได้กำหนดไว้หรือให้ รายชื่อตายตัวของอาหารนั้นแต่ละมื้อโดยมักจะกำหนดเป็นรายการอาหาร 2 .ผู้กำหนดอาหาร(Dietitian หรือ Dietecian) คือบุคลผู้ด้ำเนินงานด้านจัดปรุงอาหาร โดยยึดหลักวิชาโภชนศาสตร์ ในการจัดเตรียมอาหารบุคคลผู้นี้ต้อง คิดทำรายการอาหารเพื่อบริโภคเป็นมื้อรวมทั้งอาหารปกติและสำหรับคนป่วย 3. อาหาร (Food) คือสิ่งที่มนุษย์นำมาบริโภคได้ และก่อให้เกิดประโยชน์แก่ร่างกายซ่อมแซมชำรุดส่วนที่สึกหรอให้พลังงานและความอบอุ่นตลอดจนช่วยในการคุ้มกันโรค พระราชบัญญัติอาหาร พ.ศ. 2522 ได้นิยามคำศัพท์คำว่า อาหาร ว่า อาหาร คือของกินหรือของค้ำจุนชีวิต ได้แก่ วัตถุทุกชนิดที่กิน ดื่ม อม หรือนำเข้าสู่ร่างกายแต่ไม่รวมถึงยา วัตถุที่มุ่งหมายสำหรับใช้หรือใช้เป็นส่วนผสมในการผลิตอาหาร 4. อุปนิสัยในการบริโภค (Food Habbit) ศึกษาการกินและความเคยชินในการบริโภค 5. ทุพโภชนาการ(Mulnutrition) เป็นสภาพร่างกายที่ขาดสารอาหาร หรืออาจเรียกว่าเป็นโรคที่เกิดจากการขาดสารอาหาร 6. สารอาหารหรือธาตุอาหาร(Nutrients) ได้แก่สารเคมีต่างๆที่มีอยู่ในอาหารที่คน รับประทานเข้าไป แบ่งออกเป็นสองพวกใหญ่ๆ คือ 6.1 Inorganic compounds ประกอบด้วยเกลือแร่และน้ำ 6.2 Organic compounds ประกอบด้วย คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน และวิตามิน 7. โภชนาการ(Nutritionist) คือบุคคลที่เรียนเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์โภชนศาสตร์แล้วนำเอาความรู้ไปให้การศึกษา อบรม และดำเนินการ ส่งเสริมให้ผู้คนมีสุขภาพอนามัยที่สมบูรณ์แข็งแรง 4.กระบวนการเทคโนโลยี ในชีวิตประจำวันของมนุษย์มีกิจกรรมต่างๆ เกิดขึ้นมากมายตามเงื่อนไขและปัจจัยในการดำรงชีวิตของแต่ละคน ทำให้บางครั้งมนุษย์ต้องพบเจอกับปัญหาหรือความต้องการที่จะทำให้การดำรงชีวิตดีขึ้น เราเรียกว่า “สถานการณ์เทคโนโลยี" การพิจารณาว่าสถานการณ์ใดเป็นสถานการณ์เทคโนโลยี จะพิจารณาจาก 3 ประเด็นคือ เป็นปัญหาหรือความต้องการของมนุษย์ เป็นปัญหาที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อม หรือเป็นปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเศรษฐศาสตร์ การแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการที่พบในสถานการณ์เทคโนโลยี จะต้องใช้ทรัพยากร ความรู้และทักษะต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง จึงจำเป็นต้องมีวิธีการหรือกระบวนการทำงานในการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการอย่างเป็นขั้นตอนที่ชัดเจน ซึ่งเรียกกระบวนการนั้นว่า “กระบวนการเทคโนโลยี” กระบวนการเทคโนโลยีมีกี่ขั้นตอน กระบวนการเทคโนโลยี เป็นขั้นตอนการทำงานเพื่อสร้างสิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการอย่างใดอย่างหนึ่งขึ้นมาเพื่อแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการของมนุษย์ กระบวนการเทคโนโลยี ประกอบด้วย 7 ขั้นตอน ดังนี้ 1. กำหนดปัญหาหรือความต้องการ (Identify the problem) 2. รวบรวมข้อมูล (Information gathering) 3. เลือกวิธีการ (Selection) 4. ออกแบบและปฏิบัติการ (Design and making) 5. ทดสอบ (Testing) 6. ปรับปรุงแก้ไข (Modification and improvement) 7. ประเมินผล (Assessment) ขั้นที่ 1 กำหนดปัญหาหรือความต้องการ ขั้นตอนแรกของกระบวนการเทคโนโลยี คือ การกำหนดปัญหาหรือความต้องการ ซึ่งเป็นการทำความเข้าใจหรือวิเคราะห์ปัญหาหรือความต้องการหรือสถานการณ์เทคโนโลยีอย่างละเอียด เพื่อกำหนดกรอบของปัญหาหรือความต้องการให้ชัดเจนมากขึ้น ขั้นที่ 2 รวบรวมข้อมูล การรวบรวมข้อมูลต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับปัญหาหรือความต้องการที่กำหนดไว้ในขั้นกำหนดปัญหาหรือความต้องการจากแหล่งข้อมูลที่เชื่อถือได้ เช่น ศึกษาจากตำรา วารสาร บทความ สารานุกรม สืบค้นจากอินเทอร์เน็ต ระดมสมองจากสมาชิกในกลุ่ม โดยควรมีการรวบรวมข้อมูลรอบด้านให้ครอบคลุมปัญหาหรือความต้องการ ซึ่งจะทำให้เราสามารถสรุปวิธีการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการได้ครบถ้วนสมบูรณ์ขึ้น ขั้นที่ 3 เลือกวิธีการ การเลือกวิธีการ เป็นการพิจารณาและเลือกวิธีการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการที่เหมาะสมและสอดคล้องกับปัญหาหรือความต้องการมากที่สุด โดยใช้กระบวนการตัดสินใจเลือกจากวิธีการที่สรุปได้ในขั้นรวบรวมข้อมูล ประเด็นที่ควรนำมาพิจารณาคือ ข้อดี ข้อเสีย ความสอดคล้องกับทรัพยากรที่มีอยู่ ความประหยัด และการนำไปใช้ได้จริงของแต่ละวิธี เช่น ทำให้ดีขึ้น สะดวกสบายหรือรวดเร็วขึ้น นอกจากนี้ควรพิจารณาคัดเลือกวิธีการโดยใช้กรอบของปัญหาหรือความต้องการมาเป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจเลือก ขั้นที่ 4 ออกแบบและปฏิบัติการ การออกแบบและปฏิบัติการเป็นการถ่ายทอดความคิดหรือลำดับความคิดหรือจินตนาการให้เป็นขั้นตอน เกี่ยวกับวิธีการ แก้ปัญหาหรือสนองความต้องการโดยละเอียด โดยใช้การร่างภาพ 2 มิติ การร่างภาพ 3 มิติ การร่างภาพฉาย แบบจำลอง หรือแบบจำลองความคิด และวางแผนการปฏิบัติงานอย่างเป็นขั้นตอน จากนั้นลงมือสร้างตามแนวทางที่ได้ถ่ายทอดความคิดและวางแผนการปฏิบัติงานไว้ ผลงานที่ได้อาจเป็นชิ้นงานหรือแบบจำลองวิธีการ ขั้นที่ 5 ทดสอบ การทดสอบเป็นการตรวจสอบชิ้นงานหรือแบบจำลองวิธีการที่สร้างขึ้นว่ามีความสอดคล้อง ตามแบบที่ได้ถ่ายทอดความคิดไว้หรือไม่ สามารถทำงานหรือใช้งานได้หรือไม่ มีข้อบกพร่องอย่างไร หากผลการทดสอบพบว่า ชิ้นงานหรือแบบจำลองวิธีการไม่สอดคล้องตามแบบที่ถ่ายทอดความคิดไว้ ทำงานหรือใช้งานไม่ได้ หรือมีข้อบกพร่องที่ควรปรับปรุงแก้ไข จะต้องมีการบันทึกสิ่งต่างๆ เหล่านี้ไว้ ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะเป็นข้อมูลที่นำไปสู่การปฏิบัติงานในขั้นปรับปรุงแก้ไขต่อไป ขั้นที่ 6 ปรับปรุงแก้ไข การปรับปรุงแก้ไข เป็นการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากขั้นทดสอบว่าควรปรับปรุงแก้ไขชิ้นงานหรือแบบจำลองวิธีการในส่วนใด ควรปรับปรุงแก้ไขอย่างไร แล้วจึงดำเนินการปรับปรุงแก้ไขในส่วนนั้น จนกระทั่งชิ้นงานหรือแบบจำลองวิธีการสอดคล้องตามแบบที่ถ่ายทอดความคิดไว้ ทำงานหรือใช้งานได้ ในขั้นตอนนี้อาจจำเป็นต้องกลับไปที่ขั้นตอนออกแบบและปฏิบัติการอีกครั้งเพื่อถ่ายทอดความคิดใหม่หรืออาจกลับไปขั้นตอนรวบรวมข้อมูลและเลือกวิธีการที่เหมาะสมอีกครั้งก็ได้ เพื่อให้ได้สิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการที่เหมาะสมมากขึ้น ขั้นที่ 7 ประเมินผล การประเมินผล เป็นการนำชิ้นงานหรือวิธีการที่ได้สร้างขึ้นไปดำเนินการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการที่กำหนดไว้ในขั้นกำหนดปัญหาหรือความต้องการ และประเมินผลที่เกิดขึ้นว่าชิ้นงานหรือวิธีการนั้นสามารถแก้ปัญหาได้หรือไม่ หากผลการประเมินพบว่า ชิ้นงานหรือวิธีการไม่สามารถแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการได้ ควรพิจารณาว่าจำเป็นต้องแก้ไขในขั้นตอนใด เพื่อนำไปปรับปรุงตามกระบวนการเทคโนโลยีอีกครั้ง เพื่อทำให้การทำงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น บางกิจกรรมอาจไม่ครบทั้ง 7 ขั้นตอนก็ได้ บางกิจกรรมขั้นตอนอาจสลับกันไปบ้างก็ได้แต่เมื่อนำไปใช้แล้ว นักเรียนรู้จักที่จะทำงานเป็นขั้นตอน เป็นระบบ ย้อนกลับมาดู หรือแก้ไขได้ตามขั้นตอนที่ทำไปได้ 5.การออกแบบ ความหมายของการออกแบบ การออกแบบ คืออะไร ซึ่งความหมายของคำว่า “ออกแบบ” นั้นถูกให้คำนิยาม หรือคำจำกัดความ ไว้หลายรูปแบบมากมาย ตามความเข้าใจ การตีความหมาย และการสื่อสารออกมาด้วยตัวอักษรของแต่ละคน ตัวอย่างความหมายของการออกแบบ เช่น – การออกแบบ หมายถึง การรู้จักวางแผนจัดตั้งขั้นตอน และรู้จักเลือกใช้วัสดุวิธีการเพื่อทำตามที่ต้องการนั้น โดยให้สอดคล้องกับลักษณะรูปแบบ และคุณสมบัติของวัสดุแต่ละชนิด ตามความคิดสร้างสรรค์ และการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ขึ้นมา เช่น การจะทำโต๊ะขึ้นมาซักหนึ่งตัว เราจะต้องวางแผนไว้เป็นขั้นตอน โดยต้องเริ่มต้นจากการเลือกวัสดุที่จะใช้ในการทำโต๊ะนั้น ว่าจะใช้วัสดุอะไรที่เหมาะสม ในการยึดต่อระหว่างจุดต่างๆนั้นควรใช้ กาว ตะปู สกรู หรือใช้ข้อต่อแบบใด รู้ถึงวัตถุประสงค์ของการนำไปใช้งาน ความแข็งแรงและการรองรับน้ำหนักของโต๊ะสามารถรองรับได้มากน้อยเพียงใด สีสันควรใช้สีอะไรจึงจะสวยงาม เป็นต้น – การออกแบบ หมายถึง การปรับปรุงแบบ ผลงานหรือสิ่งต่างๆ ที่มีอยู่แล้วให้เหมาะสม และดูมีความแปลกใหม่ขึ้น เช่น โต๊ะที่เราทำขึ้นมาใช้ เมื่อใช้ไปนานๆก็เกิดความเบื่อหน่ายในรูปทรง หรือสี เราก็จัดการปรับปรุงให้เป็น รูปแบบใหม่ให้สวยกว่าเดิม ทั้งความเหมาะสม ความสะดวกสบายในการใช้งานยังคงเหมือนเดิม หรือดีกว่าเดิม เป็นต้น – การออกแบบ หมายถึง การรวบรวมหรือการจัดองค์ประกอบทั้งที่เป็น 2 มิติ และ 3 มิติ เข้าด้วยกันอย่างมีหลักเกณฑ์ การนำองค์ประกอบของการออกแบบมาจัดรวมกันนั้น ผู้ออกแบบจะต้องคำนึงถึงประโยชน์ในการใช้สอยและความสวยงาม อันเป็นคุณลักษณะสำคัญของการออกแบบ เป็นศิลปะของมนุษย์เนื่องจากเป็นการสร้างค่านิยมทางความงาม และสนองคุณประโยชน์ทางกายภาพให้แก่มนุษย์ด้วย – การออกแบบ หมายถึง กระบวนการที่สนองความต้องการในสิ่งใหม่ๆของมนุษย์ ซึ่งส่วนใหญ่เพื่อการดำรงชีวิตให้อยู่รอด และสร้างความสะดวกสบายมากยิ่งขึ้น การออกแบบ ( Design ) คือศาสตร์แห่งความคิด และต้องใช้ศิลป์ร่วมด้วย เป็นการสร้างสรรค์ และการแก้ไขปัญหาที่มีอยู่ เพื่อสนองต่อจุดมุ่งหมาย และนำกลับมาใช้งานได้อย่างน่าพอใจ ความน่าพอใจนั้น แบ่งออกเป็น 3 ข้อหลักๆ ได้ดังนี้ 1. ความสวยงาม เป็นสิ่งแรกที่เราได้สัมผัสก่อน คนเราแต่ละคนต่างมีความรับรู้เรื่อง ความสวยงาม กับความพอใจ ในทั้ง 2 เรื่องนี้ไม่เท่ากัน จึงเป็นสิ่งที่ถกเถียงกันอย่างมาก และไม่มีเกณฑ์ ในการตัดสินใดๆ เป็นตัวที่กำหนดอย่างชัดเจน ดังนั้นงานที่เราได้มีการจัดองค์ประกอบที่เหมาะสมนั้น ก็จะมองว่าสวยงามได้เหมือนกัน 2. มีประโยชน์ใช้สอยที่ดี เป็นเรื่องที่สำคัญมากในงานออกแบบทุกประเภท เช่นถ้าเป็นการออกแบบสิ่งของ เช่น เก้าอี้,โซฟา นั้นจะต้องออกแบบมาให้นั่งสบาย ไม่ปวดเมื่อย ถ้าเป็นงานกราฟฟิค เช่น งานสื่อสิ่งพิมพ์นั้น ตัวหนังสือจะต้องอ่านง่าย เข้าใจง่าย ถึงจะได้ชื่อว่า เป็นงานออกแบบที่มีประโยชน์ใช้สอยที่ดีได้ 3. มีแนวความคิดในการออกแบบที่ดี เป็นหนทางความคิด ที่ทำให้งานออกแบบสามารถตอบสนอง ต่อความรู้สึกพอใจ ชื่นชม มีคุณค่า บางคนอาจให้ความสำคัญมากหรือน้อย หรืออาจไม่ให้ความสำคัญเลยก็ได้ ดังนั้นบางครั้งในการออกแบบ โดยใช้แนวความคิดที่ดี อาจจะทำให้ผลงาน หรือสิ่งที่ออกแบบมีคุณค่ามากขึ้นก็ได้ ดังนั้นนักออกแบบ ( Designer ) คือ ผู้ที่พยายามค้นหา และสร้างสรรค์สิ่งใหม่ หาวิธีแก้ไข หรือหาคำตอบใหม่ๆสำหรับปัญหาต่างๆ หน้าที่และประโยชน์ของการออกแบบด้วยเทคโนโลยี คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบมีหน้าที่สำคัญ 2 ประการ ประการแรกคือ อำนวยความสะดวกในการเขียนแบบ (drafting) ของชิ้นงาน ที่ต้องการบนจอภาพ การใช้คอมพิวเตอร์ในการออกแบบ จะตัดความยุ่งยากในการเขียนแบบบนกระดาษด้วยมือ ซึ่งเป็นงานที่ละเอียด ต้องการความสามารถสูง และกินเวลานานออกไป ทั้งนี้คอมพิวเตอร์สามารถแสดงภาพบนจอจากข้อมูลที่ผู้ออกแบบป้อนให้เป็นภาพ ทั้งในระบบ 2 มิติ และ 3 มิติได้ตามต้องการ ภาพในระบบ 2 มิติ หรือ 3 มิตินี้ เกิดขึ้นจากการมองชิ้นงานจากทิศทางที่แตกต่างกัน คอมพิวเตอร์สามารถออกแบบได้ทุกชนิด ตั้งแต่แบบอาคาร แบบบ้านที่อยู่อาศัยขนาดสะพาน รถยนต์ เครื่องบิน วงจรไฟฟ้า ของเล่น ตลอดจนแบบโฆษณาต่างๆ แบบเหล่านี้จะเก็บอยู่ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ ซึ่งผู้ใช้สามารถเรียกแบบที่เก็บไว้นี้ ออกมาแสดงบนจอภาพได้ทันทีที่ต้องการ และอาจพิจารณาปรับปรุงแก้ไขใหม่ หรืออาจสั่งให้นำแบบไปเขียนบนกระดาษด้วยเครื่องเขียน (plotter) แบบอัตโนมัติก็ได้ หน้าที่สำคัญประการที่ 2 ของคอมพิวเตอร์ในงานออกแบบได้แก่ การจำลอง (simulation) สภาพการทำงานจริงของชิ้นงาน ที่ได้ออกแบบไว้ในสภาวะต่างๆ เพื่อศึกษารายละเอียดของชิ้นงาน และวิเคราะห์หาประสิทธิภาพ และคุณภาพของชิ้นงานนั้น โดยที่ผู้ออกแบบไม่จำเป็นต้องสร้างชิ้นงานต้นแบบ (prototype) ขึ้นมาทดลองจริงๆ นอกจากนั้นคอมพิวเตอร์ยังช่วยประหยัดเวลา ในการคำนวณค่าต่างๆ ที่ต้องการได้ด้วย ตัวอย่างเช่น ในงานออกแบบอาคาร หรือสะพาน เราต้องใช้คอมพิวเตอร์วิเคราะห์หาแรงกระทำตามจุดต่างๆ บนโครงสร้างของอาคาร หรือสะพาน เมื่อต้องรับน้ำหนักขนาดต่างๆ กัน ในการออกแบบรถยนต์ เราต้องใช้คอมพิวเตอร์จำลองสภาพการวิ่งของรถยนต์ที่ความเร็วต่างๆ บนพื้นถนนหลายชนิด เพื่อดูลักษณะการปะทะลมของตัวถัง และแรงกระทำต่อแกนล้อรถยนต์ ในการออกแบบเครื่องบิน เราต้องใช้คอมพิวเตอร์วิเคราะห์หาลักษณะของการพยุงตัวของปีกเครื่องบินในมุมต่างๆ ในการออกแบบเครื่องขยายเสียง เราต้องใช้คอมพิวเตอร์วิเคราะห์หาอัตราขยายสัญญาณ และความเพี้ยนของวงจรขยายเสียงและอื่นๆ อีกมาก ในงานต่างๆ เหล่านี้ คอมพิวเตอร์สามารถช่วยผู้ออกแบบได้อย่างรวดเร็ว และถูกต้อง                                                     การใช้คอมพิวเตอร์ออกแบบเฟืองขับในภาพ ประโยชน์ของการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบสรุปได้เป็น 4 ประการสำคัญดังนี้ 1. เพิ่มประสิทธิภาพในการออกแบบ ในการเขียนแบบ คอมพิวเตอร์สามารถช่วยผู้ใช้วาดรูปต่างๆ บนจอภาพได้อย่างรวดเร็ว และง่ายดาย ผู้ใช้ที่ไม่มีฝีมือในด้านการเขียนแบบก็สามารถวาดแบบที่ต้องการได้อย่างถูกต้อง และได้มาตรฐาน โดยอาศัยคอมพิวเตอร์ช่วย โดยผู้ใช้เพียงแต่บอกลักษณะรูปร่างของชิ้นงานให้อยู่ในรูปของข้อมูลต่างๆ ให้กับคอมพิวเตอร์ ก็จะได้ภาพชิ้นงานนั้น ปรากฏบนจอภาพของคอมพิวเตอร์ได้ ตัวอย่างเช่น ในการเขียนแบบอาคาร ผู้ใช้อาจจะบอกคอมพิวเตอร์ว่า อาคารนั้นมีฐานเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนาด 100,000 ตารางเมตร มีความสูง ๓๐ เมตร มีเสาและคานรับน้ำหนักอยู่ที่ใด และมีขนาดเท่าใด รวมทั้งข้อมูลอื่นๆ ที่ผู้ใช้ต้องการ จากนั้น คอมพิวเตอร์ก็จะสามารถวาดแบบโครงสร้างของตัวอาคาร บนจอภาพให้ ซึ่งอาจจะเป็นภาพในลักษณะ 2 มิติ หรือ 3 มิติก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการและความสามารถ ของระบบคอมพิวเตอร์                                                                                           แสดงการเขียนรูปเฟืองขับแบบ 3 มิติทั้งในแบบลายเส้น คอมพิวเตอร์จะช่วยอำนวยความสะดวก ความรวดเร็ว และความแม่นยำในการออกแบบได้เป็นอย่างดี เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการออกแบบ                                                                                                                                                                          รูปทึบ 2. เพิ่มคุณภาพของงานออกแบบ การที่คอมพิวเตอร์สามารถรับภาวะทางด้านการคำนวณตัวเลขต่างๆ การแสดงผล และการเขียนแบบไปจากผู้ออกแบบได้ ทำให้ผู้ออกแบบสามารถใช้สมองและความสามารถของตนเองทำงาน ในส่วนที่สำคัญอื่นๆ เช่น ความปลอดภัย ความสวยงาม ผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมให้ได้ดียิ่งขึ้น ในที่นี้เราต้องทำความเข้าใจเสียก่อนว่า คอมพิวเตอร์ออกแบบ หรือตัดสินใจ เลือกแบบด้วยตัวมันเองไม่ได้ ถ้าเราต้องการสะพานยาว 5๐ เมตร ที่สามารถรับน้ำหนักได้ 2๐ ตัน เราจะหวังนำข้อมูลนี้ ไปป้อนให้คอมพิวเตอร์ แล้วให้มันออกแบบสะพานให้เราเสร็จอย่างอัตโนมัติเลยนั้นไม่ได้ สิ่งที่คอมพิวเตอร์ทำได้คือ คำนวณว่า ถ้าโครงสร้างสะพานมีรูปร่างอย่างนี้ มีฐานรองรับน้ำหนักรูปร่างขนาดนี้ ทำจากวัสดุประเภทนี้ มีความยาว และความกว้างอย่างนี้ และข้อกำหนดอื่นๆ ที่เราต้องป้อนเข้าไปแล้ว สะพานนั้นจะสามารถรับน้ำหนักสูงสุดได้เท่าไร ทนความสั่นสะเทือนได้เท่าใด และมีแรงกดตามจุดต่างๆ เท่าใด จะเห็นได้ว่า มนุษย์ยังต้องเป็นผู้กำหนดตัดสินใจเลือกแบบ และเปลี่ยนแปลงแก้ไขแบบ ให้กับคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์จึงเป็นเพียงเครื่องมือช่วยในการออกแบบให้กับมนุษย์เท่านั้น แต่ถ้ามีคอมพิวเตอร์ช่วย ผู้ออกแบบจะสามารถทดสอบแนวความคิด หรือหลักการใหม่ๆ ในการออกแบบได้ง่าย หรือจะศึกษาผลของการเปลี่ยนค่าตัวแปร ของการออกแบบ ที่มีต่อคุณภาพของงานออกแบบนั้น ได้ง่าย และสะดวกยิ่งขึ้น การปรับปรุงแก้ไขงานออกแบบที่ได้ทำไปแล้ว ก็ทำได้อย่างรวดเร็ว ถ้ามีคอมพิวเตอร์ช่วย ตัวอย่างเช่น การนำคอมพิวเตอร์มาช่วยในการออกแบบเครื่องบินโดยสาร ในปัจจุบันนั้น คอมพิวเตอร์จะวิเคราะห์ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ปีก และส่วนอื่นๆ ทำให้ผู้ออกแบบสามารถออกแบบเครื่องบินโดยสาร ที่มีสมรรถนะสูงขึ้น แต่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงน้อยลง ขณะเดียวกัน เราสามารถสั่งให้คอมพิวเตอร์วิเคราะห์ลักษณะการทรงตัว ของเครื่องบิน ในกรณีเครื่องยนต์เครื่องหนึ่งเกิดขัดข้องไม่ทำงานได้ด้วย ทำให้เราสามารถออกแบบเครื่องบินที่มีความปลอดภัยสูง หรือออกแบบระบบเตือนภัยที่เหมาะสมได้ด้วย จากตัวอย่างข้างต้นนี้ จะเห็นว่า การใช้คอมพิวเตอร์ช่วย จะทำให้ผู้ออกแบบ สามารถออกแบบงานที่มีคุณภาพดีภายในเวลาที่กำหนดไว้ได้                                                                      การทำแผนผังเป็นงานอีกอย่างหนึ่งที่คอมพิวเตอร์สามารถช่วยได้เป็นอย่างดี 3. ลดต้นทุนการออกแบบและการผลิต การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยเป็นการออกแบบที่ไม่สิ้นเปลืองทั้งวัสด ุและเวลา เพราะคอมพิวเตอร์สามารถจำลองการทำงาน หรือวิเคราะห์งานออกแบบให้ได้ โดยผู้ออกแบบไม่ต้องสร้างชิ้นงานต้นแบบขึ้นมาทดสอบจริงๆ ในกรณีที่งานออกแบบมีคุณภาพไม่ตรงกับความประสงค์ของผู้ใช้ ผู้ออกแบบจะทราบผลได้จากการวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์ และสามารถตัดงานออกแบบชิ้นนั้นทิ้งไป โดยไม่ต้องนำไปสร้างให้สิ้นเปลืองเปล่าๆ การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยกลั่นกรองงานออกแบบได้เช่นนี้ นับได้ว่า เป็นประโยชน์ และคุ้มค่าต่อการผลิตอย่างยิ่ง เพราะสามารถลดต้นทุนในการผลิตได้ทางหนึ่ง งานออกแบบที่ผ่านขั้นตอนนี้ไปแล้ว มักจะเป็นงานที่มีคุณภาพดี และสามารถนำไปสร้างหรือผลิตในขั้นต่อไปได้ การลดต้นทุนการผลิตอีกทางหนึ่งได้แก่ การเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสม เช่น เลือกวัสดุที่ราคาถูกกว่า แต่คุณภาพของงานชิ้นนั้นจะคงเดิม เป็นต้น คอมพิวเตอร์จะสามารถช่วยเราประเมินความสิ้นเปลืองวัสดุ และเครื่องมือที่ใช้ ในการผลิตชิ้นงานที่ออกแบบไว้ได้ ตัวอย่างเช่น ในการ ออกแบบอาคาร คอมพิวเตอร์จะสามารถบอกว่า ต้องใช้เหล็กเส้น ซีเมนต์ กระเบื้อง อิฐ ทราย และอื่นๆ ในการสร้างเป็นจำนวนเท่าไร ราคาเท่าไร และต้องใช้เครื่องมือ ประเภทใดบ้าง เพื่อที่จะสร้างให้เสร็จทันกำหนดเวลาที่ตั้งไว้ ในทำนองเดียวกัน คอมพิวเตอร์จะสามารถวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของชิ้นงาน เมื่อเราต้องการเปลี่ยนชนิดหรือส่วนผสม ของวัสดุที่ใช้ในการผลิตให้เราทราบได้ ตัวอย่างเช่น เราอาจจะต้องการลดขนาดของเหล็กเส้นลง หรือเปลี่ยนส่วนผสมของซีเมนต์กับทรายลง โดยให้อาคารยังสามารถรับน้ำหนักที่ต้องการได้ ในการออกแบบรถยนต์ คอมพิวเตอร์จะสามารถวิเคราะห์ว่า ความแข็งแรงของตัวถังรถยนต์จะเปลี่ยนแปลงไปเท่าใด ถ้าผู้ผลิตเปลี่ยนมาใช้ อะลูมิเนียม หรือไฟเบอร์กลาสแทนเหล็กกล้า หรือในกรณี ของการออกแบบสูตรผสมอาหารสัตว์ คอมพิวเตอร์จะช่วยวิเคราะห์หาคุณภาพทางโภชนาการของอาหารผสม เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของการผสมวัตถุดิบ ซึ่งได้แก่ รำข้าว กากถั่วเหลือง ปลาป่น และข้าวโพด เป็นต้น ทั้งนี้เพื่อให้ผู้ผลิตสามารถเปลี่ยนแปลงสูตรผสมอาหารสัตว์ ให้สอดคล้องกับราคาวัตถุดิบ ที่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาได้ ทั้งนี้โดยรักษามาตรฐานของคุณภาพอาหารสัตว์นั้น ไว้ให้คงเดิม ดังนั้นเราจะเห็นได้ว่า การนำคอมพิวเตอร์มาช่วยในการออกแบบจะสามารถช่วยเพิ่มคุณภาพ และลดต้นทุนการผลิตได้

                            วิธีสร้างภาพ 3 มิติวิธีหนึ่งที่อาศัยการตัดรูปทรงมาตรฐาน เช่น กรวยทรงกลม และทรงกระบอก
จะช่วยให้ได้ภาพ 3 มิติ ของชิ้นงาน ที่มีรูปร่างซับซ้อนได้

4. เป็นแหล่งรวบรวมข้อมูลต่างๆ ในการออกแบบ

ตามปกติงานออกแบบโดยทั่วไป เมื่อทำเสร็จแล้ว เรายังสามารถนำข้อมูลมาใช้ในการออกแบบครั้งต่อไปได้ ความต้องการ หรือความสนใจของสังคมมนุษย์มักจะเปลี่ยนไปตามกาลเวลา และเทคโนโลยี เช่น ในการออกแบบรถยนต์ เป็นไปไม่ได้ที่เราจะออกแบบเพียงครั้งเดียว แล้วได้รถยนต์ที่ดีและเหมาะสมที่สุด จนไม่ต้องแก้ไข หรือออกแบบใหม่ในภายหลัง ของที่ดีและสวยที่สุดในปัจจุบัน อาจจะล้าสมัย และไม่น่าดูในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าก็ได้ ด้วยเหตุนี้การออกแบบชิ้นงาน แต่ละชิ้นงาน แต่ละประเภทจะต้องเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีก ดังนั้นข้อมูลของการออกแบบงานแต่ละชิ้น จะต้องเก็บไว้ เพื่อนำมาใช้ประกอบในการออกแบบครั้งต่อๆ ไป โดยทั่วไปชิ้นงาน หรือผลิตภัณฑ์แต่ละชิ้น มักจะประกอบด้วยส่วนย่อยต่างๆ มากมาย การออกแบบงานแต่ละชิ้นก็มักจะทำด้วยกันหลายคน แต่ละคนออกแบบแต่ละส่วนย่อย แล้วนำมาประกอบกัน แต่ละส่วนก็ต้องมีรายละเอียด และข้อมูลสำหรับงานชิ้นนั้นๆ อีกมิใช่น้อย ไม่ว่าจะเป็นอาคาร รถยนต์ รถจักรยานยนต์ เครื่องบิน เครื่องจักร ของเล่น วิทยุ โทรทัศน์ หรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ล้วนแล้วแต่มีหลายขนาด หลายรุ่น และก็จะมีรุ่นใหม่ๆ เกิดขึ้นอีก อย่างไรก็ตาม เราจะพบว่า ชิ้นงานแต่ละประเภท แม้จะมีหลายรุ่นหลายแบบ แต่ก็มีชิ้นส่วนบางชิ้นที่ยังคงใช้ของเดิม หรือใช้ร่วมกับชิ้นงานอื่นอยู่ เช่น รถจักรยานยนต์อาจจะมีหลายรูปแบบ แต่มักจะใช้ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ หรือล้อรถ หรือเบาะนั่งเหมือนกัน

                 การเขียนภาพสามมิติอีกวิธีหนึ่ง ซึ่งผู้ออกแบบเพียงแต่เขียนภาพ 2 มิติของวัตถุที่มองจากด้านข้างและด้านหน้า

จากนั้น คอมพิวเตอร์จะสร้างภาพ 3 มิติของวัตถุชิ้นนั้นให้ได้

รุปแล้วเราจะเห็นว่า ในการออกแบบแต่ละครั้งจะมี ข้อมูลจำนวนมากมายที่ต้องเก็บไว้เพื่อใช้ประโยชน์ภายหลัง แต่ถ้าเราเก็บข้อมูลเหล่านี้ไว้ในรูปของเอกสารแล้ว ก็อาจจะเกิดปัญหาต่างๆ ขึ้นได้ เช่น เปลืองเนื้อที่ในการเก็บ เอกสารสูญหาย หรือกระจัดกระจาย ไม่เป็นระเบียบ และเก็บข้อมูลซ้ำซ้อน ยิ่งกว่านั้นในกรณีที่มีข้อมูลเป็นจำนวนมาก ย่อมจะทำให้การค้นหา (searching) การเปลี่ยนแปลง (modifying) การจัดลำดับ (sorting) หรือการสอดแทรก (inserting) เป็นไปอย่างไม่ค่อยสะดวกทันใจเท่าไรนัก ปัญหาเหล่านี้ คอมพิวเตอร์สามารถช่วยเราได้เป็นอย่างดี เพราะเครื่องที่ช่วยจำของคอมพิวเตอร์ เช่น แผ่นจานแม่เหล็ก และแถบแม่เหล็ก เป็นเครื่องที่กินเนื้อที่น้อย แต่สามารถเก็บข้อมูลได้มาก รูปแบบของการเก็บข้อมูลของ คอมพิวเตอร์ก็มักทำกันอย่างมีกฎเกณฑ์ ซึ่งมีชื่อเรียกทาง วิชาการว่า ฐานข้อมูล (data base) คอมพิวเตอร์ที่มีระบบ การจัดการฐานข้อมูล (data base management system) ที่ดี จะแก้ปัญหาต่างๆ ข้างต้นได้เป็นอย่างดี และยังลดความ ซ้ำซ้อนของการเก็บข้อมูลได้ ยิ่งกว่านั้น ยังสามารถอำนวยความสะดวก ในด้านอื่นๆ ได้อีกด้วย เช่น พิมพ์รายชื่อชิ้น ส่วนย่อยต่างๆ พร้อมต้นทุนการผลิตและวันสุดท้ายของการ ออกแบบชิ้นส่วนนั้น ด้วยเหตุนี้อุตสาหกรรมการผลิตและ ออกแบบสมัยใหม่ จึงนิยมใช้ระบบคอมพิวเตอร์สำหรับทำ ฐานข้อมูลเพื่องานต่างๆ อีกด้วย