Por Dave Martin.

Los ingenieros a menudo recurren a hojas de cálculo para sus cálculos, pero no sin algunos dolores de cabeza. Aquí pueden ver una hoja de cálculo que mi amigo creó para manejar la geometría de la pieza para una ala en un modelo de Creo Parametric:


Imagen: hoja de cálculo tradicional que utiliza imágenes pegadas para cálculos de ingeniería.

No se ve tan mal, ¿verdad? Las apariencias, como sabemos, pueden ser engañosas. Esas ecuaciones de aspecto agradable para la elevación y el coeficiente de elevación son en realidad imágenes pegadas en la hoja. Si observa la barra de fórmulas, la elevación calculada en la celda G3 en realidad viene dada por:
= E8 * 0.5 * E11 * E10 ^ 2 * E1

Eso no es fácil de leer. Tampoco es así como trabajan los ingenieros. Queremos usar variables, subíndices, exponentes, letras griegas, etc., notación matemática real, tal como lo haría en una pizarra o una hoja de papel cuadriculado.

Mire las líneas 9 y 10. La velocidad del ala se da en millas por hora y luego en pies por segundo. La hoja de cálculo de Excel en realidad está convirtiendo unidades aquí. No vemos que se está realizando ese trabajo y puede ser confuso tener dos velocidades diferentes en nuestra metodología de cálculo.

Además, escribir fórmulas usando celdas en lugar de variables y escribirlas en una notación desordenada y no intuitiva de una hoja de cálculo es una gran fuente potencial de error. Del mismo modo, la conversión de unidades para la velocidad también puede introducir errores. Por ejemplo, una falta de coincidencia de unidades para los cálculos de trayectoria resultó en el Mars Climate Orbiter, un proyecto de 327 millones de dólares, quemándose al entrar en la atmósfera marciana.

Desde un punto de vista estético, ¿realmente desea compartir sus cálculos con otros en un formato que esté más asociado con la contabilidad y los impuestos que con la ingeniería y la fabricación? Seamos francos: las hojas de cálculo no dejan una impresión impactante.

La alternativa

Los ingenieros inteligentes no dependen solo de las hojas de cálculo. Aquí está el mismo trabajo en una hoja de trabajo de PTC Mathcad:

 


Imagen: hoja de trabajo de PTC Mathcad. La imagen incrustada es utilizada para visualización, mientras que los cálculos activos aparecen a continuación.

Los cálculos se presentan en una interfaz que se asemeja al mismo tipo de blocs de notas computacionales que los ingenieros usan todos los días. Las variables se definen utilizando letras (tanto en inglés como en griego, mayúsculas y minúsculas) y subíndices. La hoja de trabajo muestra las funciones para el coeficiente de elevación y la fuerza de elevación y las evalúa en línea. El trabajo también está documentado con texto e imágenes, capturando nuestra intención.

Podemos definir variables en las unidades que queramos, ejecutar cálculos y ver los resultados en cualquier otra unidad. No tenemos que trabajar dentro de un único sistema de unidades designadas ya que PTC Mathcad comprende diferentes sistemas de unidades y los transforma. Esta hoja de trabajo en realidad se configuró utilizando el sistema métrico, pero la fuerza de elevación se evaluó utilizando fuerza de libras en lugar de Newtons. La capacidad de mezclar y combinar unidades y saber que se manejarán automáticamente proporciona a un ingeniero un poder y una libertad increíbles.

En este documento único y fácil de leer, tenemos:

  • Imágenes de referencia que explican el problema que estamos resolviendo.
  • Nuestras matemáticas se presentaron en un flujo lógico, paso a paso.
  • Texto complementario que explica nuestros supuestos, decisiones y metodologías de ingeniería. (Por cierto, PTC Mathcad Prime 6.0 tiene corrección ortográfica).

PTC Mathcad contiene numerosas ventajas sobre las hojas de cálculo para cálculos de ingeniería, incluidas opciones potentes y versátiles como:

  • Más de 400 funciones integradas que cubren una amplia gama de categorías, incluidas estadísticas, análisis de datos, procesamiento de señales, diseño de experimentos (DOE) y ecuaciones diferenciales
  • La capacidad de realizar cálculos, incluidas las integrales derivadas, las sumas y los límites.
  • Capacidad de programación sencilla que incluye lógica condicional y construcciones de bucle para definir sus propias funciones complejas que devuelven valores individuales, vectores o matrices.
  • PTC Mathcad también tiene bibliotecas disponibles que incluyen ejemplos de cómo configurar y resolver una variedad de problemas de ingeniería y matemática avanzada.
  • Una vez que cree sus propias hojas de trabajo, puede reutilizarlas y compartirlas con otros. De esta manera, está construyendo su propia biblioteca de recursos para el trabajo futuro.
La decisión es suya

¿Por qué confiar en las hojas de cálculo contables tradicionales cuando puede usar una aplicación que fue diseñada para ingenieros y que ofrece notación matemática real, inteligencia de unidades y un enfoque basado en documentos que presenta su trabajo de ingeniería con total transparencia y claridad? ¿Qué tiene más sentido para apoyar a su organización de desarrollo de productos?

Sobre el Autor

Dave Martin fue instructor y consultor de Creo, Windchill y Mathcad. Después de dejar PTC, fue especialista de Creo para Amazon; e ingeniero mecánico, administrador de Creo y administrador de Windchill para Amazon Prime Air. Es licenciado en Ingeniería Mecánica por el MIT y actualmente trabaja como ingeniero de aviónica para Blue Origin. Es autor de los libros Design Intent en Creo Parametric y Top Down Design en Creo Parametric.