Kirjoitettua

2021-10-05

2021-10-05_20:19:00 Investointi AutoCAD-osaamiseen II

Jatkan kumulatiivisella sarjalla vuosina 2016 -2017 toteuttamani 400 tunnin CAD-kurssin pohjalta edeten jatkokurssiin, jossa kehityskohteena oli työmenetelmien ja käsitteiden laadunvalvonta.

Tällä blogipalstalla kirjoitin 3.2.2017 kirja-arvostelun yhdeksänsataa sivuisesta kirjasta Introduction to AutoCAD 2010 / Autodesk Education Press. Vaikka tuolloin otsikko ei ollut sama kuin nyt, kyse tuolloin oli vähemmän kirja-arvostelusta ja enemmän osaamisen kehittämisestä. Pohjateoksen julkaisija on vaihtunut Prentice Hall / Pearson -kustantajasta Sybexiin ja kyseessä on taas Essentials tyypin mukaisesta laadunvarmennus ja käsitteiden kehittämiskurssista, keväällä Revitistä, ja nyt syksyllä AutoCAD-ohjelmasta. Kirjan kustantaja Sybex on Autodeskin pääasiallinen oppaiden tuottaja.

AutoCAD on ohjelmana minulle tuttu jo 1980-luvulta alkaen, ohjelma julkaistiin 1982, mutta olen alkanut soveltaa ohjelmaa käytännössä vasta myöhempien kehitysversioiden yhteydessä, kuten graafisen käyttöliittymän kehityttyä ikonitasolle ja hiiren vakiinnuttua tietokoneen lisälaitteena. Ennen tietokonetta käytettiin vain näppäimistöllä ja perustilalla koneen näytöllä oli vain tekstiä, johon syötettiin komentoriveillä toimintoja. Alussa myös AutoCAD-ohjelmaa käytettiin tekstikomennoilla ja vasta monien vaiheiden kuten komentoalustan kautta syntyi graafinen käyttöliittymä, GUI. Nyt monta tietokonesukupolvea myöhemmin olen pyrkinyt pysymään ajan tasalla myös uusimmasta kehityksestä ja soveltamaan käyttöä vaativampiin 3D-sovelluksiin. Joskus ohjelmapuolella tulee esiin kysymys: mitä tarkoittaa AutoCAD ja AutoCAD LT? Vastaus on melko yksinkertainen: AutoCAD:in kevytversio on LT, siinä on etupäässä vain karsittu toimintoja perusversiosta, kuten siinä ei ole kolmiulotteisuutta tai datan hyödyntämistä. LT-versio on käytettävissä 2D-puolella yhtä lailla kuin perusversiokin, mutta sillä ei pääse 3D-maailmaan tai vaativampiin operaatioihin kuten normaaliversiolla. Aloiteleville suunnittelijoille LT-versiossa ei ole liikaa monimutkaisuutta. Kun tein 2016 - 2017 perusteellisen kurssin AutoCAD:n käytöstä, aineisto oli 2D-maailmaa vastaavasti kuin AutoCAD LT-ympäristössä. Omien töideni parissa olen kuitenkin vuosia toteuttanut myös 3D-CAD -suunnittelua. Nykyään suurimmat edut itselleni AutoCAD-ohjelmassa ovat 3D-mallintaminen yhtä lailla kuin drafting, joka voitaisiin suomentaa nykyaikaiseksi digitaaliseksi piirustuspöytätyöskentelyksi.

Graafisessa suunnittelussa CAD on visuaalisesti luotettavampi ja laadukkaampi pohja kuin puhtaat 3D-tietomallinnusohjelmat kuten Revit ja muut BIM-ohjelmat. Lisäksi CAD-ohjelmassa tapahtuvassa graafisessa suunnittelussa ilman väliporrasta vektorigrafiikkaohjelmaan vältetään hävikkiporras ja siirtoajan menetys. Teoreettiselta kannalta kuvankäsittelyohjelmissa kuten Photoshopissa voidaan vastaavasti käsitellä skannattuja piirroksia ja CAD-ohjelmasta vietyjä PDF-piirroksia, mutta testattuani aihetta vuosikymmen sitten päädyin siihen toteamukseen, että työvirta ei toimi suuremmissa projekteissa, laatu ei ole riittävää, tiedostokoot kasvavat liian suuriksi ja ammattistandardien mukaiset vaatimukset työskentelylle eivät täyty. Tästä huolimatta arkkitehtuurissa tarvitaan sekä käsin piirtämistä ja kirjoittamista että valokuvaamista yhtä lailla kuin kuvankäsittelyohjelmia, vektorigrafiikkaa, CAD-ohjelmia ja vaativammissa hankkeissa myös BIM-ohjelmia. Ammattitaitoa onkin valita oikeat prosessit oikeisiin aikoihin ja samalla säilyttää varalla oikeat vaihtoehdot. Numeerisen ja kirjoitetun datan määrä rakennusprojekteissa myös kasvaa suureksi silloin, kun hankkeet pitää oikeasti toteuttaa. Tällöin pitkälle hiotut ja selkeytetyt konseptit tuntuvat arvokkaammilta, kun ne hallitaan suuren merkkipohjaisen datamäärän avulla.

Sybexin sarjassa Essentials -kurssit ovat 1-2 viikon ajassa itseopiskeltavia paketteja. AutoCAD Essentials -kirjassa on 402 sivua ja Sybexiltä ladattavissa 481 tiedostoa, joissa on 179 harjoitusta omalle tietokoneelle. Harjoitukset kannattaa ladata kerralla ja prosessoida uusiin tiedostomuotoihin. Harjoitukset vaihtelevat yksinkertaisista vaikeisiin konsepteihin ja vaikeammin sovellettaviin yrityskohtaisiin standardeihin. Itselleni kurssi kesti viimeiset kaksi viikkoa ja vaikka arvelen viime vuosikymmenien tuhansien työtuntien opettaneen minulle paljon CAD -ohjelman käytöstä, Essentials -kirjan jokaisessa luvussa oli aina myös jotain uutta, jos ei muuta, niin omaperäinen esimerkki tai ainakin erilainen tapa tuottaa suoriterivejä ja toimintoja kuin mikä on ollut omana tapanani. Oleellista on myös ne tavat, joilla opittua käsitteiden ja työskentelymenetelmien laadunvalvontaa voi soveltaa myöhemmin oman itsenäisen toiminnan parissa.

Parametrisyys ei automaattisesti tarkoita visuaalisesti ohjelmoitavaa veistoksellista arkkitehtuuria, vaan yksinkertaisimmillaan parametrisyys tarkoittaa matemaattista kaavaa, joka voidaan havainnollistaa myös graafisesti. Kirjan omaperäisin harjoitus on parametrinen Maan ja Kuun mittasuhteiden kaavan määrittäminen, joka tuo sisällöltään esiin, että AutoCAD-ohjelmaa voidaan soveltaa myös tähtitieteen parissa. Mallintamiseen voidaan käyttää yksikkönä myös Astronomista yksikköä, Valovuotta tai Parsekia. Koska sovellukset ovat harvinaisia, en ole vielä saanut suunnittelutilauksia koskien Aurinkokuntaa tai Linnunrataa, vaikka minulla on tähän valmiuksia. Pääperusteena tietenkin on, että kuvassa esitetty Maa on ainoa taivaankappale, jossa voidaan kestävästi asua ja sen ohella Kuu on ainoa muu taivaankappale, jonne ihminen voi perustaa pysyvän tutkimusaseman, näin siis todennäköisesti ainakin tämän vuosisadan ajan. Periaatteessa AutoCAD-ohjelmalla voidaan tarkasti mallintaa Aurinkokunnan planeetat kuineen, sijainteineen ja kiertoratoineen sekä suunnitellut planeettojen väliset tai luotainten avaruuslennot, jos niistä on tarkat lähtötiedot olemassa. Perustasolla Suunnittelutoimisto Poutvaaran käyttämä CAD-ohjelma on todennäköisesti luotettavin vastaava CAD-ohjelma, joka on myös NASA:lla käytössä. Varsinaisesti avaruudessa liikkumisen ajalliseen mallintamiseen tarvittaisiin lisäsovelluksia tai omia ohjelmia, mutta niidenkin laskelmat voidaan tarkistaa CAD-mallin avulla.

Arkkitehtuurialalla saattoi joskus ennen selvitä hallinnointitaidoilla ja hyvillä puhelahjoilla ja monet vanhemmat pääsuunnittelijat ovat nykyäänkin tässä roolissa. Entisaikoihin suuremmat projektit edellyttivät kymmenien piirtäjien armeijaa, kun taas nykyaikaisessa mallintamisessa yksittäisellä työasemalla voidaan tuottaa dokumentaatio vastaavasta projektista. Kun ohjelmakehitys on demokratisoinut alaa ja mahdollistanut pienten toimistojen kilpailevan samoilta viivoilta isompien kanssa, ovat arkkitehdeille ja pääsuunnittelijoille asetettavat vaatimukset nousseet – erityisesti pienissä toimistoissa, joissa monesti kaikki avainhenkilöt tekevät kaikkia tehtäviä. Omassa toimistossani toimin esimerkiksi kokkina, siivoojana, kahvinkeittäjänä, sihteerinä, valokuvaajana, graafisena suunnittelijana, kirjanpainajana, pienoismallinrakentajana, rakennusmiehenä, puutarhurina, työmaapäällikkönä, opiskelijaharjoittelijana, kotisivun pitäjänä, ja kuvataitelijana yhtä lailla kuin arkkitehtina, maisema-arkkitehtina, pääsuunnittelijana, opettaja-pedagogina, viestintäpäällikkönä, tietokoneasiantuntijana, mallintajana, piirtäjänä, tutkijana ja tiede- sekä insinööriteknisenä konsulttina. Tietenkin on selvää, että suurempia hankkeita en voi toteuttaa vain nykyisellä henkilökunnalla, sillä nopeus ja määrävaatimukset ovat vaativassa rakentamisessa korkeammalla kuin nykyisissä töissä. Tässä välissä arkkitehtien on hallittava paljon ohjelmia tekstin- sekä taulukonkäsittelystä asiakirjojen hallintaan, kuvankäsittelyyn, vektorigrafiikkaan, taittoon, visuaaliseen ohjelmointiin, 3D-mallintamiseen ja visualisointiin, CAD:iin ja BIM:iin. Näistä mallintamisen osalta monimutkaisin on BIM ja piirtämisen sekä osamallintamisen osalta CAD. Opiskeluprojekteissa ja julkisuudessa esiintyvät visualisoinnit ja mallinnukset ovat alle prosentin viipale toteutettavia hankkeita, mutta niitä painotetaan hankkeiden vertailussa ja esille tuonnissa.

CAD-ohjelman hallinta on tarpeen, kun toimitaan tuotannollisissa tehtävissä. Tässä 3D-CAD:n hallinta on osin mallintamista, mutta kuitenkin hyödyllinen taito hallita arkkitehtuuri- ja pääsuunnittelijapuolella, jos on tottunut miettimään myös toteutuksen valmiilla tasolla, sehän säästää myös samalla myös aikaa ja rahaa. CAD-osaaminen on siltä kannalta perusasia hallittavaksi, että nykyaikaisen suunnittelijan on voitava hallita toimistossaan julkaisulaatuisten dokumenttien tuottaminen, joka ei onnistu ilman mallintajia ja piirtäjiä. BIM-ohjelmia parempi ohjelma detaljien ja 2D-osien esittämiseen on CAD. Jos suunnittelutoimistolla ei ole suuria resursseja ja hioutunutta suuren joukkueen osaamista, silloin myös suunnittelijat, arkkitehti ja pääsuunnittelija mallintavat. Pelkät sanalliset ohjeet ja töiden delegointi eteenpäin edellyttävät pohjalle aiemmin kehitettyjä työtapoja ja laajaa organisaatiota ja myös nostavat toiminnan kuluja. Näen jossain määrin CAD-piirtämisen jatkeena sille, kun muinoin ala-asteella 1980-luvun puolivälissä piirsin ammattikoulutason toteutusdokumentteja. Nyt korkeakouluosaamisen ja suunnitteluyrittämisen kautta olen siirtynyt jatkuvasti monimutkaistuvaan ja vaatimustasoltaan kasvavaan maailmaan, jossa samoja aiheita miettii satoja eläkeiän ohittaneita arkkitehtejä, jotka ovat pääsuunnittelija-asemassa kymmenien, satojen tai tuhansien henkilöiden suunnitteluyrityksissä. Suuretkaan vakiintuneet yritykset eivät pysty pitämään asemaansa, elleivät opiskele jatkuvasti uutta ja muuta toimintaansa sen mukaan. Tämän ohella henkilökohtainen osaaminenkin vanhenee ja iän myötä fyysinen kyky pärjätä tehtävissä laskee – varsinkin tietokone-ohjelma-alalla muutos on jatkuvaa, eikä esimerkiksi vanhat AutoCAD-taidot säily vuosikymmenestä toiseen.

SketchUp 3D-malli Notre Damesta, joita on käytännössä vapaasti saatavissa internetissä kymmeniä erilaisia arkkitehtuuriharrastelijoiden tekeminä. Myös tällaisen voi ladata AutoCAD-ohjelmaan. Harrastelijoiden mallit ovat suurpiirteisiä, eivätkä sisällä yksityiskohtia rakennusosista tai niiden liitoksista. Niiden pohjalla ei ole myöskään tarkkoja mittauksia tai mallinnuksia, joten niillä ei ole muuta kuin yleishavainnollistavaa käyttöarvoa nykytilanteessa, jossa rakennus on päätynyt suureksi korjauskohteeksi. Ranskassa käytetään myös heidän itse tuottamiaan ohjelmia, jotka toimivat ranskaksi.

CAD-maailmassa oleellista on, että työ on erikoistunutta ja sen soveltaminen teknologisen kehityksen seuraamista ajan tasalla. Arvioin 1990-luvun CAD-osaamisen jättäneen muistiin näppäimistölyhenteitä ja työskentelytapoja, mutta nykyajan CAD-piirtäminen on periaatteiltaan niin helpoksi tehtyä, että se nostaa työn käsitteellistä osaamistasoa ja vaatimuksia – käytännössä suunnittelijoiden tulisi siis ottaa huomioon entistä monimutkaisempia rakenteita, muotoja ja työskentelytapoja. BIM-puolella monet ovat tulkinneet tämän olevan vaatimus näennäisestä vaihtelusta, mutta kansainvälisellä tasolla tämä tarkoittaa visuaalista ohjelmointia ja monimutkaisia kolmiulotteisia kokonaisuuksia. Myös oman kurssini pohjana olevan vuoden 2017 kirjan aiheetkin ovat jo parissa vuodessa muuttuneet, joten ylläpitääkseen CAD-osaamista olisi taitoja käytettävä ruohonjuuritasolla aktiivisesti vuosittain. Myös pääsuunnittelijoiden kyky selvitä tehtävissään heikkenee, jos he eivät ole ajan tasalla siitä, millainen suorituskyky ohjelmilla on ja mitä toimintoja yhdistelemällä voidaan saada aikaan – ohjelmakonsultit eivät yleensä ymmärrä, mitä pääsuunnittelija-arkkitehdit tarvitsevat ja mitä innovaatioita ohjelmien hallitsemisella voidaan saavuttaa. Monesti toimintamallina on, että suunnitteleva arkkitehti ratkaisee tämän hallinnoivan pääsuunnittelijan puolesta.

Teknologisella kehityksellä on kuitenkin myös rajansa ja tietokoneet eivät onnistu virheettömästi kaikessa eivätkä ole luotettavia. Nykyajan ongelma on, että yhteiskunta on tietoisesti poistanut mekaanisia ja analogisia turvaverkkoja tehostamis- ja säästämistarkoituksessa, jolloin digitaaliselle kehitykselle ei ole vaihtoehtoja – jos digitaalinen maailma kohtaisi esimerkiksi voimakkaan aurinkomyrskyn kaltaisen häiriön, romahtaa konkreettinen maailma samalla ilman tukiverkkoja. Teoreettisesti digitaalisen maailman kaatavia häiriöitä voi syntyä koska tahansa lyhyellä varoitusajalla. Kaikkein tyypillisimpiä ovat kuitenkin verkko-, palvelin- ja laiteviat, joita esiintyy vaihtelevilla tasoilla kaikkialla maailmassa jatkuvasti. Näitä varten on tarpeellista olla myös yrityskohtaisia varasuunnitelmia, tämän olen itse toistuvasti oppinut. Pilvipalvelut ja internetsivustoille sijoitetut palvelut eivät sovellu pääasialliseksi toiminta-alustaksi toiminnalle, jolla ei ole samanaikaista varajärjestelmää. Voidaan periaatteessa kuvitella tilanne, jossa arkkitehtitoimiston aineistonhallinta-, tietokone-, ohjelmapalvelu- tai pilvipalveluvirhe voi pysäyttää ja keskeyttää rakennushankkeen ja aiheuttaa sen peruuntumisen. Tällainen on arkkitehtitoimistoille merkittävä taloudellinen riski, jota ei voi hallita luottamalla aineistopalveluihin, tietokoneisiin, ohjelmistoyrityksiin ja pilvipalveluihin.

Oma kurssi- ja koulutustoiminta on tarpeen arkkitehtitoimistoille, kun käytetään kansainvälistä ulkomaista ohjelmaa, jonka pedagoginen käsitteistö ja mallit on rakennettu neljän vuosikymmenen ajassa ulkomailla. AutoCAD 1.0 versiota esiteltiin Vegasin COMDEX eli COMputer Dealers EXhibition -messuilla 29. marraskuuta 1982 - 2. joulukuuta 1982 ja ohjelman toimitukset alkoivat messujen jälkeen eli 39 vuotta sitten. Tuolloin esillä oli esimerkiksi 16-bittisiä koneita, jotka sisälsivät 64 Kb muistin, jota saattoi laajentaa 256 Kb määrään. Myös Suomessa tietokoneet alkoivat yleistyä, mutta aihe oli puhtaasti viranomaistoiminnan, yritysten ja harrastelijoiden varassa. Vuoden 1982 messuilla Applella oli esillä 8-bittinen kone, jonka muisti oli 64 Kb. Esillä oli tuhat laitteisto- ja ohjelmistoyrittäjää. Tuolloin suurten kovalevyjen hinnat vaihtelivat 2000 USD / 10 Mt ja 2500 -3500 USD / 20 Mt välillä. Ennakoitiin, että kovalevyjen hinnat eivät heti laske, mutta kapasiteetti nousee. Nykyään 30 EUR hinnalla voi hankkia kameran muistikortin, johon mahtuu kolme tuhatta 20 Mt kuvaa – vuonna 1982 vastaava määrä kovalevyjä olisi maksanut 10.5 miljoonaa USD eli olisi ollut monta sataa tuhatta kertaa kalliimpi eikä sitä olisi voitu järjestelmänä vielä teknisesti saada mitenkään toimimaan – nykyinen elektroniikka onkin yli 50 vuoden jatkuvan kehityksen tulos, ei mikään itsestäänselvyys.

Tietokoneistettua arkkitehtuurisuunnittelua oli olemassa jo 1960 -1970 -luvuilla, mutta sen tulokset olivat alkuaikoina etupäässä koodia tuottavaa numeraalista dataa ja mahdollisesti rautalankakaavioita. Arkkitehtuurin yleiskäsitteillä ja rakennesuunnittelulla hallittiin poikkeuksellisia projekteja, eivätkä sattumanvaraiset muodot olleet toteutettavissa. Kuitenkin ala alkoi nopeasti 1980-luvulla kehittää tietokoneiden hyödyntämistä ja Suomessa yleinen Archicad julkaistiin 1984 ja ohjelma kehittyi ensimmäiseksi BIM-tavoitteiseksi ohjelmaksi 1987 ja alan ensimmäiset määritelmät päätettiin vuosien 1992 -2002 välillä, jolloin myös Autodesk siirtyi 1997 -2002 välillä kehitetyn Revit BIM-ohjelman edustajaksi. Arkkitehtuurin uudemmat muodot ovat pitkälti harvojen suurten arkkitehtitoimistojen ja niiden pääsuunnittelijoiden innovaatiokenttää ja kustannustekijät rajaavat ja ohjaavat käytännön rakentamista. Yksi periaate on, että arkkitehdeillä ei ole rajatonta budjettia, vaan hankkeiden on oltava myös tehokkaita ja taloudellisia ja investointi rakennukseen tehdään entistä useammin yli sadan vuoden tavoitteella. Moni alussa idealtaan vauhdikkaalta ja muodikkaalta vaikuttava rakennus on viime vuosikymmeninä nopeasti vanhentunut katukuvassa ja arkkitehtuurin kansainvälisessä vertailussa, miksi arkkitehdit vierastavat vaatimusta tavoitella samana aikana toteutettuja budjetiltaan moninkertaisten rakennusten ulkoisia piirteitä ja siksi tavoiteltuna painopisteenä on ollut abstrakti laatu ja ajallinen kestävyys.

Aloittaessani arkkitehtuurin opinnot korkeakoululla 1994 käytössä oli AutoCAD versio 12.0. Nykyään käytössä on versio 24.0. En osaa tarkkaan arvioida, kuinka monta tuhatta tuntia olen tehnyt AutoCAD-ohjelmalla töitä, mutta toimistossani 2016 jälkeen järjestämäni itsenäisen puhtaan koulutustoiminnan määrä on ollut tähän mennessä yli 500 tuntia ja tuntimäärältään suurimmat yksittäiset projektini CAD:llä ovat olleet tuhannen tunnin luokkaa. Siten vertaisin CAD-ohjelman käyttöä ilmailuun, että taitoa voidaan arvioida satojen koulutustuntien ja tuhansien käyttötuntien määrän kautta. Arvioisin, että olen tähän mennessä työskennellyt CAD:llä 7000 - 10000 tuntia, joten voisin kutsua itseäni vahvan perustason CAD-osaajaksi ja lisäksi olen toteuttanut itsenäisiä hankkeita kokonaan tai osittain CAD:llä. Olen tuottanut myös omia yrityskohtaisia standardeja. Edelleen painottaisin, että nykyisestäkin voin itse tehostaa ohjelman käyttöä ja kun tätä varten ei ole taloudellisesti järkevää palkata kokoaikaista konsulttia, tällöin on tehokkainta käydä lävitse Autodeskin omia koulutusoppaita AutoCAD -ohjelma käynnissä.