Аналитическая компания CIMdata провела подробное исследование текущего состояния сегмента САПР высшего уровня, которые обычно называют тяжелыми, и представила прогнозы на будущее.

Четыре сегмента

Исторически рынок САПР для машиностроения разделился на несколько сегментов. Обычно считается, что на три, но CIMdata добавила еще один - сегмент персональных САПР.

 Тяжелые системы - полнофункциональные системы автоматизации проектно-конструкторской и технологической подготовки производства (в англоязычной терминологии CAD/CAM), предназначенные для черчения, двумерного и трехмерного геометрического, твердотельного и поверхностного моделирования (включая моделирование сложных поверхностей); поэлементного проектирования и проектирования с комплексной увязкой параметров. Они включают встроенные подсистемы инженерного анализа (CAE), подготовки программ для станков с ЧПУ и многие другие специализированные средства разработки. С их помощью можно создавать очень сложные и большие сборки, состоящие из десятков тысяч деталей. Кроме того, они интегрированы с подсистемой управления инженерными данными (PDM), способной охватить целое предприятие, включая поставщиков и партнеров, а также поддерживать работу с данными, поступающими из других CAD/CAM. Стоимость тяжелых систем варьируется от 7 тыс. до 20 тыс. долл. и более за рабочее место (в зависимости от количества и типа необходимых функций). На долю поставщиков таких систем приходится львиная доля объема рынка САПР.

Системы среднего класса - надежные и многофункциональные продукты, которые содержат многие компоненты своих тяжелых собратьев, за исключением средств моделирования сложных поверхностей, встроенных подсистем инженерного анализа (CAE), подготовки производства (CAM) и специализированных приложений - многие из них можно купить у независимых разработчиков. "Середняки" поддерживают сборки, включающие от сотни деталей до нескольких тысяч, и имеют встроенную подсистему управления инженерными данными (PDM), которая, как правило, может работать только с "родными" данными и обладает более ограниченными возможностями, чем PDM-продукты масштаба предприятия. Такие системы стоят от менее 5 тыс. долл. до немногим более 7 тыс. долл. на одно рабочее место (в зависимости от набора функций).

  Легкие системы - предназначены для черчения, а также для двумерного и трехмерного геометрического каркасного моделирования. Обычно они не включают дополнительные приложения и не имеют встроенных средств управления инженерных данными. С их помощью можно создавать небольшие сборки и отдельные детали. Но это не значит, что такие продукты мало распространены. Напротив, они находят применение на предприятиях самого разного масштаба. Нередко компании, имеющие тяжелые и средние системы, используют их для чертежных работ. Стоимость таких САПР гораздо ниже, чем "старших" братьев, - от 1 тыс. долл. до немногим более 4 тыс. долл. за рабочее место.

 Персональные системы - самые легкие САПР, включающие только базовые средства черчения и двумерного/трехмерного геометрического каркасного моделирования. Они поставляются в виде коробочного продукта (без обучения) и, как правило, не способны поддерживать проектирование деталей в контексте сборки. Персональные системы стоят менее 1 тыс. долл. и применяются архитекторами, дизайнерами, издателями технической литературы, индивидуальными пользователями и небольшими компаниями.

Три тяжеловеса

Таким образом, по данной классификации в сегменте тяжелых САПР работают лишь те поставщики, которые предлагают многофункциональное решение, тесно интегрированное с PDM-системой масштаба предприятия, поддерживающее выполнение сложных функций, в частности моделирование крупных сборок или создание цифровых макетов, и включающее описания передовых отраслевых методик и специализированные настройки для конкретных отраслей. Кроме того, в них входят дополнительные подсистемы для контроля исходных требований, цифрового производства, управления проектами, визуализации и другие средства, позволяющие создавать решения, охватывающие весь жизненный цикл изделия. Важная особенность тяжелых систем - тесная интеграция всех подсистем, которая дает возможность организовать высокопроизводительную проектную среду.

По мнению CIMData, таких компаний всего три:

- Dassault Systemes, предлагающая САПР CATIA и PDM-системы SmarTeam и ENOVIA;

- PTC, выпускающая САПР Pro/Engineer Wildfire и PDM-систему Windchill;

- UGS, поставляющая САПР NX (результат объединения продуктов I-deas и Unigraphics) и две PDM-системы - Teamcenter Enterprise и Teamcenter Engineering.

Перечисленные характеристики отличают тяжелые САПР от систем среднего класса, таких, как SolidWorks (Dassault Systemes), Solid Edge (UGS), Inventor (Autodesk), thinkdesign (think3), и многих других. Однако благодаря более низкой стоимости средние продукты пользуются широким спросом и зачастую применяются предприятиями наряду с тяжелыми системами для выполнения менее сложных заданий.

Характерная особенность поставщиков тяжелых САПР заключается в том, что они работают в самых разных странах мира, продвигая продукты с помощью прямых продаж и через партнерские сети, предоставляющие услуги внедрения и поддержки. Другие игроки рынка САПР отстают от этих "олигархов" с точки зрения функционала, общемирового охвата и прочных связей с заказчиками из числа лидеров мировой промышленности.

Ключевые отрасли

Тяжелые системы могут использоваться любыми предприятиями дискретного производства, однако каждая из них наиболее сильна в определенных отраслях.

 Автомобилестроение. Характерные особенности этой индустрии оказывают серьезное влияние на использование САПР. Здесь доминируют порядка 20 ведущих производителей (General Motors, Ford, Toyota, Daimler-Crysler, Nissan, BMW, Renault и другие), которые разрабатывают и выпускают автомобили с помощью различных САПР. Они работают с множеством партнеров, организованных в многоуровневые сети, начиная с поставщиков первого уровня, разрабатывающих и производящих целые автомобильные подсистемы, и кончая поставщиками третьего и четвертого уровней, выпускающих отдельные компоненты. Такая структура приводит к тому, что в создании автомобиля участвует множество компаний, применяющих различные САПР. Из-за этого возникает необходимость в трансляции проектных данных, созданных в разных системах. Индустрия САПР давно борется с этой проблемой, но пока до конца не решила.

Диагр. 1. Объем рынка тяжелых САПР

Другая особенность данной отрасли состоит в том, что автомобилестроительные предприятия предъявляют очень высокие требования к функциям моделирования сложных поверхностей. Эти функции предусмотрены только в тяжелых САПР и специализированных системах, таких, как ICEM. Чтобы обеспечить всю необходимую функциональность, некоторые из них даже создают собственные САПР, например PDGS (Ford) и Caelum (Toyota).

В автомобилестроении доминируют три поставщика тяжелых САПР, причем системы Dassault и UGS широко применяются как самими производителями, так и партнерами первого уровня, а многие поставщики более низких уровней работают с САПР среднего класса этих компаний - SolidWorks и Solid Edge. Продукты PTC имеют сильные позиции в области создания силовых цепей, а также у некоторых партнеров автогигантов.

 Авиакосмическая и оборонная отрасли. Как и в автомобилестроении, здесь доминируют несколько крупнейших производителей, сотрудничающих с многоуровневой сетью поставщиков. Однако самолет и его двигатель - гораздо более сложные продукты, чем автомобиль и детали машин. Поэтому для их разработки нужны САПР, поддерживающие очень большие сборки и тесные взаимосвязи между отдельными деталями. На это способны только тяжелые системы.

Еще одно отличие этих отраслей состоит в том, что здесь изделия обычно служат очень долго - 40, 50 и даже 60 лет. Отсюда возникает длительная потребность в запасных частях, из-за чего их производители не могут при желании поменять САПР, так как им приходится долго обращаться к одним и тем же исходным проектным данным. Это создает серьезную проблему для этих отраслей.

Здесь признанными лидерами являются Dassault и UGS, причем продукты первой наиболее сильны в проектировании корпусов самолетов, а второй - в создании авиационных двигателей. Но PTC тоже имеет много заказчиков в данных отраслях и получает от этого значительную долю дохода.

  Электроника и телекоммуникации. Эти отрасли ориентированы на потребительские и высокотехнологичные продукты: компьютеры, телефоны, медицинское оборудование и т. д. Проектирование таких устройств не представляет особых сложностей с точки зрения количества деталей, но предъявляет высокие требования к средствам поверхностного моделирования (хотя и не такие высокие, как автомобилестроение) и к наличию специализированных приложений, например для проектирования пресс-форм и интеграции электроники и ПО. Кроме того, САПР для этих отраслей должна обладать удобным пользовательским интерфейсом и средствами ускоренной разработки, так как цикл проектирования здесь гораздо короче, чем в вышеперечисленных областях.

Исторически сильные позиции на этом рынке имеет компания PTC. Однако здесь также используются системы Dassault (CATIA и SolidWorks), UGS (NX и Solid Edge) и другие САПР. Таким образом, в данной области работает много компаний, выпускающих продукты самого разного масштаба - от тяжелых до легких, и особого доминирования систем какого-либо одного класса не наблюдается.

Машиностроение. В этот сегмент входит производство тяжелого и механического оборудования (станков, подъемных кранов, сборочных конвейеров и т. д.), а также некоторых потребительских товаров (ручных инструментов, строительных конструкций, сложных игрушек и пр.). Данный сегмент предъявляет примерно такие же требования к работе со сложными сборками, как и автомобилестроение. Кроме того, изделия обычно имеют сложную конфигурацию, поэтому при их проектировании необходимо управлять множеством различных вариантов и версий проекта.

Здесь применяются все три тяжелые системы, а также САПР среднего класса. В этом сегменте работает много компаний самого разного масштаба, от небольших фирм до огромных корпораций, а сложность выпускаемых изделий также сильно различается. Поэтому в данной отрасли нет заметного преобладания систем какого-либо одного класса.

Судостроение. На этом очень специализированном и относительно небольшом рынке работает несколько десятков крупных кораблестроительных компаний и примерно сотня более мелких фирм и проектных бюро. Однако из-за специфических требований эта отрасль пользуется значительным вниманием поставщиков САПР. Проект судна включает очень много элементов, таких, как сложные поверхности (хотя и не такие сложные, как в автомобилестроении), а также множество трубопроводов, воздуховодов и кабелей. Сборки отличаются огромными размерами, а элементы конструкций, как правило, изогнуты и тоже очень сложны. Кроме того, существует множество правил для соединения отдельных частей.

Корабли находятся в эксплуатации очень долго, зачастую более 60 лет, и на всем протяжении этого жизненного цикла их нужно поддерживать, ремонтировать и обновлять. Поэтому проектировщикам приходится долго обращаться к исходным проектным данным, созданным в устаревших САПР.

Диагр. 2. Доход поставщиков тяжелых САПР

Исторически судостроители применяли САПР, специально разработанные для данной отрасли, некоторые из них широко используются до сих пор. Это - Tribon (Aveva), CADDS 5 (PTC), IntelliShip и ISDP (Intergraph). Несколько лет назад Dassault разработала для судостроения специальное решение на базе систем CATIA и Enovia, сейчас пользующееся популярностью. Проникновению французской компании в этот сегмент способствуют тесные связи, которые корпорация IBM (стратегический партнер Dassault) имеет с ведущими судостроителями США. Широко распространенная в этой отрасли CADDS 5 основана на устаревших технологиях и постепенно уступает позиции более новым САПР. Компания UGS, до последнего времени слабо представленная в этом сегменте, недавно предприняла ряд шагов в этом направлении, и сейчас ее система управления данными Teamcenter используется несколькими судостроителями.

Барьеры для входа на рынок тяжелых САПР

Как показано выше, каждая из ключевых отраслей предъявляет особые требования к тяжелым САПР. Для их удовлетворения поставщики должны предусматривать в своих системах специализированные средства, которые не только создают препятствия для новых игроков, но и затрудняют самим поставщикам вход в другие отрасли. На это есть несколько причин.

Во-первых, трудно найти опытных специалистов, обладающих знаниями, достаточно глубокими для разработки и маркетинга продуктов в конкретной отрасли. Они должны знать технические требования индустрии и ее рыночные особенности, разбираться в современных САПР, уметь без лишних затрат реализовать те или иные требования отрасли, понимать динамику рынка САПР в данной индустрии. Такие специалисты работают либо у других поставщиков САПР, либо на предприятиях этой отрасли. В любом случае они представляют большую ценность, и переманить их стоит очень дорого.

Во-вторых, разработка специализированных приложений для поддержки отрасли требует много времени и денег. Их создание не ограничивается одной лишь реализацией технологических требований, но также включает определение функциональных и бизнес-процессов и использование передовых отраслевых методик. Конечно, сложность этой задачи сильно зависит от конкретных требований. На протяжении многих лет все поставщики САПР добавляли отраслевые приложения к своим системам. В результате рынок САПР становился более зрелым и всеобъемлющим.

В-третьих, необходима специальная подготовка сотрудников отдела сбыта и выпуск маркетинговых материалов, в которых нужно демонстрировать знания специфики данной отрасли и объяснять преимущества данной САПР с точки зрения возврата инвестиций. Для этого тоже требуются высокая квалификация и глубокий опыт, а также время.

Пользователи тяжелых САПР неохотно переходят на другие продукты - на переобучение сотрудников приходится затрачивать много времени и денег. Еще больше средств уходит на перенос наработанных данных из одной системы в другую.

Объем рынка тяжелых САПР

Этот рынок прошел длительный путь развития, так как существует уже более 30 лет. За последнее десятилетие инвестиции пользователей в САПР значительно выросли, но не все они были направлены на приобретения тяжелых систем. Значительная часть была вложена в САПР среднего класса. Поэтому когда из-за недавнего экономического спада объем закупок САПР сильно сократился, больше всего пострадал "тяжелый" сегмент.

По оценке CIMdata, в прошлом году объем всего мирового рынка САПР составил 4 млрд. долл., включая ПО, поддержку и услуги. На долю трех "тяжеловесов" пришлось 2,5 млрд. долл., или 65% рынка. По прогнозу аналитиков, на протяжении следующих пяти лет этот сегмент будет расти на 3,8% в год (см. диаграмму 1).

Если рассматривать рынок тяжелых САПР с географической точки зрения, то Европа вносит самый значительный вклад, Северная Америка немного отстает, а Азиатско-Тихоокеанский регион занимает третье место, причем с большим отрывом. Распределение рынка по отраслям показывает, что наибольшее распространение тяжелые САПР получили в автомобильной, авиакосмической и оборонной отраслях, которые производят очень сложную продукцию. Судостроение тоже отличается сложностью изделий, но туда тяжелые системы не смогли широко проникнуть из-за распространения в этом сегменте старых специализированных САПР.

Доходы поставщиков тяжелых САПР

Производители тяжелых систем продают свои продукты и услуги в разные страны мира напрямую и через партнерские сети. Компания Dassault работает в альянсе с IBM, при этом первая в основном занимается созданием продуктов, а вторая их продажами, маркетингом и обслуживанием. UGS до прошлого года входила в состав корпорации EDS. На диаграмме 2 представлены доходы трех игроков, полученные только от тяжелых продуктов без учета поступлений от принадлежащих им САПР среднего класса и PDM-систем. При этом учитывались поступления от ПО, поддержки и услуг.

Диагр. 3. Распределение дохода поставщиков тяжелых САПР по ключевым отраслям

Региональное распределение показывает, что Dassault и IBM получают намного больше дохода в Европе, чем в Америке. Это неудивительно, учитывая, что Dassault - французская фирма, давно продающая САПР европейским предприятиям. У двух других игроков преобладают продажи в Америке. Результаты деятельности ведущей тройки в ключевых отраслях показаны на диаграмме 3.

Таким образом, на рынке тяжелых САПР сейчас наблюдается стабильная ситуация и умеренный рост объема продаж. Наибольшие надежды в плане подъема аналитики сейчас связывают с Азиатско-Тихоокеанским регионом, где быстро растет производство. Это несомненно окажет влияние на развитие средств проектирования, так как поставщикам придется уделить особое внимание удовлетворению специфических требований данного региона.

Версия для печати