САПР вчера и сегодня

ОБЗОРЫ

Как известно, сообщество людей делится на классы: небольшую группу власть имущих, среднюю прослойку более-менее состоятельных граждан и широкие слои простого народа. Любопытно, что в точности такая же картина наблюдается и в мире САПР для машиностроения (электронные САПР в данной статье не рассматриваются). Традиционно продукты этой отрасли разделены на три класса: тяжелый, средний и легкий. Такая классификация сложилась исторически, и хотя уже давно идут разговоры о том, что грани между классами вот-вот сотрутся, они остаются, так как системы по-прежнему различаются и по цене, и по функциональным возможностям. В результате сейчас в этой области имеется несколько мощных систем, своего рода “олигархов” мира САПР, стабильно развивающиеся продукты среднего класса и получившие массовое распространение недорогие “легкие” программы. Имеется и так называемая “внеклассовая прослойка общества”, роль которой выполняют различные специализированные решения, например, для промышленного и строительного проектирования, расчета трубопроводов, анализа литья металлов, проектирования металлоконструкций и множества других конкретных сфер применения.

Немного истории

Под термином “САПР для машиностроения” в нашей стране обычно подразумеваются пакеты, выполняющие функции CAD/CAM/CAE/PDM, т. е. автоматизированного проектирования, подготовки производства и конструирования, а также управления инженерными данными. Первые CAD-системы появились еще на заре вычислительной техники - в 60-х годах. Именно тогда в компании General Motors была разработана интерактивная графическая система подготовки производства, а в 1971-м ее создатель - доктор Патрик Хэнретти (его называют отцом САПР) - основал компанию Manufacturing and Consulting Services (MCS), оказавшую огромное влияние на развитие этой отрасли. По мнению аналитиков, идеи MCS составили основу почти 70% современных САПР. В начале 80-х, когда вычислительная мощность компьютеров значительно выросла, на сцену вышли первые CAM-пакеты, позволяющие частично автоматизировать процесс производства с помощью программ для станков с ЧПУ, и CAE-продукты, предназначенные для анализа сложных конструкций.

Таким образом, к середине 80-х системы САПР для машиностроения обрели форму, которая существует и сейчас. Но наиболее бурное развитие происходило в течение 90-х годов - к тому времени на поле вышли новые игроки “средней весовой категории”. Усиление конкуренции стимулировало совершенствование продуктов: благодаря удобному графическому интерфейсу значительно упростилось их использование, появились новые механизмы твердотельного моделирования ACIS и Parasolid, которые сейчас используются во многих ведущих САПР, значительно расширились функциональные возможности. В результате спрос на САПР рос как на дрожжах на протяжении почти всего десятилетия. Но в последнее время, в связи со снижением производственной активности в США и Европе и насыщением рынка продуктами САПР, этот рост постепенно замедлился: по оценке аналитической компании Daratech, в 1999 г. объем продаж систем CAD/CAM за год увеличился на 11,1%, в 2000-м - на 4,7%, в 2001-м - на 3,5%, а в 2002 г. - на 1,3% (предварительная оценка).

Можно сказать, что переход в новый век стал для рынка САПР переломным моментом. В такой ситуации на первый план вышли две основные тенденции - слияния/поглощения компаний и поиск новых направлений для роста. Яркий пример первой тенденции - покупка компанией EDS в 2001 г. двух известных разработчиков тяжелых САПР - Unigraphics и SDRC, а второй - активное продвижение концепции PLM (Product Lifecycle Management), подразумевающей управление информацией об изделии на протяжении всего его жизненного цикла.

“Классовый” состав рынка САПР

Олигархи мира САПР

В итоге недавних перемен, связанных со слияниями и поглощениями, тяжелых систем осталось всего три: Unigraphics NX компании EDS, CATIA французской фирмы Dassault Systemes (которая продвигает ее вместе с IBM) и Pro/Engineer от РТС (Parametric Technology Corp.). Эти компании - лидеры в области САПР, а их продукты занимают положение олигархов: на них приходится львиная доля объема рынка в денежном выражении. Главная особенность “тяжеловесов” состоит в том, что их обширные функциональные возможности, высокая производительность и стабильность достигнуты в результате длительного развития. Все они далеко не молоды: CATIA появилась в 1981 г., Pro/Engineer - в 1988-м, а Unigraphics NX, хотя и вышла лишь несколько месяцев назад (см. PC Week/RE, № 41/ 2002, с. 24), является результатом слияния двух весьма почтенных систем - Unigraphics и I-Deas, приобретенных вместе с компаниями Unigraphics и SDRC. Несмотря на то что тяжелые системы значительно дороже своих более “легких” собратьев (свыше 10 тыс. долл. на одно рабочее место), затраты на их приобретение окупаются, особенно когда речь идет о сложном производстве, например машиностроении, двигателестроении, авиационной и аэрокосмической промышленности. Однако крупных клиентов, способных платить за САПР миллионы долларов, не так много. По мнению аналитиков, этот сегмент рынка уже практически насыщен и поделен между китами индустрии. Сейчас производители средств автоматизации проектирования возлагают основные надежды на предприятия среднего и малого бизнеса, которых гораздо больше, чем промышленных гигантов. Для них предназначены системы среднего и легкого классов.

Средний класс

Считается, что стабильность и процветание любого общества зависит от среднего класса, отличающегося трудолюбием и надежностью. Это утверждение справедливо и для мира САПР. Здесь средний класс появился относительно недавно - в середине 90-х. До этого существовало только два полюса - на одном мощные системы, работающие на Unix (впрочем, тогда их было гораздо больше, чем сейчас), а на другом - простые программы двумерного черчения для ПК. Но к 1995 г. вычислительная мощность ПК выросла, а Windows стала более стабильной и начала поддерживать многозадачность. Это позволило разработчикам создать системы автоматизированного проектирования, которые заняли промежуточное положение между тяжелым и легким классами. От первых они унаследовали возможности трехмерного твердотельного моделирования, а от вторых - невысокую цену и ориентацию на платформу Windows. Они произвели настоящий переворот в мире САПР, позволив многим конструкторским и проектным организациям перейти с двумерного на трехмерное моделирование. Лидерами этого сегмента являются системы SolidWorks одноименной компании (в настоящее время - подразделение Dassault Systemes), SolidEdge (разработанная фирмой Intergraph, а теперь принадлежащая EDS), а также Inventor и Mechanical Desktop корпорации Autodesk. Это далеко не полный перечень средних САПР. В данном сегменте работает множество компаний, в том числе и российских, предлагающих относительно недорогие системы стоимостью порядка 5-6 тыс. долл. на одно рабочее место. Их популярность среди пользователей постоянно растет, и благодаря этому данная область очень динамично развивается. В результате по функциональным возможностям средний класс постепенно догоняет своих более дорогостоящих конкурентов. Однако далеко не всем пользователям требуется такое разнообразие функций. Тем, кто в основном работает с двумерными чертежами, прекрасно подойдет система легкого класса, которая стоит в несколько раз дешевле.

Легковесы

Программы легкой категории служат для простого двумерного черчения, поэтому их обычно называют электронной чертежной доской. И хотя к настоящему времени “легковесы” обрели и некоторые трехмерные возможности, у них нет средств параметрического моделирования, имеющихся в более мощных системах.

Первые системы двумерного моделирования появились еще в 70-х годах, когда были разработаны средства для изображения линий, окружностей и кривых на экране монитора с помощью макрокоманд и интерфейсов прикладного программирования. Однако подлинный расцвет в этой области наступил лишь в 80-х, когда на сцену вышел персональный компьютер. События развивались быстро: в 1982 г. была основана компания Autodesk, которая занялась разработкой САПР для ПК под названием AutoCAD, а уже к 1987-му было продано 100 тыс. копий AutoCAD (в прошлом году это число превысило 4 млн.). Примеру Autodesk последовали и другие игроки, и сейчас существует множество разнообразных “легких” САПР, включая DataCAD одноименной компании, IntelliCAD фирмы CADopia, SurfCAM 2D от Surfware и др. Эти продукты проще в использовании и дешевле (100-3000 долл.) своих более мощных собратьев, поэтому спрос на них растет даже при нынешнем экономическом спаде. В результате “легкие” системы стали самым распространенным продуктом автоматизации проектирования, заняв в мире САПР такое же положение, какое в сообществе людей отводится “простому рабочему народу”.

Объём рынка CAD/CAM

                            Источник: Daratech.

Эволюция и революция

Схожесть рынка САПР с обществом людей проявляется и в характере его развития, которое происходит эволюционным и революционным путем. В свое время революционный переворот произвели первые САПР для ПК, а затем системы среднего класса. Сейчас рынок развивается эволюционно: с каждой новой версией функциональные возможности продуктов всех классов расширяются, производительность увеличивается, а использование упрощается, растет внимание к PDM-системам, позволяющим ускорить проектно-конструкторские работы и реализовать популярную концепцию PLM за счет внедрения технического документооборота и управления проектами, а в связи с распространением Интернета появляются средства для взаимодействия проектировщиков через Всемирную сеть и онлайновые библиотеки типовых деталей.