Перспективы развития САПР

Системы автоматизированного проектирования совершили революцию в промышленности, сократив объем ручного труда, повысив точность конструирования, уменьшив количество ошибок, увеличив производительность проектировщиков и улучшив качество проектов. Но, как это обычно бывает, одни проблемы были решены, зато появились другие. Цель настоящей статьи — рассмотреть основные препятствия, затрудняющие использование таких систем, и узнать, что делается для их устранения.

Легко ли работать с САПР?

Сегодня, когда проектировщики создают трехмерные модели изделий, им приходится думать не только о результате работы, но и о том, какие из многочисленных функций нужно применить. Современные пакеты включают тысячи всевозможных инструментов, причем с выходом каждой новой версии их число увеличивается. “Наиболее распространенный способ расширения возможностей САПР состоит в добавлении новых команд и функций в уже существующие системы, — объяснил Владимир Малюх . — Это, конечно, ведет к совершенствованию ПО, однако требует от инженеров запоминания все большего количества инструментов. В итоге рано или поздно люди перестают применять значительную долю новых средств, используя только хорошо изученную их часть”.

Дело в том, что в погоне за функционалом многие разработчики САПР подзабыли о том, для кого он предназначен. В результате на рынке появились системы, которые содержат массу возможностей для автоматизации работы конструктора или технолога, но специалисты не в состоянии воспользоваться этим богатством из-за сложности освоения. Поэтому разработчикам САПР следует не только расширять, но и усиливать функциональность своих продуктов, т. е. делать наиболее востребованные инструменты более простыми в изучении и эффективными в использовании. Судя по откликам поставщиков, принявших участие в нашем обзоре, они стараются решить эту проблему.

Прежде всего внимание уделяется пользовательскому интерфейсу. По идее от версии к версии он должен становиться всё более интуитивно понятным. Раз уж речь идет об автоматизированных системах, значит, нужно автоматизировать те операции, которые инженеры выполняют изо дня в день. Кое-какие меры уже принимаются. “Одним из главных направлений развития нашей продуктовой линейки стало упрощение графического интерфейса и оптимизация наиболее часто используемых команд и элементов меню с целью сокращения количества нажатий мышкой”, — рассказал Артем Аведьян. Аналогичные действия предпринимает и фирма UGS (с этого года — подразделение концерна Siemens). Как сообщил Дмитрий Абакумов, в последней версии системы NX интерфейс стал удобнее, многие команды автоматизированы.

Все разработчики уверяют, что расширяя возможности продуктов, они не усложняют, а, наоборот, упрощают работу с САПР. Для этого они стараются объединить несколько связанных между собой операций в одно целое. “Новая функциональность, как правило, позволяет сократить количество действий проектировщика за счет применения меньшего числа более общих команд”, — объяснил Виталий Талдыкин . Такого же подхода придерживается и компания АСКОН. По словам Вячеслава Каширского, каждая новая команда проходит отладку, цель которой -- сократить объем труда пользователя для ее выполнения. А компания Autodesk продвигает методы функционального проектирования и цифрового прототипирования, направленные на то, чтобы инженеру стало проще именно разрабатывать изделия, а не рисовать трехмерные модели.

Пользователи ценят эти усилия. По крайней мере большинство участников специального опроса еженедельника PC Week/RE считает, что САПР стали проще в использовании. Правда, число тех, кто придерживается противоположного мнения, не намного меньше (диаграмма 1).

Внимание разработчиков к пользовательскому интерфейсу понятно. Ведь на рынке САПР сейчас полным ходом идет консолидация, в силу чего усиливается конкуренция. Поэтому простота работы с системой становится одним из важнейших конкурентных преимуществ. Не случайно поставщики стараются уберечь наиболее удачные находки от соперников. “Многие интерфейсные решения нашей САПР защищены патентами США и не могут тиражироваться в других пакетах”, — сообщила Елена Соколова.

Важную роль в освоении системы играет диалоговая помощь. Сейчас подсказки и контекстная справка стали неотъемлемым атрибутом САПР, появились даже интеллектуальные функции, “предугадывающие” режимы работы и построений в зависимости от уже существующего контекста. Однако успокаиваться еще рано. “Кое-какое продвижение в этом направлении есть, но нельзя сказать, что всё уже сделано, — считает Владимир Малюх. — Например, разработчики зачастую выносят в диалоговые окна и панели управления весь спектр параметров, задействованных в работе той или иной функции. В результате пользователь вынужден заполнять десятки полей, хотя при тщательном рассмотрении многие из них система могла бы заполнить автоматически, следуя установленным правилам и стандартам. Это удобно программистам: они любят иметь доступ к управлению всеми данными своих структур, но инженерам требуется иное. Им очень пригодились бы детальные контекстные подсказки, выходящие за рамки традиционных “хелпов”, который зачастую представляет собой просто электронный вариант справочного руководства. Например, я еще не встречал ни в одной САПР ничего похожего на инструмент Microsoft Office Assistant, позволяющий задать вопрос на естественном языке”.

Редактирование моделей: как преодолеть подводные камни?

В современном мире скорость выпуска продукции в продажу имеет огромное значение. Поскольку при создании новых товаров немалое время отнимает их проектирование, особую значимость сейчас приобретает возможность многократного использования ранее созданных деталей или узлов для создания целого семейства аналогичных объектов. Ведь гораздо проще внести изменения в уже существующий проект, чем разработать его с нуля. Редактировать модели приходится и по другим причинам — из-за обнаруженных ошибок, смены общей концепции, проблем с изготовлением.

Однако модифицировать ранее созданные виртуальные конструкции нелегко. Дело в том, что метод параметрического проектирования, составляющий основу большинства современных САПР, имеет как плюсы, так и минусы. Строить параметрические модели удобно, но разобраться в ранее созданной конструкции можно только в том случае, если параметризация проста или подробно задокументирована. Когда же в сборке несколько сотен деталей, понять внутренние связи настолько сложно, что легче их перестроить заново.

Так, аналитическая компания Aberdeen Group провела в этом году опрос сотрудников 150 промышленных предприятий, в основном американских. Судя по ответам, повторное использование проектов затрудняется тем, что для внесения изменений требуются экспертные знания САПР (57% респондентов), модели негибкие и “разваливаются” в результате редактирования (48%), пользователи не могут найти нужные данные (46%), успешно перестроить модель может только ее создатель (40%). Конечно, эти проблемы решаются, но за счет дополнительных усилий и затрат.

Дело в том, что внесение изменений нужно планировать заранее, иначе попытки модифицировать модель приведут к ошибкам, нарушению внутренних связей и свойств. Однако это не всегда даже возможно. “Работа инженера представляет собой итерационный процесс, и заранее прогнозировать все изменения нереально, — считает Павел Брук. — Данный процесс можно упростить, хотя это в большей степени зависит не от САПР, а от того, как организована работа на конкретном предприятии: количество изменений и качество их внесения являются важнейшим критерием эффективности его работы”.

Аналогичный вывод сделала и Aberdeen Group. По ряду показателей аналитики разделили участвовавшие в опросе фирмы на три класса: лучшие, средние и отстающие. Оказалось, что успешные компании вопросу редактирования моделей уделяют особое внимание: 71% из них специально обучают инженеров планировать и правильно вносить изменения, 64% — рекомендуют работникам создавать гибкие проекты, поддерживающие последующие перемены, а 36% — требуют, чтобы конструкторы добавляли к модели подробную информацию о ходе проектирования, чтобы не только сам автор, но и другие сотрудники могли выполнять ее редактирование.

Таким образом, пользователи должны не только уметь работать с конкретной САПР, но и применять правильные технологии геометрического моделирования. Разработчики стараются облегчить им эту задачу, снабжая свои системы подробной документацией и учебно-методическими пособиями.

Однако не все эксперты, принявшие участие в этом обзоре, согласны с тем, что проблему внесения изменений в проект нужно целиком возложить на плечи пользователя: “Поскольку модификации действительно сложно предусмотреть заранее, значит, эту заботу должна взять на себя САПР, — считает Владимир Малюх. — Есть много известных технологий, облегчающих процесс редактирования: хранение истории и контекста построения, параметризация, разбиение проекта на подпроекты. Важно, чтобы все эти методы использовались в системе гармонично, взаимосвязанно и непротиворечиво. По моему опыту уклон в сторону одного из них рано или поздно настолько затрудняет внесение изменений в проект, что целесообразнее построить модель заново”.

Обмен данными: вечная проблема?

Сложность повторного использования спроектированных деталей усугубляет несовместимость форматов данных в разных САПР. Если уж трудно отредактировать модель, созданную в той же системе, что же говорить о внесении изменений в модель, импортированную из другой САПР? Тема отсутствия единых стандартов для проектной информации обсуждается уже много лет, но особого прогресса пока не наблюдается.

А ведь сейчас все более широкое распространение получает коллективная работа над проектом, особенно когда речь идет о сложных изделиях — автомобилях, самолетах, судах. Естественно, все участники такого процесса не могут применять одну и ту же систему. Но им трудно бывает использовать проекты коллег, построенные с помощью другого программного инструмента, и они тратят массу времени, исправляя их или создавая заново. Ведь в мире САПР сейчас имеется более сорока разных форматов данных. В результате предприятия сталкиваются с трудностями при информационном обмене, по крайней мере те, кто применяет разные САПР (диаграмма 2).

Это приводит к колоссальным расходам. По оценке Национального института стандартов и технологии (США), из-за несовместимости САПР одна только американская автомобильная отрасль ежегодно теряет более 1 млрд. долл. В конце прошлого года много шума вызвал скандал с проектированием лайнера Airbus A380, когда задержка во внесении изменений в электрическую систему самолета, вызванная среди прочих причин несоответствием форматов, привела к многомиллиардным убыткам.

Разработчики единодушно уверяют, что стараются упростить обмен, снабжая свои системы средствами преобразования форматов. Так, компания “Топ Системы” использует внутренние функции системы T-FLEX CAD (например, за передачу геометрических данных через формат Parasolid отвечает само это ядро), трансляторы независимых разработчиков, а также развивает собственные средства импорта-экспорта через стандартные форматы обмена. SolidWorks предлагает в базовой поставке без дополнительной оплаты более двадцати различных интерфейсов для стандартных форматов (IGES, STEP и т. д.), нейтральных ит форматов известных САПР. Аналогично действуют и другие поставщики. “Мы поддерживаем немало разных форматов данных: 2D, 3D, текстовые и другие, — отмечает Вячеслав Каширский. — Для редактирования предусмотрена система, которая позволяет распознавать образ 3D-модели, импортированной через промежуточный формат, и получить полноценную трехмерную модель с деревом построения”.

К сожалению, трансляторы не позволяют полностью решить проблему обмена данными. В конце прошлого года фирма Kubotek USA провела опрос 2869 специалистов из разных регионов мира и отраслей промышленности, который показал, что 95% из них сталкивается с трудностями при передаче и получении проектных данных. В силу чего они создают 3D-модели заново время от времени (72%), тратят на это половину рабочего времени (34%) или делают это постоянно (11%). В качестве главной причины, затрудняющей использование импортированных данных, почти половина участников опроса назвала проблемы при трансляции. Дело в том, что в результате конвертации часто теряется важная информация о проекте, например дерево построения модели, ассоциированные чертежи, свойства материалов и даже геометрические характеристики.

Не улучшили ситуацию и стандартные форматы STEP и IGES, хотя в свое время на них возлагались большие надежды. По мнению Владимира Малюха, причина провала в том, что поставщики САПР по-разному реализуют их, в результате чего появились десятки диалектов, малосовместимых между собой, а сами STEP и IGES перестали быть средством полноценного обмена данными. Более того, вендоры стремятся как можно тщательнее закрыть информацию о своей файловой структуре, вместо того чтобы помогать коллегам и сторонним разработчикам создавать качественные конвертеры.

Почему же игроки мира САПР так разобщены? Казалось бы, совместными усилиями легче развивать рынок. Но оказывается, каждый из них предпочитает растить лишь собственный огород и, закрывая форматы, привязывать пользователей к своим продуктам. “Удобно, когда на предприятии или в холдинге используется единая среда проектирования. Это позволяет организовать централизованное обучение специалистов одной, а не нескольким системам, обеспечивает возможность параллельной разработки и исключает проблемы, связанные с трансляцией данных”, — считает Елена Соколова.

Эту точку зрения разделяет и Дмитрий Абакумов: “Любой производитель всегда декларирует использование решений только от одного поставщика. Ведь в этом случае проблемы обмена данными будут исключены. Однако предприятия на некоторых участках из финансовых соображений часто внедряют более дешевые и менее функциональные продукты и в результате сталкиваются с трудностями при передаче моделей”.

Так что с помощью закрытых форматов разработчики САПР надеются переманить на свою сторону как можно больше клиентов. Однако ни один пакет не в состоянии охватить все проектные и производственные задачи, стоящие перед современным предприятием. “Пора бы поставщикам прекратить конкурентные распри и, вспомнив наконец о потребителе, начать использовать единый формат, в крайнем случае три-четыре формата. Но это лишь мечта, по своей утопичности близкая к коммунизму”, — посетовал Владимир Малюх.

Впрочем, в последнее время наметились некоторые позитивные сдвиги. Например, Autodesk и PTC договорились о взаимном обмене технологиями, направленном на упрощение взаимодействия между системами, улучшилась ситуация с передачей данных между SolidWorks и Autodesk Inventor. Появилась новая версия стандарта STEP, которая включает ряд усовершенствований, в частности поддерживает теперь важную производственную информацию о допусках и размерах. Однако пока неясно, когда и в каком объеме поставщики САПР реализуют STEP E2.

Управление данными: внедрять или не внедрять?

Чтобы повторно использовать модель, ее сначала нужно найти. Для этого предприятие должно позаботиться о предоставлении сотрудникам доступа к инженерным данным. Передовые компании так и делают. По сведениям Aberdeen, почти половина из них хранит проекты в централизованном хранилище, многие также применяют новейшие методы поиска по геометрическим характеристикам и автоматической проверки моделей на возможность повторного использования. Платформой для хранилища обычно служит система управления инженерными данными (Product Data Management, PDM). “Такие пакеты обеспечивают проведение изменений с учетом контроля версий и итераций документов и следят за совместимостью 3D-наработок, сделанных пользователями в различных САПР”, — пояснил Артем Аведьян.

Кроме удобства поиска данных технология PDM сулит немало других преимуществ: позволяет упорядочить коллективную работу над одним и тем же проектом, контролировать ссылки между документами, отслеживать даты создания, изменения моделей и чертежей, упростить процесс конфигурирования изделий.

Однако несмотря на то что сейчас практически все ведущие поставщики предлагают средства управления данными, интегрированные с САПР, даже на Западе далеко не все предприятия их внедрили. Так, по оценке аналитической компании IDC за 2005 год (отчет по 2006-му еще не опубликован), на долю PDM приходится примерно 23% мирового рынка САПР и PDM. В нашей стране этот показатель еще меньше — порядка 10%. Такие данные подтверждает и наш опрос: мало кто из респондентов обзавелся подобной системой, а большинство даже не планирует этот шаг (диаграмма 3).

В чем причина такого сопротивления и что делают поставщики для его преодоления? По мнению Владимира Малюха, камнем преткновения является относительная сложность внедрения и сопровождения PDM-систем. Он считает, что поставщики должны уделить этой проблеме как можно больше внимания: “В области PDM наблюдается тенденция к наращиванию функциональности, а вопрос простоты использования пока остается в тени, хотя именно это может повысить привлекательность данной технологии в глазах потребителя. Ведь такими системами пользуются не только квалифицированные инженеры, но и сопутствующие службы, персонал которых не имеет технической подготовки. Без учета этого обстоятельства говорить о внедрении PDM в масштабах предприятия просто бессмысленно”.

Сложность освоения, безусловно, затрудняет переход на новые продукты. Ведь люди вынуждены прилагать дополнительные усилия, не оставляя своих повседневных обязанностей, и к тому же менять привычный стиль работы. Поэтому, считает Елена Соколова, в начале промышленного внедрения PDM необходима жесткая позиция руководства предприятия, которое должно директивно указать на необходимость такой работы, выделить ресурсы для ее проведения и обеспечить контроль результов, применяя метод материального стимулирования по известному методу “кнута и пряника”. Но она уверена, что такие усилия окупаются: “По нашему опыту, когда исполнители, пусть “через не могу”, научатся работать с нашей PDM-системой, они уже не могут без нее обойтись и, почувствовав пользу, сами настаивают на ее использовании в повседневной деятельности”.

Поставщики стараются как-то облегчить жизнь пользователей. “С точки зрения функциональности важным моментом является упрощение интерфейса, настройки и администрирования PDM-систем. Наши разработчики уделяют этим вопросам особое внимание при выпуске новых версий, — отмечает Виталий Талдыкин. — Кроме того, преодолеть ряд барьеров позволяет создание отраслевых решений и типовых проектов внедрения”.

Помогает и просветительская деятельность. Снизить сопротивление позволяет четкое разъяснение преимуществ единого информационного пространства, считает Вячеслав Каширский: “Такой комплекс пригодится и рядовым сотрудникам, и руководству. Первых он избавит от путаницы при работе над одним проектом, упростит им обращение к данным, их хранение и архивирование, повысит удобство и производительность труда, сделает более четким взаимодействие со специалистами смежных отделов. Вторым позволит оперативно принимать решения за счет прозрачного доступа к информации и использовать эти данные в общей информационной системе предприятия, например, для оценки себестоимости изделия или формирования сетевого плана-графика производства”.

Но, как известно, сама по себе информационная система не решает проблемы организации, и PDM не является исключением. “Проблемы при внедрении средств управления инженерными данными зачастую связаны с тем, что на предприятии для них нет подготовленной платформы, — напоминает Павел Брук. — Как показывает практика, если сначала не навести порядок в процессах проектирования, то ничего не получится. Мы предлагаем заказчикам недорогие инструменты, с помощью которых они сначала могут упорядочить свои инженерные процессы, а уже затем заняться управлением данными”.

Нельзя забывать и о финансовом вопросе, так как внедрение PDM обычно требует немалых затрат. “Далеко не все руководители компаний понимают выгоды использования таких систем и готовы вкладывать в них средства”, — с сожалением отметил Дмитрий Абакумов. По его мнению, отчасти это связано с тем, что многие отечественные организации еще заняты выбором и развертыванием САПР и до PDM у них не дошли руки, но нашим предприятиям никуда от этого не деться. С ним согласна и компания IDC: доля PDM-систем будет расти, и по прогнозу к 2010-му в нашей стране на PDM будет приходиться примерно 13% объединенного рынка САПР и PDM, а в мире — около 30%.

Владение системой: расходы растут?

Судя по отзывам пользователей, затраты на применение и сопровождение САПР увеличиваются (диаграмма 4). Это тем более обидно, что цена мощных компьютеров быстро падает, и теперь пара рабочих станций стоит примерно столько, сколько одна лицензия на САПР среднего класса. К тому же сейчас широкое распространение получила подписка на ПО, которая снижает начальные затраты и упрощает обновление ПО, так как в течение её действия клиент автоматически получает все обновления.

Почему же предприятия жалуются на рост расходов? Во-первых, каждый переход на новую версию требует издержек. Сложные модели, созданные с помощью предыдущей версии САПР, не всегда правильно интерпретируются в следующей. Для проверки совместимости клиенты тратят время и деньги на предварительное тестирование каждой очередной версии САПР. Во-вторых, как упоминалось выше, поставщики постоянно расширяют функционал своих систем, поэтому при обновлении ПО предприятия вынуждены обучать специалистов дополнительным функциям, отрывая их от работы. И, в-третьих, ошибки в системах неизбежны, особенно если новые версии недостаточно отлажены. После каждого обновления ошибки приходится выявлять и документировать заново, а также изобретать способы их обойти. Все это приводит к росту затрат.

Однако поставщики не разделяют такое мнение, мотивируя это тем, что исторически расходы на САПР снижаются. “Оглянитесь на десять-пятнадцать лет назад, когда большинство систем работало на платформе Unix, — предложил Павел Брук. — Тогда стоимость владения была очень высокой. Ведь дорогими были не только лицензии, но и аппаратное обеспечение, и системное администрирование. Сейчас благодаря развитию технологий аппаратного и программного обеспечения 3D-САПР стали гораздо доступнее”.

Действительно, в последнее время САПР значительно подешевели. По некоторым оценкам, за пять лет средняя цена лицензии системы среднего класса снизилась с 10 до 5 тыс. тыс. долл. Даже у тяжелых САПР появились менее дорогие варианты, так как из-за падения спроса в корпоративном секторе их разработчики стараются охватить предприятия среднего и малого бизнеса.

Однако стоимость владения САПР отнюдь не равняется стоимости лицензии. Ведь поставщики применяют методы, обеспечивающие скрытый рост затрат. Елена Соколова перечислила некоторые из них: продажа ограниченных по функционалу версий с расчетом последующего перехода заказчика на более дорогой вариант; поставка лицензий с обязательной оплатой ежегодного технического сопровождения; прекращение поддержки старых версий; практика взимания дополнительных сумм (штрафов) за пропущенное платное сопровождение и даже за несвоевременную оплату годового сопровождения; платная подписка на обновление ПО. “Заметим, что последняя схема по сути является скрытой формой кредитования продавца под обязательство поставки новых версий. Учитывая, что ежегодное обновление ПО не является для предприятия самоцелью и зачастую не приносит ощутимого экономического эффекта, схемы подписки выгодны прежде всего продавцу, а не пользователю, — уверена она. — В результате, купив лицензию по привлекательной цене, заказчик со временем обнаруживает, что реальные затраты оказались существенно выше”.

Немалый вклад в стоимость владения вносят и другие факторы: расходы на обучение работе с системой, порой скрытые, в виде затраченного рабочего времени, затраты на администрирование и сопровождение и т. п. Очевидно, что снижение перечисленных и других издержек может оказать существенное влияние на снижение стоимости владения системой в целом.

Поставщики уверяют, что предпринимают усилия в данном направлении. По словам Артема Аведьяна, компания PTC не следует негласному правилу ежегодного выпуска новой версии и начинает их поставки только после тщательного тестирования и исправления всех возможных ошибок. У SolidWorks в России техническое сопровождение бесплатное и не зависит от того, какую версию ПО применяет клиент, практика штрафов отсутствует, а пользователи оплачивают обновление только тогда, когда переход на новую версию оправдан с точки зрения задач предприятия.

АСКОН выносит новые, наиболее крупные функциональные блоки САПР в отдельные библиотеки и приложения, чтобы их могли приобретать только те пользователи, которым такая функциональность действительно необходима. Компания “Топ Системы” предлагает на выбор два варианта обновлений: апгрейд и подписку на новые версии, а все дополнительные платежи можно делать на добровольной основе. “Мы оставляем выбор за заказчиками, — объяснил Виталий Талдыкин. — Например, оплата дополнительной технической поддержки после окончания действия лицензии продлевает срок “цивилизованной” работы предприятия с программным продуктом. Это, конечно, не избавляет от необходимости его обновления в будущем, но на какое-то время снижает стоимость владения системой. Предприятия уже хорошо научились считать деньги и учитывают такие нюансы”.

Действительно, раньше пользователи САПР довольно охотно переходили на новые версии, так как каждый раз получали много полезного для решения своих насущных задач. Но в последнее время энтузиазм у них поубавился. Инструменты проектирования быстро совершенствуются и удовлетворяют все больше запросов предприятий. В результате стимулов обновлять ПО становится все меньше. Однако пропуск очередной версии может дорого обойтись заказчику. Нередко оказывается, что дешевле купить новую лицензию, чем обновить существующую.

Что делают поставщики для решения этой проблемы? Их подходы различаются. “Пользователи SolidWorks имеют возможность перейти на актуальную версию ПО с любой предыдущей по стандартной цене апгрейда без каких-либо дополнительных оплат и штрафов”, — сообщила Елена Соколова. У компаний “Топ Системы” и АСКОН заказчик, переходящий на новую версию с предыдущей, платит меньше, чем тот, кто пропустил ряд обновлений, при этом чем больше обновлений пропущено, тем выше стоимость апгрейда, но в любом случае она меньше, чем полная цена новой версии. PTC предлагает пользователям различные варианты, включая так называемые амнистирующие апгрейды, позволяющие на льготных условиях погасить просроченные платежи за техподдержку, а UGS решает такие вопросы с каждым заказчиком в индивидуальном порядке.

Судя по всему, разработчики находятся перед дилеммой. С одной стороны, в связи с усилением конкуренции стараются привлечь пользователей и поэтому идут им навстречу при решении финансовых вопросов, но с другой -- не забывают о собственных интересах, пытаясь выжать побольше из имеющейся клиентской базы. В такой ситуации специалисты рекомендуют пользователям не сидеть сложа руки, а активно доносить свое мнение до разработчиков. Ниже мы рассмотрим наиболее распространенные методы обратной связи.

“Железо” для САПР: специализированное или универсальное?

Решение для автоматизации проектирования включает не только программные, но и аппаратные средства. Однако если ПО разрабатывают компании, специализирующиеся в данной области, то в качестве компьютеров в России, как правило, используются обычные универсальные ПК, в которых совершенно не учитывается специфика САПР. А между тем эффективность всего комплекса в значительной степени зависит от аппаратных средств.

“Производительность пользователей САПР складывается из двух частей: быстродействующая аппаратная часть и удобство работы”, — считает Юрий Дроненко из группы компаний Arbyte, специализирующейся на компьютерах для САПР. При выборе компьютера следует также учитывать особенности самого ПО. Ведь для автоматизации проектирования инженеры применяют самые разные приложения, у каждого из которых — свои требования к “железу”.

Для инженерных расчетов с плохо распараллеливаемыми процессами Юрий Дроненко советует применять систему с симметричной многопроцессорной архитектурой (SMP), быстрой подсистемой ввода-вывода, высокой вычислительной мощностью и большим объемом быстрой оперативной памяти. Для инженерных расчетов с хорошо распараллеливаемыми процессами подойдет масштабируемый вычислительный кластер, обладающий быстродействующей структурой межсоединений, специализированной подсистемой распределения заданий и программным обеспечением для повышения эффективности работы.

Проектирование и конструкторско-технологическую подготовку ускорит рабочая станция с профессиональной видеокартой, увеличивающей скорость операций визуализации, и современной дисковой подсистемой с интерфейсами SAS или SATA и поддержкой механизма RAID. Промышленный дизайн не предъявляет особых требований к компьютеру на стадии эскизного проектирования, но при переходе к трехмерному моделированию, визуализации и рендерингу стоит обзавестись хорошей видеокартой, мощным многоядерным процессором и достаточным количеством памяти. Рендеринг особо сложных моделей лучше выполнять с использованием вычислительных кластеров.

Удобство работы сильно зависит от периферийного оборудования. Например, на профессиональном мониторе с высоким разрешением проектировщик может одновременно расположить много элементов управления или основную часть модели, а с помощью 3D-манипулятора, работающего параллельно с мышью, — выполнять операции позиционирования модели (вращения, перемещения и масштабирования) сразу двумя руками.

Понятно, что такие дополнительные преимущества не обходятся даром. Однако, как и у ПО, стоимость владения профессиональной техникой складывается не только из затрат на покупку, но и из издержек на эксплуатацию. “Первую составляющую мы минимизируем, предлагая пользователю конфигурацию графической рабочей станции, оптимизированную под его задачи за счет предварительного тестирования. Это избавляет заказчиков от платы за неиспользуемую вычислительную мощность, — поделился опытом Юрий Дроненко. — Эксплуатационные расходы обычно включают издержки из-за потери информации, ремонта и простоя оборудования. Здесь много зависит от системы контроля качества, применяемой сборщиком компьютеров. Такой процесс должен начинаться на стадии закупки комплектующих изделий, продолжаться путем проверки на этапе сборки и заканчиваться тестированием полностью собранного компьютера. Потерь информации позволяет избежать применение в компьютере описанной выше дисковой подсистемы, а длительного простоя — достаточный срок гарантийного обслуживания и развитая сеть сервисных центров”.

Этапы проектирования и производства: разрыв существует?

На большинстве отечественных предприятий процесс технической подготовки производства слабо интегрирован с общей цепочкой автоматизации проектирования, хотя многие поставщики САПР предлагают для автоматизации производства средства техподготовки (ТПП) и генерации программ для станков с ЧПУ. В результате между этими этапами возникает разрыв. Как его устранить?

Это не простой вопрос, так как проблема многогранная и причин у нее несколько. Первая — техническая. Появление в модели пусть даже незначительных дефектов может привести к тому, что система генерации программ прекратит расчет траектории инструмента. Но при этом конструктор, породивший проблему, возможно, о ней и не подозревает, а технолог-программист — не знает путей её устранения. Для решения такого рода проблем нужно уже на ранних стадиях проектирования организовать процесс согласования конструкторской и технологической части проекта.

По мнению поставщиков, здесь поможет создание на предприятии общего информационного пространства для конструкторов и технологов, в котором данные об изделии передаются по цепочке от проектировщика до станка быстро и без потерь. “Наличие единой непротиворечивой информации о проектируемой и изготавливаемой продукции, возможность накопления опыта и повторного использования знаний приводит к тому, что разрыв между конструкторскими, технологическими, снабженческими и производственными службами существенно сокращается”, — уверен Вячеслав Каширский.

Однако передачу информации затрудняет вышеупомянутая несовместимость САПР разных поставщиков. Например, из-за этого могут нарушиться ассоциативные связи между конструкторской моделью, моделью техпроцесса и его документацией, испортиться важная информация об изделии, такая как размеры, допуски и аннотации. По единодушному мнению игроков, единственный выход из такой ситуации — использовать и для конструкторской, и для технологической подготовки продукты одного и того же производителя. Так что закрытые форматы данных и здесь играют на руку разработчику: купив у него одну систему, клиент будет вынужден приобрести и другую.

Вторая проблема — организационная. По мнению Павла Брука, преодоление разрыва между проектированием и производством — это задача скорее промышленных предприятий, нежели разработчиков САПР. Конструкторские бюро и заводы должны так построить бизнес-процессы, чтобы потери от этого разрыва были минимальными. С ним согласен Артем Аведьян: “Никакое, пусть даже трижды “умное” программное обеспечение не сможет решить проблему передачи изделия в производство, если на предприятии не решена кадровая проблема. Такой разрыв может возникнуть, если на предприятии не осталось грамотных конструкторов, понимающих особенности проектируемых изделий, и опытных технологов, знающих возможности своего производства”. Но все-таки, считает он, программное обеспечение может автоматизировать труд конструкторов и технологов, предоставить каналы передачи данных и в отдельных случаях свести к минимуму человеческий фактор.

Однако по мнению Владимира Малюха нынешние средства подготовки производства далеко не полностью решают проблемы технологов: “В настоящее время их функциональность в основном сводится к автоматизации и упорядочиванию технологического документооборота, что само по себе уже немало. Но судя по неоднократным высказываниям технологов-практиков, им бы пригодились мощные средства моделирования, проверки и оптимизации технологических процессов. Нельзя сказать, что в этой области совсем ничего не делается, но изобилия предложений тоже не наблюдается. Существуют решения для комплексного цифрового моделирования производства, такие, как, например, Delmia, но они дороги и малодоступны для массового потребителя”.

Так что у поставщиков еще непочатый край работы в этом направлении. Им предстоит решить много задач, в том числе по подготовке и оптимизации всего технологического цикла, сборочных операций и технологических переходов, а также по отработке эргономики рабочих мест и планированию необходимых ресурсов.

Спасение пользователей — дело рук самих пользователей?

В области САПР связь с клиентами особенно важна. Ведь такое ПО должно учитывать многочисленные тонкости реального производства, но создают его не инженеры, а программисты, которые зачастую не очень глубоко понимают особенности проектирования и изготовления продукции. Поэтому регулярное общение с заказчиками жизненно необходимо поставщикам.

Последние уверяют, что занимаются этим вопросом, применяя самые разные методы, в первую очередь традиционную техническую поддержку, включающую послепродажное сопровождение систем, учет пожеланий, замечаний и программных ошибок, консультации по электронной почте, по телефону и в офисах компаний, а при необходимости и выезды технических специалистов на предприятия. Однако здесь не обходится без проблем. “Техническая поддержка является пока одним из слабых мест на отечественном рынке САПР, — считает Владимир Малюх. — Ситуация осложняется тем, что специалистов, способных грамотно решить возникающие у пользователей вопросы, не так много, поэтому организация такой традиционной формы помощи, как горячая телефонная линия, сопряжена с трудностями. Свою лепту вносит и то, что наша страна охватывает десяток часовых поясов”.

В некоторой степени последнюю проблему позволяет решить Интернет. Например, компания SolidWorks Russia запустила для онлайновой техподдержки портал SWR-CRM, через который можно передавать заявки по техническим вопросам. По словам Елены Соколовой, эти требования постоянно отслеживаются и своевременно обрабатываются, а клиент закрывает заявку лишь после того, как получит удовлетворительный ответ. К тому же такая CRM-служба дает возможность учитывать требования российских клиентов при разработке новых версий ПО.

Компания “Топ Системы” фиксирует в электронном виде, с присвоением уникального номера, все пожелания и замечания клиентов, причем не только лицензионных, но и тех, кто использует ПО в режиме опытной эксплуатации. С помощью специальной системы люди могут узнавать о ходе своих заявок и получать уведомления. По словам Виталия Талдыкина, большинство предложений клиентов согласовывается с общим планом развития САПР и реализуется в новых версиях.

Некоторые применяют анкетирование. “Наша анкета содержит вопросы по работе системы, ее удобству, недостаткам и т. д., — рассказал Дмитрий Абакумов. — Все замечания по системам мы прорабатываем сами и при необходимости переадресуем их разработчикам, чтобы они исправили неточности в последующих версиях”.

Еще один способ общения — конкурсы, которые в мире САПР играют не столько развлекательную, сколько практическую роль. “В процессе проведения конкурса мы плодотворно общаемся с пользователями, — пояснил Вячеслав Каширский. — Это помогает нам глубже понять их задачи и получить новые идеи по дальнейшему развитию системы”.

Казалось бы, всё в порядке, и пользователи должны быть довольны. Но у них другое мнение. Как показал опрос, проведённый PC Week/RE, большинство вообще не имеет никакой обратной связи с поставщиком, а многие из тех, у кого она есть, не удовлетворены ее работой (диаграмма 5).

В такой ситуации пригодятся интернет-форумы. Ведь с их помощью инженеры могут контактировать не только с сотрудниками поставщика, но и друг с другом, делясь опытом и приемами работы. Форумы хороши еще и тем, что в отличие от телефона позволяют сопроводить вопросы и ответы графическим материалом, примерами проектов, проблемными файлами и т. п. Вендоры тоже могут извлечь пользу из форумов, анализируя поток сообщений и вычленяя наиболее проблемные и интересные для пользователей области.

К сожалению, наша страна отстает от Запада по применению передовых методов обратной связи. Далеко не у всех поставщиков есть на сайтах разделы для форумов, а такой популярный способ обмена информацией, как блоги, у нас пока не в ходу, в то время как за рубежом он получили широкое распространение. Например, на американском сайте Autodesk перечислено несколько десятков блогов по самым разным направлениям проектирования, но на русском сайте этой компании нет даже форума. Не развиты у нас и сообщества пользователей, в то время как на Западе вендоры широко их используют для общения c клиентами. Так, у SolidWorks в одной только Северной Америке работает порядка девяноста таких групп, которые проводят регулярные собрания и приглашают на них представителей фирмы-разработчика. Всемирное сообщество пользователей Autodesk User Group International насчитывает более 100 тыс. членов, но представителей России там обнаружить не удалось. А жаль. Ведь у такого коллектива гораздо больше возможностей повлиять на поставщика, чем у индивидуального пользователя.

Выводы: как быть, что делать?

За последние 10--15 лет средства автоматизации проектирования прошли огромный путь развития с точки зрения расширения функционала, повышения надежности и снижения стоимости. Но, как показывает список перечисленных выше проблем (далеко не полный), им есть куда совершенствоваться. И хотя в основном это задача разработчика, пользователи тоже могут внести свой вклад в ее решение. Они должны обращать внимание разработчиков на недостатки ПО, делиться с ними тонкостями и особенностями своей работы, участвовать в бета-тестировании. Поставщикам ПО стоит внимательно изучать, как работают заказчики, и учитывать особенности их труда, прикладывать больше сил на создание подсказок и руководств для пользователя, упрощать интерфейс, группируя на экране те инструменты, которые необходимы для конкретного процесса (проектирование изделий из листовых материалов, литых деталей, пресс-форм и т. д.), проводить бета-тестирование новых версий, чтобы не выпускать “сырое” ПО. Конечно, всё это требует инвестиций, но они окупаются. Чем выше качество софта, тем меньше затрат требуется на поддержку.