Рынок САПР: что нового?

ОБЗОРЫ

На первый взгляд САПР для машиностроения не сильно изменились за последние пять-шесть лет. Напомним, что к таким системам относят программы, которые служат для автоматизированного проектирования, подготовки производства, инженерного анализа и управления инженерными данными (т. е. соответственно CAD, CAM, CAE и PDM в английской терминологии). В прошлом остались периоды революционных новаций, вызванных появлением персонального компьютера или выходом на сцену САПР среднего класса. Сейчас продукты развиваются эволюционно: с каждой новой версией их возможности расширяются, но никаких сногсшибательных новинок не наблюдается. Однако это не значит, что в данной области наступил застой. Напротив, внимательное изучение позволяет выявить ряд любопытных тенденций, которые не только характеризуют нынешний этап эволюции САПР, но могут привести к прорыву в недалеком будущем.

Возрождение спроса

Прежде всего хочется отметить такое положительное явление, как возобновление роста рынка САПР. Точные оценки за прошлый год еще не опубликованы, но предварительные внушают оптимизм (диагр. 1). Дело в том, что в первые годы нового тысячелетия впервые за все время существования САПР объем продаж перестал расти, а по некоторым данным, даже начал сокращаться. Отчасти это было вызвано спадом мировой экономики. Ведь основными покупателями САПР являются промышленные предприятия и конструкторские бюро. В тяжелых экономических условиях их доходы упали, и им уже было не до покупки нового софта.

Диагр. 1. Рынок САПР в регионе EMEA (доход поставщиков)

Но есть и другая причина, свойственная именно отрасли САПР. По единодушному мнению аналитиков, на Западе этот рынок близок к насыщению. Практически все промышленные предприятия уже обзавелись теми или иными средствами автоматизации проектирования. И хотя переход с двумерных систем на трехмерные еще не завершился, эксперты не видят серьезных причин, которые могли бы побудить пользователей покупать новые инструменты. В нашей стране до насыщения еще далеко, и доходы поставщиков быстро растут (по предварительной оценке специалистов, в 2004 г. у разных фирм рост составит от 25 до 60%). Правда, поскольку объем российского рынка САПР не превышает 1% от мирового, в глобальном масштабе его влияние не ощущается.

В такой ситуации производители САПР вынуждены снижать цены на продукты. В результате средняя цена рабочего места за последние годы сильно сократилась: если в начале 90-х она составляла около 20 тыс. долл., то сейчас упала до 4-6 тыс. Конечно, "тяжелые" САПР стоят дороже, однако и они тоже дешевеют. Казалось бы, в такой ситуации доходы поставщиков должны падать. Но ничего подобного! Объем продаж ведущих игроков рос весь прошлый год (диагр. 2). В чем же причина? По мнению аналитиков, стоимость рабочего места сейчас преодолела тот ценовой порог, за которым начался приток новых пользователей из числа малых и средних предприятий. Раньше они применяли недорогие двумерные САПР, а теперь могут себе позволить переход на трехмерные продукты среднего класса. В результате продажи средних систем в 2004-м увеличились на 9% (предварительная оценка аналитической компании Daratech) и до 2008-го будут расти на 11% в год.

Другим двигателем рынка САПР в минувшем году стали программы для инженерного анализа (CAE). В этом сегменте наблюдался настоящий бум: по данным Daratech, в 2004-м объем продаж вырос на 12% по сравнению с 2003-м. Причин здесь несколько. Во-первых, в соответствии с законом Мура снижается стоимость высокопроизводительных компьютеров, необходимых для инженерных расчетов. В результате CAE-системы, которые раньше работали на мощных серверах или специализированных рабочих станциях, теперь могут исполняться на настольных ПК. Во-вторых, аналитические продукты стали гораздо проще в использовании, а их возможности расширились, что позволяет проводить виртуальное моделирование параллельно с физическим, чтобы корректировать результаты и повышать точность виртуальных методов. Все это способствует росту популярности технологии CAE.

Что касается расстановки сил на рынке САПР, то уже много лет ведущее положение занимает четверка лидеров - Autodesk, PTC, UGS (в прошлом году выделилась из EDS) и Dassault Systemes. На их долю проходится порядка 60% рынка (по данным британской аналитической компании Cambashi), и, видимо, в ближайшее время ситуация не изменится, поскольку каждая из этих компаний имеет прочные позиции в области САПР и активно старается сохранить их, несмотря на конкуренцию. А вот более мелкие игроки постоянно исчезают с рынка. Одни уходят сами, не выдержав конкурентной борьбы. Других поглощают киты индустрии, которые таким образом стараются получить новые технологии и избавиться от соперников. Например, недавно UGS купила компанию Tecnomatics, входящую в ведущую десятку, Dassault приобрела ряд европейских подразделений своего партнера - Rand Worldwide (включая российское представительство), поставщик CAE-продуктов Ansys поглотил конкурирующую фирму Century Dynamics.

Таким образом, крупные игроки становятся еще крупнее, а консолидация в области САПР растет, что, впрочем, свойственно всем зрелым рынкам.

Роль PLM

Интеграция данных, полученных на разных этапах жизненного цикла изделия, всегда была главной головной болью промышленных предприятий. С самого начала компьютерной эпохи сотрудники производили огромные объемы информации, но не могли использовать ее на 100%, так как обмен данными между разными корпоративными системами затрудняла несовместимость форматов и отсутствие эффективных средств управления данными. Такая ситуация сложилась исторически, поскольку предприятия обычно автоматизировали отдельные производственные задания хаотически, не планируя заранее, как они будут интегрировать различные участки в единое целое. В результате образовались изолированные островки автоматизации, слабо связанные друг с другом, и колоссальные информационные богатства пропадают зря.

Диагр. 2. Доход ведущих поставщиков САПР, млн. долл.

Решить эту проблему призвана концепция управления жизненным циклом изделия (Product Lifecycle Management, PLM), которая появилась в начале тысячелетия и с тех пор постепенно завоевывает признание в промышленном секторе. Напомним, что главная идея заключается в интеграции всех данных, создаваемых на протяжении жизненного цикла изделия - от разработки до утилизации. Правда, до сих пор среди ведущих игроков рынка САПР отсутствует единство по поводу того, как нужно реализовывать эту концепцию и какие продукты относятся к данному классу. Даже разные аналитические фирмы оценивают рынок PLM по-разному, однако сходятся в одном: он растет и будет расти в ближайшие годы.

Это - важная тенденция, которая определяет дальнейшее развитие САПР. Ведь чтобы подстегнуть спрос, необходимо привлечь внимание пользователей и убедить их в необходимости покупки нового софта. А в последнее время добиться этого стало труднее, так как традиционные CAD/CAM-продукты разных поставщиков выполняют примерно одинаковые функции и мало отличаются друг от друга (конечно, если они принадлежат к одному классу). И здесь на помощь пришла идея PLM, нашедшая отклик в сердцах пользователей даже в тяжелых экономических условиях, поскольку она сулила немалые выгоды с точки зрения ускорения выпуска новых продуктов, снижения издержек на производство, повышения конкурентоспособности и т. д.

Сейчас все ведущие игроки рынка САПР выпускают интегрированные комплекты, так или иначе реализующие идею PLM. Их основу составляет система управления инженерными данными (Product Data Management, PDM). В связи с этим аналитики прогнозируют бурный рост рынка PDM, еще очень далекого от насыщения.

Таким образом, в продаже есть много PLM-продуктов. Теперь дело за пользователями, которые проявляют живой интерес к преимуществам новой концепции. Но несмотря на это, даже на Западе, где компании используют любую возможность, чтобы выжить в конкурентной борьбе, пока не наблюдается массового перехода на PLM. В чем же дело? Оказывается, путь к светлому будущему весьма долог и тернист, так как подразумевает не только длительное и недешевое внедрение нового софта, но и внесение изменений в привычный стиль работы. Раньше лишь киты индустрии могли позволить себе такие расходы. Поэтому первопроходцами в деле управления жизненным циклом стали крупнейшие промышленные предприятия из автомобильной, авиакосмической и судостроительной отраслей. Но и они еще не реализовали эту концепцию полностью.

Чтобы подстегнуть спрос на PLM-продукты, поставщики обратили внимание на предприятия малого и среднего бизнеса. Так, в прошлом году Dassault заключила партнерство с Microsoft. Предполагается, что интеграция технологий двух фирм упростит внедрение PLM небольшим предприятиям, которые в основном применяют платформы Microsoft. Компании PTC (в содружестве с IBM) и Arena Solutions начали предлагать им онлайновый доступ к средствам PLM. Поставщики САПР среднего класса интегрировали в свои пакеты PDM-системы, превратив их тем самым в мини-PLM. А IBM выпустила комплект PLM Express, ориентированный на рынок СМБ (средний и малый бизнес). Такая активность поставщиков позволяет аналитикам прогнозировать рост популярности PLM среди небольших (по западным меркам) предприятий. Так, AMR Research полагает, что к 2008 г. организации с годовым оборотом менее 1 млрд. долл. инвестируют в PLM более 5 млрд. долл.

Важную роль в росте популярности PLM сыграл и опыт пионеров, показавший, что целесообразность реализации этой технологии зависит не столько от размера бизнеса, сколько от сложности производственных процессов. Поэтому управлять жизненным циклом изделий должны не только гиганты индустрии, но и мелкие фирмы, имеющие дело со сложными процессами.

К сожалению, переход на PLM осложняет несовместимость форматов данных из разных САПР. Ведь предприятие и его партнеры обычно используют несколько систем автоматизации проектирования. Но интегрировать их сложно из-за разницы в форматах. Трудно даже просто перенести модель из одной системы в другую. Для этого приходится применять трансляторы, которые ухудшают качество данных и приводят к ошибкам. Существующие стандарты, такие, как STEP и IGES, не позволяют решить проблему информационного обмена, так как сохраняют лишь геометрические свойства модели. И хотя в последнее время в деле стандартизации наметились некоторые сдвиги, об успехе говорить еще рано - ведь сейчас каждый лидер рынка усиленно продвигает свой формат. Например, UGS предлагает PLM XML для обмена моделями и JT для их визуализации, Dassault разрабатывает 3D XML, а Autodesk старается привлечь внимание к DWG, конкурируя в этой области с фирмой Adobe и ее форматом PDF. Поэтому аналитики считают, что в ближайшее время не стоит ожидать появления единого набора стандартов, и советуют пользователям требовать от поставщиков активизации усилий в этом направлении.

Аутсорсинг как двигатель прогресса

Популярности PLM способствует и такая современная тенденция, как усиление разделения труда. Раньше предприятия старались все делать самостоятельно - достаточно вспомнить Генри Форда, который контролировал все этапы производства автомобиля от синтеза каучука для шин до сборки машин. Теперь времена изменились, и распылять усилия стало невыгодно. Конкуренция вынуждает предприятия сосредоточиться в узкой области и добиться в ней максимальной компетенции. В результате созданием одного изделия сейчас занимается множество производителей.

Более того, на Западе в последнее время растет объем работ, передаваемых на субподряд за рубеж - в развивающиеся страны, где рабочая сила стоит дешевле. Это объективная тенденция, и она быстро набирает силу. В результате огромные объемы массовой, стандартной продукции теперь создаются в Азии, а в США и Западной Европе выпускаются более сложные или заказные изделия. Работа в условиях глобализации требует тесного взаимодействия между многочисленными участниками процесса проектирования и производства, которые к тому же могут находиться в совершенно разных точках земного шара.

И здесь трудно обойтись без технологии PLM. Ведь одна из ее ключевых задач - организация коллективной работы над изделием на протяжении всего его жизненного цикла. Именно для этого предназначены средства управления и обмена данными, создаваемыми во время проектирования, производства, эксплуатации и утилизации продукта. Так что предприятия волей-неволей будут вынуждены переходить на PLM. Иначе им не удастся эффективно организовать сотрудничество с партнерами по бизнесу. Это позволяет аналитикам заявлять, что сейчас PLM уже не просто обеспечивает конкурентное преимущество, а является необходимым условием для выживания. В результате системы автоматизации проектирования, представляющие собой составную часть PLM-решения, превращаются из индивидуального инструмента в средство для коллективной работы.

Другие тенденции

За время своего существования САПР прошли длинный путь развития и превратились в мощные системы, автоматизирующие практически все распространенные операции проектирования, анализа и подготовки к производству. Если взглянуть на последние версии популярных САПР, то можно выявить ряд общих моментов, характерных для нынешнего этапа их эволюции:

- пользовательский интерфейс становится удобнее. Появление графических средств и контекстно-чувствительных меню значительно упрощает работу;

- CAD-системы среднего класса все более тесно интегрируются с CAM и PDM и даже содержат некоторые элементы CAE. В результате можно выполнять разные задания, не покидая единого пользовательского интерфейса;

- продукты для твердотельного моделирования среднего класса теперь включают средства поверхностного моделирования и изделий из листового металла, что облегчает создание поверхностей сложной формы;

- в современных системах имеются мастер-программы и средства управления знаниями, позволяющие использовать опыт экспертов в процессе проектирования;

- САПР позволяют моделировать не только изделия, но и их эргономические возможности;

- в состав САПР входят утилиты для обнаружения и исправления наиболее распространенных ошибок данных, возникающих при передаче моделей из одной системы в другую;

- модели становятся все более фотореалистичными, а отдельные объекты - интеллектуальными;

- растет роль Интернета в качестве средства обмена инженерной информацией, упрощения проектирования и обучения.

Говоря о будущем направлении эволюции САПР, аналитики ожидают развития перечисленных тенденций и появления ряда новых, например таких, как использование виртуальной реальности, работа со сложными сборками в режиме "что, если...", моделирование на основе правил и т. д.

Что касается нынешних САПР, то они представляют собой зрелые, надежные продукты. И хотя этот сегмент не превышает 3% от всего рынка ПО, эти системы очень важны для мировой экономики. Ни одно промышленное предприятие не обходится без САПР. Ведь без них невозможно создание реальной продукции, которую все мы используем, - автомобилей, станков, самолетов, бытовых приборов. Поэтому продажи САПР могут расти или падать, но это мало отражается на их качестве. Они только становятся лучше.