Вы обречены проектировать с помощью ЭВМ
Затянувшийся период физиологического выживания отечественных промышленных предприятий существенно ослабляет их конкурентоспособность. Во многом это происходит из-за вымывания талантливых специалистов и явно недостаточных вложений в новые информационные технологии проектирования и изготовления, что непосредственно отражается на качестве и дизайне выпускаемых изделий, а также сроках их выхода на рынок.
То, что проектирование и производство современной продукции невозможно без компьютерных технологий, знает теперь каждый школьник. Но широкое применение таких технологий невозможно без вложений в компьютерную технику и программное обеспечение. Автоматизация конструирования и изготовления требует немалых средств и наличия квалифицированного персонала. На сегодняшний день отечественных предприятий, массово оснащенных компьютерной техникой, насчитываются единицы. Большая же часть предприятий сделала лишь первые шаги в этом направлении (один компьютер на группу 5 - 10 человек конечно же не обеспечивает комплексной автоматизации). Во всем мире конструирование, моделирование, выпуск конструкторской и технологической документации, разработка управляющих программ, различные расчеты выполняются с помощью компьютера. Другого пути нет, и если предприятие надеется сейчас или в будущем быть успешным, оно обязано вкладывать средства в компьютеризацию.
Какую систему выбрать?
Выбор программных средств является непростым делом - порой существуют десятки различных систем для решения одних и тех же задач. Но в то же время не надо его и излишне усложнять, поскольку выбор программного продукта мало чем отличается от выбора любого движимого или недвижимого имущества. Покупая автомобиль, вы знаете, что любое авто способно быть средством передвижения. Отличаются же они друг от друга стоимостью, скоростными данными, уровнем комфорта, сложностью технического обслуживания и т. д. Единственно разумным и правильным критерием является оптимальное сочетание стоимости и эффективности. Любой чертежно-графический редактор способен выпускать документацию, любая система проектирования управляющих программ так или иначе обеспечивает программирование оборудования с ЧПУ. Чтобы сделать правильный выбор программной системы, вы должны оценить ее функциональные возможности, стоимость, дружественность интерфейса, время освоения и затраты на сопровождение. Кроме того, необходимо учесть специфику системы в конкретной области применения и комплексность, то есть возможность стыковки с другими пакетами.
AutoCAD - миф и реальность
Система AutoCAD, разработанная фирмой AutoDesk, появилась в России практически одновременно с первыми персональными компьютерами. Отсутствие отечественного программного обеспечения и необходимости платить за использование системы обеспечили ее широкое распространение. В настоящее время AutoDesk пожинает плоды, безуспешно пытаясь заставить бывших "советских" пользователей приобретать систему официально. Наиболее частой практикой является приобретение всего одной копии для официальной регистрации и получения статуса пользователя при одновременном массовом использовании взломанной системы.
Один из официальных мифов Autodesk говорит о том, что AutoCAD является чуть ли не лидером в области систем проектирования. Здесь явно путаются понятия лидерства и распространенности в отдельной локальной области. AutoCAD на Западе используется как недорогой "электронный" кульман в приложении к мощным системам проектирования типа CADDS, CATIA, PRO/Engineer, EUCLID и т. п. Его стоимость в 4 - 5 тысяч долларов является вполне приемлемой для западных компаний (по сравнению со стоимостью перечисленных выше систем "тяжелого" класса, выражающейся в десятках тысяч долларов). Использование же в данном качестве пакета стоимостью от 2,5 до 4 тысяч долларов за одно рабочее место на российских предприятиях при наличии отечественных систем стоимостью в несколько сотен долларов, безусловно, является неоправданным. К тому же AutoCAD необходимо "нарастить" необходимым окружением для поддержки нормативов ЕСКД, что обойдется еще примерно в 500 долл. Если говорить только о выпуске чертежной документации, то она получается прямо "золотая".
Стремление Autodesk перейти в следующую весовую категорию тоже не увенчалось успехом. Объявленный пакет AutoCAD-Manufacturing, что называется, "не пошел" и в настоящее время снят с продажи (к тому же данная система разрабатывалась не самой компанией Autodesk, а сторонней фирмой).
Все вышесказанное вовсе не означает, что AutoCAD плох - это серьезный и надежный продукт, способный полностью решать задачи выпуска чертежной документации. Просто его стоимость на порядок выше стоимости отечественных систем, которые к тому же существенно проще в обучении и в эксплуатации, ориентированы на отечественные стандарты и способны гораздо быстрее реагировать на пожелания пользователей. По комплексному показателю "стоимость - эффективность" AutoCAD явно уступает основным российским конкурентам.
Отечественные графические системы
Отечественные графические системы появились в 1989-1990 годах. Наиболее распространенными являются КОМПАС (АО "Аскон", Санкт-Петербург), ADEM (фирма Omega Technologies, Москва) и T-FLEX CAD (фирма "Топ Системы", Москва).
Функциональные возможности вышеперечисленных систем имеют много общего, поскольку все они способны выпускать чертежно-конструкторскую документацию в соответствии с ЕСКД. По стоимости КОМПАС и T-FLEX CAD практически одинаковы, а ADEM дороже примерно в три раза. Все три системы включают в себя дополнительные возможности для трехмерного твердотельного моделирования, имеющие в настоящее время весьма ограниченное применение из-за отсутствия поверхностного представления о последующей обработке. Кроме того, КОМПАС и ADEM имеют собственные средства проектирования управляющих программ для 2-3D-обработки. Подробное сравнение функциональных возможностей систем выходит за рамки данной статьи, поэтому рассмотрим только их ключевые особенности.
КОМПАС лучше других приспособлен для массового выпуска как типовой, так и единичной документации в режиме "электронного кульмана", обеспечивая быстрый переход от кульмана к компьютеру даже персонала с невысокой квалификацией. Ориентация исключительно на черчение позволила обеспечить удобное и быстрое построение чертежа, его обработку и редактирование, удобное заполнение штампа и задание технических требований во встроенном текстовом редакторе. При этом конструктор-чертежник, естественно, работает с такими понятиями, как чертеж, штамп, вид, размер, допуск, шероховатость и т. п. Система отличается широким перечнем готовых библиотек и прикладных САПР для различных областей применения. Открытый формат чертежа и собственная среда разработки приложений (с использованием Си в качестве макроязыка) сделали КОМПАС универсальным чертежным инструментом для разработчика параметрических библиотек и прикладных САПР. Наличие большого количества конструкторских приложений, систем для проектирования управляющих программ и технологических процессов, штампов, пресс-форм, карт раскроя и т. п. обеспечивает комплексное решение конструкторской и технологической подготовки производства на базе самых доступных персональных компьютеров. КОМПАС может эффективно использовать парк низкопроизводительных IBM PC 286/386, работая даже на XT и поддерживая практически всю сохранившуюся от EC и CM ЭВМ-периферию. Бесплатная утилита просмотра чертежей позволяет привозить документацию к заказчику в электронном виде. К недостаткам текущей версии системы можно отнести отсутствие интерактивной параметризации.
T-FLEX CAD по своей природе является параметризатором. Его применение особенно оправдано при ограниченном числе параметрических деталей и отсутствии массового выпуска нетиповых чертежей. В целом неплохая интерактивная параметризация имеет свои недостатки: связи задаются одновременно с построением, что заметно усложняет этот процесс и может привести к созданию неверно работающих моделей в случае ошибок пользователя. Следует отметить современный интерфейс данного продукта. T-FLEX CAD довольно слабо интегрирован с технологическими системами, а недостаток готовых библиотек предлагается возместить самому конструктору с помощью средств создания параметрических моделей.
К достоинствам системы ADEM следует отнести реализованные средства мультипликативной графики, а также тесную интеграцию с технологической системой для разработки управляющих программ. Систему отличает нестандартный интерфейс с большим количеством одновременно присутствующих на экране команд. К недостаткам можно отнести отсутствие полноценной интерактивной параметризации и практическое отсутствие готовых библиотек стандартных элементов и конструкторских приложений.
На наш взгляд, только три эти российские фирмы способны повысить качественный уровень своих продуктов и вести наукоемкие перспективные разработки в области конструкторской графики и трехмерного моделирования.
Тенденции развития графических систем
Перечислим основные характеристики чертежно-графической системы нового поколения. К ним относятся:
- стандартизованный современный интерфейс;
- широкий набор приложений (библиотек стандартных элементов и прикладных САПР для различных областей применения);
- инструментальные средства разработки приложений с помощью различных стандартных систем программирования;
- интерактивная параметризация, позволяющая создавать параметрические модели без применения программирования;
- наличие чертежных средств как составной части интегрированной системы, включающей полноценное трехмерное моделирование поверхностей и твердых тел;
- поддержка наиболее приоритетных стандартных форматов обмена (DXF, IGES, STEP).
Перечисленные требования к современной конструкторской системе и определяют основные направления развития программных средств конструкторской графики. Отсутствие каких-либо функциональных возможностей из данного списка ощутимо скажется на конкурентоспособности конкретной системы.
Можно с уверенностью утверждать, что все ведущие фирмы-разработчики будут прилагать усилия для реализации отсутствующих компонентов. В частности, новая версия КОМПАС будет обеспечивать полноценное поверхностное и твердотельное трехмерное моделирование с использованием современных NURBS-технологий. В настоящее время завершена работа по реализации математического аппарата интерактивной параметризации (которая будет составной частью как чертежной системы, так и системы геометрического моделирования), а в качестве средства разработки приложений можно будет использовать любую стандартную систему программирования для Windows.
Трехмерные возможности
Важность наличия средств создания трехмерных моделей объясняется незаполненностью ниши систем среднего класса, обеспечивающих полноценное моделирование без использования дорогостоящих программно-аппаратных комплексов. И дело даже не в том, что в реальной жизни трехмерные возможности имеют ограниченное применение. Просто в случае их отсутствия в недалеком будущем такая система не выдержит конкурентной борьбы. Желание мыслить трехмерными образами есть объективная реальность, потребность в трехмерных системах для большого завода составляет примерно 10 - 30% от общего количества рабочих мест конструктора. Поэтому при сравнении в недалеком будущем двух или трех систем на конкретном предприятии предпочтение будет отдано продукту, включающему в себя не только чертежно-графический редактор, но и средства геометрического моделирования (с возможностью последующей технологической обработки встроенными средствами или путем передачи полученных моделей в систему тяжелого класса). Это позволит потребителю комплексно решать свои задачи, используя различные модули интегрированной системы для автоматизации различных служб предприятия.
Windows - современный стандарт ОС для ПК
MS DOS как операционная система давно исчерпала себя и в настоящее время сдерживает использование аппаратных возможностей персональных компьютеров, которые уже приближаются по мощности к графическим станциям. После стремительного выхода на рынок Windows 95 и ощутимого успеха Windows NT можно утверждать, что Windows стала фактическим стандартом для ПК, за исключением некоторых областей применения (например, банковских технологий). Все новые разработки будут реализовываться в первую очередь для данной среды. Многозадачность, использование всех возможностей компьютера, развитые встроенные сетевые средства, простой и доступный пиктограммный интерфейс, реалистичная работа с текстом и многое другое сделали ее совершенным и в то же время простым инструментом.
Специалистами прогнозируется слияние в ближайшие годы Windows 95 и Windows NT Workstation в единую ОС для компьютеров на платформе Intel, сочетающую все преимущества данных продуктов.
После появления Windows 95 практически вся Америка и Европа уже осуществили модернизацию своих ПК, заменив их на высокопроизводительные Pentium. В России этот процесс растянется на годы из-за весьма ограниченных финансовых возможностей промышленных предприятий. В 1996 - 1997 годах ожидается выход Windows-версий всех отечественных графических систем. Таким образом, начинается новый виток конкурентной борьбы.
Кто победит?
Одновременное сосуществование на мировом рынке CAD/CAM-систем многих десятков программных продуктов показывает, что однозначного доминирования на нем достигнуть трудно. Наиболее вероятной перспективой является продолжение борьбы за потребителя при повышении качественного уровня всех систем. Ближайшие два года продемонстрируют потенциал отечественных фирм-разработчиков в области создания интегрированных систем среднего класса с возможностями черчения, полноценного моделирования, наличием мощных инструментальных средств и широкого набора приложений. Успешная их разработка позволит резко потеснить AutoCAD, который уже сейчас заметно сдает свои позиции и уступает отечественным системам по комплексному показателю "стоимость - эффективность", а при наличии у них (или у какой-либо из них) полноценных трехмерных возможностей будет явно им уступать (за исключением, может быть, архитектурного проектирования и некоторых других областей).
Поскольку разработка в среде Windows является качественно более трудоемким процессом по сравнению с созданием ПО для DOS, не исключено, что сегодняшние отечественные лидеры в данной области по-разному справятся с этой задачей, тем самым изменив соотношение функциональных возможностей доминирующих программных продуктов. Это касается в первую очередь наличия параметризации и средств а полноценного трехмерного поверхностного и твердотельного моделирования, полномасштабная реализация которых потребует значительных финансовых и интеллектуальных ресурсов.
Как говорится, поживем - увидим.
Александр Голиков
