Анализ компьютерных технологий
Для моделирования и производства изделий
Объект исследования: системы CAD и CAE .
Результаты, полученные лично автором: проведена классификация систем в области компьютерных технологий, выделены особенности систем CAD/CAE, проанализированы ведущие производители, как мировые, так и российские и их направления исследований, представлен обобщённый анализ дальнейшего вектора развития технологий.
Системы CAD и CAE в настоящее время являются одним из основных способов проектирования продуктов (начальных стадий жизненного цикла), в особенности сложных и высокотехнологичных, для которых компьютерный дизайн практически единственный способ разработки.
Системы CAD/CAE поддерживают создание 3D геометрической структуры (CAD) и расчетных моделей (CAE), а также функциональных моделей и являются основными средствами создания данных о продуктах, в дальнейшем используемых всеми системами организации и управления производством.
По данным компании Business Advantage, уровень внедрения даже базисных технологий CAD (трехмерное моделирование) далек от 100%. При этом лишь 28% участников опроса используют моделирование, включающее средства CAE (выборка 409 компаний – пользователей технологий CAD, распределенных по различным регионам и областям деятельности) (рис. 1).
Рис. 1
Основные технологии CAD и CAE: системы трехмерного геометрического моделирования, твердотельная геометрия, параметрическое моделирование, прямое моделирование, системы инженерного анализа.
Современные системы анализа позволяют моделировать широкий диапазон физических процессов. Наиболее распространены следующие типы моделирования: анализ механических свойств, моделирование динамики систем твердых тел, вычислительная гидродинамика, тепловой анализ, электромагнитное моделирование, моделирование процессов, оптимизация, системное проектирование на основе моделей.
Ведущие международные производители CAD- и CAE-систем: Dassault Systemes (France/USA), Autodesk (USA), Siemens PLM (Germany/USA), PTC (USA). Каждая из этих компаний в настоящее время за счет разработки новых продуктов и поглощения других компаний имеет полную линейку продуктов для CAD, CAE и PDM, поддерживающих PLM-концепцию. Три ведущие компании, специализирующиеся в основном на CAE, включают: ANSYS (USA); Altair Engineering (USA); MSC (USA).
Отдельно стоит отметить компанию Mathworks , производителя популярной среды для численных расчетов MATLAB исреды моделирования сложных динамических систем Simulink.
Каждая из приведённых компаний имеет своё направление развития. Например, компания Dassault Systemes поддерживает линию продуктов SolidWorks, ориентированную на средние и малые предприятия; доля продуктов Autodesk ориентирована на пользователей в индустрии CMИ и развлечений; основная идея компании PTC - агрессивное развитие концепции PLM в областиуслуг Service Lifecycle Management ив области поддержки программного обеспечения и т.п.
В области CAE есть несколько специализированных компаний, играющих крайне важную роль: ANSYS, Altair Engineering, МSC и др.
Россия — одна из немногих стран с конкурентоспособными производителями CAD.
АСКОН - самая крупная компания среди российских производителей систем CAD. По информации компании, её доля российского рынка CAD составляет 15–20%.
Основные продукты — средства MCAD КОМПАС-3D, КОМПАС-График, ядро C3D, система PDM ЛОЦМАН.
Топ-системы - второй по величине российский производитель CAD. Основные продукты линии T-FLEX.
Ряд компаний - производителей специализируются на средствах CAE, в частности НТЦ АПМ (WinMachine), компании Fidesys, Tesis и др.
В целом можно отметить, что «большая четвёрка мировых компаний» ориентируется на крупных клиентах. Продукты среднего уровня (Solidworks, SolidEdge, Autodesk Inventor) доступны для среднего бизнеса, но имеют более ограниченные возможности, особенно в части CAE.
Материал поступил в редколлегию 03.05.2017
УДК 621.9
И.С. Крылов
Научный руководитель : профессор кафедры «Технология машиностроения», д.т.н., В.П.Федоров