САПР в машиностроении: смена поставщика
Часть I. Как понять, что ваша САПР устарела и что делать дальше
Почему компании ищут другие инструменты
При внедрении ваша CAD-система стояла у истоков прогресса, а сейчас кажется, что она работает как затупившийся инструмент? Возникает логический вопрос — стоит ли ее заменять или безопаснее все же попытаться получить больше от существующего ПО? В пользу смены — играет возможность выбрать новейшее и передовое программное обеспечение. Но сильна и негативная сторона — затраты, обновление аппаратного обеспечения, обучение сотрудников, преобразование устаревших данных.
Недавнее исследование Tech-Clarity показало, что компании-лидеры сократили время разработки продукта на 19%, сократили инженерные затраты на 15%, и на 16% сократили время выполнения заказа именно за счет внедрения тех САПР, которыми пользуются на данный момент. В ходе опроса по этому поводу выяснилось, что количество компаний, перешедших на использование других CAD-систем по коммерческим соображениям, увеличилось с 31% в интервью, проведенных 7 лет назад, до 61% в 2019 году. При этом количество компаний, указавших причиной перехода сами инструменты предыдущих систем, сократилось с 48% до 22%. То есть стала важна не только технологическая сторона продукта. Изменения в ответах на эти вопросы определяют, насколько стратегическими инструментами САПР стали для большинства компаний. Исследование показало и «темную» сторону смены софта — 13 недель в среднем было потрачено на восстановление уровня производительности старой системы и 46 недель в среднем — на достижение полной окупаемости инвестиций в новую CAD-систему. Прежний уровень производительности восстанавливался в течение 21 недели и окупался за 50 недель.
Но почему компании меняют инструменты CAD? Лидирующими причинами остаются функциональность и лучшая производительность. За этим следует простота использования и цена. Эти факторы неизменны не только на рынке CAD, но характерны и для выбора другого программного обеспечения. На третьем месте причин смены поставщика оказалось предпочтение пользователей — это связывают с двумя тенденциями. Во-первых, руководство понимает, что для оптимизации производительности инженеров им необходимы комфортные условия работы и удовлетворенность от используемых инструментов. Во-вторых, это говорит о прогрессе, достигнутом поставщиками CAD по облегчению работы с данными, создание так называемого «мульти-CAD» — возможности работы сразу с несколькими САПР решениями.
Несмотря на то что инструменты САПР существенно изменились за последние годы, самой распространенной причиной перехода на новую систему до сих пор остается нехватка необходимой функциональности.
Тенденции показывают, что изменениями поставщика САПР чаще движут бизнес-причины. Отношения с поставщиками, стратегическое видение вендора и полный портфель его предложений оказывают большее влияние. Это демонстрирует еще один сдвиг по всему рынку ИТ — важность сервиса. Компании хотят, чтобы их поставщик CAD был ценным партнером. За последние 5 лет компании на 82% больше склонны менять инструменты CAD просто потому, что им не нравятся отношения с поставщиком.
Говоря о ROI, компании признают, что при смене CAD закладывают инвестирование в обучение — хотя оно и отнимает много времени, в долгосрочной перспективе приводит к повышению производительности.
Критерии выбора новой САПР
✅ Эффективное 3D моделирование
Трехмерная модель должна точно отражать каждый компонент в изделиях и взаимоотношения между ними. Должна быть возможность проектировать как можно меньше этапов без ущерба для качества проектирования.
Оценивая CAD-программы, в первую очередь выясните, насколько эффективен каждый пакет при создании продукции, которую производит ваша компания. Стоит протестировать, насколько легко собирается большое количество деталей и как импортируются приобретенные детали из библиотеки. В итоге новая система должна обеспечить уменьшение количества шагов хотя бы на 20 процентов.
✅ Обмен информацией внутри предприятия
Большинство производителей уже не ведет бизнес только в одной стране и полагается на международные сообщества поставщиков запчастей, инструментов, подсистем, производственного оборудования и дизайна. Так что лучше выбрать популярную систему CAD, поддерживающую множество форматов и стандартов. Минимум поддержки международных стандартов— STEP, IGES, VDA и IDF. Этот выбор поможет избавиться от бесконечной конвертации файлов из одной системы в другую, что не только занимает время, но и приводит к ошибкам.
Оцените инструменты для исправления повреждений импортируемых форм. Не ограничивайте ожидания от обмена данными, и обменом файлами: современные системы позволяют сотрудникам и заказчикам вести совместную работу над проектом в режиме реального времени. Такой обмен данными экономит тысячи часов и недель рабочего времени.
✅ Работа над проектом от концепции до производства
Ориентируйтесь на CAD-программы с богатым спектром приложений, сокращающих не только время проектирования, но и тестирования, обработки, расчета стоимости и проверки.
Испытания физических свойств — дорогостоящие и медленные. И нынешнее развитие САПР позволяет тестировать внутри ПО воздействие множества физических характеристик — кинематики, динамики, напряжения, прогиба, вибрации, температур. Специализированные модули проектирования электропроводки помогут обеспечить правильное подключение оборудования, системы с включенной оценкой затрат позволят следить за соответствием смете.
✅ Управление данными
Сулит выгоду и уменьшение головной боли интеграция CAD с системами управлениями данных о продукте PDM (Product data management). Без PDM проектировщики могут перезаписывать работы друг друга, изобретать заново уже разработанные ранее детали. Вместе эти ошибки тратят сотни часов каждый год и тысячи долларов на бракованные детали. Плюс PDM-систем не только в хранении и организации файлов. Они также помогают находить существующие детали для повторного использования, составлять перечни материалов для оценки стоимости и передавать информацию в системы планирования производственных ресурсов.
✅ Понятный пользовательский интерфейс
Ищите систему с короткой кривой обучения — понятным пользовательским интерфейсом. Убедитесь, что процедуры проектирования и производства логически протекают от начала до конца. Выбирайте продукт с компьютерными учебными пособиями и онлайн-сообществом, где можно задавать вопросы и получать на них ответы.
✅ Продуктивные деловые отношения с поставщиком
Уже отмечалось, что одна их самых частых причин смены поставщика — вовсе не технические аспекты решения. Подобно тому, как некоторые авиакомпании раздражают клиентов дополнительными сборами за регистрируемый багаж, изменениями рейса, платной водой и одеялами, некоторые поставщики CAD взимают скрытые сборы за программное обеспечение и услуги, в которых нуждается большинство клиентов.
CAD: взгляд в будущее
Чтобы не ошибиться с выбором обеспечения, нужно не только изучить его нынешнее состояние, но и понимать, куда движется развитие всей сферы компьютерного моделирования. Посмотрим, что в моделирующих программах будет улучшено в ближайшие годы.
Автоматизация и искусственный интеллект. Одна из самых масштабных тенденций этих лет — автоматизация. Такая тенденция обусловлена развитием искусственного интеллекта. В скором будущем ожидается появление CAD-программ, предугадывающих ваши действия,или исправляющих предыдущие ошибки проектирования. Некоторые вендоры уже внедряют ИИ в программы, а в ближайшие годы он станет еще более распространенным
Облачное ПО. Раньше решения САПР были тяжеловесными и работали только на одном компьютере. С ростом использования «облаков», многие приложения и программы работают на облачной инфраструктуре. Такие CAD-программы доступны из любой точки мира и не требуют установки и судя по всему, большинство продуктов будет мигрировать в эту сторону.
Виртуальная реальность. Визуализация и рендеринг постоянно совершенствуются. Инструменты САПР все еще нуждаются в хороших 3D инструментах, чтобы достичь оптимального предварительного просмотра проекта. Благодаря виртуальной реальности некоторые 3D модели можно будет просматривать в физическом пространстве благодаря шлемам. Правда, пока это выглядит более перспективным для архитектурной сферы, чем для машиностроения.
Узкая специализация или возможности персонализации. Уже сейчас существует множество программ, посвященных определенным секторам, например продукт Bentley Systems для проектирования исключительно мостов. Таким образом, у пользователей есть инструменты и функции, необходимые для работы над конкретным проектом. Также будет набирать обороты модулярные системы и предоставление услуг по модели SaaS.
Рассмотрев критерии, на которые необходимо обратить внимание при выборе программы, перейдем непосредственно к софту. Далее идет короткий обзор пятерки лидеров рынка САПР в машиностроительной сфере, их преимущества и недостатки, сравниваем основные характеристик на основе сравнительной таблицы ROI4CIO.
Часть II. Сравнение продуктов
MicroStation by Bentley Systems
Передовые возможности MicroStation в области инженерного проектирования, моделирования, визуализации и создания чертежей позволяют специалистам по инфраструктуре во всех отраслях выполнять проекты любого масштаба и сложности. Bentley MicroStation — программное обеспечение для визуального моделирования, разработанное специально для инженеров, конструкторов и архитекторов. Программа оснащена инструментами черчения, моделирования, управления объектами, визуализации. Продукт используется для всех типов инфраструктур и инженерных сетей — зданий, дорог, мостов, рельс, водопроводных сетей, горнодобывающих предприятий и сетей связи. MicroStation используется профессионалами в области инфраструктуры для создания высококачественных цифровых проектов. Он способен поддерживать многодисциплинарные BIM-модели (Building Information Modeling), помогая создавать сложные модели, используемые в архитектуре, проектировании, строительстве и эксплуатации инфраструктур. В решении можно создавать любые геометрические формы. Возможности Bentley MicroStation трехмерного параметрического черчения исчерпывающие: все формы можно создавать с помощью инструментов твердотельного, поверхностного, ячеистого, функционального и топологического моделирования. MicroStation позволяет участникам проекта работать над задачей совместно. Независимо от того, в каких отраслях работают коллеги, они могут всегда ознакомиться с чертежами, моделями и конструкциями. Это достигается благодаря мощной системе ссылок, позволяющей интегрировать с MicroStation различные форматы файлов. Так, решения позволяет напрямую редактировать DWG-файлы, включающие в себя 2D- и 3D-геометрию и встроенную информацию. Пользователи могут манипулировать несколькими референтными файлами одновременно. Кроме того, MicroStation предлагает функцию «отмены», которая позволяет пользователям легко отслеживать и откатывать любые изменения, внесенные в конструкцию, даже на уровне компонентов. Программное решение способствует соблюдению стандартов рисования и проектирования. Продукт оснащен встроенным устройством проверки, которое определяет элементы, не соответствующие стандартам. Здесь можно создавать отчеты о соответствии для повышения качества моделей и результатов. И, конечно, MicroStation поддерживает цифровые подписи, защищая права интеллектуальной собственности. Цена на MicroStation варьируются в зависимости от включения в подписку различных продуктов BIM. Bentley Systems использует схему «trust licensing», обеспечивающую ценовую гибкость для пользователей. Первое место в нашем списке продукт заслужил за соотношение цены и количества предоставляемых инструментов, широкий охват областей применения, наличию официального поставщика в регионе, поддержке множества библиотек и возможностям коллективной работы над проектом. Преимущества: производительность, простота использования, соотношение цена-качество-количество услуг и гибкая лицензия оплаты, 13 поддерживаемых языков (включая русский), обучающие вебинары и мощное комьюнити. Недостатки: работает только на Windows, обучающих материалов больше на английском. Подойдет для: предприятий всех размеров, градостроительной сферы, проектных групп, ответственных за создание и управление инфраструктурой. Вид процесса работы Область проектирования: общее, архитектурное, машиностроительное, электрическое. Основные функции: оценка затрат, моделирование деталей/сборок, анализ, анимация и рендеринг, документация. Промышленность: инфраструктура, градостроение, конструкции, энергетика, электроника, производство. Дополнительные особенности: анализ тел и поверхностей, электрические системы, трубопроводные системы, расчет прочности, проверка на соответствие отраслевым стандартам, встроенные библиотеки. Рекомендованные ОС: Windows 7, 8, 10. Приобрести или заказать бесплатную консультацию можно у дистрибьютора Bentley Networks компании Softprom. Ознакомиться с другими решениями вендора вы можете, посетив bentley.softprom.com. Программное обеспечение Autodesk Inventor предоставляет решения для проектирования и инжиниринга. C помощью Inventor инженеры могут интегрировать 2D- и 3D-данные в единую среду проектирования, создавая виртуальное представление конечного продукта, проверяя форму, соответствие и функции продукта еще до его создания.
Несмотря на время и усилия, которые последние годы Autodesk посвятил разработке и продвижению платформы Fusion 360, Inventor до сих пор является более зрелым и комплексным продуктом. Его регулярные обновления касаются не только исправления ошибок, но и введения существенных новых функций. Являясь флагманским инструментом 3D-моделирования Autodesk, Inventor предоставляет множество инструментов для всех этапов процесса разработки продукта. Основываясь на мощных возможностях моделирования, Inventor имеет как встроенные, так и дополнительные наборы инструментов моделирования, рендеринга, CAM и управления данными о продукте. Inventor поддерживает три традиционных метода 3D моделирования: фристайл, параметрический и прямой. Фристайл («Freeform») используется для органического формирования объектов, таких как глина. Параметрическое моделирование вычисляет различные свойства модели, обеспечивая как количественные определения, необходимые для изделия, так и конфигурируемость детали. Прямое моделирование позволяет проектировщику напрямую изменять грани и вершины модели, не беспокоясь об изменениях других ее составляющих. В решение включены возможности перевода данных из других САПР и чертежей в формате DWG промышленного стандарта. Для упрощения совместной работы, решение предлагает функцию «Shared Views»: загрузку облегченной версии модели в облачную программу просмотра моделей от Autodesk. Дальше ней можно делиться с клиентами, поставщиками, партнерами. Они могут не только просматривать, но и измерять, делать разметку, делить на секции и комментировать. В Autodesk Inventor встроен полнофункциональный инструмент автоматизации проектирования на основе упрощенного кода Visual Basic, который автоматизирует все что угодно в 3D модели или 2D чертеже, читает и записывает в MS Excel и другие базы данных, а также в MS Word. Работая в Inventor, вы можете оптимизировать выбор материалов на основе воздействия на окружающую среду, затрат и производительности для принятия обоснованных проектных решений. Преимущества: многообразие методов моделирования трехмерных моделей, широкие возможности сборки — подключение файлов из других САПР, симулятор кинематики. Недостатки: только для Windows, сильная нагрузка на ПК в процессе работы с обеспечением, сложный для обучения, при большом количестве деталей программа часто «тормозит» «вылетает». Подойдет для: проектирования и разработки машин любого вида. Вид процесса работы Область проектирования: общее, архитектурное, машиностроительное, электрическое. Основные функции: оценка затрат, моделирование деталей/сборок, анализ, анимация и рендеринг, документация. Промышленность: конструкции, потребительские товары, производство, медицина. Дополнительные особенности: анализ тел и поверхностей, электрические системы, трубопроводные системы, листовые материалы, генераторы стандартных деталей, расчет прочности, встроенные библиотеки. Рекомендованные ОС: Windows 7, 8, 10. В SolidWorks интегрированы мощные инструменты проектирования — ведущие в отрасли детали, сборки и чертежи, встроены возможности моделирования, рендеринга, анимации, управления данными о продукте и оценки стоимости. SolidWorks — программное обеспечение автоматизированного проектирования, позволяющее создавать, моделировать, публиковать и управлять 3D моделями. SolidWorks обладает богатыми возможностями моделирования и тестирования производительности продукта виртуально в заданных условиях. Аналитические свойства помогают выявлять и решать проблемы сборки на ранних стадиях разработки продукта. Например, присутствует анализ движения, линейный статический анализ частей и ансамбля деталей. Одним из заводских инструментов тестирования является Safety Wizard, который поможет изучить работу на предмет наличия каких-либо структурных недостатков. SolidWorks способен создавать большие сборные конструкции, содержащие около 100 000 деталей. Этими сложными сборками легко управлять с помощью простых в использовании инструментов для создания и управления проектированием. Пользователи могут создавать различные конструкции деталей из листового металла, используя специализированные инструменты SolidWorks. Инструмент Weldments упрощает проектирование и производство сварных конструкций, рам и оснований. Решение помогает разрабатывать конструкции из пластмассы и литых деталей. Есть возможности проектирования пресс-форм, функция крепления электрических кабелей и проектирования кабелепроводов, комплексные функции проектирования трубопроводов и труб, документирования схем электропроводки, трубопроводов и трубок. Одна из отличительных черт, которая делает это программное обеспечение более простым в использовании — возможность настроить палитру инструментов. Чтобы сделать рабочий процесс более эффективным, можно располагать наиболее часто используемые инструменты в нужных для пользователя местах. SolidWorks совместим с DWG, DXF, STEP, STL, что позволяет работать с файлами из AutoCAD и SketchUp Pro, а также выполнять 3D-печать проектов. Эта САПР также позволяет работать с PDF-файлами и различными файлами растровых изображений, поддерживается eDrawings. Преимущества: одна из самых популярных CAD-программ в мире, гибкость в настройке, достаточна простая в понимании программа. Недостатки: часто «вылетает», не развиты инструменты для коммуникации внутри проекта, поглощает много ресурса во время работы. Подойдет для: промышленного проектирования и моделирования в средних и крупных предприятиях, из-за цены не выгодна для малого бизнеса. Вид процесса работы Область проектирования: общее, машиностроительное, электрическое. Основные функции: оценка затрат, моделирование деталей/сборок, анализ, анимация и рендеринг, документация. Промышленность: конструкции, потребительские товары, энергетика, электроника, производство, медицина, автомобилестроение. Дополнительные особенности: анализ тел и поверхностей, электрические системы, трубопроводные системы, листовые материалы, генераторы стандартных деталей, расчет прочности. Рекомендованные ОС: Windows 7, 8, 10. Комплексная система автоматизированного проектирования, направленная на машиностроение, разработку чертежей, проектирование кабельных систем и создание документов для инженерных проектов.
КОМПАС-3D — мощное и комплексное приложение для трехмерного механического проектирования, обеспечивающее основу для трехмерного параметрического твердотельного моделирования. Поддерживает твердотельное, поверхностное, параметрическое, листовое и объектное моделирование. КОМПАС-3D включает в себя поддержку неограниченного количества слоев, интеллектуальных размеров, стандартных деталей и осевых линий, а также полный набор инструментов для создания стандартных чертежей. Продукт может расширяться с помощью дополнительных модулей. Решение поддерживает несколько методик проектирования: восходящее моделирование, «снизу вверх» (с использованием готовых компонентов), нисходящее моделирование, «сверху вниз» (проектирование компонентов в контексте конкретного проекта), моделирование на основе эскизного чертежа (например, кинематической схемы) или комбинацию методов моделирования. Интерфейс прост в использовании, для обучения присутствует встроенная библиотека «Азбука КОМПАС-3D» с готовыми моделями и подсказками по процессу работы. Пользователи могут работать в 2D и 3D одновременно. Преимуществом для региона СНГ является обширная система онлайн-помощи и групп поддержки пользователей на русском языке. Также бонусом является оформление документации в соответствии с правилами ЕСКД и СПДС. Программа позволяет осуществлять проверку документов на соответствие стандартам оформления по ЕСКД (например, размещение текста или допустимое расстояние между размерными линиями), проверку моделей на технологичность. Проверок, улучшающих качество разрабатываемых моделей и документации, доступно около 200 видов. КОМПАС-3D импортирует ряд стандартных форматов CAD-файлов, включая DWG, DXF, IGES, SAT, STEP и Parasolid и даже формат SolidWorks — eDrawings, поэтому приложение хорошо работает в средах смешанного проектирования. В комплект поставки решения входит ряд библиотек символов, плагинов и дополнений, среди которых электрические/отопительные приборы, мебель, производственные, механические/водопроводные системы и автомобили. Благодаря поддержке форматов импорта, упомянутых выше, можно подключать и несколько сторонних библиотек. Решение не ограничивается только моделированием объектов — КОМПАС-3D содержит инструменты для интеграции в PLM-среды. Правда, наиболее тесная интеграция все же с собственной системой управления инженерными данными от АСКОН — с ЛОЦМАН:PLM. Преимущества: простота в освоении, интерфейс и дополнительная информация на русском языке, поддержка многих форматов, широкий инструментарий. Недостатки: вероятность проблем при импорте 3D моделей из сторонних программ, проектировать в 3D сложнее, чем в 2D, хромает возможность визуализации. Подойдет для: новичков, проектирования инфраструктуры и промышленных объектов, создания чертежей. Вид процесса работы Область проектирования: общее. Основные функции: моделирование деталей/сборок, документация. Промышленность: конструкции, потребительские товары, производство. Дополнительные особенности: анализ тел и поверхностей, электрические системы, трубопроводные системы, листовые материалы, генераторы стандартных деталей, расчет прочности, модули за дополнительную плату. Рекомендованные ОС: Windows 7, 8, 10. Это 3D CAD-решение предоставляет дизайнерам инновационные инструменты для всего цикла разработки продукта — от первоначальной концепции до проектирования, моделирования и анализа.
PTC Creo предоставляет специалистам по проектированию надежный и масштабируемый инструментарий с современными средствами повышения производительности. Например, начиная с 4-той серии пакетов решений Creo, туда входит оптимизированная функция «Дополненная реальность», Creo AR Design Share. Благодаря этому, онлайн сотрудничество с заинтересованными сторонами в любой точке мира стало намного проще. За счет технологии Creo Unite вы можете открывать, импортировать и сохранять данные, созданные не только в PTC Creo, работать со сборками из таких систем, как Autodesk Inventor, CATIA, Siemens NX, Solid Edge и SolidWorks. Продукт поддерживает концептуальное проектирование, промышленное проектирование, проектирование маршрутизируемых систем, 3D-проектирование, имитационное моделирование. Creo Simulate — функция, которая помогает распознавать и исправлять ошибки проектирования до создания прототипов. Как и большинство CAD-программ, Creo также использует менеджер слоев, позволяя выбирать, упорядочивать и редактировать различные разделы, не манипулируя всей конструкцией. Возможности 3D рендеринга выглядят очень реалистично, а в базе знаний PTC и в созданных пользователями учебниках много полезной информации. В новой версии встроен модуль расширения, Creo Generative Topology Optimization, который автоматически создает оптимизированные конструкции изделий на основании установленных ограничений и требований — включая материалы и производственные процессы. Creo умеет извлекать 3D модели из 2D изображений, а также создавать 2D изображения из 3D моделей. Решение работает с DWG, DXF, STEP, STL, PDF и графическими файлами, плюс возможность 3D печати проектов. PTC также предлагает Creo View Mobile, приложение, которое позволяет просматривать и демонстрировать проекты на смартфоне или планшете. Преимущества: мощный инструмент рендеринга, множество функций, передовые технологии. Недостатки: длинная кривая обучения, высокая цена, преимущественно англоязычное коммьюнити. Подойдет для: продвинутых пользователей, проектирования и моделирования промышленных объектов, решений в аэрокосмической сфере. Вид процесса работы Область проектирования: общее, машиностроительное, электрическое. Основные функции: моделирование деталей/сборок, анализ, анимация и рендеринг, документация. Промышленность: потребительские товары, электроника, производство, медицина, автомобилестроение, авиастроение. Дополнительные особенности: анализ тел и поверхностей, листовые материалы, генераторы стандартных деталей. Рекомендованные ОС: Windows 7, 8, 10. — Автор: Наталка Чех, для ROI4CIO
Inventor Professional by AutoDesk
SolidWorks by Dassault Systèmes
Компас-3D by АСКОН
Creo by PTC
