¬аше окно в мир —јѕ–
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

31 июл€ 2008

 лассы программных средств MCAE: понимание рынка

ƒоклад Cyon Research, 9 июл€ 2008
Cyon Research Corporation 8220 Stone Trail Drive Bethesda, MD 20817-4556 USA
301-365-9085 fax: 301-365-4586 cyonresearch.com

Copyright 2008,Cyon Research Corporation


ќсновные положени€

 аким образом MCAE (механические средства автоматизированного проектировани€) могут способствовать прин€тию своевременных решений? ќтвет на этот вопрос должны найти и вендоры, и их клиенты.

ѕо мере того, как заказчики осознают важность MCAE дл€ проектировани€, их применение способствует росту прибыли как крупных, так и малых компаний. MCAE позвол€ет перейти от некоторых, наиболее затратных и длительных процессов проектировани€, св€занных с созданием физических прототипов, к ускоренному, низкозатратному и надежному моделированию электронных цифровых прототипов.  омпании всех уровней начинают понимать, какие возможности дл€ извлечени€ значительной прибыли открываютс€ перед ними при сокращении периода от начала разработки издели€ до его выхода на рынок благодар€ использованию надежных и эффективных, как никогда ранее, методов проектировани€.

¬ результате рынок MCAE (объем пор€дка 2 млрд. долларов в год) достиг поворотной точки роста и существующа€ сегментаци€ рынка уже не отражает реальность. ћен€ютс€ подходы вендоров к своим целевым рынкам, модифицируетс€ продукци€ и разрабатываютс€ новые издели€.

ѕодобный динамизм и измен€ющиес€ модели использовани€ MCAE затрудн€ют понимание ситуации на рынке. Ќами были вы€влены существенные различи€ в видении рынка вендорами, экспертами и заказчиками.

Ќадеемс€, что разработанный подход к анализу рынка будет полезен дл€ понимани€ происход€щих на нем процессов. ¬ докладе предлагаетс€ классификаци€ типов проблем, с которыми сталкиваютс€ заказчики, и процессов, св€занных с созданием и эксплуатацией программного обеспечени€.

“ип проблем варьируетс€ от «простых» до «особо сложных»; кроме того, некоторые проблемы €вл€ютс€ «крупными»; а некоторые требуют итерировани€ вручную или в полуавтоматическом режиме. ƒругими словами, проблемы, разрешаемые с помощью MCAE, различаютс€ по масштабу, сложности и технологическим процессам, в которые нужно включить данные решени€.

Ѕолее того, по мере усложнени€ проблем и процессов их отслеживание становитс€ все труднее и труднее. –азработано несколько программных систем MCAE дл€ управлени€ данными и процессами, которые мы назвали MCAE категории PSM (управление цифровым моделированием изделий).

ƒругой «кусочек пирога» (на рисунке не изображен) рынка программного обеспечени€, частично дублирующий MCAE, это PIDO — программные средства дл€ интеграции процессов и оптимального проектировани€. «»нтеграци€ процессов» включает сбор информации и автоматизацию процессов с помощью графических обозначений, содействующих объединению разрозненных средств в единый технологический процесс. “аким образом, все элементы, от спецификации издели€ до производства и доставки изделий, оказываютс€ св€занными с друг другом и любые изменени€ процессов отражаютс€ во всех прочих аспектах технологического процесса.

ѕодобна€ классификаци€ естественным образом сформировалась в ходе опросов поставщиков решений MCAE и их клиентов. Ќа этой основе была выстроена «карта рынка» программных средств MCAE. ƒанна€ карта обсуждалась с клиентами, вендорами и экспертами; мы также разработали рекомендации дл€ инженерно-технического персонала потенциальных заказчиков, рассматривающих возможность приобретени€ MCAE.

–ис.1. « арта рынка» MCAE

¬ данном документе нами охарактеризованы различные группы заказчиков MCAE и выделены группы программных продуктов. ѕодробно обсуждаетс€ «карта рынка», с описанием классов проблем. “акже предлагаютс€ выводы и соответствующие рекомендации дл€ инженерно-технического персонала и менеджеров, рассматривающих возможность приобретени€ MCAE.

ѕримечание: ѕодробный глоссарий MCAE и историю развити€ отрасли можно найти на: http://cyonresearch.com/mcaeglossary or http://cyonresearch.com/mcaehistory


¬ведение

»значально приложени€ MCAE (механические средства автоматизированного проектировани€) начали создаватьс€ в качестве инструментальных средств дл€ инженеров авиакосмической промышленности. — течением времени сфера MCAE расширилась и стала включать средства управлени€ данными и процессами.

» поставщики, и заказчики признают важность комплексного моделировани€: иде€ в том, что кульминационным моментом всех видов анализа станет цифровой вариант проектировани€ и проведени€ испытаний, осуществление которых с помощью физического прототипа €вл€етс€ затратным и длительным. Ќесмотр€ на то, что имеющеес€ средства ѕќ моделировани€ далеки от совершенства, их значение велико уже даже в рамках частичной реализации такой мечты.

”ровень MCAE посто€нно повышаетс€. Ќовые алгоритмы дл€ передовых методов механического моделировани€ используют преимущества все более мощных компьютерных платформ. —овершенствуютс€ автоматизированное формирование расчетной сетки; упрощенный пользовательский интерфейс; адаптаци€ различных типов нелинейности; абстрактное моделирование; и многие другие характеристики.

—егодн€ на рынке представлены сотни изделий MCAE 1, предназначенных дл€ решени€ широкого круга проблем; однако у клиентов нет четкого понимани€ сегментации данного рынка. ≈сть некое сегментирование на основе ценового фактора, однако не вы€вл€етс€ какое-либо очевидное соотношение цена — функциональные возможности. “акже отсутствует €вна€ коррел€ци€ цены и удобства использовани€ — во вс€ком случае, в ходе исследовани€ вы€снилось, что дорогие программы нередко сложнее в использовании, чем более дешевые.

¬ результате изучени€ рынка MCAD (механические —јѕ–) удалось разработать исследовательскую методологию, позвол€ющую определить характерные особенности данного рынка. ѕредставл€етс€ уместным использовать предлагаемую методологию в сфере MCAE (концентриру€сь на геометрических MCAE) и проанализировать, есть ли основани€ дл€ подобного определени€ категорий продукции.

¬ результате такого рода оценки MCAD вы€влены два четко выраженных сегмента рынка, определ€емых ценой, моделью дистрибуции и ключевой де€тельностью вендоров. ћы назвали эти рынки «доминирующий»(ранее именовавшийс€ как «продукци€ средней стоимости») и «специализированный» (ранее именовавшийс€ как «элитный»).

ѕервичный анализ рынка MCAE показал, что программные продукты дел€тс€ на две категории, которые можно обозначить, так же как и дл€ рынка MCAD, «доминирующие» и «специализированные», причем «доминирующие» относитс€ к недорогим средствам, предназначенным дл€ проектировщиков, а характеристика «специализированный» указывает на комплексные дорогие средства, предназначенные дл€ специалистов.


1 ¬едущие компании по уровню дохода (в алфавитном пор€дке) Altair, ANSYS, Dassault Systemes, MSC Software и Siemens. ќхватывают приблизительно две трети доходов на глобальном рынке MCAE.


”ровень сложности MCAE

ћеханический анализ — сфера чрезвычайно сложна€. —толети€ ушли на то, чтобы разработать математические модели, отражающие характеристики и поведение физических объектов с полезной степенью точности. —овременные издели€ — микроэлектроника, самолеты, автомобили, товары широкого потреблени€ — продолжают бросать вызов нашим возможност€м в поиске способов понимани€ поведени€ таких объектов.

¬от лишь некоторые аспекты такого рода вызова:

    • ѕрирода проблемы
    • ѕрирода задачи
    • ”ровень неопределенности
    • ∆елаема€ степень точности
    • ѕрирода материалов
    • «ависимость от расчетной сетки
    • √еометри€
    • “опологи€
    • —оединени€ и сборка
    • –ежимs нагружени€
    • ‘изические процессы
    • ƒинамические процессы и движение
    • Ѕаллистика и другие области физики

ѕрограммные средства и рынки MCAE хорошо отражают эту комплексность.

”вы, разграничение рынка MCAE оказалось на столь простым. ќбнаружилось, что заказчики не распредел€ютс€ четко на «специализированных» и «доминирующих», поскольку компании, покупающие «специализированные» системы, также приобретают и «доминирующие».  роме того, различие между классами продуктов касаетс€ скорее интерфейса пользовател€, чем системных возможностей: «доминирующие» системы могут справл€тьс€ с проблемами такого же масштаба, что и «специализированные» системы.

ƒействительно, существует различный уровень решений MCAE, и программные средства разных ценовых категорий продаютс€ по-разному. ќднако сами по себе данные различи€ не достаточны дл€ того, чтобы вендоры или клиенты могли лучше ориентироватьс€ на рынке.

 аковы же группы продуктов MCAE? „то необходимо знать потенциальным клиентам, чтобы выбрать нужные им системы? „то следует знать вендорам о данном рынке, чтобы привлечь больше клиентов?

÷ель этого доклада — дать ответы на эти вопросы и предложить выводы и рекомендации дл€ клиентов.


–ынок MCAE

ѕо мере того, как заказчики осознают важность MCAE дл€ проектировани€, их применение способствует росту прибыли как крупных, так и малых компаний. MCAE позвол€ет перейти от некоторых, наиболее затратных и длительных процессов проектировани€, св€занных с созданием физических прототипов, к ускоренному, низкозатратному и надежному моделированию электронных/ цифровых прототипов.  омпании всех уровней начинают понимать, какие возможности дл€ извлечени€ значительной прибыли открываютс€ перед ними при сокращении периода от начала разработки издели€ до его выхода на рынок благодар€ использованию надежных и эффективных, как никогда ранее, методов проектировани€.

¬ результате рынок MCAE (механические средства автоматизированного проектировани€) — объем пор€дка 2 млрд. долларов в год 2 — достиг высшей точки роста 3, и существующа€ сегментаци€ рынка уже не отражает реальность. ћен€ютс€ подходы вендоров к своим целевым рынкам и, соответственно, модифицируетс€ продукци€ и разрабатываютс€ новые издели€.

ѕодобный динамизм и измен€ющиес€ модели использовани€ MCAE затрудн€ют понимание ситуации на рынке. Ќами были вы€влены существенные различи€ в видении рынка вендорами, экспертами и заказчиками.

Ќадеемс€, что разработанный подход к анализу рынка будет полезен дл€ понимани€ происход€щих на нем процессов. ¬ докладе предлагаетс€ классификаци€ типов проблем, с которыми сталкиваютс€ заказчики, и процессов, св€занных с созданием и эксплуатацией программного обеспечени€.


2 ƒоход компаний-лидеров на рынке MCAE в 2007 г.:

    • ANSYS — $390 млн.
    • DS — примерно $250 млн. за счет разработанных DS средств анализа, включа€ COSMOS, Abaqus и CATIA Analysis
    • MSC — $247 млн.
    • ALTAIR — $140 млн. (частный бизнес)
    • Siemens — $120-150 млн.
    • CD-Adapco — примерно $60 м
    • Moldflow — примерно $58 млн.
    • LMS — $30 млн. (только ѕќ и сопутствующие услуги — не направление тестировани€)

¬ целом — приблизительно $1,3 млрд. »меетс€ также несколько сотен небольших компаний, разрабатывающих продукты на основе инструментальных средств, например, Simmetrix (информаци€ получена в ходе личного общени€). Ѕольшинство таких компаний очень невелики (1-2 человека); они предлагают высокоспециализированные продукты, в основном на рынке MCAE. ѕо нашей оценке, общий годовой доход таких фирм составл€ет $700 млн.; таким образом, общий объем рынка MCAE достигает примерно $2 млрд.


3 “ака€ точка зрени€ —yon Research основана на быстром увеличении процента продаж «доминирующих» MCAD, в пакет которых вход€т MCAE. “акие продукты включают Solid Works Office Premium, Solid Edge с Femap Express и Autodesk Inventor Professional (и Inventor Simulation Suite). ¬ совокупности, объем продаж данных продуктов за последние п€ть лет вырос с 5% от соответствующего набора «доминирующих» MCAD до свыше 20%.


“ипы заказчиков

— самого начала стала очевидной така€ важна€ характеристика рынка MCAE как наличие двух групп пользователей:

  • —пециалисты. »х основна€ де€тельность — анализ. ѕроектировщики или инженеры проекта став€т перед ними проблемы, и специалисты, благодар€ своей компетенции, предлагают конкретные и точные результаты анализа.

    “акого рода эксперты как правило используют широкий спектр средств MCAE, хот€ каждый из них в совершенстве владеет в лучшем случае лишь несколькими средствами. —пециалисты могут получать модели в форме данных MCAD и затем осуществл€ют необходимые шаги дл€ подготовки моделей, пригодных дл€ анализа. ќни также могут создавать дл€ анализа собственные модели до осуществлени€ детального проектировани€. –езультаты выдаютс€ заказчикам в форме графического представлени€, видеоклипов, диаграмм и таблиц.

    ќбычной практикой €вл€етс€ то, что до трети рабочего времени специалиста уходит на решение проблем «по ходу», ответ на которые инженеры ожидают незамедлительно. “акие вопросы не относ€тс€ к какому-то определенному классу и могут охватывать все сферы.

  • ”ниверсалы — как правило, это инженеры-проектировщики, использующие программные средства MCAE дл€ поддержки своей де€тельности, обычно дл€ подтверждени€ возникших интуитивно предположений. ¬ основном им требуетс€ понимание сути вопроса: определение направлени€ проектировани€, прин€тие решени€ по принципу «годен — не годен» или вы€вление потенциальных проблем, св€занных с проектированием издели€.

Ѕолее того, организации заказчиков тоже подраздел€ютс€ на два больших класса:

  • ќрганизации, имеющие специальных сотрудников, занимающихс€ анализом. Ёта группа включает крупные предпри€ти€; PLM-ориентированные организации; большие рабочие группы, имеющие потребность в коллективных разработках; организации, занимающиес€ решением проблем, дл€ которых требуетс€ вспомогательный код в дополнение к пакету MCAE; организации, которым нужна цифрова€ верификаци€, а не просто улучшенное проектирование, например, экспресс-анализ и обоснование альтернативных вариантов проектировани€ (RAVDA 4). ќбеспечива€ возможность быстрого рассмотрени€ и оценки альтернативных вариантов проектировани€ с помощью оперативной информации, RAVDA позвол€ет проектировщикам и инженерам работать с проектом в стадии развити€ вместо того, чтобы анализировать и оценивать нововведени€ по сравнению с состо€нием проекта, зафиксированном на некоторой предшествующей стадии.
  • ќрганизации, в которых проектировщики также используют средства MCAE. Ётот класс включает не только небольшие фирмы, но и конструкторско-технологические отделы крупных компаний, в которых проектировщик занимаетс€ анализом и всем остальным. ѕо словам интервьюированных нами вендоров, они скорее заинтересованы в понимании тенденций, чем в супер точности. ќрганизаци€м данной группы требуютс€ такие продукты MCAE, которые хорошо интегрируютс€ с их программными средствами MCAD и поддерживают относительно невысокий уровень анализа с использованием автоматической генерации сетки, простого пользовательского интерфейса, четкого графического представлени€ результатов и проверки «непротиворечивости».

— момента по€влени€ MCAD вендоры обещали разработать программные средства MCAE до такой степени интегрированные с —јѕ–, так хорошо обеспечивающие автоматическа€ генераци€ сетки и столь полезные дл€ инженеров-конструкторов в плане должного описани€ пограничных условий, что потребность в обращении к специалистам заметно снизитс€. ќднако несмотр€ на посто€нное совершенствование таких параметров, как удобство использовани€, перенос модели, автоматическое формирование расчетной сетки и прочих функциональных возможностей, ей, до сих пор не наблюдаетс€ интенсивного использовани€ MCAE инженерами-конструкторами.

ћы считаем, что ситуаци€ должна изменитьс€. ѕредставл€етс€, что доступность недорогих функциональных возможностей MCAE в программном обеспечении «доминирующих» MCAD способствовала достижению поворотной точки роста в использовании MCAE инженерами-конструкторами, которые оперируют с таким классом MCAD 5.

ћногие приравнивают широкий доступ к средствам моделировани€ к требованию «упростить до абсурда»функциональности данных средств. ѕомимо этого, некоторые до сих пор считают, что моделирование — это прерогатива высококвалифицированных аналитиков — и сегодн€, и в будущем. “акого рода мышление строитс€ на весьма странном подходе, когда игнорируетс€ совершенство современной методологии программного обеспечени€ или мощность ѕ ..

–еальность такова, что благодар€ новым технологи€м решающих устройств, современным методам проектировани€ программных средств, интеллектуальным системам и вычислительной мощности ѕ  моделирование неизменно предлагает надежные решени€ дл€ широкого класса проблем, без необходимости применени€ усложненных моделей или специальных знаний. Ёто ведет к революции в использовании моделировани€ дл€ проектировани€ изделий.  ак вендоры программных средств, мы просто об€заны реализовать эту революцию ради наших заказчиков.

- Ёндрю јнагност, ¬ице-президент по производству CAD/CAE продуктов, Autodesk

ќдна из существенных проблем использовани€ данных продуктов универсалами заключаетс€ в их склонности к интерпретации весьма прецизионных результатов как базовых, тогда как на самом деле данные результаты верны настолько, насколько верны предположени€, лежащие в основе анализа. »ными словами, такой подход несет в себе риск «дать правильный ответ на неправильный вопрос».

— одной стороны, проектировщики, не имеющие значительного опыта в работе с MCAE, теперь могут воспользоватьс€ ими благодар€ улучшенной разработке нового программного обеспечени€. — другой стороны, сейчас, как никогда просто получить неверные или, что еще хуже, ввод€щие в заблуждение результаты, которые, тем не менее, будут реализованы в процессе инженерно-технических работ и производства в силу того, что имеют «вес», вход€ в пакет MCAE.

¬ажно понимать, что така€ ситуаци€ возникает не из-за недостатков программных средств MCAE. ≈сли заказчик не ставит должных вопросов, результат проблематичен. ¬ендоры, разрабатывающие средства, предназначенные дл€ использовани€ универсалами, фокусируютс€ на проблеме «постановки правильных вопросов» в своих исследовани€х, наде€сь, что в будущем смогут предлагать программное обеспечение, помогающие подсказать заказчику «правильные вопросы.»

“ем не менее, некоторые эксперты предупреждают, что наличие простых в использовании программных средств MCAE, стимулирующих проектировщиков осуществл€ть анализ, не всегда име€ должное понимание основополагающих физических процессов, может оказатьс€ пагубным. ƒругие инженерно-технические специалисты придерживаютс€ точки зрени€, что дл€ предотвращени€ фатальных ошибок при работе со средствами MCAE проектировщику достаточно иметь относительно простые рекомендации, при этом можно добитьс€ существенного сокращени€ временных затрат при разработке издели€. –езультаты проведенного нами исследовани€ заставл€ют нас поддерживать позицию второй группы: потенциальные преимущества €вл€ютс€ огромными, а понимание рисков достаточно полное, чтобы избежать неблагопри€тного исхода.

Ѕолее того, руководство компании должно обеспечить непрерывное обучение инженеров-механиков без отрыва от производства и возможность их коммуникации с высококвалифицированными консультантами, а также практиковать неустанный контроль. ¬ таких услови€х, и с по€влением более отказобезопасных и простых в использовании средств, разрабатываемых вендорами программного обеспечени€ MCAE, успешное использование современных интегрированных средств MCAE инженерами-проектировщиками может стать обычным делом.

Ќесколько дес€тилетий назад любые виды MCAE могли использовать только эксперты; а средства MCAE были легко различимы по цене. —егодн€ наиболее важное отличие заключаетс€ между пакетами, предназначенными дл€ экспертов, и дл€ использовани€ универсалами. ћенее крупные вендоры MCAE либо должны повышать инновационность, либо искать свою особую нишу — так, например, создан пакет программ по вычислительной гидродинамике, примен€емых при анализе кровообращени€.

¬ то же врем€, специалисты больше сосредотачиваютс€ на методологии, чем на осуществлении анализа как такового. «аказчики ждут от вендоров MCAE ответа на такой важный вопрос: каким образом MCAE могут быть использованы дл€ своевременного прин€ти€ решений в области проектировани€? —редства MCAE станов€тс€ необходимыми, в той же мере, что и —јѕ–. »х потенциал говорит о том, что в будущем с их помощью можно добитьс€ стратегического бизнес-преимущества.

‘актически, рынок раздваиваетс€ на группу специалистов, которые все больше и больше занимаютс€ разработкой методов и шаблонов, не занима€сь конкретными технологи€ми; и ориентирующихс€ на приложени€ инженеров и проектировщиков — универсалов — которые работают с шаблонами, созданными экспертами, или сами приобретают достаточные знани€ дл€ того, чтобы использовать MCAE в процессе инженерно-технологических работ.


4 ¬ нашем докладе за 2005 г. «јнализ стандартов воспроизводимой цифровой валидации UGS» введен термин RAVDA (экспресс-анализ и обоснование альтернативных вариантов проектировани€) и обсуждаютс€ возможные импликации. ƒокумент можно загрузить с http://cyonresearch.com/whitepapers.

5 “ака€ точка зрени€ —yon Research основана на быстром увеличении процента продаж «доминирующих» MCAD, в пакет которых вход€т MCAE. “акие продукты включают Solid Works Office Premium, Solid Edge с Femap Express и Autodesk Inventor Professional (и Inventor Simulation Suite). ¬ совокупности, объем продаж данных продуктов за последние п€ть лет вырос с менее чем 2% от соответствующего набора «доминирующих» MCAD до свыше 15%.


“ипы проблем

ќдной из задач данного исследовани€, результатом которого €вилс€ јвторитетный доклад, было вы€снить, насколько полезна дл€ вендоров и заказчиков классификаци€ продукции по категори€м.

ѕо нашим наблюдени€м, инструментальные средства «группируютс€» согласно возможност€м использовани€ дл€ решени€ определенного типа проблем. “акую классификацию мы называем «естественной», поскольку она не нав€зываетс€ искусственно, а вытекает из данных исследовани€. “аким образом, предлагаема€ сегментаци€ продуктов MCAE строитс€ на основе типов проблем, дл€ решений которых они предназначены:

ќт ѕростого к —ложному и к «ќсобо сложному» — ’арактер выдвинутого вопроса задает основу дл€ постановки проблемы. ¬ зависимости от вопроса (вопросов) будут задействованы различные решатели и стратегии. ¬опросы могут варьироватьс€ от простых до «особо сложных»; решающий фактор — насколько быстро можно разобратьс€ в существе проблемы и предложить решение.

Ќа «простом» уровне проблемы рассматриваютс€ по отдельности, дл€ одного типа физических процессов, нередко проектировщиками в процессе проектировани€. ≈сли необходимо работать с несколькими типами физических процессов, это осуществл€етс€ скорее последовательно, а не одновременно. Ќа «простом» уровне в процессе проектировани€ также могут использоватьс€ шаблоны моделировани€, созданные специалистами.

«ќсобо сложные» проблемы могут быть переходными; динамическими; «мультифизическими»; нелинейными; зависимыми от параметров, определ€ющих плотность сетки, и т.д. (—м. вставку «”ровень сложности MCAE»). ƒругим аспектом €вл€етс€ их относительна€ масштабируемость, от отдельных компонентов до под-узлов, и до системы в целом. «ќсобо сложные» проблемы включают в себ€ полное моделирование систем; например, полное моделирование комфорта во врем€ движени€ транспортного средства.

“ипичные «простые» проблемы:

  • ѕростые информационные потребности, дл€ которых требуетс€ быстрое понимание сущности и проверка исходных предположений, или изучение возможных вариантов проектировани€; рассматриваютс€ по отдельности, нередко проектировщиками в процессе проектировани€; также последовательное (в отличие от параллельного) моделирование и выполнение аналитических отчетов по шаблонам, созданным специалистами
  •  лючевые характеристики: важное значение имеет «двусторонн€€» интеграци€ с MCAD
  • ѕримеры программных средств, используемых дл€ решени€ такого рода проблем: SolidWorks Office Premium; Inventor Professional; Algor
  • ѕреимущества: несложное урегулирование проблемы; удобный пользовательский интерфейс; быстра€ реакци€
  • ќграничени€: ќбъем и уровень сложности проблемы; способность работать со всем комплексом вводимых данных

“ипичные «особо сложные» проблемы:

  • ѕроектирование поведени€ поверхности качени€ резиновых шин при разных дорожных услови€х, режимах нагружени€, составе резины, температурах; тестирование автомобил€ на шум и вибрации при езде, силу сцеплени€ шин, изнашиваемость шин
  •  лючевые характеристики: требуетс€ усовершенствованные программные средства, способные охватить одновременно нелинейные материалы, вычислительную гидродинамику, тепловые процессы, динамические процессы и пр.
  • ѕримеры программных средств, используемых дл€ решени€ такого рода проблем: ANSYS CFX, Abaqus, NX CAE
  • ѕреимущества: в качестве примера можно привести уменьшение необходимости использовать дорогое лабораторное оборудование дл€ тестировани€ шин и возможность избежать расширенных дорожных испытаний
  • ќграничени€: объем и уровень сложности проблемы, способность работать с комплексными мультифизическими эффектами; необходимы опытные специалисты по моделированию

Ѕольшие — очень большие аналитические модели с многочисленными степен€ми свободы (более 10)

  • “ипичные проблемы: расчет на флаттер крыла Ѕоинга; капельный анализ мелко€чеистости сотового телефона.
  •  лючевые характеристики: мелко-масштабное разрешение и способность строить модели с большим количеством компонентов и свойств
  • ѕримеры программных средств, используемых дл€ решени€ такого рода проблем: Abaqus, Fluent, NXCAE
  • ѕреимущества: разрешение проблем с миллионами степеней свободы
  • ќграничени€: только дл€ использовани€ специалистами; необходимы специальные знани€

јвтоматизируемые — проблемы, решение которых требует многих видов анализа, неоднократное использование решающих устройств и автоматическую передачу данных от одной программы к другой; часто необходимо создание шаблонов с тем, чтобы «универсалы» могли проводить анализ с воcпроизводимой надежностью и регул€рно провер€ть результаты анализа. —истема предназначена дл€ обработки «простых», «больших» и «сложных» проблем; может также предлагать «автоматизируемые» функциональности. “ака€ система разработана дл€ решени€ «больших» проблем, обладает воспроизводимой структурой, может быть адаптирована дл€ потребностей автомобилестроени€.

  • “ипичные проблемы: итерационно оценить под-узлы в контексте всего комплекта деталей, осуществл€€ множественный параллельный анализ в режиме реального времени — например, дл€ системы впрыскивани€ топлива в новой модели автомобил€. “акже создание шаблонов — стандартных аналитических моделей дл€ применени€ и повторного использовани€ «универсалами».
  •  лючевые характеристики: средства дл€ создани€ шаблонов с целью их использовани€ «универсалами; средства дл€ моделировани€ процессов и дл€ воспроизводимых проверок; средства дл€ создани€ геометрически-независимых моделей дл€ абстрактного анализа; средства дл€ улучшени€ геометрических параметров на основе результатов проведенного анализа.
  • ѕримеры программных средств, используемых дл€ решени€ такого рода проблем: RDV (Siemens), MSC Sim Enterprise, SIMULIA SLM, Altair PBS, MSC Sim Manager
  • ѕреимущества: значительна€ экономи€ времени благодар€ отсутствию необходимости повторного набора заданных значений и параллельному использованию решающих устройств; способность реагировани€ в режиме, приближенном к реальному времени; воспроизводимость тестировани€.
  • ќграничени€: изначально необходимость в задействовании существенных ресурсов и значительном повышении квалификации персонала; важность специальных знаний и компетенций.

–ешающим €вл€етс€ то, что можно решить практически любую проблему в любом сегменте. »ными словами, выбор средств определ€етс€ не столько тем, что требуетс€ заказчику, сколько тем, как он к этому подходит.

¬ качестве примера возьмем сотовый телефон.

«ѕростой» подход к корпусу телефонного аппарата может заключатьс€ в том, чтобы изменить характеристики модели, «убрав» отверсти€, в которые помещена панель клавиатуры. ѕри этом напрашиваетс€ вопрос: «≈сли кто-то наступит на телефон,приведет ли полученный прогиб корпуса к повреждению печатной платы?»

Ѕолее сложный вопрос: «≈сли убрать корпус, отломитс€ ли закрывающа€ пластина?»

«—ложный» вопрос: «„то произойдет, если уронить телефон?» ќн также включает в себ€ вопросы типа: «ѕрерветс€ ли телефонный разговор?», что влечет за собой согласование анализа механики и электроники..

«Ѕольшой» вопрос дл€ столь небольшого по размеру издели€ как сотовый телефон касаетс€ телефона, смоделированного без какого-либо изменени€ характеристик. ¬се отверсти€, желобки и пр. осуществл€ютс€ в рамках модели с очень высоким разрешением; затем задаетс€ вопрос: «≈сли уронить телефон определенным образом, сломаетс€ ли крышка?»

¬опрос из категории «автоматизируемого»: «≈сли уронить, сломаетс€?» ¬ этом случае возможно потребуютс€ многочисленные повторы одной аналитической модели, каждый раз с незначительным различием в услови€х испытани€, например, высота падени€; тип поверхности, на которую падает телефон; вращение телефона при падении; участок телефона при соприкосновении с поверхностью; и пр.

Ћегко заметить, что данные группы не имеют четких границ; скорее, охватываетс€ спектр проблем от «простых» до «особо сложных»; люба€ проблема может также быть «большой» или «автоматизируемой.» ¬ диапазоне от «простого» к «сложному» и к «особо сложному» большинство инвестиций на рынке вкладываетс€ в решение проблем, относ€щихс€ к центру данного спектра.

Ћегко заметить, что данные группы не имеют четких границ; скорее, охватываетс€ спектр проблем от «простых» до «особо сложных»; люба€ проблема может также быть «большой» или «автоматизируемой.» ¬ диапазоне от «простого» к «сложному» и к «особо сложному» большинство инвестиций на рынке вкладываетс€ в решение проблем, относ€щихс€ к центру данного спектра.

“ака€ классификаци€ не €вл€етс€ жесткой — взаимоисключающие классы продукции отсутствуют, поскольку многие продукты предназначены дл€ решени€ более чем одного типа проблем. Ёто может быть про€влением «случайного» развити€ рынка или отражением определенных технологических подходов. “ака€ классификаци€ не €вл€етс€ жесткой — взаимоисключающие классы продукции отсутствуют, поскольку многие продукты предназначены дл€ решени€ более чем одного типа проблем. Ёто может быть про€влением «случайного» развити€ рынка или отражением определенных технологических подходов.


ѕрочие сложные моменты

ѕрепроцессоры, постпроцессоры и решатели

“ипичный процесс MCAE включает «предварительную обработку» моделей MCAD, подготовку дл€ анализа с помощью определенной решающей программы; анализ с помощью решающей программы; и, наконец, «последующа€ обработка» полученных результатов в желаемом формате. Ќекоторые продукты имеют собственные пре- и постпроцессоры; существуют также универсальные пре- и постпроцессоры, допускающие работу с различными решател€ми.

ƒл€ того, чтобы найти решение, проблема должна быть представлена в рабочем формате решающей программы. ƒл€ этого существуют препроцессоры. ¬ них поступают данные в различном формате, препроцессоры обеспечивают размещение загрузки и соединений, и выдают данные в форматах, приемлемых дл€ конкретных решателей. Ќекоторые препроцессоры тесно интегрированы с системой —јѕ– и импортируют модель непосредственно из данной системы. ѕри работе с другими пользователь должен воссоздать геометрию с нул€ с помощью препроцессора. ѕрепроцессоры также позвол€ют пользователю создать и определить размещение загрузки и услови€ совмещени€ на модели.

–ешатели — это программы, примен€ющие математические средства анализа к конкретной модели в рамках той отрасли знаний, дл€ которой они разработаны. Ќапример, NASTRAN, созданный дл€ проекта Ќј—ј решатель, использующий метод анализа конечных элементов, принимает модели и загрузку и выдает напр€жени€, отклонени€ и прочие расчетные значени€ в численных данных.

ѕостпроцессоры получают данные от решател€ и представл€ют результаты визуально, в различных форматах. √рафическа€ природа пре- и постпроцессоров открывает возможности использовани€ сложного программного обеспечени€ дл€ аналитических исследований неспециалистами.

”правление моделированием изделий

≈стественно, данные, результаты, методы и процессы MCAE необходимо хранить и ими нужно уметь управл€ть. »менно дл€ этого предназначено программное обеспечение дл€ управлени€ моделированием изделий (PSM). —уществуют другие похожие термины: управление моделированием жизненного цикла (SLM — предпочитаемый Dassault Systemes), управление процессами моделировани€ (SPM — используетс€ Siemens PLM) и управление моделированием на предпри€тии (ESM — используетс€ MSC.Software).

ѕроцессы анализа и моделировани€ нередко плохо скоординированы и генерируют большой объем некоррелированных данных. ѕредназначение программных средств PSM — управление моделированием и анализом, на вводе, в процессе обработке и на выводе; такие системы обеспечивают совмещение различных типов аналитических программ от разных вендоров. ¬ частности, св€зывание воедино данных физических испытаний и анализа может оказатьс€ непростой задачей; PSM-системы осуществл€ют поддержку данного процесса.

¬озьмем любую компанию, сталкивающуюс€ с «автоматизируемыми» проблемами, по типу описанного выше примера с сотовым телефоном. »х исследование может привести к генерированию значительного объема данных. “акже в процессе проектировани€ возможны многочисленные итерации, каждый раз требующие очередной серии испытаний.  роме того, у компании может быть несколько линеек продукции (сотовых телефонов), кажда€ из которых требует одной и той же серии испытаний, допустим, с целью проверки «высокой прочности» до запуска в производство. ¬ лучшем случае работа с таким объемом данных без использовани€ PSM окажетс€ очень сложной.  омбиниру€ PSM с инструментальными средствами дл€ создани€ «блока испытаний» (как описано при определении «автоматизируемой»«категории), такого рода проверки станов€тс€ достаточно «простыми».

  • “ипична€ область: MCAE и управление моделированием данных и процессов
  •  лючевые характеристики: средства управлени€ данными моделировани€, ограничител€ми, услови€ми загрузки, результатами анализа и сопутствующими процессами.
  • ѕримеры программных средств данного класса: SimManager, Teamcenter [Analysis], Ansys Workbench, SIMULIA SLM
  • ѕреимущества: данные и процессы, св€занные с MCAE и моделированием, €вл€ютс€ многочисленными и сложными. PSM продукты облегчает управление данными и автоматизацию процессов, эконом€ врем€ и улучша€ показатели воспроизводимости.
  • ќграничени€: поддержание эффективной и функциональной системы PSM требует определенных накладных расходов

 ак указывалось ранее, использование MCAE универсалами достигло поворотной точки роста. ѕо нашему мнению, это главна€ причина, по которой сегмент рынка универсалов будет расти быстрее, чем сегмент специалистов. ¬ то же врем€, специалисты побуждают вендоров разрабатывать инструментальные средства дл€ анализа технологических процессов — программного обеспечени€, позвол€ющего примен€ть комплексный анализ в более автоматическом режиме и с большей степенью воспроизводимости, чем возможно на насто€щий момент. ѕо€вление таких продуктов приведет к тому, что специалисты станут больше пользоватьс€ инструментальными средствами; и поэтому мы прогнозируем существенный рост в данном секторе, хот€ и не столь значительный как дл€ рынка универсалов.

ƒругой «кусок пирога» на рынке программного обеспечени€ дл€ решени€ технических задач, частично совпадающий с MCAE — это PIDO, программное обеспечение дл€ интеграции процессов и оптимального проектировани€. «»нтеграци€ процессов» включает сбор информации и автоматизацию процессов с помощью графических обозначений, содействующих объединению разрозненных средств в единый технологический процесс. «ќптимальное проектирование» — всеобъемлюща€ формула, целиком охватывающа€ расшир€ющеес€ разнообразие инструментальных средств, разработанных с данной целью.

ѕримен€емое прежде всего в аэрокосмической промышленности и автомобилестроении, PIDO постепенно начинает активно использоватьс€ и в других област€х.


 арта рынка

 арты рынка помогают визуально представить взаимосв€зи на рынке.  арта рынка не €вл€етс€ средством, позвол€ющим точно определить, €вл€етс€ ли тот или иной продукт лучше других. —корее, это некий эскиз, благодар€ которому читатель сможет лучше пон€ть сложную систему взаимосв€зей на данном рынке.

Ќаша «карта»(–ис.1) пространства MCAE строитс€ на упом€нутых выше классах продукции (и более подробно определ€емых ниже). ’от€ возможно размещение продукции в пространстве MCAE со (значительным) накладыванием на группы проблем, как показано, с нашей точки зрени€, полезнее выйти на более высокий уровень абстракции. (ќбращаем ваше внимание, что данные «пузырьки» классов проблем расположены сверху области программного обеспечени€ PSM).

Ќа –ис. 2, ось x отражает природу поставленного вопроса, а ось y — масштаб проблемы в степен€х свободы. Ќа карте выделено три области: «простые», «сложные» и «особо сложные» проблемы. «ѕростые» проблемы наилучшим образом решаютс€ в рамках непрерывного технологического процесса с помощью MCAE продуктов, интегрированных в систему MCAD. «ќсобо сложные» проблемы €вл€ютс€ комплексными и «большими», и часто требуют «мультифизических» решений.

–ис. 2. —тепень сложности. —оотношение природы вопроса/ проблемы и нашей классификации от «простых» до «особо сложных».

Ќа –ис. 3 выделена область про€влени€ «автоматизируемых» процессов. (заштриховано). Ёто, что называетс€, «как раз то, что нужно»: поставленные проблемы не €вл€ютс€ ни слишком «большими» или «сложными» дл€ автоматизации, ни настолько несложными, что не представл€ют из себ€ особой значимости.

–ис. 3. ќбласть автоматизации

–ис. 4. —тепень автоматизации
ѕримечание: –асположение продукта на —хеме согласно основному использованию, а не возможност€м

Ќа –ис. 4 показаны продукты, обслуживающие «автоматизируемый» сектор. ќсь у — сектор — имеет три уровн€, отражающие возрастающее усовершенствование автоматизации. ѕо оси х — три области, отмеченные на первой карте.

–ис. 5. »нформационный поток и сложность анализа методом конечных элементов
ѕримечание: –асположение продукта на —хеме согласно основному использованию, а не возможност€м. “акже, продукты, расположенные в одной €чейке, не об€зательно €вл€ютс€ эквивалентными и могут иметь различный уровень функциональности.
* ¬ключа€ SolidWorks, SolidWorks Office Professional и SolidWorks Office Premium

—хемы 5 и 6 схожи, однако интеграци€ информационного потока сопоставл€етс€ с набором проблем. —уществует нека€ дихотоми€ между высоким уровнем интеграции информационного потока и способностью разрешить «особо сложные» проблемы. Ќа схеме показан выбор оптимального соотношени€. ћожно либо оптимизировать информационный поток, либо функциональности, но не то и другое одновременно — верхн€€ права€ часть схемы в течение какого-то периода времени останетс€ пустой.

Ќа рынке действуют сотни вендоров программного обеспечени€ CAE, специализирующиес€ в различных област€х. ѕредставленные на —хеме продукты используют метод анализа конечных элементов, однако данна€ выборка не €вл€етс€ исчерпывающей.

–ис. 6. »нформационный поток и сложность вычислительной гидродинамики
ѕримечание: –асположение продукта на —хеме согласно основному использованию, а не возможност€м. “акже, продукты, расположенные в одной €чейке, не об€зательно €вл€ютс€ эквивалентыми и могут иметь различный уровень функциональности.


 омментарии

¬ рамках данного исследовани€ мы провели интервью с руководител€ми всех ведущих компаний MCAE и с многими заказчиками, представл€ющими широкий круг организаций разного размера и уровн€ управлени€. »х комментарии и наблюдени€ (выделено нами) помогли нам лучше пон€ть рынок MCAE, что нашло свое отражение в докладе.

Ќекоторые интервьюируемые высказали назидательные советы; большинство сосредоточились на потребности заказчиков понимать суть анализа. –€д специалистов озабочены тем, что «универсалы» могут неправильно интерпретировать результаты собственного анализа:

ƒ-р Ѕилл ’олл (Bill Hall), аналитик Ќј—ј в отставке, который немало способствовал укоренению CAE в космическом агентстве —Ўј:

«¬сего лишь способность работать с программой, использующей метод анализа конечных элементов (FEA), не достаточна дл€ того, чтобы проектировщики могли получить значимые результаты анализа. ”читыва€ сегодн€шние возможности формировать модели FEA c автоматическим формированием расчетной сетки, выполнить FEA может практически любой. Ќеобходимо также знать механику конструкций. Ќужно уметь подтвердить, путем расчетов вручную, или другими способами, что результаты FEA имеют смысл.»

¬иль€м ћорган (William Morgan), из английской фирмы Morgan Design Analysis Ltd., специализирующейс€ на проектировании и анализе поршней:

«јнализ должны проводить специалисты. ќчень немногие способны справитьс€ с CAD и FEA. Ёто можно считать недостатком или нет, но не стоит рассматривать вариант упрощени€ анализа до абсурда».

ћарк ’алперн (Marc Halpern), руководитель научно-технических работ, ѕодразделение проектировани€ и производства исследовательской и консалтинговой фирмы Gartner (—Ўј):

«≈сли речь идет о стандартной методологии проектировани€, некоторые инженеры-разработчики могут с ними справитьс€. —ледовательно, если в фирме существует посто€нна€ потребность работы с MCAE, эксперты должны передавать рутинные операции таким проектировщикам. ќднако эксперты должны обеспечить соответствие работы проектировщиков передовой практике. ≈сли же потребность в использовании MCAE возникает в компании лишь периодически и опыт сотрудников в этой сфере незначителен, разумнее привлекать консультантов, чем содержать сотрудников, специализирующихс€ на MCAE».

¬ заслугу вендорам нужно поставить то, что по крайней мере некоторые пакеты, предназначенные дл€ «универсалов», особенно в составе MCAD-систем, фокусируютс€ на решении специфических типов проблем. ’арактеристики некоторых из таких продуктов стимулируют заказчиков обращать внимание на обоснованность задаваемых вопросов.

ќбсужда€ ситуацию на рынке, были сделаны следующие за€влени€:

ƒ-р √эррет ¬андерплаац (Garret Vanderplaats), руководитель Vanderplaats Research & Development, Inc. — компании, занимающейс€ оптимизацией программного обеспечени€ CAE:

««адача инжнерного обеспечени€ — проектирование и оптимизаци€. Ќами созданы средства оптимизации высокого технического уровн€. —лабым звеном €вл€етс€ удобство в использовании, и, соответственно, это — важна€ область усовершенствовани€».

ƒжо ¬олш (Joe Walsh), ¬ице-президент по бизнес-развитию, Simmetrix, Inc.:

« огда-то только эксперты использовали CAE; категории продукции различались только по цене. —ейчас рынок определ€етс€ тем, кто может использовать продукт — эксперты или инженеры , не имеющие специальной подготовки».

Ќаконец, что касаетс€ области интересов, про€вл€ютс€ две устойчивые тенденции. ¬о-первых, расширение полномочий проектировщиков; и, во-вторых, усиление использовани€ шаблонов дл€ автоматизации процесса анализа и валидации.

–ичард Ѕуш, ƒиректор по маркетингу, Digital Lifecycle Simulation, Siemens PLM:

«¬идение и стратеги€ Siemens PLM заключаютс€ в том, чтобы моделирование стало реальностью на прот€жении всего жизненного цикла издели€.  ак только имеютс€ [передовые функциональности MCAE в среде разработки], € могу назвать много разумных причин, по которым заказчики хот€т использовать их в проектировании.

»ногда загвоздка в другом — проектировщики нередко задают несложные вопросы, но после того, как их направили группе аналитиков, может пройти две недели, пока не будет предложен ответ, и дело тут не просто в отставании в выполнении работ. ≈сли проектировщики будут иметь специальные программные средства, позвол€ющие им, в свою очередь, разрабатывать программные средства (или эксперт-программы) дл€ собственных проектных групп, они смогут выполн€ть анализ в течение часов или минут.

[ќдна] немецка€ компани€ предоставл€ет средства анализа своим проектировщикам в цел€х совершенствовани€ проектного решени€ до стадии проверки. ÷енным дополнительным эффектом такого подхода €вл€етс€ то, что обе группы стали лучше понимать сложные проблемы, с которыми сталкиваетс€ друга€ группа«.

ƒжейсон ‘ерклос (Jason Faircloth), Marin Bikes:

«я менеджер по продукту и разработчик продукта; наша компани€ небольша€. ƒо получени€ [»доминирующих«MCAD с пакетом MCAE] у мен€ обычно уходило полтора года дл€ вывода новой разработки на рынок. ѕрограммные средства, использующие методы анализа конечных элементов и анализа элементов движени€ позвол€ют практически исключить физические прототипы. — помощью таких программных средств срок вывода на рынок уже сократилс€ до 9 мес€цев, и это не предел. «десь наше будущее».


Ѕудущее MCAE

–ынок MCAE мен€етс€. «÷ентр прит€жени€» смещаетс€ от технически сложных средств, которые были прерогативой только высококвалифицированных специалистов, к мощным, более доступным продуктам, пользоватьс€ которыми могут инженеры-«универсалы», имеющие относительно ограниченные знани€ физики. ƒаже небольшие компании 6 сообщают о сокращении — и даже прекращении — использовани€ физических прототипов благодар€ применению соответствующих средств моделировани€ и имитации (см., например, комментарий представител€ компании Marin Bikes). ѕо мере растущей интеграции функциональных возможностей MCAE с «доминирующими» MCAD тенденци€ к внедрению таких средств будет усиливатьс€.

Ќовые и усовершенствованные программные средства, такие как преобразователи, предвестниками которых €вл€ютс€ предпроцессоры абстрактного моделировани€ (например, продукци€ Comet, Simmetrix), должны радикально изменить область MCAE. —реди прочих, они обеспечивают преимущество использовани€ всеми инженерами-проектировщиками глубокого знани€ анализа специалистами, далеко превосход€ возможности шаблонов.

Ќеотвратимый рост производительности компьютеров позвол€ет создавать как никогда мощные средства, доступные всем — например, совершенствовать анализ и оптимизацию путем использовани€ статистических переменных, а не посто€нных величин.

ƒруга€ важна€ область роста заключатс€ в интеграции и моделировании на системном уровне. ѕо мере развити€ средств интеграции и моделировани€ на системном уровне, будет возрастать значимость PIDO.

ѕо нашему мнению, устойчивый рост рынка MCAE будет продолжатьс€, и ведущие позиции на рынке будет занимать категори€ «простых» продуктов 7. ƒанна€ тенденци€ будет подпитыватьс€ основными экономическими процессами на глобальных производственных рынках: конкуренци€ остра как никогда; период от начала разработки издели€ до его выхода на рынок имеет все более важное значение в плане рыночного успеха издели€; заказчики гораздо менее, чем когда-либо, терпимы к низкому качеству продукции и задержкам поставок. MCAE предлагает апробированные решени€ дл€ такой среды 8.

Ёти тенденции стали возможными благодар€ совершенствованию информационных технологий. ¬ насто€щее врем€ персональные компьютеры обладают достаточной мощностью дл€ решени€ больших и комплексных проблем. ѕараллельные компьютеры огромной мощности упали в цене. »нтерфейсы пользовател€ станов€тс€ более высококачественными и удобными в работе. »нтернет обеспечивает немыслимый ранее уровень коллективных разработок, как в плане пропускной способности, так и скорости.

¬еро€тно, наиболее решающий фактор заключаетс€ в том, что выросло поколение инженеров, свободно владеющих компьютерами и многого от них ожидающих. »нженеры нередко изучают MCAE еще в стенах университетов. Ёто говорит о полной трансформации социологии проектировани€ изделий, когда существовавшие ранее организационные барьеры демократизации анализа исчезают на глазах.

¬ течение значительного периода времени MCAE играли важную роль в процессе инженерно-технических разработок, осуществл€емых крупными компани€ми; как правило, их примен€ли специалисты в области анализа. “еперь эта роль должна расширитьс€ благодар€ использованию инженерами-проектировщиками. ј в небольших фирмах программные средства MCAE быстро преодолевают стадию «неплохо бы иметь» и станов€тс€ важным элементом конкурентного преимущества.


6 ѕродвинутый анализ не ограничен крупными компани€ми. ћногие небольшие фирмы осуществл€ют наиболее «продвинутое» моделирование, возможное на сегодн€шний день.

7 —м. примечание 5.

8 ¬ моделировании реального мира еще много простора дл€ изобретений. –ынок новых, передовых инструментальных средств моделировани€ также будет продолжать расти, хот€, по нашим прогнозам, не столь быстро, как категори€ «простых» продуктов.


–екомендации

» вендоры, и заказчики выиграют от понимани€ производственной культуры, сложившейс€ вокруг MCAE, и котора€, как люба€ культура, не об€зательно строитс€ только на фактах и €вл€етс€ полностью рациональной.  ишор Ѕо€лакунтла (Kishore Boyalakuntla), менеджер по управлению моделированием изделий, SolidWorks, говорит:

«“олько разумно, что когда разработчики издели€ создают трехмерные модели, они также виртуально тестируют свои проекты и идеи. — момента внедрени€ простых в использовании, функциональных и доступных по цене средств моделировани€, € наблюдаю значительные изменени€ на рынке, когда проектировщики, не имеющие опыта анализа, успешно используют средства моделировани€ дл€ создани€ более совершенных изделий. ћатериальные издержки, новые разработки изделий и необходимость увеличени€ производительности существенно повысили степень внедрени€ средств моделировани€ как проектировщиками, так и аналитиками. ћы знаем несколько компаний, в которых специалисты по анализу занимаютс€ наставничеством проектировщиков по мере их сосредоточени€ на комплексном моделировании.

ѕолагаю, представление о том, что проектировщики не могут успешно использовать анализ дл€ создани€ более качественной продукции только сбивает с толку. ¬ерно, что результаты анализа должны быть подтверждены в ходе физических испытаний или ручными вычислени€ми, но по моему опыту инженеры скептически относ€тс€ к результатам анализа и предпринимают значительные усили€, чтобы убедитьс€ в их точности.  аждый год все более комплексные функциональности станов€тс€ «господствующими» и принос€т нововведени€ в технологию моделировани€, и ожидаетс€, что данна€ тенденци€ продолжитс€. “акже как в прошлом дес€тилетии произошло сли€ние построени€ чертежей и трехмерного моделировани€, € предполагаю, что в следующем дес€тилетии сольютс€ воедино построение трехмерных моделей и имитаци€.«

“акие мысли проливают свет на проблему, принципиально важную дл€ компаний, рассматривающих возможности использовани€ MCAE.  огда речь идет о проблеме, св€занной с культурой, ее по определению сложно заметить членам данного культурного сообщества.

¬ыход€ за рамки естественно сформировавшихс€ групп продуктов, описанных в докладе, имеютс€ два кластера применени€, которые и вендоры, и заказчики должны принимать во внимание. ѕервый — когда MCAE (любого типа) используютс€ дл€ первоначальной валидации и понимани€ сути чрезвычайно итеративного процесса инженерного проектировани€; второй — когда MCAE примен€ютс€ в цел€х детального моделировани€ и расширенной валидации.  аждый кластер применени€ либо непосредственно способствует уменьшению, либо в определенных случа€х замещает использование физических прототипов в испытани€х издели€. ƒл€ первого кластера требуетс€ простота в освоении и дальнейшем использовании, обучение, сквозна€ интеграци€ с MCAD, €сное графическое представление результатов, короткий срок между получением и выполнением задачи и рекомендации по интерпретации результатов. ƒл€ второго необходимы первоклассное управление данными и процессами и больше способов анализировать результаты «вдоль и поперек», также как и максимальна€ точность, даже за счет удлинени€ времени между получением заказа и выполнением.

ќба типа применени€ присутствуют в проектировании и производстве, даже в рамках одной и той же компании. ќднако дл€ реализации каждого характерны разные интерфейс пользовател€, крива€ освоени€, уровень интеграции с MCAD и прочее.

ћожно рекомендовать, чтобы заказчики, рассматривающие приобретение программного обеспечени€ MCAE, ответили бы на следующие вопросы перед тем, как оценивать новые технологии:

  • Ќа какие типы вопросов вы пытаетесь найти ответ? ѕосмотрите на сто€щие проблемы и спросите себ€, как они вписываютс€ в нашу характеристику классов проблем. явл€ютс€ ли они в основном «простыми»? «атем изучите программные средства MCAE, встроенные в ваш пакет MCAD; если они скорее предназначены дл€ решени€ «сложных» вопросов или могут быть успешно использованы дл€ класса «автоматизируемых», рассмотрите сначала средства, созданные дл€ работы с именно этими классами проблем.
  •  акие коммерческие цели вашей компании можно будет достичь с помощью MCAE? ѕримеры: сокращение объема физических испытаний; подтверждение окончательной надежности проектного решени€ до изготовлени€ прототипа; соответствие нормативным требовани€м; подтверждение проектного решени€ до издани€ распор€жений о внесении изменений; оптимизаци€ эксплуатационных качеств, как-то: отношение предела прочности к массе; понимание распределени€ напр€жени€ и температур в конструкци€х, которые не могут быть вы€влены посредством физических измерений; обоснование концепции проектного решени€ до выполнени€ детального проектировани€.
  •  акие цели €вл€ютс€ приоритетными? ¬ каком пор€дке они должны быть реализованы?
  •  акого рода физические проблемы нужно проанализировать или смоделировать дл€ достижени€ данных коммерческих целей? ѕримеры: модальный анализ; напр€жение и деформаци€ под нагрузкой; анализ характеристик выносливости; испытани€ на ударную в€зкость; шум, вибраци€, жесткость; динамическа€ нагрузка; динамика жидкостей и газов; теплоотдача путем теплопроводности; конвективный теплообмен; радиационный теплообмен; технологии изготовлени€, такие как штамповка и ковка; моделирование электростатического пол€.
  • Ќа какой стадии разработки вы хотите осуществл€ть основной анализ? ѕримеры: до начального этапа детального проектировани€; в процессе начального этапа проектировани€, но до окончательного проектного решени€; по завершении проектного решени€, после распор€жений о внесении изменений, вли€ющих на конструктивную целостность.
  • ¬ плане сложности, где ваши проблемы располагаютс€ на карте «большие — автоматизируемые» проблемы?
  •  то будет осуществл€ть каждый вид анализа? ѕроектировщики-универсалы и менеджеры проекта? —пециалисты в области анализа? ѕредставители и тех, и других?  то пользователи — контрактеры извне, сотрудники компании, или и те, и другие?
  • ≈сть ли у компании в насто€щий момент компетентные сотрудники дл€ выполнени€ требуемого анализа? »ли придетс€ приглашать / нанимать экспертов по MCAE?

≈сли вы прин€ли решение о применении анализа уже на ранней стадии проектировани€, необходимо провести соответствующую реорганизацию еще до оценки нового программного обеспечени€. ≈сли задействованы специалисты по анализу, введите их в состав группы разработчиков издели€, чтобы они могли проанализировать изделие на ранней стадии. Ќеоб€зательно инвестировать в новые технологии дл€ того, чтобы воспользоватьс€ преимуществами анализа при разработке проекта.  огда специалисты начнут работать в тесном контакте с проектировщиками, станет пон€тнее, что нужно сделать дл€ улучшени€ потока данных от CAD к специалистам и обратно.

ѕосле того, как вы определитесь с приоритетными цел€ми анализа и проведете необходимую дл€ их достижени€ реорганизацию, вы будете лучше подготовлены дл€ оценки новых разработок программного обеспечени€. Ќе старайтесь решить все проблемы сразу. ќпасайтесь компаний, предлагающих панацею. Ќаправл€йте усили€ на то, чтобы в первую очередь справитьс€ с наиболее важными бизнес-проблемами. «атем совершенствуйте процессы в пор€дке приоритетности.

—овременное программное обеспечение MCAE предоставл€ет широкому кругу заказчиков такие возможности, о которых раньше никто не мог и подумать. ѕри должной подготовке и обучении ваша организаци€ сможет добитьс€ существенного повышени€ эффективности.


ќ Cyon Research

Cyon Research — консалтингова€ фирма, помогающа€ конструкторско-технологическим, инжиниринговым, строительным и производственным компани€м выработать стратегический подход к средствам программного обеспечени€ и процессам, на которые они опираютс€ дл€ того, чтобы измен€ть мир вокруг нас. Ѕлагодар€ способности непредвз€то разобратьс€ в существе вопроса, благодар€ своему видению и компетенции Cyon Research также содействует вендорам в понимании сложной природе рынков, на которых они оперируют, и помогает развиватьс€, удовлетвор€€ интересы заказчиков.

Cyon Research предлагает своим клиентам уникальное сочетание опыта, перспективного воспри€ти€ и интуиции, подкрепл€емых обширной сетью налаженных отношений с предпри€ти€ми. “есные контакты с заказчиками, аналитиками, вендорами и разработчиками обеспечивают неожиданные преимущества нашим клиентам и существенно увеличивают ценность наших услуг.

–азвитию такого рода отношений благопри€тствует COFES:  онгресс по ¬опросам Ѕудущего –азвити€ ѕрограммного ќбеспечени€ “ехнических «адач, ежегодное меропри€тие Cyon Research только дл€ приглашенных. Ќа COFES нам удаетс€ зав€зать и развить такие контакты, которые возможны только при личном общении.

Ќаши исследовани€ в сфере проектировани€, инжиниринга, строительства и производства сосредоточены на технологи€х и рынках, которые скорее всего будут реализованы в ближайшие 2-6 лет.

ќбласть исследований — инструментальные средства, процессы и процедуры, используемые в проектировании, инженерии, управлении и производстве антропогенной среды и готовой продукции.

Ѕолее подробна€ информаци€ о наших услугах размещена на сайте cyonresearch.com

ƒанный доклад подготовлен при частичной финансовой поддержке Autodesk и SolidWorks. ƒругие доклады Cyon Research можно найти на cyonresearch.com/whitepapers.

Cyon Research Corporation
8220 Stone Trail Drive
Bethesda, MD 20817-4556 USA

“ел.: 301-365-9085
‘акс: 301-365-4586
cyonresearch.com

Copyright 2008,Cyon Research Corporation

„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: Ќадо ли жалеть свои мозги?
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

Ќадо ли жалеть свои мозги? — ƒавид Ћевин (1 июн€ 2023)
isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2023 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.