Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Cad

Управление требованиями

28.12.2020 10:22:36 | Автор: admin
image Что такое управление требованиями, как оно устроено, и почему приходится им заниматься? Уже давно стало ясно, что для преуспевания компании недостаточно просто иметь товар и продавать его. Продукт должен быть востребованным и удобным для потребителя. А позже появилось понимание, что продукт требует каких-то сервисов, что необходим переход к сервисной модели. Более того, потребитель хочет не владеть товаром, а пользоваться им. Отсюда арендные или подписочные модели.

Что же дальше? А дальше нас ждет экономика впечатлений: потребитель будет покупать не товар и даже не сервис, а некое послевкусие после его пользования. И об этом надо позаботиться, это важно уже сейчас. Поэтому требования относятся и к товарам, и к сервису, и к тем впечатлениям, которые мы хотим сформировать от этих товаров у потребителя.
image

Всем этим надо управлять. Как показывает статистика, в технологически сложных отраслях до 45% попыток вывода на рынок новых продуктов, новых изделий кончаются неудачей. Анализ причин этих неудач говорит о том, что на самом деле большинство из них были заложены еще в начале программы разработки изделия, на стадии формирования требований.

Что такое требования и в чем суть проблемы?


Для начала определимся с понятием требований. Требование оправданный, утверждённый и документально изложенный критерий, которому должно быть обеспечено соответствие. Требования могут исходить как из внешней среды (от заказчика, регулирующих органов и пр.), так и из внутренней среды организации (технологические ограничения, требования маркетологов и т.д.). Распространяются такие требования, прежде всего, на функции изделия, на используемые в нём материалы, на применяемые интерфейсы, протоколы и прочие свойства изделия. Кроме того, требования могут накладываться и на процессы разработки изделия, и на производственные процессы, и на последующую эксплуатацию изделия.
В чем же проблема с требованиями? Прежде всего, это неспособность понять требования заказчиков. Кроме того, количество требований к концу разработки может на порядки превышать их количество в исходном ТЗ. Т.е. на входе в разработку изделия просто невозможно определить сразу все требования к нему. Серьезное изделие масштаба самолета это более миллиона требований.
В какой-то момент пришло осознание факта, что описать в виде требований инновационное изделие до начала его разработки просто невозможно, а все попытки ограничиться единожды составленным набором требований сводят на нет те самые инновационные свойства изделия. И, начиная, прежде всего, с разработки программного обеспечения, а сегодня всё шире и шире стали применяться принципы аджайл (Agile). Такие принципы принимают факт ущербности начальных требований и необходимости работы с ними на всем цикле разработки.
При ближайшем рассмотрении оказывается, что проблемы, связанные с ошибками разработки или производства, как правило, весьма несущественны по сравнению с тем, что заложено в требованиях. Прежде всего, это неполнота требований по составу и проработке. Не менее важно и то, в каком виде требования представляются заинтересованным лицам, которые, собственно говоря, и должны воплотить такие требования в разрабатываемом изделии. Да и заказчик далеко не всегда знает, что он хочет, не всегда готов выразить свои требования в пригодном для дальнейшего использования виде.
В результате требования могут совершенно не совпадать с ожиданиями, а участвующие стороны часто понимают их по-своему. В довершение всего, как мы уже знаем, требования будут по ходу разработки изделия меняться и дополняться. Если этим не заниматься системно, то есть не управлять требованиями, то и результат будет соответствующим.

image

Многообразие требований (физические, логические, функциональные и пр.) ведет к необходимости скрупулёзного администрирования и управления. Исследователи области управления требованиями сходятся в одном две трети ошибок, нестыковок и переделок связано либо с неполнотой требований, либо с ненадлежащим их представлением.
Соответственно, необходимо с самых ранних стадий до конца жизненного цикла изделия выявлять и анализировать требования, управлять изменениями, привязывать требования к элементам конструкции, процессам, отдельным заданиям и работам в составе проекта разработки и программы испытаний, составлять отчётные формы. Причём, чем дальше мы будем продвигаться по стадиям жизненного цикла, тем больше требований будет выявлено, потребует анализа и администрирования.

Иерархия требований


Существуют требования к материалам, интерфейсам и ко всему, из чего состоит изделие. Есть ещё требования к процессам производства, проектирования и пр. Они будут иметь десятки противоречий, разный вес и приоритеты. Так что картина получается довольно сложной. В процессе разработки количество и сложность требований увеличивается в разы. Причём надо следить за их изменениями. А потом нужно ещё доказать, что все требования реализованы встает вопрос об испытаниях.
Как правило, сначала рассматривают требования ко всему изделию, потом к отдельным его подсистемам и элементам. Когда требования уже достаточно проработаны, приступают к разработке изделия в целом и отдельных его элементов. И чем дальше вырисовывается поэлементная структура изделия, тем глубже должна быть декомпозиция требований: от уровня целого изделия до уровня требований к отдельным элементам. Нижележащие требования должны соответствовать и не противоречить вышестоящим сопоставление и проверка требований на такое соответствие называется валидацией требований.
image

Для организации процессов разработки сложных изделий Независимая Ассоциация системных инженеров рекомендует использование метода RFLP (Requirements Functional Logical Physical). В таком методе, опираясь на управление требованиями, в первую очередь определяют функциональный состав изделия, т.е. какие функции должно выполнять разрабатываемое изделие.

Следующим шагом продумывают реализацию таких функций элементами, узлами и системами в составе конструктива изделия, тем самым, определяют логическую архитектуру разрабатываемого изделия. Лишь с полным пониманием функционального состава и логики конструктива изделия переходят к проектированию отдельных элементов, систем и составлению цифрового макета изделия.
image

Имитационное моделирование



Чтобы понимать, каким будет поведение системы в реальной среде, какие необходимые изменения нужно внести до перехода к дорогостоящим натурным испытаниям и изготовления для них дорогостоящих натурным прототипам, уже достаточно широко используется имитационное моделирование. Имитационное моделирование сегодня позволяет не просто посмотреть на виртуальный прототип системы, но и выполнить необходимый цикл испытаний и выявить несоответствия требованиям ещё в виртуальной среде, пока изменения, необходимые для достижения соответствия требованиям, носят цифровой характер, а значит, обходятся разработчикам системы на порядки дешевле. Связанным продуктом имитационного моделирования является возможность анализа отказоустойчивости и безопасности системы.

image

Часто под управлением требованиями понимают составление спецификации требований. Не умаляя значимости этого процесса на протяжении всего цикла разработки, следует отметить, что согласно статистике, рассмотренной выше, не менее важным оказывается представление требований. Объём требований, с которым приходится иметь дело разработчикам, не оставляет шанса традиционным методам. Лучше всего в современных условиях зарекомендовала себя практика привязки требований к тем элементам изделия или системы, к которым они относятся. Таким образом, на всём цикле разработки и испытаний заинтересованные лица могут не перерабатывать весь состав требований, а работать лишь с относящейся к их участку выборкой.

Неотъемлемой частью требований ещё на стадии определения должны становиться методы определения соответствия, т.е. методики испытаний, по которым будет подтверждаться соответствие требованию. Последнее время процесс подтверждения соответствия требованиям всё чаще стали называть верификацией требований. По результатам испытаний подтверждают соответствие требованиям или инициируют внесение изменений в изделие. Понятие валидация изделия, в свою очередь, появилось, исходя из возможного несовершенства самих требований или методов их верификации. Другими словами, валидация изделия носит более высокоуровневый характер и направлена на исключение ситуаций, когда на испытаниях подтверждено соответствие всем требованиям, но пользоваться изделием невозможно.

В результате, состав требований вкупе с методиками определения соответствия определяет программу испытаний. В современных условиях программа испытаний следует всем изменениям в составе требований и может меняться по ходу разработки. В такой программе важно не только сбалансировать необходимые доли натурных и виртуальных испытаний, но и комплексировать испытания, т.е. сгруппировать необходимые тесты и замеры таким образом, чтобы их можно было проводить за одну установку на стенд, на одном прототипе, за один вылет/выезд/запуск Подобная проработка программы испытаний позволяет вдвое сократить количество испытаний и необходимых прототипов, значительно уменьшить сроки реализации программы испытаний. Однако, в условиях огромного числа требований и постоянных изменений в их составе управлять программой испытаний без применения современных цифровых инструментов становится невозможно.

Для чего нужны инструменты работы с требованиями?


Перед компаниями, разрабатывающими технически сложные изделия, стоит непростая задача. Изделия стали настолько сложными, что на входе проработать все требования к многокомпонентному изделию невозможно. Компании же подчас работают по старинке, начинают проект с ТЗ, где просто перечисляются основные технические характеристики изделия, а уже по ходу разработки, руководствуясь этим техническим заданием, какими-то нормами и правилами, собственными представлениями, ищут инженерное решение, отвечающее техническому заданию. Такое решение будет гораздо более сложным, чем можно было бы описать на входе. Кроме того в процессе поиска этих решений возникает множество других вопросов, которые также выражаются в требованиях к производственным процессам, к материалам, к самому изделию, его функциям. Удерживать всё это в голове невозможно.

Между тем в современном мире нужно быстро разрабатывать изделия и быстро выводить их на рынок. В противном случае к моменту выпуска техническое задание может устареть и станет неактуальным. Поэтому процессом необходимо управлять с самого начала. Иначе неудачи закладываются на старте разработки новых изделий. Ненадлежащее управление требованиями причина большинства ошибок, переделок, несоответствий, которые приводят к необходимости выпускать новые прототипы. При этом увеличиваются издержки, приходится тратить время и деньги на новые циклы разработки и испытаний. В результате откладывается выпуск изделия.

Кроме того, необходимо обеспечить сквозные процессы разработки изделия в многодисциплинарной среде, позволив специалистам из разных областей слаженно действовать в поисках инженерных решений.

Растущая сложность изделий приводит к тому, что сегодня традиционная роль главных/генеральных конструкторов как отцов изделия уходит в прошлое. Человеку не под силу держать в голове всю картину изделия, обеспечить его целостность. Как уже отмечалось, требования могут быть внутренними и внешними, касаться не только самого изделия, но и материалов, из которых оно изготавливается, процесса его изготовления. Отдельно взятому человеку очень трудно разобраться во всём этом разнообразии. Требования наследуются в ходе разработки, они могут быть связаны друг с другом. Каждое требование необходимо выявить, сопоставить с другими и так далее. Нужны автоматизированные системы, которые помогают работать над таким сложным проектом.

Платформа 3DEXPERIENCE и другие средства



Платформа 3DEXPERIENCE позволяет совместно работать с требованиями и включает в себя инструменты их формализации, привязки требований к элементам состава изделия, состава проекта разработки и испытательных работ. Всё это дает возможность не просто вести учёт требований, а с целью принятия осознанных решений анализировать требования по затратам и результатам от их реализации.
Решение CATIA Magic позволяет выявить и проанализировать потребности заинтересованных сторон, участвующих в производстве, вводе в эксплуатацию, в самой эксплуатации изделия, и выводе из нее. Все это обеспечивает полноту и правильное представление требований с самого начала жизненного цикла изделия, а именно недостаточная полнота и представление требований, как мы уже знаем, являются источником 2/3 ошибок в проектировании изделия.
Решение Stimulus ещё на ранних стадиях разработки еще на уровне определения требований моделирует поведение системы и анализирует взаимозависимость и реализуемость требований. Однако для такого моделирования необходимо должным образом сформулировать требования.

image

Самый современный подход к разработке сложных изделий это основанный на моделировании моделей системный инжиниринг (MBSE, Model-based System Engineering). Требования один из трех китов, на которых базируется MBSЕ, без реализации которого невозможен системный инжиниринг.

Платформа 3DEXPERIENCE обеспечивает прозрачность требований в связке с методиками определения соответствия, прозрачность хода испытаний и их результатов. Система построена на рекомендуемом в системном инжиниринге подходе RFLP, что дает возможность на ранних стадиях провести имитационное моделирование и расчёты, выполнить анализ систем и внести необходимые изменения ещё в цифровой среде. А цифровые изменения, как известно, на порядок-другой дешевле натурных.
Функционал платформы 3DEXPERIENCE выходит далеко за рамки учёта требований, а именно:

  • Составление спецификаций требований с ранжированием;
  • Составление программы испытаний;
  • Планирование и управление ходом работ по программе испытаний;
  • Управление результатами испытаний с корреляцией результатов виртуальных и натурных испытаний;
  • Наглядное отслеживание хода выполнения программы испытаний и результатов определения соответствия требованиям.


Есть также инструменты анализа и моделирования требований, обеспечивающие выявление и переход от требований заинтересованных сторон к требованиям к изделию и его составляющим. Ещё не выявленные требования заказчиков и лиц, как-либо сталкивающихся с изделием в эксплуатации, за несколько шагов превращаются в требования к изделию, требования к системам и отдельным элементам в них.

Следует отметить, что платформа 3DEXPERIENCE одинаково хорошо справляется с управлением и виртуальными, и натурными испытаниями. Именно комплексный подход позволяет оптимизировать расходы и сроки реализации программы испытаний. В конечном счете, это позволяет убедиться, что изделие соответствует выявленным требованиям. При этом спецификаций требований бывает очень много техническое задание, сертификационные требования, выявленные требования заинтересованных лиц, требования к поставляемым системам и подсистемам и они между собой должны быть связаны и непротиворечивы.

Инструменты Dassault Systemes позволяют в условиях междисциплинарной разработки и широкой производственной кооперации обеспечить слаженное взаимодействие и сквозные процессы разработки изделия на основе требований. При этом управление требованиями строится на уровне жизненного цикла каждого отдельного требования, на уровне методик подтверждения соответствия, на уровне отдельных параметров в требованиях, что позволяет проводить моделирование и инженерный анализ.

Таким образом, платформа 3DEXPERIENCE комплексно управляет процессами жизненного цикла требований от их выявления до верификации и валидации и позволяет большим коллективам слаженно работать над моделированием, испытаниями и выводом в серию технически сложных инновационных изделий.

Подписывайтесь на новости Dassault Systmes и всегда будьте в курсе инноваций и современных технологий.

Dassault Systmes официальная страница

Facebook
Vkontakte
Linkedin
3DS Blog WordPress
3DS Blog on Render
3DS Blog on Habr
Подробнее..

Второй день 3DEXPERIENCE World 2021 как это было

26.02.2021 16:11:32 | Автор: admin

На пленарном заседании было сказано много нового о смещении акцентов с промышленных изделий как таковых на впечатления от их использования. В этой части конференции, а также на последующих тематических секциях участники узнали, как 3DEXPERIENCE Works объединяет в реальном времени людей, приложения и данные то есть охватывает практически все аспекты деятельности предприятия. Это открывает путь к повышению производительности, упрощает совместную работу и позволяет быстрее внедрять инновации.

Прозвучало несколько убедительных отзывов от компаний-клиентов, которые интенсивно используют инструменты 3DEXPERIENCE Works для воплощения своих задумок в реальность. Одной из таких компаний стартапу Skinny Guy Campers 3DEXPERIENCE SOLIDWORKS помогает реализовать планы по расширению бизнеса.

Представитель компании Square Robot рассказал, как им удалось укрепить свои конкурентные преимущества, расширив возможности проектирования и производства с помощью инструментов комплекса 3DEXPERIENCE Works. Далее участникам представили компанию Seed Terminator, которая использует 3DEXPERIENCE Works для адаптации своей продукции к различным сельскохозяйственным машинам и сорности посевов.

Выступление Фрэнка Стивенсона, в послужном списке которого должности ведущего дизайнера и директора по дизайну в крупных автоконцернах, таких как McLaren, Ferrari, Maserati, Fiat и MINI, было (что вполне предсказуемо) посвящено скорости. Он рассказал, как сократить циклы разработки, как использовать стремительно развивающиеся инструменты проектирования и что нужно сделать для поддержки человеческого звена в системе человек-машина.

Хотите увидеть гонку на Луне или прокатиться на летающем такси? Стивенсон показал примеры своих текущих проектов и действительно, это что-то за рамками привычного нам мира! Смотрите запись его презентации на платформе виртуального мероприятия (вкладка Agenda).

Глубокое погружение

После пленарного заседания участники получили возможность глубже погрузиться в конкретные производственные области. На секции Виртуальные испытания путь к совершенству говорили о том, почему так важен всесторонний анализ поведения изделий в эксплуатации уже на ранних стадиях их разработки. Были продемонстрированы масштабируемые, подключенные решения SIMULIA, настроенные на работу совместно с SOLIDWORKS.

Участники секции Доступное управление данными познакомились с тремя компаниями, которые используют возможности облака для хранения своих данных, исключив традиционные хлопоты, связанные с локальным развертыванием. Обсуждалось также, почему эффективное управление данными имеет решающее значение для успеха разработки.

Секция Будущее проектирования и производства проводилась совместно с создателями телепрограммы Titans of CNC. Они рассказали о компании, которая смогла выполнить проект в чрезвычайно сжатые сроки, организовав безопасное и надежное взаимодействие всех сторон с использованием SOLIDWORKS и мощной платформы 3DEXPERIENCE.

Еще на одну секцию был приглашен Джейсон Пол признанный промышленный дизайнер, которого все знают по реалити-шоу Американский мотоцикл на канале Discovery.Он провел краткий обзор удивительных проектов, над которыми сейчас работает.

Отдельные секции Паспорт экосистемы стартапов для регионов Северной Америки, Европы, Азии и южной части Тихого океана были посвящены проблемам и перспективам, возникающим у основателей стартапов при запуске новой продукции, а также динамике современного рынка. Участники поделились информацией о том, чего ожидают инвесторы, каковы текущие тенденции в отрасли и как стартапы переходят от идей к производству.

Во второй день 3DEXPERIENCE World мы обсудили много вопросов. Мы научились анализировать потребительские впечатления. Завтра, как гласит программа третьего дня, мы глубже погрузимся в связи и отношения и совсем не важно, что физически мы находимся далеко друг от друга.

Рекомендуем вам посмотреть видео ниже, чтобы не пропустить ни одного яркого момента.

Хотите узнать больше? Скачайте бесплатно электронную книгу о ключевых обновлениях и технических преимуществах SOLIDWORKS 2021

Подробнее..

Нефтянка для инженеров, программистов, математиков и широких масс трудящихся, часть 5

06.08.2020 08:23:05 | Автор: admin

Сегодня мы поговорим о двух частных областях, где без моделирования не обойтись, и расскажем, как инженеры умеют разбираться в показаниях датчиков. Любая скважина это объект капитального строительства, как здание или завод, который требует капитальных вложений, планирования, периодического и капитального ремонта, и только при удовлетворении этих требований она сможет вернуть затраты на своё строительство и принести прибыль как в энергетическом, так и в денежном выражении. Жизнь скважины напрямую связана с периодически проводимыми на ней технологическими ремонтными операциями. Есть операции, как, например, спуск-подъём и замена труб или насоса, которые нуждаются только в наличии чёткого плана и соблюдении техники безопасности ремонтной бригадой. А есть операции особенные, требующие глубокой инженерной проработки и дополнительного моделирования, и без этих действий жизнь скважины может просто закончиться. А скважина, напомню это большое вложение средств и энергии.

Симулятор гидроразрыва пласта





Одной из самых важных на сегодня операций, проводимых на скважинах, является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Суть гидроразрыва пласта в следующем. В скважину под большим давлением (до тысячи атмосфер!) закачивают специальную жидкость, похожую на желе (собственно, это и есть желе при его производстве используют пищевой гелеобразователь). Давление разрывает пласт, раздвигая слои породы. На той глубине, где обычно производится ГРП, породу проще раздвинуть в стороны, чем вверх, поэтому трещина получается почти плоская и вертикальная, при этом ширина её составляет считанные миллиметры или сантиметры. Затем вместе с жидкостью начинает подаваться пропант (иногда также пишут проппант, с двумя п и так, и так правильно) похожая на песок смесь крепких керамических гранул диаметром от долей миллиметров до миллиметров. Цель ГРП закачать нужное количество пропанта в пласт (а, точнее, в коллектор в ту часть пласта, где находится нефть) так, чтобы образовалась проницаемая область, соединённая со скважиной. Жидкость, конечно, утечёт в пласт, а пропант останется там, куда успел дойти. Низкопроницаемые месторождения (а сейчас почти все новые месторождения именно такие, все большие хорошие традиционные месторождения давно уже нашли и разбурили) бесполезно бурить обычными скважинами: проницаемость мала, и к маленькому стволу скважины нефть еле сочится. Можно, конечно, теоретически и скважину пробурить очень толстую, чтобы площадь стенок у неё была большая, но очевидно, что на практике это сделать нереально. А вот если сделать на скважине ГРП, то вокруг скважины образуется обширная, хорошо соединённая со скважиной трещина с большой площадью стенок. Нефть сочится так же медленно, как и раньше, но теперь скважина собирает её потихоньку с большой площади, и суммарный дебит получается хороший, и скважина экономически оправдана. Чтобы ещё увеличить площадь, с которой собирается одной скважиной нефть, скважины бурят горизонтально, и проводят ГРП несколько раз в разных местах горизонтального ствола.



Что тут может пойти не так, и зачем нужно моделирование? Во-первых, трещина может пойти не туда, куда нужно, и пропант может распределиться по ней не так, как нам бы хотелось. Месторождение могло разрабатываться уже давно, и часть слоёв породы уже обводнилась, насытилась водой, а, возможно, и с самого начала на месторождении нижние слои были водонасыщены. Если вдруг трещина пройдёт от скважины к водонасыщенным или газонасыщенным пластам и заполнится пропантом, то вместо части нефти скважина будет добывать воду или газ.

Во-вторых, пропант может застрять на входе в трещину, потому что жидкость, в которую он замешан, оказалось слишком маловязкой, или проницаемость пласта оказалась выше, чем вы планировали, и жидкость просто быстро утечёт, оставляя сплошной пропант, который, понятное дело, без жидкости отказывается двигаться. Тогда вся скважина окажется заполнена пропантом, и для её очистки потребуются дополнительные затраты на промывку.

Наконец, в-третьих, пропант может прокачаться дальше ствола скважины и потерять с ней контакт. Тогда хорошо проницаемая область хоть и будет создана, но со скважиной никак соединяться не будет, и тогда толку от её существования вообще никакого.



Как можно смоделировать то, что в скважине будет происходить при закачке под большим давлением жидкости и пропанта? Этим занимается специализированный софт под названием симулятор ГРП, который использует численную физико-математическую модель развития трещины. Разработка такого софта, как и разработка любого другого софта для численного моделирования физических процессов, требует одновременного участия физиков, математиков, программистов высокопроизводительных параллельных вычислений и программистов, умеющих создавать удобный интерфейс, потому что в конечном счёте симулятором ГРП будут пользоваться инженеры в болотах Западной Сибири, нещадно кусаемые комарами!

Программы, которые позволяют рассчитать ГРП, буквально по пальцам сосчитать, и все они, до недавнего времени, были сделаны только в одной стране мира и легко запрещались к продаже в России. Да, мы гордимся, что разработали и продолжаем развивать первый в нашей стране промышленный симулятор гидроразрыва пласта, РН-ГРИД. До нашей разработки не только мы, но и вся отечественная индустрия была вынуждена пользоваться только американским ПО, потому что другого, собственно, не было, а с 2014 года с покупкой этого ПО возникли проблемы (как говорится, не было бы счастья, да несчастье помогло). Сейчас РН-ГРИД не только полностью заменил всё аналогичное ПО внутри Роснефти, но и успешно продаётся сторонним компаниям.



Чтобы рассчитать трещину, нужна физико-математическая модель. Но какие физические явления должны быть включены в модель, а про какие можно забыть? Насосы на поверхности закачивают под давлением жидкость с замешанным в неё пропантом. Эта смесь поступает в трубу, под давлением и собственным весом спускается на глубину, по пути испытывая трение о стенки трубы, тормозясь из-за собственной вязкости и турбулентности, теряет часть своей энергии на перфорациях и, растачивая словно абразивом эти самые перфорации, поступает в трещину, продвигается по ней, раскрывая её всё шире и шире, прорывается в более слабые пропластки, застревает в узких местах и опускается вниз под действием гравитации, а потом отфильтровывается через стенки трещины во все стороны, оставляя пропант в трещине.



Движение смеси и раскрытие (а потом, после остановки закачки, и закрытие) трещины это всё единая задача, которая включает в себя и механику упругой деформации породы при раскрытии трещины, и гидродинамику движения смеси по трубам и внутри трещины, и множество частных задач вроде расчёта трения в трубах, распада желеобразного геля под действием специальной химии, торможение частиц пропанта друг о друга, растворение породы кислотой (если это не простой, а кислотный ГРП), прогрев жидкости породой и охлаждение породы жидкостью и ещё множество других эффектов. Оцените сами, сколько тут всего!



Таким образом, чтобы описать все эти процессы, нужно перебрать половину университетских учебников по физике и нехилую часть учебников по химии: механику сплошных сред и гидродинамику, термодинамику и динамику химических реакций. Описать мало, надо ещё и запрограммировать, и тут придётся обложиться учебниками по численным методам и думать, как дискретизировать задачу и не получить систему уравнений, не решаемую за осмысленное время. А потом засесть за мануалы Intel по процессорным инструкциям AVX2, чтобы ваш решатель систем нелинейных уравнений был лучшим в мире.

В итоге получится самый быстрый и самый навороченный в мире консольный exe-шник. Чтобы подать ему на вход все нужные данные, и красиво отобразить на выходе результаты расчёта, а потом еще и выгрузить их в отчет по нужной форме, понадобится ещё и такое удобное приложение, как пре-пост-процессор. Полевые инженеры, напомню, довольно суровые ребята, которые сидят ночами, интерпретируя графики и пересчитывая дизайны ГРП. Они всегда готовы высказать всё, что думают о режущем глаза шрифте или о кнопке в диалоге, которая уезжает за пределы экрана на старых ноутбучных мониторах 1024 на 768, которые ты, программист, развалясь в своём уютном офисе за парой 4К мониторов, забыл предусмотреть. А так как работа идёт и днём, и ночью, они тоже очень любят тёмную тему:



Нужно учитывать, что всё описываемое происходит на глубине нескольких километров, и всё, что видят инженеры при проведении ГРП это показания нескольких приборов на поверхности и иногда показания пары приборов, спущенных в скважину. Поэтому инженерам важно заранее запланировать с помощью модели то, что будет происходить, затем во время операции по показаниям приборов вовремя увидеть, идёт ли всё по плану, вовремя реагировать на нештатные ситуации, а после операции построить ретроспективную модель того, как ГРП был выполнен, чтобы полученную информацию можно было использовать на соседней скважине или на соседнем месторождении. Про показания приборов мы ещё скажем ниже, потому что этот модуль нужен на всех технологических операциях.

Симулятор операций с гибкой трубой



В хирургии с незапамятных времён привыкли к операциям, выполняемым через вену, а медицинские эндоскопы тоже давно и успешно используются для исследования и манипуляций со всякими внутренними органами человека. В нефтянке есть свой аналог этой операции это гибкая насосно-компрессорная труба (ГНКТ) меньшего диаметра, которая спускается внутрь обычной насосно-компрессорной трубы и позволяет выполнять разного рода работы, которые иначе выполнять сложно.



Как используют гибкую трубу? Основных вариантов два. Это может быть просто гибкая труба с открытым концом. Её спускают в обычную трубу, по которой до того осуществлялась закачка или добыча, и начинают через неё закачивать жидкость и газ. Но при этом хотят, чтобы они не уходили в пласт, а поднимались по трубе обратно. Посмотрите на схему, и вам станет понятна идея: в трубу 1 засунута труба 2, по трубе 2 подаётся жидкость и газ, а между трубой 1 и трубой 2 закачанные жидкость и газ поднимаются обратно на поверхность. Зачем это нужно? Например, если основная труба 1 была в результате предыдущей неудачной операции забита до половины пропантом, её таким образом можно промыть: пропант будет с обратным током жидкости и газа выноситься обратно на поверхность это называется промывка ствола. Например, если соединение скважины с пластом забилось и плохо пропускает нефть, можно закачивать вместе с жидкостью больше азота, тогда пластовое давление жидкости само прочистит призабойную область. Управляя давлением на входе в трубу 2 и на выходе из трубы 1 можно добиваться, чтобы циркулирующая жидкость не уходила в пласт, потому что нам нужно промыть скважину а можно, чтобы, наоборот, уходила, если мы закачиваем кислоту, чтобы подрастворить породу или нежелательные загрязнения вокруг скважины.

Второй вариант ещё проще на низ трубы 2 насаживается какой-нибудь ёршик инструмент, например, фреза с приводом от потока закачиваемой жидкости, и с её помощью, например, рассверливается какое-нибудь препятствие в трубе 1. В любом случае, это тонкая гибкая металлическая труба, которая разматывается с катушки на машине и спускается в ту трубу, которая уже спущена в скважину. Вот на картинке и катушка с трубой, и кран, и характерная гусиная шея (так называемый гузнек) для того, чтобы не перегибать трубу слишком сильно, направляя в скважину.



Мы в нашем институте сейчас разрабатываем наше ПО для проведения расчётов различных операций, производимых через гибкую трубу РН-ВЕКТОР. Угадаете, где сделан массово применяемый на просторах РФ аналог, который сейчас приходится использовать инженерам?

Что здесь нужно моделировать? Во-первых, нагрузки на гибкую трубу. Её будут спускать в другую трубу, она будет там тереться о стенки, и сначала её нужно будет заталкивать с дополнительным усилием, а потом наоборот, удерживать. Но даже когда в скважину будет спущено 2-3 километра трубы, все эти 2-3 километра будут находиться в очень разных условиях: верхняя часть будет висеть и под собственным весом растягиваться, а нижняя часть, ушедшая в горизонтальный ствол, будет лежать и стараться застрять. Соответственно, важно рассчитать, чтобы нигде и не застряло, и не порвалось. Расчёт разнообразных нагрузок в соответствии с весом гибкой трубы и её трением о стенки основной трубы, гулянием трубы по спирали и механическими свойствами стали это первая часть любого такого продукта.

Во-вторых, гидравлика. На входе в гибкую трубу одно давление, которое теряется сначала при движении жидкости по намотанной на бобину трубе, потом теряется при движении по гибкой трубе вниз, превращается в какое-то давление внизу. Если вдруг внизу окажется давление больше, чем в пласте, жидкость будет уходить в пласт, теряться, вместо того, чтобы уходить наверх между трубами 1 и 2 на рисунке выше. Уважаемый мастер бригады Иван Иванович, скажет рабочий бригады ГНКТ, несомненно, мы наблюдаем потерю циркуляции, как Вы считаете?. Если наоборот, окажется меньше, то из пласта будет сквозить нефть, а мы же ремонт на скважине делаем, а не добычей занимаемся. Так что симулятор этой технологической операции должен уметь правильно рассчитывать все перепады давления. Кстати, а давление в гибкой трубе обратно влияет на её нагруженное состояние.



В-третьих, вынос частиц. На рисунке выше представьте себе взбаламученный песок на дне скважины: будет ли он потоком жидкости подниматься наверх, или скорости потока не хватит, и он будет падать обратно вниз? А если закачивать жидкость вместе с азотом азотный пузырь быстрее воду наверх выталкивает, особенно расширяясь на пути снизу вверх, но при этом сам песок выносить не может. Как много взбаламученного песка можно вынести наверх и при этом не уронить пачку? Нужен расчёт, причём с разными режимами течения.

В-четвертых, нужен учёт усталости трубы. Гибкая труба распрямляется с барабана, снова сгибается на гузнеке, потом снова распрямляется на входе в скважину а потом всё в обратном порядке. Трубу то спускают, то поднимают, соответственно, какие-то её части сгибаются больше, какие-то меньше. Сталь трубы рассчитана на определённую накопленную усталость, и нужно от работы к работе рассчитывать очередную добавку усталости каждого метра трубы и хранить этот профиль в базе данных. Вот как выглядит этот профиль, после определённого числа работ:



Да, конечно, дефектоскоп никто не отменял, и он возможные нарушения в трубе найдёт и покажет, но проверять на нём трубу после каждой работы технически невозможно или очень дорого.

Графики, графики, графики!



Всё железо, используемое что во время операции с гибкой трубой, что во время операции гидроразрыва пласта, обвешано датчиками, где-то больше, где-то поменьше. Во время операции все данные, конечно же, записываются в файл или в базу данных, но параллельно инженерам нужно настроить себе удобный внешний вид для всех показателей, чтобы и глаза не резало, и все показатели были на виду.



А вот после окончания операции файл с данными импортируется, и все графики отображаются и вдумчиво анализируются, и не важно, была это работа с гибкой трубой или гидроразрыв пласта. А когда программисты и инженеры отдыхают, они берут свой любимый софт и загружают в него телеметрию любимого квадрокоптера (потому что никакой другой известный софт почему-то не работает так классно с длинными рядами данных):



Но мы отклонились от темы. Вот, например, как может выглядеть в том же самом софте записанная операция ГРП:



Смотрит грамотный инженер на эти графики, и вся картина произошедшего разворачивается перед ним, как линии судьбы на ладони. В точке 1 началась закачка, и забойное давление (давление внизу скважины) начинает резко расти с точки 2 до точки 3, пока, наконец, при давлении 380 атмосфер не открывается трещина гидроразрыва. Обратите внимание, что давление внизу у скважины так и останется почти постоянным, пока трещина будет расти вплоть до точки 11. Кстати, когда трещина открывается при 380 атмосферах, на поверхности манометр показывает более 500 атмосфер в точке 4. Давление в трещине остаётся почти постоянным, а на поверхности показания манометра падают из точки 4 в точку 5. Инженер и глазом не поведёт: он отлично знает, что это почти вода в скважине замещается на тот самый гель, и потери давления на трение в трубе падают именно на разницу между точками 4 и 5. Пытливый инженер даже измерит наклон линии от точки 4 к точке 5, и получит таким образом отношение коэффициентов трения у жидкости, которая была в скважине и которая туда поступает.

В точке 6 начинает подаваться пропант, и смотрите как сразу в точке 7 начинают падать показания манометра на поверхности это столб жидкости в скважине из-за пропанта становится всё тяжелее и тяжелее. В точке 8 до точки 9 в скважину подбавили понизитель трения, чтобы пропант не слишком сильно тормозился о стенки трубы. В точке 10 перестали подавать пропант, он перестал под своим весом проваливаться в скважину, и поэтому сильнее приходится давлением его продавливать в трещину, устьевое давление возрастает до точки 11. А там насосы выключают, и давление мгновенно падает к точке 12, и там уже начинает медленно снижаться по мере того, как из трещины гидроразрыва утекает жизнь жидкость, и она постепенно закрывается.

Все эти графики дают множество информации инженеру, который не может видеть явно, что там происходит на глубине, но благодаря знаниям, может не только качественно оценить то, что происходит, но и количественно оценить многие показатели. Намеренно оставим за скобками то, что называется анализы тестовых закачек, где к этим графикам прикладывают всякие хитрые линейки и с их помощью вычисляют многие неизвестные параметры пласта. Думаю, и так понятно, насколько обширное поле деятельности для математиков, физиков, программистов и технарей всех мастей представляет собой разработка инженерного ПО!
Подробнее..

Что нового в SOLIDWORKS 2021

22.01.2021 18:12:57 | Автор: admin

Новая версия SOLIDWORKS 2021 опять радует пользователей новыми функциями и улучшениями в привычных командах все для того, чтобы помочь инженерам разрабатывать продукцию не только быстрее, но и эффективнее. На этот раз разработчики поставили перед собой задачу оптимизировать стандартные рабочие процессы, улучшить быстродействие программы и надежность проектных процедур. Рассмотрим подробнее, где произошли изменения.

SOLIDWORKS CAD

Проектирование сборок

В режиме оформления, который впервые появился в SOLIDWORKS 2020, насыщенные графикой чертежи открываются за считанные секунды, но пользователи при этом не ограничены только средствами просмотра. Можно, например, выполнять такие стандартные задачи, как добавление и редактирование размеров и примечаний. Модель при этом полностью не загружается; тем не менее, в ней сохраняется информация, добавленная на видах чертежа. Стало удобнее наносить условные обозначения отверстий, а также добавлять выносные элементы, виды с разрывами и обрезанные виды. Благодаря ускорению операций с файлами, переключению конфигураций и автоматической установке сокращенного режима, работа даже с самыми сложными сборками не вызывает затруднений.

Сохранение упрощенных моделей в виде конфигураций позволяет быстро переключаться между моделями с полной и пониженной детализацией. Для сокращенных компонентов сборки реализован новый метод получения полной конструкторской информации: нужно просто развернуть узел или деталь в дереве, и соответствующий компонент будет динамически загружен и решен. Это исключает задержки в работе, связанные с загрузкой тяжелых сборок.

Функция поиска пространственных коллизий мощный инструмент для быстрого выявления проблем в конструкции изделия. В SOLIDWORKS 2021 появилась возможность сохранять найденные коллизии в электронной таблице. Вы можете сфотографировать коллизию на экране и приложить снимок к отчету, чтобы затем вместе с коллегами установить причину возникновения пространственной ошибки и наметить шаги к исправлению.

В SOLIDWORKS всегда поддерживалось гибкое изменение конфигурации отдельных экземпляров компонентов в массивах. Иногда нужно, чтобы все компоненты ссылались на исходный экземпляр. Это может оказаться утомительной процедурой, поскольку выполняется для каждого компонента отдельно. Одна из новинок в SOLIDWORKS 2021 это опция, синхронизирующая конфигурации всех экземпляров компонентов в массиве. Она помогает избежать непреднамеренного изменения любого из этих компонентов через быстрое меню, блокируя изменения в диалоговом окне свойств компонента. Это также гарантирует корректность распространения изменений, вносимых в конфигурацию корневого компонента массива. Кроме того, массивы цепочек теперь могут строиться по траектории с заданием длины кривой (а не только длины хорды).

Метод Силуэт, впервые анонсированный в инструменте Defeature в SOLIDWORKS 2019, позволяет создать упрощенное представление сборки с целью защиты проектных данных от несанкционированного распространения, снижения визуальной загроможденности модели и улучшения производительности. Новинкой в SOLIDWORKS 2021 является возможность сохранять упрощенное представление в виде конфигурации в той же сборке, для которой оно было создано. Это избавляет от необходимости управлять отдельным файлом, содержащим упрощенную модель. Для использования упрощенного вида в сборках более высокого уровня достаточно щелкнуть правой кнопкой мыши на компоненте и выбрать Defeatured.

Конструирование деталей

В SOLIDWORKS 2021 представлено множество новинок, открывающих широкие возможности конструирования деталей. Это, в первую очередь возможность повтора для более чем 60 элементов и команд работы с деталями, фланцы на неплоских касательных кромках из листового металла, выполнение раскроя для составных фланцев, перенос материалов при создании производных и зеркально отраженных деталей, формулы в свойствах файлов и свойствах списков вырезов, а также повсеместное использование цветовой палитры.

Повышение производительности

Улучшена производительность при выполнении таких операций, как открытие, сохранение и закрытие сборок, обнаружение циклических ссылок и создание отчетов о них, а также добавление файлов в хранилище SOLILDWORKS PDM. Ускорено выполнение операций выбора, панорамирования и зумирования. При удалении скрытых объектов и формировании кромок силуэта в чертежах задействовано больше ресурсов графического процессора.

Пользовательский интерфейс

Инженеры давно ценят интуитивно понятный и настраиваемый пользовательский интерфейс SOLIDWORKS. Однако разработчики не успокаиваются на достигнутом! В SOLIDWORKS 2021 интерфейс стал еще более наглядным и удобным. Улучшена цветовая палитра, которая теперь может ссылаться на другие приложения, такие как веб-браузер. Поиск команд в диалоговом окне настройки позволяет легко компоновать панели инструментов. Диспетчер команд можно сворачивать, чтобы получить на экране больше места для работы, а благодаря полупрозрачным размерам упрощается выбор объектов.

В SOLIDWORKS 2021 больше не нужно искать компромисс между универсальностью интерфейса и быстротой вызова команд. Просто настройте рабочее пространство под свои предпочтения, и после этого ничто не помешает вам сосредоточиться на выполняемом проекте.

Взаимодействие на платформе 3DEXPERIENCE

Подключенная комплексная среда проектирования и производства, компоненты которой связаны через облако, дает возможность конструкторам и технологам взаимодействовать в реальном времени. При этом участник коллектива может физически находиться где угодно: ему нужно лишь устройство, имеющее выход в Интернет.

SOLIDWORKS 2021 предоставляет новые функциональные возможности для перехода от проектирования к производству. Конвертер производных форматов позволяет формировать обладающую высокой точностью геометрию для использования на всех стадиях разработки и выпуска продукции. Пользователи могут управлять режимами открытия данных, полученных из платформы 3DEXPERIENCE, и конфигурациями, сохраняемыми в этой платформе.

Комплексные рабочие процессы, применяемые при проектировании и производстве, могут легко быть расширены с помощью новых инструментов по мере роста бизнес-потребностей.

SOLIDWORKS Simulation

Новые возможности имитационного моделирования в SOLIDWORKS Simulation 2021 позволяют добиться еще более высокого качества проектов. Процесс инженерного анализа упрощен и сделан более гибким, улучшены точность и скорость расчетов.

Значительно ускорены расчеты при моделировании контактов. Оптимизированы параллельные вычисления, загрузка процессора, расчет жесткости и обработка данных о контактах. Благодаря стабилизации контактов улучшена сходимость расчета.

По умолчанию предлагается новый режим сетки: общие узлы принудительно не формируются, и сетка строится гораздо быстрее, не уступая по точности сеткам с общими узлами между деталями. Кроме того, новые средства диагностики позволяют выявлять в сетках проблемные элементы и исправлять их. Автоматический выбор алгоритма решения уравнений делает имитационное моделирование точным и быстрым.

В SOLIDWORKS Flow Simulation 2021 расширен круг решаемых задач CFD и продолжает совершенствоваться обработка результатов. Для моделирования вращающихся потоков жидкости служит мощная функция Rotating Region. Теперь в Flow Simulation вращающиеся области можно комбинировать со свободно движущимися поверхностями. Это идеально подходит для задач моделирования смешивания и может быть использовано для анализа поведения изделий в эксплуатации.

SOLIDWORKS Plastics

В узлах дерева Plastics Manager более упорядоченными и логичными стали процессы, относящиеся к выбору материала, указанию рабочей области, заданию параметров процесса и другим ключевым задачам моделирования литья пластмасс. Для системы охлаждения добавлена новая функция, которая разделяет поток на две половины путем вставки пластины в канал (в барботерах роль такой пластины исполняет внутренняя трубка меньшего диаметра). Мы установили партнерские отношения с ведущими мировыми поставщиками пластмасс, чтобы обеспечить нашим клиентам самые точные данные о свойствах материалов и помочь им повысить качество моделирования.

SOLIDWORKS Electrical

Производительность трассировки проводов, кабелей и жгутов в 3D значительно улучшена. Теперь в траекториях наряду с отрезками и дугами также поддерживаются сплайны, что значительно повышает качество трассировки в геометрически сложных изделиях. Добавлены средства расчета массовых свойств системы электрических проводов, кабелей и жгутов внутри 3D-модели разрабатываемого изделия. Несколько проводов/кабелей могут быть закреплены зажимом. Сращивание проводов выполняется с помощью соединительного компонента или без него. В таблицах соединителей и библиотеке аксессуаров поддерживается конечная заделка.

В проектах часто бывает, что несколько кабелей, подключенных к одному и тому же разъему, идут к различным частям электрической системы. Трассировка такой группы кабелей в виде единой сборки не обеспечивает конструкторам достаточной гибкости в принятии решений. В SOLIDWORKS Electrical Schematic 2021 к свойствам кабеля добавлено новое поле, позволяющее отделять один кабель от других. Этот же параметр можно контролировать в команде трассировки кабелей SOLIDWORKS.

SOLIDWORKS PDM

Те, кто работает с SOLIDWORKS PDM, наверняка согласятся, что скорость работы в значительной степени определяется эффективностью базы данных. Благодаря улучшениям производительности в новой версии намного ускоряется выполнение большинства стандартных файловых операций и рабочих процессов. Стали быстрее работать такие функции, как добавление и возврат файлов в PDM-систему, изменение состояния, открытие, сохранение и удаление файлов.

SOLIDWORKS PDM 2021 позволяет анализировать и документировать ссылки с помощью вида Treehouse на вкладках Содержит и Где используется. Значки рабочих процессов визуально информируют участников проекта о работе коллег. Стандартные PDM-операции выполняются быстрее, чем в предыдущей версии.

Одной из самых полезных функций SOLIDWORKS PDM уже давно является интеграция с Проводником Windows. В 2021 версии расширена поддержка таких интерфейсных элементов Windows 10, как лента.

Вид Details это место, где проявляется вся широта возможностей PDM. При работе на этом виде в столбцах определяются наборы свойств, которые видны пользователям. SOLIDWORKS PDM 2021 предоставляет больше возможностей для настройки столбцов и, что самое главное, позволяет работать с несколькими наборами столбцов.

Все новые функции и улучшения невозможно даже кратко описать в одной статье, поэтому мы затронули здесь только самые важные из них. По мере накопления материала мы будем знакомить читателей с подробностями. Следите за нашими публикациями!

Предлагаем вам также ознакомиться с новшествами SOLIDWORKS 2021, посмотрев серию вебинаров:

Все вебинары на русском языке. Предварительная регистрация обязательна.

Подробнее..

OpenCASCADE и Невидимое солнце Дао

09.09.2020 18:05:36 | Автор: admin

Тот лучший путник, что следов не оставляет
Тот лучший лидер, что без речи вдохновляет
План совершенен, если плана вовсе нет
И если мудрый двери закрывает,
Вам никогда не разгадать секрет.

Великая книга Дао - Стих 27 ( Перевод Ю. Полежаевой)

Привет, Хабр! Хочу сегодня пригласить в увлекательное 3D-путешествие. Мне нравится 3D. И хотя я пробовал работать в разных программах, но меня не покидало чувство, что мне чего-то не хватает. Даже если пользоваться встроенным скриптингом.

Поэтому я постепенно пришел к идее, что для реализации моих безумных творческих идей, наверное лучше подойдут CAD-системы. Вот там есть где разгуляться 3D-фантазии. Мощные алгоритмы создания поверхностей пересечений, проекций, аппроксимаций. Это как раз то, что нужно. Вообще, мне кажется, что разработчики промышленных геометрических CAD-ядер относятся к остальному 3D миру по принципу "Солдат ребенка не обидит".

Конечно, в своих поисках я не мог пройти мимо открытого CAD-ядра OpenCascade. Эта библиотека предоставляет уникальную возможность ближе познакомится с принципами внутреннего устройства современных CAD-систем. Вдвойне приятно, что это можно сделать на дружелюбном языке Python.

От одной мысли о всех этих чудесах, мое сердце начинает биться сильнее. Как поется в одной песне - я приятную дрожь ощущаю с головы до ног. Тех у кого в этот вечер похожее настроение - прошу под кат. Будем рисовать Инь и Янь в объеме.

Главное - поставить сильную задачу

Для того, чтобы испытать CAD-ядро, я решил нарисовать в объеме символ Дао. Какой практический смысл в рисовании древнего китайского символа? Да практически никакого, кроме того, что в процессе рисования потребуются нетривиальные операции и мы сможем проверить, насколько ядро устойчиво ко всяким творческим 3D-махинациям.

Мне в этом смысле понравилась идея, которую я услышал по телевизору от одного астронома. Ведущий его спросил: "Какой практический смысл имеется в астрономии для экономики и народного хозяйства?" Любой ученый от подобных вопросов может легко впасть в депрессию. Но в данном случае астроном не растерялся и ответил, что главный смысл астрономии для народного хозяйства в том, что она ставит перед инженерами по настоящему сильные задачи. Благодаря этому появились сверхчувствительные приемники, сверхточная обработка поверхностей, и много еще чего сверх.

Задача поставлена. И все на что мы можем надеяться - это на древние силы даосизма и на современные силы 3D-моделирования. Как гласит древняя китайская мудрость даже самый далекий и сложный путь начинается с первого шага.

Шаг 1. Настройка среды

Приведу ссылку на разработанный мною документ по настройке OpenCascade в среде Анаконда. Инструкция расcчитана на Win64. Но я думаю, что на Linux можно настроить, не намного сложнее, а может даже и проще.

Установка OpenCascade - Python 3.7 - Win64

Здесь же я оставлю еще несколько ссылок, которые помогут ближе познакомится с OpenCascade

При запуске команд, conda (пакетный менеджер Анаконды) будет пыхтеть и ворчать, считать и пересчитывать зависимости. Когда же он завершит свою нелегкую работу и все нормально запустится, будет ощущение что вам крупно повезло. Возможно так оно и есть.

Шаг 2. Небольшая самодельная библиотека

Чтобы не загромождать код ненужными деталями я написал небольшой набор функций. Ничего выдающегося в нем нет, но я приведу описание этих функций, чтобы было понятно что происходит в примерах.

#initMode = 'screen','web','stl'def ScInit(initMode, decoration, precision, exportDir):  pass#default styles#'stInfo' - for service objects#'stMain' - for main object of drawing#'stFocus' - for important detailsdef ScStyle(styleVal):  pass#draw objectsdef ScPoint(pnt, style):  passdef ScLine(pnt1, pnt2, style):  passdef ScCircle(pnt1, pnt2, pnt3, style):  passdef ScShape(shape, style):  passdef ScLabel(pnt, text, style):  pass#start renderdef ScStart()    

К слову сказать, в библиотеке PythonOCC, кроме непосредственно интерфейса к функциям ядра OpenCascade (cгенерированного с помощью SWIG) понаписано еще много всякого Python-кода, сильно облегчающего жизнь, и за это хочется сказать спасибо тем, кто это сделал.

Шаг 3. Немного о структуре OpenCASCADE

Библиотека OpenCascade неплохо структурирована - в ней все разнесено по уровням. Вначале это кажется излишним, но потом понимаешь, что это разделение вполне логично и полезно. Я бы выделил четыре основных уровня. Чтобы на экране что-то появилось нужно пройти все эти уровни. К счастью, переходы между уровнями довольно легко организованы с помощью различных конструкторов и деструкторов

  1. Математический уровень (линейная алгебра) - точки, вектора, направления, оси, преобразования. Названия пакетов начинаются с gp (что это значит я так и не понял - может geometry primitives)

  2. Геометрический уровень - здесь мы сталкиваемся с различными двухмерными и трехмерными кривыми и поверхностями, задаваемыми различными способами. Названия пакетов начинаются с Geom

  3. Топологический (структурный уровень) - на этом уровне из геометрических объектов, как лоскутное одеяло, сшиваются рабочие объекты. Основные понятия - вершина (vertex), ребро(edge) отрезок кривой или прямой, соединяющий две вершины, контур (wire) - замкнутый набор из ребер, грань (face) - поверхность ограниченная контуром, оболочка (shell) - замкнутый набор граней, ограничивающий некоторый объем, тело (solid) - непосредственно сам объем, ограниченный оболочкой. Согласитесь, что разделение понятий оболочки и тела - граничит с деструктивным педантизмом и во многих 3D-приложениях данное различие просто не принимается во внимание. Здесь же все разложено по полочкам. Топологический уровень - основное отличие библиотек, основанных на граничном представлении объектов (boundary representation), поэтому пакеты данного уровня начинаются с префикса BRep и Topo

  4. Уровень отображения - здесь мы конструируем объекты, которые непосредственно появляются на экране и взаимодействуют с пользователем. Геометрические формы обретают цвет, материал, положение в пространстве, могут быть выбраны мышкой и вообще ведут себя с пользователем очень дружелюбно, за что им был дан префикс AIS).

Еще хотелось бы поделится некоторыми наблюдениями, которые могут вам помочь в работе.

  1. Имя каждого объекта имеет префикс, совпадающий с именем пакета в котором он находится. Это железная необходимость, которая позволяет создателям библиотеки самим не запутаться во всем этом зоопарке. Поэтому при импорте в Python смело пишите в качестве пакета префикс объекта - вы никогда не ошибетесь. Кроме того, зная префикс, можно посмотреть, какие объекты еще есть в пакете. Возможно они подойдут для ваших целей больше, чем тот объект, который вы увидели в примере.

  2. Создатели OpenCascade в плане придумывания имен и сокращений обладают буйной фантазией и имена объектов OpenCascade не пересекаются с именами никаких других библиотек. Поэтому если вы хотите получить справку по объекту - смело вводите его имя в Google. Ссылка на документацию на этот объект окажется в первой строчке выдачи.

  3. Имена и методы объектов не изменяются в зависимости от языка на котором происходит общение с OpenCascade, поэтому вы легко можете использовать примеры и на родном для библиотеки C++, и на ставшем уже экзотикой Tcl, также можно встретить примеры на Java. При должных навыках компьютерного полиглотства все эти примеры легко транслируются в Python.

  4. При использовании объектов будьте внимательны, педантичны и действуйте аккуратно. Очень часто имена объектов и методов отличаются всего на одну букву, а результат их работы отличается кардинально. Я так обжигался несколько раз, и только удача спасала мое психическое здоровье.

Теперь можно приступать к рисованию. Начнем с классики.

Шаг 4. Классические формы Инь и Янь.

Будем использовать принципы параметрического моделирования и единственный параметр который нам потребуется - это r - базовый радиус даосского символа. Как известно символ состоит из большой дуги и двух малых дуг. Я разобью малую дугу головы символа на две дуги. Я это делаю, потому что хочу чтобы в топологии присутствовала точка - вершина символа. Она нам в дальнейшем сильно поможет в построениях.

Первое, что мы сделаем - наметим базовые точки, на которых будет построен нужный нам контур. Базовые точки включают в себя вершины дуг, а также центральные точки для каждой дуги. Построение дуги по трем точкам - это самый удобный способ построения дуги как на плоскости, так и в пространстве. Поверьте мне на слово - если вы задумайте построить дугу каким-то другим способом вы надолго выпадите из культурной, рабочей и семейной жизни.

Вот что получилось (обращаю внимание здесь и далее - это не полный код, а важные для шага процедуры, ссылка на полный код в конце поста):

def getPntsBase(r):        r2 = r/2        gpPntMinC = gp_Pnt(0,r2,0)        p0 = gp_Pnt(0,0,0)          p1 = getPntRotate(gpPntMinC , p0, -pi/4)          p2 = gp_Pnt(-r2,r2,0)          p3 = getPntRotate(gpPntMinC , p0, -pi/4*3)          p4 = gp_Pnt(0,r,0)          p5 = gp_Pnt(r,0,0)          p6 = gp_Pnt(0,-r,0)          p7 = gp_Pnt(r2,-r2,0)              return p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7  def getWireDaoClassic(ppBase):        p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7  = ppBase        arc1 =  GC_MakeArcOfCircle(p0,p1,p2).Value()    arc2 =  GC_MakeArcOfCircle(p2,p3,p4).Value()    arc3 =  GC_MakeArcOfCircle(p4,p5,p6).Value()    arc4 =  GC_MakeArcOfCircle(p6,p7,p0).Value()     edge1 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(arc1).Edge()    edge2 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(arc2).Edge()    edge3 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(arc3).Edge()    edge4 = BRepBuilderAPI_MakeEdge(arc4).Edge()      shape =  BRepBuilderAPI_MakeWire(edge1, edge2, edge3, edge4).Wire()        return shape def slide_01_DaoClassic(r):        drawCircle(r, 'stInfo')    pntsBase = getPntsBase(r)    drawPoints(pntsBase, 'stFocus', 'b')    shapeDaoClassic = getWireDaoClassic(pntsBase)    ScShape(shapeDaoClassic, 'stMain')
Рис 01. Контур классического ДаоРис 01. Контур классического Дао

Прикладываю ссылку на WebGL-презентацию: Слайд 01 Контур классического Дао

Здесь вы можете посмотреть этот чертеж в объеме. Если у вас есть 3D-телевизор или 3D-проектор то возможен просмотр в стерео-режиме. Просто нажмите иконку 3D - 1 раз - перекрестный взгляд - 2 раза - режим SideBySide.

В завершение этого этапа хочу немного поразмышлять - это у меня такая беда - размышлять по самым пустяковым поводам.


Если вы задумайте определять координаты точек и расстояния, с помощью теоремы Пифагора и тригонометрических знаний, полученных в 6-ом классе, то это конечно сработает, но настоящие CAD-индейцы так не поступают. Все что вам нужно в плане нахождения координат, углов, расстояний и направлений делается с помощью векторной алгебры без привлечения каких-либо других допотопных методов. Создатели 3D-библиотек очень расстроятся, если вы вдруг для поворотов в пространстве не будете использовать квартернионы, которые они так заботливо реализовали специально, чтобы облегчить вам жизнь.

Не вздумайте задавать углы в градусах и писать функции типа DegreeToRadian. Импортируйте константу pi и задавайте углы поворота только как pi, pi/4, -pi/8 и так далее. Если кто-то из ваших знакомых прознает, что вы все еще мыслите в градусах, о вас поползет дурная слава. В мире математики вы станете изгоем и даже выпускники 9-ых классов никогда не подадут вам руки. Чтобы как-то обосновать эту мысль, скажу, что вся тригонометрия вычисляется на компьютере при помощи рядов и значение в радианах сразу можно подставить в ряд без каких-либо преобразований. В общем, давайте беречь ресурсы наших компьютеров.

На самом деле вопрос не столь очевиден. Так когда мне в 8 классе сказали, что теперь начинается другая жизнь и отныне мы будем измерять углы в естественных единицах - радианах, я очень удивился. Ничего естественного в том, чтобы задавать углы иррациональными числами я не увидел. Наиболее естественным мне представлялась измерять углы а оборотах - 1 - 1 оборот, 2 - 2 оборота. Конечно я тогда был наивен и не знал про ряды, пределы, гармонический анализ , и про то что вся математическая кухня намного упрощается если исходить из радианов.


Здесь уже можно перейти к следующему шагу и попробовать немного улучшить, то что придумали китайцы шесть тысяч лет назад.

Шаг 5. Улучшаем совершенство

Давайте сделаем так, чтобы между нашими Инь и Янь был некоторый отступ. Так мы подготовим базу для объемных построений. Согласитесь, если объемные тела будут соприкасаться это будет не очень красиво.

Здесь мы проведем первое испытание библиотеки на математическую прочность. Используем функцию отступа. Она называется Offset. Для этого нам понадобится еще один параметр - размер отступа.

def getShapeOffset(shape, offset):    tool = BRepOffsetAPI_MakeOffset()    tool.AddWire(shape)    tool.Perform(offset)    shape = tool.Shape()      return shapedef slide_02_DaoConcept(r, offset):        drawCircle(r + offset, 'stInfo')    pntsBase = getPntsBase(r)    wireDaoClassic = getWireDaoClassic(pntsBase)    wireDao0 = getShapeOffset(wireDaoClassic, -offset)    ScShape(wireDao0, 'stMain')      pntsDao0 = getPntsOfShape(wireDao0)    drawPoints(pntsDao0, 'stFocus', 'd')      wireDao1 = getShapeOZRotate(wireDao0, pi)    ScShape(wireDao1, 'stInfo')
Рис 02. Контур Дао с отступомРис 02. Контур Дао с отступом

Ссылка на WebGL-презентацию: Слайд 02 Контур Дао с отступом

Ура, получилось. Обратите внимание, как бережно библиотека обошлась с топологией. Количество точек было сохранено и они оказались именно там где нужно. Я считаю это большое достижение для создателей библиотеки. Настало время для серьезных дел - выходим в 3D.

Шаг 6. Строим сечение. Заметки о самом главном.

Как задать форму объемного тела? Один из методов заключается в том, чтобы задать сечения объекта. Причем если нам удастся сделать это непрерывным образом - считайте дело в шляпе. С точки зрения математики наша задача решена. Кому-то этот шаг может показаться невзрачным, но именно он является САММ ГЛАВНМ с точки зрения построения объекта.

Если мы внимательно посмотрим на наш объект, то с геометрической точки зрения мы отчетливо можем выделить две составляющие - голову круглой формы и хвост, форма которого вообще не имеет определенного названия. Сечения для головы и хвоста должны строится по-разному.

Голову мы будем рассекать параллельными прямыми. Понятно, что в результате получится полусфера, но чтобы сохранить общий подход мы все-таки построим ее с помощью сечений. Сечения же для хвоста будем проецировать из некоего фокуса. Где должен быть этот фокус? Фокус должен находится в точке, откуда все сечения будут максимально условно перпендикулярны к объекту. Путем подбора я определил, что наилучшие результаты получаются когда фокус находится на оси Y на расстоянии -r/4 от центра.

Сечение будем задавать с помощью параметра k. При к = 0 мы находимся в начале нашей фигуры. При k = 1 в конце. Во всех промежуточных значениях алгоритм должен строить сечение объекта. Что касается самого сечения - предположим что это окружность (раз уж здесь везде окружности)

def getPntDaoFocus(r):    return gp_Pnt(0,-r/4,0)def getPntsForDaoSec(pntDaoStart, pntUpLimit, pntDaoEnd, pntDownLimit, pntFocus, k):    angleLimit = 0    pntLimit = getPntScale(pntFocus, pntUpLimit, 1.2)    angleStart = getAngle(pntFocus, pntLimit, pntDaoStart)    angleEnd = getAngle(pntFocus, pntLimit, pntDaoEnd)    kLimit = (angleLimit - angleStart)/(angleEnd - angleStart)    if k < kLimit: #head        kHead = (k - 0) / (kLimit- 0)        xStart = pntUpLimit.X()        xEnd = pntDaoStart.X()        dx = (xEnd-xStart)*(1 - kHead)        pnt0 = getPntTranslate(pntFocus, dx, 0, 0)        pnt1 = getPntTranslate(pntLimit, dx, 0, 0)    else: #tail            kTail = (k - kLimit) / (1 - kLimit)        angle = -angleEnd*kTail        pnt0 = pntFocus        pnt1 = getPntRotate(pntFocus, pntLimit, angle)    return pnt0, pnt1def getWireDaoSec(shapeDao, pntFocus, k):        pntsDao = getPntsOfShape(shapeDao)    pntDownLimit, pntDaoStart, pntUpLimit, pntDaoEnd = pntsDao        p1, p2 = getPntsForDaoSec(pntDaoStart, pntUpLimit, pntDaoEnd, pntDownLimit,                               pntFocus, k)    sectionPlane = getFacePlane(p1, p2, 3)        pnt0, pnt1 =  getPntsEdgesFacesIntersect(shapeDao, sectionPlane)    pntUp = getPntSectionUp(pnt0, pnt1)    circle = GC_MakeCircle(pnt0, pntUp, pnt1).Value()    edge = BRepBuilderAPI_MakeEdge(circle).Edge()    wire =  BRepBuilderAPI_MakeWire(edge).Wire()    return wire   def slide_03_DaoSecPrincipe(r, offset, k, h):        drawCircle(r + offset,  'stInfo')    pntsBase = getPntsBase(r)    wireDaoClassic = getWireDaoClassic(pntsBase)    wireDao0 = getShapeOffset(wireDaoClassic, -offset)    ScShape(wireDao0, 'stMain')        # for oure goal we need divide Dao on Head and Tail    # Head sections is parallell    # Tail sections is focused on focus point    pntsDao0 = getPntsOfShape(wireDao0)    pntDownLimit, pntDaoStart, pntUpLimit, pntDaoEnd  = pntsDao0        # we need focus to determine tail sections     pntFocus = getPntDaoFocus(r)    ScPoint(pntFocus, 'stMain')    ScLabel(pntFocus, 'F' ,'stMain')        # we need two points to determine section    pnt1, pnt2 = getPntsForDaoSec(pntDaoStart, pntUpLimit, pntDaoEnd,                                   pntDownLimit, pntFocus, k)    ScLine(pnt1, pnt2, 'stFocus')        # !!! we need use plane to detect intercsect (not line) becouse 3D    planeSec = getFacePlane(pnt1, pnt2, h)    ScShape(planeSec, 'stFocus')    pntsSec =  getPntsEdgesFacesIntersect(wireDao0, planeSec)    drawPoints(pntsSec, 'stFocus')        wireSec = getWireDaoSec(wireDao0, pntFocus, k)    ScShape(wireSec, 'stFocus') 
Рис 03 Принцип построения сеченийРис 03 Принцип построения сечений

Ссылка на WebGL-презентацию: Слайд 03 Принцип построения сечений

Здесь понадобилась еще одна нетривиальная операция - пересечение кривой и поверхности. В качестве кривой выступает построенный нами двухмерный дао-контур. В качестве поверхности выступает вспомогательная плоскость, она проходит из фокуса под углом, определяемым нашим k. Алгоритм пересечения работает надежно и устойчиво. При первых попытках мне показалось, что он выдает ошибку. Но в результате оказалось что ошибался я, а алгоритм отрабатывает на пятерочку.

Хотелось бы еще немного порассуждать вот на какую тему? Почему мы ищем пересечение кривой и плоскости - не проще ли найти пересечение прямой и кривой? Ответ в том, что не проще. Не забывайте, что мы в 3D а здесь пересечение двух кривых необычное и редкое событие. Данный алгоритм попросту не существует.

Можно конечно вернуться в 2D, но это сложный путь. Из 2D в 3D перейти просто, а обратно гораздо сложнее. Поэтому думаю, что выйдя однажды в 3D лучше оставаться там до конца карьеры :) Хорошая новость заключается в том что практически для любой проблемы существуют изящные 3D решения.


Раз уж была затронута эта тема, хочу немного сказать о 3D-мышлении. Мне очень нравится все что касается объемного конструирования, это затрагивает какие-то базовые нейронные структуры, возможно где-то в глубине, на уровне мозжечка и я от всего этого испытываю реальный кайф. Откуда это у меня - я думаю все дело в близких мне людях.

Хочется рассказать про отца. Это боевой конструктор старой закалки. И я до сих пор учусь у него использовать инженерный подход к различным проблемам, начиная от философских и заканчивая бытовыми.

Еще хочется рассказать о моих институтских друзьях. Когда я учился в институте в нашем небольшом провинциальном городке, мне повезло и я, так сказать, попал в 3D-обойму. Это была группа студентов, которых посылали от кафедры графики по всей России на различные соревнования по начертательной геометрии, черчению, конструированию, и прочим вещам. Замечу, что это были лихие девяностые и перед руководителями кафедры часто стоял прямой выбор - выплатить зарплату, купить принтер, или послать группу студентов на соревнования. К чести кафедры выбор почти всегда делался в пользу соревнований. Так вот в этой 3D-обойме были действительно уникальные личности (похоже, что я там был самый бестолковый).

Расскажу один эпизод (а таких эпизодов был вовсе не один). Мой хороший друг Сергей (а он тоже был в обойме), в смутные времена, когда все сидели без денег устроился на некую сомнительную работу. Работа заключалась в том, что где-то на окраине города в сыром и темном подвале стоял высокоточный современный американский металлообрабатывающий центр (я все это видел своими глазами). И Сергей вытачивал на нем на заказ детали весьма причудливой формы. Никакого специального ПО, кроме карандаша и бумаги у него не было. Все команды он вводил непосредственно с пульта станка. Однажды между делом он выточил некую деталь, основу которой составляла коническая многозаходная резьба весьма сложного профиля. Про это узнали. Среди научно-технической элиты города поползли нехорошие слухи, что где-то на задворках происходит какая-то технологическая чертовщина. Слухи достигли авиационного моторного завода и об этом узнал начальник одного из серьезных цехов. Этот начальник все выяснил и лично спустился в сырой и темный подвал, чтобы увидеть все эти чудеса. Потому что весь его отдел, вооруженный Юниграфиксами, очень часто не мог сделать то что нужно.


Надеюсь, я вас немного поразвлек и можно двигаться дальше по узкой китайской тропинке.

Итак, в результате работы алгоритма пересечения получаем две искомые точки, через которые просто проводим симметрично расположенную окружность. Сечение готово. Чтобы проверить, как это работает построим сечения для k от 0 до 1 c постоянным шагом.

def slide_04_DaoManySec(r, offset, kStart, kEnd, cnt):        drawCircle(r + offset, 'stInfo')    pntsBase = getPntsBase(r)    wireDaoClassic = getWireDaoClassic(pntsBase)    wireDao0 = getShapeOffset(wireDaoClassic, -offset)    ScShape(wireDao0, 'stMain')        pntsDao0 = getPntsOfShape(wireDao0)    pntDownLimit, pntDaoStart, pntUpLimit, pntDaoEnd  = pntsDao0        pntFocus = getPntDaoFocus(r)        for i in range(cnt+1):        k = i/cnt        kkScale = kEnd - kStart        kk = kStart + k* kkScale        p0,p1 = getPntsForDaoSec(pntDaoStart, pntUpLimit, pntDaoEnd,         pntDownLimit, pntFocus, kk)        ScLine(p0, p1, 'stFocus')        wireSec = getWireDaoSec(wireDao0, pntFocus, kk)        ScShape(wireSec, 'stMain') 
Рис 04 Форма Дао из сеченийРис 04 Форма Дао из сечений

Ссылка на WebGL-презентацию: Слайд 04 Форма Дао из сечений

Итак мы проникли в святая святых и выяснили форму бесформенного Дао. Что теперь делать с этим сакральным знанием? Как из всего этого получить нормальное тело?

Предлагаю воспользоваться методом, который называется протягиванием. Он заключается в том, что специальному алгоритму предъявляются последовательные сечения тела и он пытается построить поверхность. Все это относится к широкой области моделирования с ограничениями. Еще можно встретить термины скининг (натягивание кожи), пайпинг (делание трубы).

Должен отметить что главное при протягивании - не протянуть ноги, подбирая различные параметры различных алгоритмов. Посмотрим как поведет себя наше ядро.

Шаг 7. Получаем готовую геометрию

Первая мысль - задать как можно больше сечений и алгоритм разберется, что к чему. К сожалению так не получится. Процесс аппроксимации - сложная штука. И в принципе нужно стремится к тому, чтобы ограничений накладываемых на алгоритм было как можно меньше. Если кто-нибудь рисовал сплайны, то он знает, что наиболее красивые формы получаются, когда мы уменьшаем количество точек а не увеличиваем. Нужно выбрать минимальное количество сечений, которые сформируют максимально точную геометрию.

Чтобы процесс протягивания был конструктивным и приятным я сделал следующие вещи.

  • Создал в Python список, содержащий коэффициенты опорных сечений и вывел эти сечения их на экран.

  • Кроме того я вывел на экран сам контур Дао, который мы нарисовали на втором шаге. Как известно этот контур является Абсолютной Истиной. По отношению к этой истине мы и будем оценивать наши результаты.

Не буду утомлять описанием подбора количества и расположения сечений. Скажу лишь, что это не заняло много времени, потому что была организована хорошая обратная связь - сразу было видно где форма отклоняется от идеала. Представляю конечный результат усилий.

def slide_05_DaoSkinning (r, offset):        drawCircle(r + offset,  'stInfo')    pntsBase = getPntsBase(r)    wireDaoClassic = getWireDaoClassic(pntsBase)    wireDao0 = getShapeOffset(wireDaoClassic, -offset)    ScShape(wireDao0, 'stMain')        pntsDao0 = getPntsOfShape(wireDao0)    pntDownLimit, pntDaoStart, pntUpLimit, pntDaoEnd  = pntsDao0        pntFocus = getPntDaoFocus(r)    drawPoints(pntFocus, 'stMain')      ks = [ 3, 9 , 16, 24, 35, 50, 70, 85]     wiresSec = []     for k in  ks:       wireSec = getWireDaoSec(wireDao0, pntFocus, k/100)       ScShape(wireSec, 'stMain')       wiresSec += [wireSec]            solidDao0 = getShapeSkin(pntDaoStart, wiresSec, pntDaoEnd)    ScShape(solidDao0, 'stFocus')
Рис 05 Протягивание поверхности через сеченияРис 05 Протягивание поверхности через сечения

Ссылка на WebGL-презентацию: Слайд 05 Протягивание поверхности через сечения

Хочу обратить внимание на то, как получились начальная и конечные точки геометрии. Алгоритм понял, что начало должно быть гладким, а кончик острым. Честно говоря, я на это не надеялся и предвидел большие проблемы. Но все как-то получилось само собой. Давайте придадим нашей форме законченность. Во первых для придания динамизма и необычности - слегка приплюснем ее по вертикали.

Хочется немного рассказать с какой неожиданной проблемой я столкнулся. Никак не ожидал забуксовать на таком ровном месте. За различные преобразования в OpenCascade отвечает объект gp_Trsf. До сих пор он вел себя прилично и удовлетворительно. Но когда я с помощью его попытался приплюснуть геометрию у меня ничего не получалось. Началось с того, что я не нашел метода изменения масштаба отдельно по осям. Затем я пытался вручную задавать коэффициенты трансформации. Ничего не получалось. Объект магическим способом сопротивлялся всем попыткам.

Истина оказалась проста. OpenCascade конструкторское ядро и оно не для дешевых эффектов Поэтому базовый объект трансформации не позволяет искажать геометрию. Он защищает объекты от нелогичных изменений. Для тех же кто хочет большего и понимает зачем он это делает существует другой объект gp_GTrsf. Вот с помощью его то у меня все и получилось.

Далее мы скопируем нашу форму с разворотом на 180 градусов... Ой, простите на pi ... Да, да... конечно наpi :) И раскрасим все это в приятные цвета.

def getSolidDao(r, offset):        pntsBase = getPntsBase(r)    wireDaoClassic = getWireDaoClassic(pntsBase)    wireDao = getShapeOffset(wireDaoClassic, -offset)        pntsDao = getPntsOfShape(wireDao)    pntDownLimit, pntDaoStart, pntUpLimit, pntDaoEnd  = pntsDao        pntFocus = getPntDaoFocus(r)       ks = [ 3, 9 , 16, 24, 35, 50, 70, 85]     wiresSec = []     for k in  ks:       wireSec = getWireDaoSec(wireDao, pntFocus, k/100)       wiresSec += [wireSec]            solidDao = getShapeSkin(pntDaoStart, wiresSec, pntDaoEnd)    solidDao = getShapeZScale(solidDao, 0.7)    return solidDao   def slide_06_DaoComplete (r, offset):        solidDao0 = getSolidDao(r, offset)    ScShape(solidDao0, stDao0)    solidDao1  = getShapeOZRotate(solidDao0, pi)    ScShape(solidDao1, stDao1)
Рис 06 Окончательная форма Дао Рис 06 Окончательная форма Дао

Ссылка на WebGL-презентацию: Слайд 06 Окончательная форма Дао

Шаг 8. Современная основа для древней философии

Согласитесь, даже гениальные идеи не могут висеть в воздухе, поэтому сделаем небольшую подставку для нашего объемного Дао. А заодно и проверим наше геометрическое ядро на прочность в плане булевых операций с объектами.

Вычесть куб из сферы - и так нелегкая задача. А когда в булевых операциях участвует геометрия, сформированная нетривиальным образом - результат не может предсказать никто. Вот и посмотрим на что действительно способен Open Source.

Код следующего шага несложный, чего не скажешь о стоящей за ним математике. Замечу, что для того, чтобы наши Инь и Янь удобно лежали на подставке я ввел параметр gap - технологический зазор по всему контуру - где-то 1 мм.

def getDaoCase(r, offset, h):    r2 = r*2                                        h2 = h/2    rTop = r + offset    rSphere = gp_Vec(0,rTop,h2).Magnitude()    sphere = BRepPrimAPI_MakeSphere(rSphere).Shape()    limit = BRepPrimAPI_MakeBox( gp_Pnt(-r2, -r2, -h2), gp_Pnt(r2, r2, h2) ).Shape()    case = BRepAlgoAPI_Common(sphere, limit).Shape()    case = getShapeTranslate(case, 0,0,-h2)         solidDao0 = getSolidDao(r, offset)    solidDao1  = getShapeOZRotate(solidDao0, pi)       case = BRepAlgoAPI_Cut(case, solidDao0).Shape()    case = BRepAlgoAPI_Cut(case, solidDao1).Shape()      return case    def slide_07_DaoWithCase (r, offset, caseH, caseZMove ,gap):        solidDao0 = getSolidDao(r, offset+gap)    ScShape(solidDao0, stDao0)    solidDao1  = getShapeOZRotate(solidDao0, pi)    ScShape(solidDao1, stDao1)        case = getDaoCase(r, offset, caseH)        case = getShapeTranslate(case, 0,0, caseZMove)    ScShape(case, stCase)
Рис 07. Форма Дао с основаниемРис 07. Форма Дао с основанием

Ссылка на WebGL-презентацию: Слайд 07 Форма Дао с основанием

Должен сказать, что получилось не сразу, но все-таки получилось. Да, обидно, что ядро спотыкается и мы вынуждены прибегать к шаманизму для получения результата. Но учитывая, какая сложная математика здесь присутствует можно сделать на это поправку.

Невидимое солнце Open Source

Вот и закончилось это увлекательное 3D-мистичекое-приключение. Боги к нам были благосклонны и практически все получилось. Оставляю несколько ссылок:

  • GitHub - Точка сборки - ссылка на репозиторий с проектом, в рамках которого было проделано это исследование.

  • makeDaoShape.py - ссылка на полный текст примера

  • Инь, Янь, Подставка. - ссылки на STL-файлы (мало ли кому пригодятся). Только пожалуйста - не перепутайте Инь и Янь - понятно что отличия минимальны, но кто знает этот загадочный Китай :)

Если подвести итог в целом, то мне понравилось знакомство с OpenCascade. Это просто чудо, что такие вещи лежат в открытом доступе и их можно изучать со всех сторон. Пусть порой было не все гладко. Да и код, который я написал совсем не совершенен. Но ведь идеального не бывает ничего. И это наверное самое интересное свойство нашего мира.

Нам надо знать, когда остановиться
Сосуд нельзя сверх меры наполнять
Большие ценности труднее охранять
И слишком острый меч быстрее притупится
Добром ли чином через чур гордится
Беду на дом свой накликать
Твой труд закончен, так умей уйти
Вот смысл силы, жизни и пути.

Великая книга Дао - Стих 9 ( Перевод Ю. Полежаевой)

Подробнее..

CATIA из истории одного проекта

24.08.2020 10:10:39 | Автор: admin
Насколько легко использовать возможности современных систем автоматизированного проектирования для автомобильной отрасли, включая инструменты моделирования поверхностей и функции работы с цифровыми макетами программного решения CATIA V5? Какой это дает эффект, какие возникают проблемы? Лучше всего показать это на конкретном примере.
В данном случае речь пойдет об одном из проектов компании Ладуга.

Ладуга это российская автомобильная инжиниринговая компания, разрабатывающая электронные и механические компоненты и системы для транспортных средств. Она работает с отечественными и зарубежными автомобильными компаниями Daimler, General Motors, Audi, Opel, АВТОВАЗ, КАМАЗ, РОСТЕЛЬМАШ, УАЗ и рядом других.

Конечно, CATIA это не единственный применяемый в компании программный пакет. Ее инженеры работают с CAD пакетами (NX), CAE пакетами (PRADIS, LS-Dyna, Ansa, Ansys, Ansys CFX, Fluent, Ansa, Salome, Code-Aster, OpenFoam). Однако CATIA играет ключевую роль в проектах по разработке дизайна, собственно проектированию и оптимизации в соответствии со стандартами и требованиями к автомобилю.
Например, как спроектировать детали интерьера легкового автомобиля, его внешние поверхности крылья, бампер, то есть экстерьер автомобиля? Без серьезной САПР не обойтись. С деталями двигателя или элементами трансмиссии тоже все непросто.

Сложная задача


В описываемом проекте перед инженерами-проектировщиками стояла задача разработки модуля впуска для двигателя легкового автомобиля. В связи с запуском автопроизводителем новой линейки легковых авто на них было решено устанавливать новый двигатель. Как нередко бывает, новую модель двигателя разрабатывали путём модернизации старого: были изменены и добавлены некоторые компоненты.
В частности, поскольку новый двигатель должен иметь большую мощность и больший рабочий объем, потребовалась модификация модуля впуска
image

Инструментарий проектировщика


Программное обеспечение CATIA V5 позволяет разрабатывать трехмерные модели изделий, ассоциативные чертежи деталей и сборочных единиц, поддерживает работу с большими сборками, ассоциативные связи между 3D-моделью и ее проекциями на чертежах, включает в себя инструменты моделирования поверхностей и работы с цифровым макетом (DMU).

Применяемое нами программное обеспечение CATIA V5 позволяет создавать детали сложной формы, поддерживает параметризацию, в нем достаточно просто редактировать геометрию изделия, например, менять ключевые геометрические параметры. Наши инженеры уже имели опыт работы с данным программным продуктом на предприятиях автомобильной промышленности. И это во многом обусловило его выбор, рассказывает Валерий Овчинников, генеральный директор ООО Ладуга.

Разделение труда


Проект впускного коллектора (модуля впуска) для двигателя легкового автомобиля один из самых крупных и длительных в данной компании. Он реализовывался с июля 2013 года по сентябрь 2015 года. Проектирование и подготовку конструкторской документации выполнили специалисты компании Ладуга, а непосредственно изготовлением изделия и поставкой на конвейер занимается ее индустриальный партнер. Над проектом работали конструкторы и команда расчетчиков Ладуги.

К конструкции изделия предъявляется множество требований. Модуль должен быстро и просто устанавливаться на конвейере, нужен удобный доступ к свечам зажигания и возможность легко замерить уровень масла. Для оценки выполнения этих требований применялся кинематический анализ модели. Непосредственно проектирование изделия выполнялось в пакете CATIA V5. В нем же готовилась конструкторская документация.

Множество подобных проектов компании Ладуга, выполняются в CATIA V5. Они длятся от месяца и дольше, в зависимости от стадии автомобильного проекта. Другие проекты, например, связанные с электроникой, могут выполняться с помощью других программных пакетов, что связано с требованиями заказчиков. Сам процесс проектирования выполняется совместно конструкторами, технологами и расчётчиками. Расчеты в Ладуге выполняются в отдельных CAE пакетах, в том числе разработанных самой компанией.

Определенные конструктора работают с задачами моделирования сложных поверхностей, другие занимаются только моделированием сборок, компоновкой или выпуском чертежей у них более простые рабочие места. Такой продукт, как CATIA, требует от инженера высокой квалификации, особенно это касается работы со сложными поверхностями. Поэтому в компании выделена отдельная группа конструкторов, которая занимается такими задачами.

От прототипа к изделию


Конечно, модуль впуска это прежде всего аэродинамика. Его задача максимально наполнить воздухом цилиндры двигателя. В течение двух месяцев конструктора и расчетчики перебрали множество решений.
Рассматривали варианты банки модуля с дополнительными сквозными колодцами для управления потоками воздуха, внутренними рёбрами, различной формой каналов (раннеров). Всё это обсчитывалось на проверку требований по аэродинамике и акустике. Основными критериями по аэродинамике были максимальное наполнение цилиндров и равномерное распределение воздуха по цилиндрам. А оценка уровня шума особенно важна, поскольку пластиковый корпус модуля мягкий по сравнению с традиционным алюминиевым модулем.
По результатам проектирования изготавливается опытный образец изделия. Модуль впуска работает в подкапотном пространстве в сложных условиях. Стандартная 3D печать в 2013 году, увы, давала на выходе слишком хрупкие детали, которые не могли выдержать ни высоких температур, ни больших нагрузок. Поэтому основной технологией прототипирования тут выступало литье в силиконовые формы.
image
Серийное изделие изготавливается из стеклонаполненного полиамида. Это очень жесткий материал, отвечающий требованиям по шуму и вибрациям. Он может работать в суровых условиях при высоком уровне вибраций и температуре свыше 120 С градусов те самые условия эксплуатации в верхней части двигателя, находящегося под капотом.

В целом, процесс прототипирования организован следующим образом. Первый прототип, как правило, функциональный: на нём проверяются функциональные требования, та же аэродинамика и шумы. При этом необязательно выдерживаются параметры толщины корпуса, его материал может быть другим, главное, чтобы деталь выдержала эти испытания.

После функциональных испытаний изготавливается следующий прототип, уже более близкий к конечному варианту. Он обязательно выполняется из основного материала, чтобы подтвердить, что изделие выполняет все целевые технологические и функциональные требованиям.
Все это были стендовые испытания двигателя. И вот теперь пришла пора испытать нашу конструкцию на автомобиле. И не на одном! Испытателям необходимо предоставить 20-30 экземпляров прототипов.

3D печать в этом случае экономически не всегда целесообразна, и снова вступает в игру литье в силиконовые формы. Суть технологии в следующем: с помощью 3D печати получаем мастер-модель, на ее основе получаем силиконовую форму. Такая форма выдержит изготовление около 30 экземпляров (для более простых деталей возможно больше).

А дальше автомобили с прототипами модуля разъедутся по всем уголкам будущего рынка продаж. Равнины, горы с разряженной атмосферой, жаркие сухие пустыни, высокая влажность, зима и лето именно в этих условиях испытатели вместе с электронщиками калибруют двигатель под новую систему впуска.

После успешных испытаний идут следующие этапы: изготовление серийной оснастки, финальные проверки изготовленных на ней изделий, получение поставщиком одобрения на изготовление и поставку этой детали на конвейер, и, как результат, начало серийного производства детали.

В сжатые сроки


А что со сроками?
На подтверждение принятой концепции у нас было два месяца. Если за это время мы не получаем выполнение целевых требований, то сдвинутся все вехи автомобильного проекта. Ситуация была критической, поскольку за два месяца подобный проект реализовать, как правило, невозможно, рассказывает Валерий Овчинников. Нужно было создать прототип и показать, что заданные технические требования могут быть достигнуты.

Работы начались в июне, а в сентябре компания должна была сдать прототип на испытания. В основном инженеры занимались оптимизацией так называемой банки модуля впуска. Полтора-два месяца у них ничего не получалось, но затем удалось найти оригинальное решение, показавшее наилучшие результаты.

Моделирование в 3D и подготовка документации


С помощью 3D моделирования проектировщики анализировали направление потоков воздуха, равномерность наполнения цилиндров и при необходимости тут же меняли форму банки модуля впуска. Оказалось, что удалось не только удовлетворить требования технического задания, но и превысить их. Новый модуль впуска обеспечил улучшение характеристик двигателя, его мощность и крутящий момент стали выше прежних показателей. При этом даже повысилась экономичность. В сентябре-октябре начались испытания, подтвердившие выводы виртуальных испытаний, а затем специалисты Ладуги приступили к проектированию корпуса в пластике.

Это тоже была непростая работа, потому что полиамид материал сложный. Получались неудовлетворительные условия по компоновке модели, отмечает Валерий Овчинников. Нужно было её аккуратно скомпоновать с учетом литейных уклонов и требований к сварному профилю, чтобы сохранить внутреннюю аэродинамичную поверхность, минимизировать коробление, чтобы все детали сварились с целью обеспечения высокой точности изготовления изделия.

Проектная документация также передается подрядчикам в формате CATIA. Внесение изменений в конструкцию возможно на протяжении всего проекта, даже после начала серийного выпуска, и, согласно договору, компания обеспечивает инжиниринг в течение нескольких месяцев после начала продаж. Иногда в деталях нужны доработки, изменения в оснастке, а это изменение конструкторской документации.
image

Данную задачу значительно упрощает поддержка ассоциативности в CATIA. Когда происходит обновление 3D-модели, то чертежи автоматически обновляются с минимальными ручными правками.

Провал на испытаниях и работа над ошибками


По окончании численных расчетов результаты всегда проверяются испытаниями. На изготовленном прототипе модуля впуска проводились испытания на работу двигателя в разных режимах.
И в этот момент произошел казус, который послужил нам большим уроком: наш модуль впуска взорвался прямо на стенде, рассказывает Валерий Овчинников. В одном из режимов внутри модуля впуска возникло значительное разрежение. Прочность корпуса прототипа оказалась недостаточной: он просто схлопнулся и обломки осыпались в цилиндры двигателя.

Недостаточная прочность материала прототипа (это не основной материал на этой стадии проекта) и различные исследовательские режимы испытаний привели к разрушению конструкции.

Потребовалось повышение прочности и жесткости модуля впуска. Для этого проводились долгие повторные расчеты прочности, акустики и вибрации в ходе оптимизации. В итоге получилась сложная многорёберная структура. По результатам расчетов прочности и жесткости инженеры получали картину распределения напряжений, на основе анализа которой добавляли в конструкцию рёбра жёсткости. Расчёты повторялись снова и снова, чтобы не накопить излишней массы и добиться требуемых результатов.

После этого финальные прототипы успешно прошли испытания. И дальше изделие пошло в работу. Предложенная конструкция модуля впуска была запущена в производство и применяется на автомобилях по сей день.

Новые планы


Сейчас автопроизводитель создает двигатель второго поколения, на который должен устанавливаться новый модуль впуска. Компания Ладуга проектирует этот новый продукт также используя ПО CATIA.
Без данного программного обеспечения работы выполнить было бы просто невозможно. Оно поддерживает проектирование сложных сплайновых поверхностей, а такой функционал просто отсутствует в продуктах более низкого уровня, рассказывает Валерий Овчинников. Но кроме возможностей программы требуется компетенция самого инженера. Он должен уметь пользоваться таким сложным функционалом, работать с такими поверхностями, выглаживать их.

Сложности перехода


Сейчас одна из основных задач компании это переход на CATIA версии 6. Она будет задействована в новых проектах. Такой переход это дополнительные сложности обмена файлами, освоения продукта, его интеграции, наконец, просто изучения.

В данное время у нас даже нет возможности изучать весь новый функционал, внедрять его в проекты. Еще одна серьезная задача интеграция 6-й версии пакета с системой PLM. Это обеспечит грамотное управление изменениями, версиями, составами и так далее. Обсуждается также вопрос проектирования электрических кабелей в перспективных проектах. Для этого в CATIA есть отдельный модуль для проектирования кабелей, позволяющий делать 3D-трассировку жгутов и проводов. Она интегрируется с пакетами ECAD и значительно упрощает разработку электронной архитектуры. Такие задачи сейчас возникают при проектировании автомобилей и электромобилей. Даже в простом автомобиле километры жгутов. Тем более это актуально для электромобилей.

При внедрении CATIA V6 наряду с тем, что мы используем много разного другого программного обеспечения, возникает вопрос экспорта и импорта данных. Это требует применения плагинов, дополнительных конвертеров. Бесшовной интеграции не получается. Но, в конечном счете, и этот вопрос будет решен, уверен Валерий Овчинников.

Даже ведущие конструкторы используют функционал CATIA не более чем на 20% в силу того, что за последние годы разработано множество функций, утверждает он. Как освоить тот или иной функционал, насколько он будет нам полезен это вопрос методологический, и мы этому ещё только учимся. Требуется разработать методологию проектирования с использованием нового функционала.

Наш постоянный партнёр и надёжный поставщик услуг технической поддержки программного обеспечения Dassault Systemes компания СиЭс Групп. Её сотрудники оперативно решают вопросы, касающиеся работы программы CATIA и платформы 3DExperience. Валерий Александрович Овчинников.
Подробнее..

Третий день 3DEXPIRIENCE World 2021 как это было

01.03.2021 14:22:08 | Автор: admin

Пленарные заседания последнего дня были посвящены работе нашего замечательного сообщества пользователей. Самые лучшие промышленные изделия в мире создаются в SOLIDWORKS, и сегодня мы пообщались с некоторыми их разработчиками.

Пленарное заседание под названием От связей к отношениям открыл Сучит Джайн, вице-президент отдела стратегического планирования и коммуникаций бизнеса SOLIDWORKS. Он подтвердил то, что многим уже известно: SOLIDWORKS по-прежнему присутствует везде.

Более шести миллионов новаторов, среди которых дизайнеры, инженеры, специалисты по производству и готовящиеся к будущей карьере студенты, проектируют и воплощают в реальность вещи, которые мы видим вокруг себя каждый день. Многие представители отрасли, столкнувшись с пандемией COVID-19, воспользовались возможностью переоснастить заводы под выпуск медицинского оборудования и организовать быструю 3D-печать средств индивидуальной защиты (СИЗ).

Своими историями поделились два наших клиента: Мэтт Карни и Тедж Матель. Карни, используя платформу 3DEXPERIENCE Works, подключил сотни инженеров к разработке проектов медицинских масок, вносить вклад в которые может каждый участник. В рассказе Мателя было подчеркнуто, как важно разработчику иметь доступ к информации о тестах, проводимых для диагностики COVID-19.

Тему продолжила Мари Планшар, директор по образовательным программам и раннему взаимодействию. Она побеседовала с двумя известными инженерами, работающими с SOLIDWORKS. Их инженерная карьера складывается по-разному, но оба едины в стремлении передать свой накопленный за многие годы опыт новому поколению специалистов. Эрик Битти, лидер сети групп пользователей SWUGN, рассказал о том, как делится своими знаниями на ежегодных встречах SLUGME. Пол Вентимилья напомнил, что в свободное от основной работы время он участвует в телешоу BattleBots и является наставником одной из соперничающих команд робототехников.

Основным событием дня стала экспертная дискуссия, в которой приняли участие Брент Бушнелл, основатель и председатель Two Bit Circus, Нолан Бушнелл, основатель и генеральный директор Atari и Chuck E. Cheese, а также Грант Дельгатти, заведующий кафедрой инноваций в академии USC Iovine and Young. Нолан Бушнелл познакомил аудиторию с историей создания Atari, а Брент рассказал, как он создавал Two Bit Circus. Все эксперты были единодушны в одном: не нужно бояться неудач, они тоже неотъемлемая часть инновационного процесса.

Если вы пропустили какие-либо пленарные заседания или встречи, то можете наверстать упущенное, разыскав их записи на вкладке Agenda платформы виртуального мероприятия. Не забудьте посмотреть встречу с Джимом Капобьянко сценаристом хита Pixar Рататуй и лауреатом премии Оскар в номинации Лучший сценарий. На конференции этого года Капобьянко рассказал о новом мультфильме Изобретатель. В своих анимационных работах он часто обращается к проектам Леонардо да Винчи, моделируя движение механизмов компьютерными средствами.

Технических секций на конференции было более 130, и мы уверены, что вы все сможете найти среди них полезные для себя и поднять свою квалификацию на новый уровень. Хотите хорошую новость? Записи технических секций будут доступны примерно месяц на платформе виртуального мероприятия 3DEXPERIENCE, так что время для ознакомления с ними у вас еще есть!

Что-то пропустили? Не беспокойтесь. Посмотрите видео ниже, чтобы узнать о происходившем в этот день, и не забывайте о записях, выложенных на виртуальном портале. Благодарим вас за то, что присоединились к нам на виртуальной конференции 3DEXPERIENCE World 2021. Будем надеяться, что встретимся лично через год на 3DEXPERIENCE World 2022 в Атланте!

Хотите узнать больше? Скачайте бесплатно электронную книгу о ключевых обновлениях и технических преимуществах SOLIDWORKS 2021

Подробнее..

Управление данными из нескольких CAD-систем в единой среде разработки

20.04.2021 18:08:31 | Автор: admin

На предприятиях и в конструкторских бюро делают все для того, чтобы участники процесса разработки продукции действовали в едином ключе. Но заносить данные, поступающие из отделов, в единую среду CAD с одновременной их синхронизацией сложно и дорого. Обмен данными становится еще более сложным, если в компании применяется несколько разных CAD-систем а ведь такая схема распространяется все шире.

Роли Collaborative Designer в платформе 3DEXPERIENCE позволяют управлять проектными данными и документацией в облачной среде. Проекты можно хранить в глобальной сети, использовать повторно и безопасно управлять ими. Данные при таком способе работы нельзя случайно потерять или удалить.

Платформа 3DEXPERIENCE не только поддерживает работу внутренней команды конструкторов, но также открывает возможности защищенного доступа к данным для ключевых клиентов, поставщиков и руководителей проектов. Роль Collaborative Designer позволяет всем, независимо от того, в какой системе проектирования они работают, вносить вклад в единую структуру изделий, устраняя необходимость в независимом управлении ее фрагментами.

Блок-схема процесса корректировки данных, созданных в Creo Parametric.

Новые роли Collaborative Designer

Благодаря введению новых ролей подключаться к платформе 3DEXPERIENCE могут еще больше CAD-пользователей. Компании, в которых используются Creo Parametric от PTC, Inventor от Autodesk или Solid Edge от Siemens, получили возможность управлять своими проектными данными и предоставлять их в общий доступ в облачной платформе 3DEXPERIENCE. Роли добавлены к уже существующим для SOLIDWORKS, CATIA V5, AutoCAD и DraftSight.

Новые роли Collaborative Designer обеспечивают прямую интеграцию изнутри CAD-системы, обеспечивая беспрепятственное взаимодействие с платформой 3DEXPERIENCE. Как только данные попадают в платформу, они становятся доступны пользователям всех решений 3DEXPERIENCE для проектирования, моделирования, производства и управления. Роли это инструмент для реализации следующих целей:

  • совместная работа участников команды, где бы они ни находились;

  • общий доступ к моделям и чертежам через браузерное приложение;

  • разработка комплексного 3D-определения изделия в различных CAD-системах.

Даже если выполняющие проект специалисты находятся в разных местах, эффективность разработки остается на высоком уровне.

Люди и данные: работа в связке

Благодаря новым ролям Collaborative Designer проектные данные становятся частью полного определения изделия, в основе которого лежит модель. Подключение к платформе комплекса приложений, используемых различными специальностями, повышает качество проектирования. Все специалисты-разработчики работают с одной и той же моделью. Посредством ролей реализуется поддержка широкого набора приложений платформы 3DEXPERIENCE, и это делает совместную работу чрезвычайно продуктивной.

Подключившись к платформе, конструкторы могут продолжать проектировать в привычных им системах. Формируемые ими данные становятся частью всестороннего определения изделия. Ускоряется процесс разработки, повышается точность. По мере внесения изменений в конструкцию данные автоматически обновляются. Это и есть настоящая синхронизация.

Централизованное размещение проектов

Совместная работа становится проще, когда вся команда, в том числе сторонние партнеры, находится в единой программной среде. Платформа позволяет без задержек обращаться к 3D-моделям с любых устройств. Коммуникации между специалистами автоматически отслеживаются, а если возникают проблемы, то они незамедлительно решаются.

Проекты можно передавать коллегам и поставщикам через виртуальную среду разработки, нисколько не проигрывая в точности данных.

Единый источник достоверной информации

Когда инженеры вносят изменения в конструкцию, платформа 3DEXPERIENCE автоматически активизирует расширенные возможности управления данными, такие как контроль версий, стадия проекта, разрешения на доступ и многое другое. Платформа предоставляет технологическую инфраструктуру для управления проектными данными и документацией к изделиям.

Благодаря тому, что все данные хранятся централизованно, каждый участник проекта имеет доступ к единому источнику достоверной информации. Это помогает застраховаться от риска рассинхронизации версий модели и конфигураций сборок.

Используя Collaborative Designer, участники проекта безопасно управляют данными CAD и организовывают общий доступ к ним. Доступ возможен из любого места, где есть подключение к Интернету. Все заинтересованные стороны мгновенно получают актуальную информацию и могут в любой момент видеть текущий статус изделия и его компонентов.

Дополнительная информация

Вы действительно хотите упростить процесс совместной работы над проектами и повысить производительность? В CAD-среде есть все необходимое для эффективного проектирования и взаимодействия. Несколько команд конструкторов могут параллельно работать над одним определением изделия в реальном времени, а их проектные данные надежно защищены.

Свяжитесь в экспертом SOLIDWORKS, чтобы найти ответы на вопросы и обсудить любые Ваши потребности

Подробнее..

Работа с 3D моделями в Python с использованием библиотеки OpenMesh

02.05.2021 18:15:06 | Автор: admin

Есть очень удобная и мощная библиотека, которая значительно упрощает работу с полигональными 3D моделями или мешами под названием OpenMesh. Она предоставляет широкий набор операций для работы с 3D моделями и имеет версию в Python. В этой статье я покажу как работать с 3D моделями используя обертку OpenMesh для Python. Кому интересно, прошу под кат.

Начало работы с OpenMesh

Изначально OpenMesh написан на C++, но имеет обертку на языке Python, которую можно использовать для быстрой и легкой разработки. Давайте посмотрим какие операции предоставляет эта обертка.

Для начала установим пакет с помощью pip:

pip install openmesh

Создадим новый Python скрипт и импортируем модуль openmesh

import openmesh as omimport numpy as np

Создадим объект, представляющий 3D меш

mesh = om.TriMesh()

Добавим несколько вершин

# add a a couple of vertices to the meshvh0 = mesh.add_vertex([0, 1, 0])vh1 = mesh.add_vertex([1, 0, 0])vh2 = mesh.add_vertex([2, 1, 0])vh3 = mesh.add_vertex([0,-1, 0])vh4 = mesh.add_vertex([2,-1, 0])

и несколько полигонов

fh0 = mesh.add_face(vh0, vh1, vh2)fh1 = mesh.add_face(vh1, vh3, vh4)fh2 = mesh.add_face(vh0, vh3, vh1)

В OpenMesh вершина представлена объектом VertexHandle. Объекты VertexHandle передаются во многие методы библиотеки OpenMesh в качестве параметра.

Есть также альтернативный способ через питоновский список вершин

vh_list = [vh2, vh1, vh4]fh3 = mesh.add_face(vh_list)

Стоит отметить, что OpenMesh также вводит специальный тип элемента в модели под названием Half-edge. Я не буду его рассматривать в данной статье. Подробнее о нем можно почитать здесь.

Манипуляция с отображением текстуры и координатами вершин

Я не буду раскрывать тему отображения текстуры (texture mapping) полигонов. Читатель может прочитать детальное объяснение этой темы здесь.

Получим координаты текстуры (UV texture coordinates) вершины:

tc = mesh.texcoord2D(vh)

tc представляет собой tuple. Значения координат u и v можно получить по индексу 0 и 1 соответственно.

Изменим координаты текстуры

uv_coords = [0.5, 0.2]mesh.set_texcoord2D(vh, uv_coords)

Здесь vh - объект типа VertexHandle.

Получим точку с координатами вершины

point = mesh.point(vh)

point представляет собой tuple. Координаты точки можно получить по индексу 0 и 1

x, y = tc[0], tc[1]

Можно получить все точки вершин модели

point_array = mesh.points()

и использовать их для сдвига модели вдоль оси (например X)

point_array += np.array([1, 0, 0])

Важные замечания по работе с OpenMesh

Не советую использовать enumerate() при итерировании вершин в цикле. Вы можете получить неожиданное поведение, например одинаковые координаты текстуры UV для разных вершин.

При сохранение меша в файл OpenMesh по умолчанию не сохраняет координаты текстур для вершин (vt строки) в файле obj. Чтобы решить эту проблему нужно передать параметр vertex_tex_coord в метод write_mesh (источник):

om.write_mesh(test_out.obj, mesh, vertex_tex_coord=True)

Также OpenMesh не сохраняет файл материалов mtl в файле obj. Для сохранения информации о материале используйте параметр face_color при чтении файла obj

mesh = openmesh.read_trimesh('test.obj', vertex_tex_coord=True, face_color=True)

и записи в файл

openmesh.write_mesh('test_out.obj', mesh, vertex_tex_coord=True, face_color=True)

То же касается и нормалей. Чтение модели obj с нормалями

mesh = openmesh.read_trimesh('test.obj', vertex_normal=True)

и записи в файл

openmesh.write_mesh('test_out.obj', mesh, vertex_normal=True)

Здесь важно использовать одинаковые параметры и при чтении и при записи. Например, если мы хотим получить и сохранить информации о материале нужно использовать параметр face_color в обоих методах read_trimesh и write_mesh.

При работе с OpenMesh я сделал интересное наблюдение: порядок индексов координат текстур вершин (индексы строк vt) меняется. Например для такой строки в исходном файле obj

f 1/1 2/2 3/3

Соответствующая строка в выходном файле obj может выглядеть примерно так

f 1/3 2/1 3/2

Итерации и циклы

Итерации над вершинами в меше

for vh in mesh.vertices():    print(vh.idx())

Цикл for возвращает объекты vh типа VertexHandle. idx() возвращает индекс вершины.

Итерации над полигонами и гранями

# iterate over all edgesfor eh in mesh.edges():    print eh.idx()# iterate over all facesfor fh in mesh.faces():    print fh.idx()

Аналогично итератору над вершинами цикл for возвращает объекты fh типа FaceHandle.

Итерация над всеми half-edge в меше

for heh in mesh.halfedges():    print heh.idx()

Над вершинами соседними с заданной

for vh_n in mesh.vv(vh):    print(vh_n.idx())

Над гранями выходящими из заданной вершины

for eh in mesh.ve(vh1):    print eh.idx()

Над полигонами, смежными с заданной вершиной

for fh in mesh.vf(vh1):    print fh.idx()

Все то же самое можно проделать и с полигоном

# iterate over the face's verticesfor vh in mesh.fv(fh0):    print vh.idx()   # iterate over the face's halfedgesfor heh in mesh.fh(fh0):    print heh.idx()# iterate over the face's edgesfor eh in mesh.fe(fh0):    print eh.idx()    # iterate over all edge-neighboring facesfor fh in mesh.ff(fh0):    print fh.idx()

Это все. Не так сложно, не правда ли. Удачи вам в работе с 3D мешами с использованием OpenMesh и до новых встреч.

Подробнее..

Термический анализ в SOLIDWORKS Simulation на примере микрочипа

14.05.2021 14:06:19 | Автор: admin

А вы знаете, что многофункциональный модуль Simulation может решать задачи термического исследования? Он не только позволяет увидеть, как температура распространяется по деталям, но и дает возможность узнать, за какое время деталь нагревается. Обо всем этом и многом другом в нашей статье.

Введение

В качестве модели взята сборка микрочипа, которая состоит из теплоотвода (снизу) и собственно чипа (сверху) рис. 1.

Добавив модуль Simulation в интерфейс SOLIDWORKS, создаем Новое исследование и выбираем Термический анализ. У нас загрузилось дерево исследования, в котором мы можем задавать настройки для проведения анализа (рис. 2).

рис.2рис.2

Сразу скажу, что если чтению учебных материалов вы предпочитаете просмотр уроков, добро пожаловать на наш YouTube-канал Школа SOLIDWORKS. По ссылке вы найдете видео, где мы учимся проводить термическое исследование в SOLIDWORKS Simulation и задавать различные термические нагрузки, такие как температура, тепловая мощность и конвекция

Задание материала

Первое, что нам необходимо сделать, это задать материал. Щелкаем правой кнопкой мыши по одной из деталей и нажимаем Применить/редактировать материал. В нашем примере выберем для теплоотвода алюминий, а именно Сплав 1060. Материалом для чипа пусть будет оцинкованная сталь. Потребуется указать теплопроводность такие обязательные параметры выделяются красным цветом в открывающейся таблице (рис. 3). Скопируем оцинкованную сталь в папку Настроенный пользователем материал и добавим материалу теплопроводность: 50.

рис.3рис.3

Задание граничных условий

Для удобства задания граничных условий разнесем чип и теплоотвод друг от друга. Для этого переходим во вкладку Конфигурации (рис. 4) и, нажав правую кнопку мыши, добавляем Новый вид с разнесенными частями. Выбираем в настройках, что именно мы хотим сместить. Потянув за стрелку, выполняем смещение. И нажимаем кнопку Применить.

рис.4рис.4

Следующим шагом зададим тепловую мощность микрочипа. Щелкнем правой кнопкой мыши по кнопке Термические нагрузки и перейдем в настройки тепловой мощности. Выберем в дереве сборки весь элемент Чип и укажем 15 ватт (рис. 5). Тепло будет выделяться из этого элемента.

Далее задаем набор контактов. Для этого щелкаем правой кнопкой мыши по кнопке Соединения, выбираем тип контакта Тепловое сопротивление и указываем грани, где чип и теплоотвод соприкасаются. Устанавливаем тепловое сопротивление равным 2,857е-6 К/Вт.

Теперь вновь соединим наши детали через вкладку Конфигурации и перейдем к определению конвекции этих деталей. По правой кнопке мыши выбираем Термические нагрузки, а затем открываем меню Конвекция. Выбираем грани теплоотвода, которые не касаются нагревающегося чипа.

Задаем коэффициент конвективной теплоотдачи: 200 Вт/м2К. Этот коэффициент характеризует интенсивность теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой. Указываем массовую температуру окружающей среды, то есть температуру, которая окружает нашу модель. Для этого параметра установим 300 К (рис. 6).

рис.6рис.6

То же самое сделаем и для чипа. Выбираем внешние грани чипа, задаем коэффициент конвективной теплоотдачи равным 90 Вт/м2К, а массовую температуру окружающей среды, как и в предыдущем случае, 300 К.

Результаты

Запустим исследование (рис. 7). По умолчанию сетка будет построена автоматически.

рис.7рис.7

Исследование завершено, можно ознакомиться с распределением температуры. Для этого выберем параметр Ограничение сечения по плоскости справа (рис. 8).

рис.8рис.8

Теперь мы видим, как температура распространяется от чипа по теплоотводу (рис. 9).

рис.9рис.9

Задание переходного процесса

Если мы хотим узнать, за какое время нагревается теплоотвод, нужно задать переходный процесс. Для этого скопируем наше исследование (рис. 10).

рис.10рис.10

Щелкнув по исследованию правой кнопкой мыши, зайдем в его свойства (рис. 11).

рис.11рис.11

Изменим тип решения на Переходный процесс. Укажем общее время (например, 100 секунд) и установим пятисекундный временной интервал (рис. 12).

рис.12рис.12

Теперь для выполнения нестационарного термического исследования требуется использовать начальную температуру. Выбираем температуру в Термических нагрузках и задаем начальную температуру для всех тел: 22C (рис. 13).

рис.13рис.13

Запускаем решение. Получив результат, можем посмотреть распределение температуры и ее значение в выбранный момент времени (рис. 14).

рис.14рис.14

Вывод

Инженерный модуль SOLIDWORKS Simulation позволяет проводить термический анализ, анализировать распространение температуры по деталям, исследовать изменение температуры с течением времени и многое другое. Если вы хотите смоделировать тепловые потоки, которые исходят из деталей, вам потребуется другой модуль: SOLIDWORKS Flow Simulation. Но о нем мы расскажем в следующий раз.

Автор: Максим Салимов, технический специалист по SOLIDWORKS, ГК CSoft. email: salimov.maksim@csoft.ru

Подробнее..

Советы и трюки SOLIDWORKS

02.06.2021 10:16:01 | Автор: admin

В своей работе мы много общаемся с клиентами, и в результате у нас собрался целый пул часто задаваемых вопросов по линейке SOLIDWORKS. Тогда мы решили записать серию коротких видеороликов с ответами. Новые вопросы поступали, количество роликов росло В итоге мы решили организовать свой YouTube-канал Школа SOLIDWORKS, чтобы пользователи могли быстрее получать интересующую их информацию.

В этой заметке мы ответим на некоторые наиболее актуальные вопросы. Минимум воды, максимум пользы. Итак, начинаем наш краткий ликбез.

1. Как установить существующую библиотеку материалов

Файлы с расширением .sldmat содержат сведения о механических и физических свойствах материалов. Если вы скачали библиотеку с сайта i-tools.info, следующие 5 шагов помогут вам ее установить. Для добавления библиотеки необходимо открыть любую деталь в SOLIDWORKS:

1. В дереве конструирования FeatureManager нажимаем правой кнопкой мыши на Материал.

2. Выбираем пункт Редактировать материал.

3. В левом поле открывшегося окна кликаем в любом месте правой кнопкой мыши и выбираем Открыть библиотеку.

4. Выбираем директорию, в которой находится файл .sldmat, либо копируем его в папку с пользовательскими материалами SOLIDWORKS. Уточнить папку, выбранную по умолчанию, можно в разделе Настройки пользователя Месторасположение файлов Отобразить папки для Базы данных материалов.

5. Выбираем файл с расширением .sldmat и нажимаем кнопку Открыть.

Библиотека установлена! Если она не отображается в окне, необходимо закрыть и вновь открыть окно редактирования материала.

2. Можно ли работать на любом компьютере с установленным SOLIDWORKS, используя лишь свою лицензию?

ДА! Это называется онлайн-лицензирование SOLIDWORKS Online Licensing. Вам потребуются лишь компьютер с доступом в интернет и SOLIDWORKS выше версии 2018 года.

Данная функция важна пользователям, которые сталкиваются с ошибками активации лицензий SOLIDWORKS или которым необходимо использовать одну лицензию SOLIDWORKS на нескольких компьютерах.

Можно сказать, это лицензия SOLIDWORKS, которая находится в облаке.

3. В чем отличие SOLIDWORKS Simulation Standard и пакета Simulation Standard, входящего в SOLIDWORKS CAD Premium?

a) В SOLIDWORKS CAD Premium нельзя строить диаграмму усталости, усталостные напряжения и получать количество циклов до разрушений.

b) В SOLIDWORKS Simulation Standard доступен анализ тенденций, то есть построение зависимостей в результатах различных повторов статического исследования. Например, меняя нагрузку, можно отслеживать напряжение, перемещение и т.д.

4. Как показать основные плоскости компонентов в сборке?

Для этого нужно включить Просмотр плоскостей:

А затем выбрать значок Скрыть / Показать основные плоскости:

5. Как выбирать спрятанные грани, не применяя функцию Скрыть деталь?

Например, вам нужно выбрать грань для создания сопряжений. Самый простой способ навести курсор мыши на спрятанную грань и нажать клавишу Alt (деталь, которая закрывает нужную вам грань, станет прозрачной), а если деталь спрятана глубже, нажмите Alt еще раз.

6. Как посмотреть на деталь из сборки, не открывая деталь отдельно?

Нажимаем правой кнопкой мыши на интересующую нас деталь и выбираем функцию Окно предварительного просмотра компонента.

Открывается отдельное окно с выбранной деталью, в котором можно выбирать грани для сопряжения с другими деталями из сборки. Кроме того, с помощью функции Синхронизировать ориентацию вида обоих графических окон мы можем вращать сборку и деталь синхронизировано, что поможет при выборе сопряжений.

Хотите узнать больше? Подписывайтесь на наш YouTube-канал и изучайте SOLIDWORKS самостоятельно. Нужно обучение с профессионалами? Переходите по ссылке и выбирайте курс.

Автор: Максим Салимов, технический специалист ГК CSoft, solidworks@csoft.ru

Подробнее..

Создание удобного и наглядного keymaphotkey для PyCharm или любой другой программы

30.03.2021 00:12:15 | Автор: admin

Предисловие

Современные программы имеют богатый функционал. Беда в том, что на хорошее овладение этим богатым функционалом уходят килограммы времени.

Некоторые приемы и лайфхаки могут здорово сократить эти самые затраты времени на изучение практически любой программы.

Эта история началась с покорения CAD-системы 3D-моделирования NX от компании Siemens. Большая, навороченная, с множеством возможностей, модулей, команд, кнопок и менюшек программа, в которой на данный момент трудится добрая половина инженеров-конструкторов-авиастроителей Руси-матушки.

Конечно, чтобы не шокировать обилием значков и команд, в программе есть так называемые "роли". Например в роли для начинающего показано ровно столько команд и менюшек, чтобы смоделировать что-нибудь квадратное/угловатое/простое. Потом, по мере прокачки навыков в этой программе, начинаешь открывать для себя новые кнопки, новые возможности и т.д. И для таких случаев, есть "роль" пожирнее и повкуснее. Однако, в этом вашем авиастроении детали настолько замученные и закрученные, что в конце концов начинает не хватать и "Расширенной роли с полными меню", и тут начинается... весь экран программы в кнопках и т.д. и т.п.
Со временем у каждого конструктора складывается характерный для него "стиль" работы в CAD-системе. Наиболее часто используемые кнопки вытаскиваются "поближе", редкие кнопки наоборот пропадают с "инструментальных панелей". И тут, к тебе подходит коллега, просит подойти к его компьютеру и чего-нибудь помочь с какой-нибудь там подсечкой на профиле. А там все команды в других местах, все по другому и не там где у тебя, в голове начинается дикий скрип.

А потом подходит другой коллега и третий и пятый. И третий и пятый, и пятьдесят пятый раз в многочисленных выпадающих менюшках поиск нужной команды. ПАМАГИТИ.

Hotkey или создание панацеи

Критическая масса для создания серьезного решения этой проблемы была набрана быстро). Идея была в том, чтобы настроить горячие клавиши на 99% используемых в повседневной практике команд, и установить их вообще всем, и более никогда мучительно не вспоминать ГДЕ она, нужная кнопка. Идея в том, чтобы создать универсальный интерфейс, максимально удобный и для всех, но не задевающий "инструментальные панели".

Пошли первые потуги. Стоит отдать должное, в CAD-системе NX почти на все команды есть иконки. Иконки показывают суть команды.

Итак, первый этап это сбор иконок из программы. Если на какую-либо команду нет иконки, ничто не мешает воспользоваться готовыми например с сайта https://www.flaticon.com/. А если иконка есть, то на помощь приходят такие классные программы как: скриншотер Greenshot для вырезания области экрана, и графический редактор GIMP для обрезания иконки уже "поточнее". Т.к. перепечатывание названий over9000 команд дело не самое бодрое и веселое, то крайне полезной может оказаться программа для распознавания текста с выделенной области экрана CaptureToText. Все opensourse.

Далее создаем Word-файл, в нем табличку. В одной колонке будут названия команд, в другой иконки, в третьей перевод названия команд на великий и могучий для всяких там (как и автор) слабо понимающих энглиш лангуаге.

Так уж сложилось, что все современные программы при невообразимо богатом функционале и пугающем количестве команд, в большинстве своем имеют весьма слабый набор горячих клавиш/hotkey. И даже те комбинации, которые идут "из коробки", доставляют мало удовольствия, потому что требуют обе руки, а иногда и ноги для нажатия. Это связано с тем, что используется идеология "первой буквы" команды. Например, Ctrl+P=Print(печать), Ctrl+O=Open(Открыть). Этот подход в создании горячих клавиш и эффективном взаимодействии с программой весьма и весьма и весьма ограничен количеством букв в алфавите. А количество возможных комбинаций для самой обычной клавиатуры оно же за 4 сотки переваливает.

В CAD-приложениях 3D-моделирования так вообще, исключительно-желательно не отрывать правой руки от мышки/трекбола... особенно на чемпионатах по профмастерству в авиастроении.

Т.е. для графических редакторов или программ 3D-моделирования ТРЕБУЕТСЯ, чтобы все бинды были так сказать на "левой свободной руке".

Самые частые команды ближе всего к клавишам-модификаторам, те же команды что менее популярны- подальше. Собственно, почти готовый рецепт успеха.

После того, как великий сбор названий команд и иконок окончен, можно приступить к самому интересному. А именно, можно приступить к перекомпоновке этих команд таким образом, чтобы было удобно до безобразия. Создаем еще один файл word. А в нем создаем могучую таблицу по образу и подобию. Системные сочетания клавиш никуда не денешь, хотя они по своему удобны.

Ну а дальше, начинаем перетаскивать из таблицы со всеми командами/иконками в таблицу нашей клавиатуры в соответствующие ячейки. Из первой таблицы убывает, вторая таблица заполняется. Перекомпоновываем команды согласно принципов удобства нажимания, удобства запоминания, смежности выполняемых действий, общности, в общем, создаем наглядную карту/keymap для программы.

СОВЕТ: сразу проверяйте как нажимается та или иная комбинация, потому что есть зоны не самые удобные для нажатия одной рукой, например Ctrl+Alt+Shift+6 требует минимум длинных и гибких пальцев и владения слепым десятипальцевым кунг-фу набора текста).

На скриншоте показан вариант таблицы для PyCharm, т.е. без ряда с модификатором Shift, потому что Shift+буква=БОЛЬШАЯ БУКВА. Однако, такого ограничения нет в графических редакторах. В конце концов, получится первый экспериментальный вариант keymap, который будет много интереснее в обращении нежели огромной длины плохочитаемый список комбинаций.

Человеческая голова хорошо запоминает местоположение и плохо списки. Поэтому распечатав keymap на листочке A4 и повесив рядом с монитором, за пару месяцев руки сами потянутся в поисках нужной комбинации. Я гарантирую это. В скриншоте ниже keymap/208 комбинаций на PyCharm.

Наработки/исходники

После того как мегатаблица Менделеева с комбинациями готова, начинается самое скучное - забить все комбинации в программу.

Потом конечно период озарений и перекомпоновки, допиливания, но это все будут мелкие улучшения.

Итог

Для NX такой keymap на 160 комбинаций делал около двух недель и назвал BFR= BigFuc*ingRole, потому что по времени совпало с созданием некоей ракеты от некоей частной космокомпании). Долго потому что в первый раз, все вкривь и вкось, и вообще начал не оттуда, не в той программе, без нужного софта и не так, в общем, поиск он и есть поиск.

Зато сейчас у многих конструкторов на ЭМЗ им. В.М. Мясищева такая штука есть и приносит удовольствие от использования каждый день. В скором времени надеюсь поделится с остальными авиаторами.

Когда приходят молодые ребята, только только после университета где их "учили" компасу 3де/автосаду/сад системам там всяким, сразу учатся и осваивают NX "на комбинациях" и это оказалось очень даже удобно и продуктивно. Потому что запомнить 160 комбинаций много проще и быстрее, чем запомнить 160 путей по менюшкам до нужной команды (особенно когда подсказка перед глазами на а4 распечатанная висит). И если кому-то, что-то показать, то просто идешь за его рабочий комп и комбинациями хлоп хлоп. Единая универсальная система и всё тут.

На PyCharm keymap на 208 комбинаций сделал за пару тройку вечеров. Осваиваю только.

Заключение

Конечно, хотелось бы, чтобы спустя время, в любой сложной программе появилось окошко с такой вот мегатаблицей команд и иконок, и переназначение комбинаций осуществлялось простым перетаскиванием нужной иконки в нужную ячейку, а не как сейчас: "окно, а в нём список команд длиной с рулон туалетной бумаги". Вот это был бы EpicWin.

Подробнее..

Войны лоббистов и развитие BIM. Часть 2 open BIM VS closed BIM. Revit vs ArchiCAD и Европа против остального мира

16.12.2020 10:16:09 | Автор: admin

В первой части мы говорили о возникновения форматов STEP, IFC и создании организации buildingSMART. Также в статье было рассказано про рождение нового инструмента планирования - программы Revit - и про новые функции, данные разработчиками программе, благодаря которым начиная с 2010 года Revit уверенно становится лидером рынка проектирования во всём мире.

Уже после публикации первой части мне позвонил участник истории создания IFC и IAI, который пережил все эти события конца 80-х. Он подтвердил факты, описанные в первой части, и поэтому в следующей части будет более подробно рассказано о немецких корнях формата IFС, о зарождении идеи этого формата, а также почему Nemetschek долгое время отказывался принимать формат IFC, но после пожалел об этом и купил советский стартап Graphisoft.

В этой статье мы рассмотрим, в какую сторону движется рынок BIM CAD программ сегодня. Какие программы BIM CAD выбирают конструкторы в разных странах мира и как кардинально поменялся мир планирования за последние 15 лет.

Если следить за основными трендами в BIM планировании по всему миру, можно заметить невероятный перекос в развитии BIM технологий в отдельных развитых странах. Чем же объясняется такое различие в технологиях планирования, от которых зависит от 5 до 20% ВВП каждой страны в мире?

Какое BIM software использовать? Обзор инструментов для БИМ планирования.

При помощи поисковых данных от Google посмотрим на развитие популярности основных программ для 3D проектирования во всём мире по годам, с 2004 по 2020. Объективные показатели Google Trends показывают относительную популярность запроса: 100 баллов означают максимальный интерес к теме, а 0 недостаточное количество информации по ней.

Кризис 2008 года дал толчок неэффективной строительной отрасли, которая была вынуждена стать более эффективной: сократив в среднем 30% персонала занятых в отрасли (об этом подробнее в моей статье: Строительный сектор вымирает. Кризис COVID-19, растущие проблемы и новые возможности) и наконец обратив свой взгляд на новые методы и инструменты планирования - BIM, которые позволяют повысить уже сегодня производительность минимум на 10% и рентабельность (ROI) при новых инвестициях при внедрении BIM на 500%.

До 2008 года лидерами 3D планирования были программы Vectorworks и Archicad, разработанные компанией Graphisoft, советского стартапа с главным офисом в Будапеште (Венгрия). В 2007 году немецкая компания Nemetschek выкупает компанию Graphisoft, и видимо с покупкой компании развитие новых инструментов для Vectorworks и Archicad затормозилось. При этом Revit начал активно вырываться вперёд сразу после окончания глобального кризиса 2008 года.

На сегодняшний момент у Revit почти кратное преимущество перед своим следующим соперником Archicad. Откуда такая большая разница, и что такого секретного есть у Revit, чего нет в других программах?

ArchiCAD (Graphisoft) - одно из самых популярных BIM-решений начала 2000-х годов. Graphisoft - венгерский стартап из Советского Союза, который (по ночам, используя институтские компьютеры) в 1982 году разработал ПО для решения проблем с установкой советской атомной электростанции, за что создатели ArchiCAD были награждены $30 000 (на сегодняшний курс - $120 000). На полученный гонорар они смогли написать самое продаваемое программное обеспечением CAD для Mac в то время. Наряду с MiniCAD Diehl Graphisoft позже выпустил Blueprint, программу 2D CAD для Mac, ориентированную на архитекторов.

Всё, что было до этого (RUCAPS) в отношении BIM, - чистая теория, которая реализовывалась до конца 90-х только в 2D. Radar CH от ArchiCAD, выпущенный в 1984 году, стал первым программным обеспечением для моделирования, доступным на персональном компьютере. Первая реализация BIM в компьютерной среде была осуществлена коммунистическим стартапом - Graphisoft - под именем ArchiCAD Virtual Building в 1987.

Как всё это создал советский стартап из Будапешта, который в то время находился за железным занавесом и не имел доступа к западным компьютерам Mac?

Основатель компании Apple, Стив Джобс, на одной из немецких конференций (CeBIT), заметив огромный потенциал инженера Gbor Bojr, решил с помощью его стартапа Graphisoft получить для своей компании Apple, набирающей обороты, новых клиентов: архитекторов и конструкторов всего мира. Для этого Стив Джобс дарит советскому стартапу Graphisoft первые макинтоши, которые основатель стартапа Gbor Bojr полузаконно ввозил в Советский Союз.

Сегодня MiniCAD от Graphisoft известен как Vectorworks, а Diehl Graphisoft - это Nemetschek Vectorworks, уже, к сожалению, не самые ведущие игроки в мире САПР (подробнее про взаимоотношения Graphisoft и Nemetschek будет рассказано в третьей части).

Из названия ArchiCAD понятно, что основная область применения продукта архитектура. Можно ли в ArchiCAD выполнять другие разделы планирования, кроме архитектуры? Теоретически это возможно, но это будет связано с большими трудозатратами: выполнять другие разделы с помощью ArchiCAD это примерно то же, что на бумаге вычерчивать здание в изометрии: минимум автоматизации максимум ручного труда. Для каждого раздела проектирования здесь придётся искать специализированные решения.

Tekla Structures (Trimble) - одно из самых мощных (и дорогих) строительных решений. Разработанная финскими программистами Tekla отлично решает задачи, связанные с любыми стальными и металлическими конструкциями. Но, к сожалению, Текла почти не приспособлена к работе с железобетонными конструкциями и вообще не предназначена для проектирования деревянных конструкций, а нормальная работа в смежных отрасляхневозможна . Как и в случае с ArchiCAD, архитектурную часть в ней выполнять не имеет смысла: минимум автоматизации, максимум ручного труда.

Allplan (Nemetschek) - в самом начале развития компании немецкий инженер Georg Nemetschek был против создания общего языка STEP-IFC в планировании, так как это открывало рынок Германии для других производителей CAD ПО. Зачем отдавать уютный немецкий рынок CAD ПО американским или - ещё хуже - советским стартапам?

Но, как ни парадоксально, сегодня Allplan является одним из главных бенефициаров всей темы с IFC и open BIM. Уже в начале 2000-х годов, испугавшись экспансии Revit, который со скоростью монгольской конной армии покорял мир проектирования, и видя угрозу в распространение Revit в Европе, компания Nemetschek в 2006 году проглотила стартап с коммунистическими корнями - Graphisoft (ArchiCAD), который к тому времени был почти единственной программой, которая была способна работать с форматом IFC без ошибок и костылей.

Поэтому только программы от Graphisoft, и после уже благодоря Graphisoft ПО от Nemetschek сегодня заточены на "почти беспроблемную" работу с IFC данными.

Изначально Allplan был предназначен для проектирования несущих конструкций, но постепенно, путем поглощения смежных решений, Allplan расширил проектирование на всю линейку AEC (архитектура, строительство, инженерия). Allplan сложно назвать хорошим BIM-решением, так как в программном продукте модель базируется на файловой структуре (а не на базе данных, как в Revit), при этом разные участки проекта собираются в модель через внешние ссылки. Этот метод работы скорее в стиле классических вертикальных CAD инструментов. Но компания Nemetschek позиционирует Allplan именно как BIM-решение, поскольку в основе модели лежит интеллектуальное взаимодействие объектов, а не 2D черчение.

Revit (Autodesk) - на сегодняшний день демонстрирует, пожалуй, идеальную концепцию BIM. В Revit между архитектурной, конструкторской и инженерной моделью используется общий формат данных (формат RVT), что даёт возможность без особых усилий собрать единую BIM-модель проекта и визуализировать ее с высокой степенью детализации. Польза от единой модели неоспорима и великолепно иллюстрирует перспективы развития технологии BIM.

Начиная с покупки в 2002 году, Autodesk активно продвигает свой продукт Revit, рекламируя его комплексный подход, основанный на единой модели. Модель, созданная в архитектурной части и сохраненная в формате RVT, может использоваться конструкторами и инженерами без каких-либо существенных конвертаций и преобразований.

Про возникновение Revit подробнее в первой части: Войны лоббистов и развитие BIM. Часть 1: Как ленинградский математик помог Autodesk захватить мировой рынок CAD

Борьба open BIM против сlosed BIM

Сегодня всё BIM планирование можно разделить на два типа:

  • Closed BIM - использования в планировании среды одного производителя программного обеспечения

  • Open BIM - работа с открытым форматом данных (в основном IFC), который (в теории - без потерь) должен автоматически читаться другими программами.

Борьба за рынок CAD идёт сегодня в каждой стране. В каких-то странах видна победа closed BIM, в других странах мы видим применение концепта open BIM.

Посмотрим, какой подход выбирают отдельные страны. Google Trends поможет нам понять тенденции на рынке планирования в каждой из стран G20 (or Group of Twenty)

По этим данным можно сделать следующие выводы:

  • с 2000 по 2010 года на рынке CAD ПО (3D) во всех странах доминировал ArchiCAD и Vectorworks венгерского стартапа Graphisoft

  • После того как Nemetschek поглощает ArchiCAD и Vectorworks, с 2010 (после глобального кризиса) во всех странах наблюдается всплеск интереса к Revit и переориентация планирования на продукт Revit

  • В некоторых странах Revit за несколько лет полностью вытесняет ArchiCAD из планирования

  • Tekla и Allplan, стартовавшие в одном направлении с Revit, не могут похвастаться таким функционалом и маркетингом, который есть у Revit и корпорации Autodesk

  • Revit занимает львиную долю (больше 50-90%) рынка BIM CAD почти в каждой стране мира.

Посмотрим теперь на тенденции за 2020 год на рынке CAD.

Видим тотальное доминирование Revit на мировом рынке. Небольшой каламбур состоит в том, что Америка, Россия и Китай - три геополитических соперника - работают в основном в продуктах Autodesk. При этом Европа, союзник Америки по НАТО, в отличие от всех остальных стран, предпочитает идти своим особенным путем развития технологий BIM, хотя изначально после победы над Советским Союзом Autodesk и немецкие компании мечтали установить свои правила на рынке ПО путем создания мирового формата IFC.

За исключением Германии, все страны из G20 пришли к тому, что на сегодня, к сожалению, нет лучше инструмента для работы с BIM, чем Revit. Если посмотреть по всему миру, то картина распространения основных программ для 3D планирования отличается только в пяти странах мира: Кении, Румынии, Австрии, Швейцарии и Германии.

Про успехи маркетинга Archicad в Кении можно только догадываться, но по Румынии можно предположить, что страна с относительно недорогой инфраструктурой в большей части занимается аутсорсингом планирования для немецкоговорящих стран, поэтому румынским конструкторам приходится подстраиваться под желания клиентов.

Подробнее про Европу, а точнее, про немецкоговорящие страны и о методах планирования open BIM мы поговорим в следующей части.

В заключение

У успеха Autodesk и Архикада нет особого секрета. Всё, что сделали парни из Autodesk и Nemetschek в 90-е - это, работая с военными конторами и военными форматами в 90-х, вовремя получили поддержку и инвестиции на развитие маркетинга своих продуктов.

У формата RVT от Revit, который был во многом создан благодаря десяти программистам из Советского Союза, сегодня только один конкурент и соперник - военный формат с немецкими корнями - IFC. Оба формата по сути сегодня находятся примерно на одном уровне развития.

Если бы компания Georga Nemetschek c самого начала открылась натовскому формату IFC и вместе с Autodesk разработала новые идеи для применения этого формата, то вполне возможно, что не было бы Revit, не было бы американской buildingSMART, и немецко-венгерские программы корпорации Nemetschek вполне могли бы завоевать весь мир CAD BIM, оставив Autodesk на американском континенте. Время упущено, но борьба между двумя форматами ещё возможна.

Можно надеяться, что за огромный строительный рынок (в $20 триллионов долларов) теперь развернется такая же борьба, как и 30 лет назад за военный космос между Советским Союзом и Америкой, что подарит нам новую продуктивную холодную войну за клиентов среди разработчиков CAD.

Времена главенства Hardware проходят, и наше поколение, ориентированное на создание Software, будет скоро задавать тон всей строительной индустрии. BIM CAD - это, по сути, IDE в среде разработки программного кода. Программисты первыми начали активно заниматься open Source и прозрачностью в своём мире проектирования, начиная с 90-х годов. Мы же начали этот путь только сейчас. Но так как скорость разработки новых инструментов за 30 лет увеличилась в разы, можно надеяться на скорый приход нового open Source-Мессии в строительное планирование в ближайшие годы.

Будем надеяться, что такие инструменты как Dynamo, Rhino.Inside, LibreCAD, Blender будут перерастать в что-то большее, а у таких корпораций, как Autodesk и Nemetschek, нет будущего в мире open Source. Этот новый прозрачный мир создают не привезенные из-за границы программисты и математики (которых стимулируют покупкой недвижимости в силиконовой долине), а мир, где код удалённо создается усилиями тысячи людей со всего мира, способных сегодня самостоятельно монетизировать свой вклад в дело создания нового CAD BIM ПО.

Сегодня нам остаётся только просить всех разработчиков, которые сегодня приходят из банковской и машиностроительной индустрии в наше строительное планирование, заняться наконец темой Open Source и новых форматов для строительства. Кто-то же должен разработать настоящий новый открытый формат и открытые инструменты для работы в строительстве, который не основан на старых стандартах и понятиях.

В следующей части мы узнаем, добровольно или по принуждению местных лоббистов немецкоговорящие страны пошли в сторону диверсификации использования BIM CAD, и - open BIM. Также подробно рассмотрим создания первых эскизов формата IFC, про первые конфликты между главными производителями CAD ПО того времени, и откуда пошло open BIM движение в мир.

Низкий поклон всем, кто создал формат STEP, IFC, Revit, ArchiCAD, AllPlan, Teklа.

Буду рад вашим комментариям, уточнениям и критике.

Для русской версии статьи: Немецкий инженер (случайные инсайдер после первой статьи), который был участником этих событий особенно отмечал, что у Соединённых Штатов на то время были программы только для 2D моделировани, а по работе с геометрией русские и советские инженеры были на порядок выше своих западных конкурентов. Он отмечал, всё что пришло в ArchiCAD и потом позже в IFC и то что касалось геометрии - во многом создали совесткие учёные. Об этом напишу немного подробнее в следующей части.

Подробнее..

Войны лоббистов и развитие BIM.Часть 5 BlackRock хозяин всех технологий. Как корпорации контролируют Open source

11.04.2021 10:22:11 | Автор: admin

Технологические гиганты при помощи денег инвестиционных фондов контролируют всё большую часть новых разработчиков и продуктов, перекрывая тем самым путь для новых программ и новых технологий в строительной отрасли.

Сегодняшние лидеры САПР-индустрии: Autodesk, Hexagon, Nemetschek, Bentley, Trimble - хорошо готовятся к будущим угрозам: стандартной тактикой больших корпораций стал агрессивный захват новых рынков и поглощение возможных конкурентов на ранних стадиях развития.

В результате вся САПР-индустрия стала похожа на олигополию, в которой доминирует группа из нескольких компаний. И их положение на вершине становится всё более непоколебимым.

Содержание:

  1. BlackRock - хозяин всех технологий

  2. Олигополия на рынке САПР

  3. Autodesk идёт по стопам Oracle

  4. Почему программы не развиваются

  5. Борьба корпораций с open source

  6. Autodesk и формат данных IFC

  7. Проблема Autodesk - организация открытых стандартов - ODA

  8. В заключение

Олигополия в САПРОлигополия в САПР

В этой статье мы рассмотрим:

  • кто сегодня руководит развитием новых технологий в строительстве

  • как происходит синхронизация политики между САПР-вендорами

  • почему компании не развивают программы, написанные в 90-е

  • как большие корпорации контролируют open source разработчиков

  • почему IFC и Dynamo - это непрозрачный open source

  • как благодаря Autodesk появился альянс ODA

  • как велась борьба за формат DWG между ODA и Autodesk

  • как сегодня развивается борьба за открытость форматов RVT и RFA

  • как BlackRock и Vangaurd создали плановую экономику на мировом уровне

BlackRock - хозяин всех технологий

Основа олигополистической структуры в строительном проектировании - это большая пятёрка САПР-вендоров: Autodesk, Hexagon, Trimble, Bentley, Nemetschek.

Эти компании выходили с середины 90-х на IPO (initial public offering), распродав большую часть своих акций среди крупнейших инвестиционных фондов Соединённых Штатов и распределив тем самым ответственность за будущее компаний среди держателей акций.

Данные о держателях долей в уставном капитале (только материнские компании, за исключением владения фондами небольших дочерних компаний)Данные о держателях долей в уставном капитале (только материнские компании, за исключением владения фондами небольших дочерних компаний)

Главными бенефициарами (и держателями акций) от выхода САПР-компаний на биржу стали три американских инвестиционных фонда: The Capital Group, Vanguard и BlackRock, которые на протяжении последних 30 лет скупали акции технологических компаний напрямую или через свои банковские филиалы.

Акционеры крупнейших CAD-компанийАкционеры крупнейших CAD-компаний

Мало кто слышал о BlackRock, но эта фирма является крупнейшей инвестиционной компанией, под управлением которой находятся активы стоимостью в $8,7 трлн в 2021 году (в 2015 году - $4,6 трлн). На 2021 год BlackRock, штаб-квартира которой расположена на Манхэттене, имеет отделения в 100 странах, и она тесно связана с крупнейшими финансовыми регуляторами, такими как министерство финансов США, Федеральная резервная система (ФРС) США и Европейский центральный банк (ЕЦБ).

Как только какой-либо крупный экономический субъект попадает в поле зрения таких фондов, как Vanguard и BlackRock, они предлагают ему возможности выгодных инвестиций. Пользуясь своей надёжной репутацией, связями и огромными средствами, Vanguard и BlackRock скупают активы субъекта и начинают заниматься его управлением.

Например, только в Германии в 2014 году BlackRock принадлежало 4% акций BMW, 5,2% акций Adidas,7% акций Siemens, 6% акций Daimler. В целом BlackRock является акционером (почти всегда самым крупным) всех предприятий, входящих в индекс DAX (важнейший фондовый индекс Германии).Гигантская платформа Aladdin, созданная BlackRock для управления активами, ежесекундно отслеживает стоимость акций, облигаций и других активов, находящихся под управлением компании, а также рассчитывает, как влияют на их котировки различные события, такие как рост цен на нефть или алюминий.

BlackRock является мажоритарным акционером почти во всех технологических компаниях мира. Какое отношение к строительству и проектированию имеют инвестиционные корпорации BlackRock и Vanguard (Vanguard/Windsor)?

BlackRock и Vanguard принадлежат почти все САПР-компании и технологии в мире строительного проектирования и BIM решений.

Доля владения акциями BlackRock и Vanguard в компаниях САПРДоля владения акциями BlackRock и Vanguard в компаниях САПР

На графике владения акциями заметно, что особым смыслом здесь обладает цифры - 7-10%. До таких цифр инвестфонды доводят долю владения любой компанией, чего хватает, чтобы полностью контролировать целые корпорации.

На следующем графике видно похожее распределение владения акциями крупнейших компаний мира - Big 5.

Доля владения акциями BlackRock и Vanguard в компаниях Big 5Доля владения акциями BlackRock и Vanguard в компаниях Big 5

Из-за того, что 70% акций компании после выхода на биржу распределены между тысячами инвесторов, контрольный пакет составляет всего 720% акций, что даёт держателю небольшого пакета полномочия по принятию всех решений в компании.

Степень контроля (X - сила голоса) в компании в зависимости от вечеличины пакета акций (Y - процент капитала)Степень контроля (X - сила голоса) в компании в зависимости от вечеличины пакета акций (Y - процент капитала)

Таким образом, если у вас есть 7-20% акций нескольких основных компаний-монополистов, то вы почти полностью влияете на развитие всей отрасли.

При таком многократном перекрестном владении и при наличии долей практически во всех крупных корпорациях - как этим инвестиционным фондам удаётся следить за темой BIM или, например, развитием AR в строительстве, да и вообще за всеми технологиями мира одновременно?

Олигополия на рынке САПР

Олигополия в первую очередь означает скоординированность и взаимосвязь в действиях на рынке, что осуществляется Vanguard и BlackRock через глав компаний, утверждаемых на собрании акционеров.

Доля доли BlackRock в компаниях САПРДоля доли BlackRock в компаниях САПР

С выходом на биржу большие САПР-компании фактически убили конкуренцию на рынке САПР тем, что основные стратегические решения теперь принимаются не агрессивными руководителями компаний, которые борются за выживание и место на рынке, а пролоббированным советом директоров, который контролируется извне финансовыми специалистами, интересующимися отраслью строительства только как цифрой в годовом отчёте Annual Revenue.

Политолог Jan Fichtner из Амстердамского университета, исследуя этих основных финансовых игроков, утверждает: Влияние в основном осуществляется через фоновые дискуссии. Вы ведете себя на поводу у BlackRock и Vanguard, потому что знаете, что однажды вам может понадобиться их благосклонность. Для руководства компаний и корпораций рационально действовать в интересах основных держателей акций.

"Там, где есть договор, есть перочинный нож."

Шарль-Морис де Талейран-Перигор

Все, кто работает в развитии технологий строительной отрасли, постепенно попадают в жернова этой плановой экономики, созданной акулами капитализма при поддержке богатых династий запада, пенсионных фондов и печатного станка ФРС.

BlackRock управляет активами централизованно и строго следит за соблюдением всех формальных предписаний. Но сверх этого BlackRock и Vanguard практически ничего не делают. А между тем для функционирования рыночной экономики чрезвычайно важно, чтобы акционеры постоянно держали руку на пульсе событий в своих предприятиях и критически оценивали политику менеджмента.

В итоге сегодня все мировые САПР (и вообще все технологические) компании принадлежат инвестиционным фондам, которые на бумаге занимаются управлением стратегией компании, а де-факто - только соблюдением формальных предписаний для отчётов, которые позже попадают в красивый PDF документ для ежегодного собрания совета директоров.

"Плановая экономика в масштабах сколько-нибудь крупной промышленной системы требует значительной централизации, а следовательно, и бюрократического аппарата, способного управлять этой централизованной машиной. Если планирование сверху не будет сочетаться с активным участием снизу, если поток общественной жизни не будет постоянно восходить снизу вверх, плановая экономика приведет к новой форме манипулирования народом."

Бегство от свободы, Эрих Фромм

Как сегодня Trimble будет соперничать с Autodesk или Hexagon на одном рынке, если CEO этих компаний отчитываются ежеквартально перед одними и теми же инвестиционными фондами с WallStreet, которые, в свою очередь, не заинтересованы в резких изменениях на тех рынках, от которых зависят их годовые отчёты и, как следствие, их личные бонусы.

Нет здоровой конкуренции - не будет и новых технологий. Отчасти поэтому все крупные корпорации в мире строительного проектирования фактически не имели отношения к разработке новых продуктов в последние 20 лет.

Если ещё десять лет назад такие крупные компании, как Autodesk, Nemetschek, Trimble имели репутацию уже не новаторов, а скорее имитаторов, когда было достаточно просто скопировать новый популярный продукт и выпустить свой клон, то сегодня необходимость в клонировании продуктов отпала. Сегодня стартапы и целые компании скупаются за любые деньги, которые предоставляют своим подопечным BlackRock и Vanguard.

Чтобы не конкурировать друг с другом на одном рынке, каждая компания из big5 САПР выбирает для себя отдельные технологические ниши и скупает постепенно программы и любые технологии в этом направлении.

Основные стартапы, приобретенные за последние 20 летОсновные стартапы, приобретенные за последние 20 лет

Для примера John Walker (будущий CEO Autodesk) предлагал Mike Riddle купить Autocad в 1982 году всего за $15 тыс. (изначально за $8 тыс.), но Mike настоял на условиях продажи Autocad за 1$ и 10% c продаж продукта. В 2020 году Revit стал самым продаваемым продуктом Автодеск, который она купила в 2002 году за 133 млн долларов. А уже в 2018 году Autodesk заплатил за Plangrid (стартап-приложение для планшета) почти миллиард долларов ($875 млн), где одним членом из совета директоров, за несколько лет до покупки, стала бывшая CEO Autodesk - Carol Ann Bartz.

Таким образом, на данный момент весь мир проектирования и вообще все технологии мира разделились на тех, кто принадлежит Blackrock и Vanguard, и тех, кого эти фонды через свои САПР-филиалы ещё купить не успели. Ни одна организация с высокими денежными показателями не имеет возможности избежать встречи с такими финансовыми гигантами, в какой бы стране она ни находилась.

Сегодня уже невозможно построить новый Autodesk или Trimble в нашем мире, где с такими ресурсами, которыми располагают сегодня инвестфонды, можно купить целые страны, не говоря уже о талантливых командах разработчиков.

Мы убрали с рынка всех конкурентов, но почему мы не движемся вперед?Мы убрали с рынка всех конкурентов, но почему мы не движемся вперед?

!Нельзя ни в коем случае демонизировать структуры, которые были построены BlackRock и Vanguard: любая организация и скорее всего каждый человек на земле, имея такие бесплатные ресурсы и доступ к печатному станку, воспользовались бы этим и поступили бы на месте Blackrock точно так же, скупая всё на своём пути.

В противовес монополиям, только мир open source решений мог бы сегодня составить конкуренцию таким олигопольным конгломератам. Посмотрим дальше на то, как большие корпорации пытаются контролировать open source движение.

Для чего мировым вендорам САПР нужны тысячи специалистов по базам данных, oб open source решениях, а также о решениях, над которыми работают основные вендоры САПР, поговорим в седьмой части.

Чтобы к седьмой части немного лучше понимать нового игрока на рынке САПР - Oracle, базы данных и open source, а также из-за схожести поведения двух компаний - сравним историю Oracle с историей развития Autodesk и посмотрим на то, как эти две корпорации боролись с open source движениями на своём рынке.

Autodesk идёт по стопам Oracle

История Autodesk, одного из лидеров САПР-мира, начинает всё больше походить на историю такого лидера своего времени, как Oracle. Так же, как Autodesk с Autocad была последние 30 лет мировым лидером 2D-проектирования, Oracle, в это же время, была мировым лидером баз данных - DBMS систем (database management system).

Прибыль Oracle от бизнеса, построенного на хранении данных, примерно в 10 раз больше, чем продажи лидеров САПР-отрасли: годовой оборот Oracle сегодня - $20 mlrd., а у Autodesk - всего $1,7 mlrd.. Как и во всех технологических компаниях мира, ведущими акционерами Oracle (как и Autodesk, Trimble, Apple, Microsoft и почти всех компаний на земле) являются две крупнейшие в мире инвестиционные компании - Vanguard и BlackRock.

Во многих статьях говорится, что Oracle была основана в конце 1970-х и что Oracle продает линейку программных продуктов, которые помогают крупным и средним компаниям управлять своей деятельностью. Но везде каким-то образом игнорируется тот факт, что Oracle всегда была значительным игроком в индустрии национальной безопасности. И что его основатель не заработал бы свои миллиарды, если бы не помогал создавать инструменты современной государственной и мировой слежки.

Как многие основные компании, выросшие после холодной войны, обязаны своим развитием федеральным и оборонным контрактам, так и Oracle на самом деле берет свое название от кодового названия проекта ЦРУ 1977 года. И именно ЦРУ было первым заказчиком Oracle.

C середины 2000-х Oracle начинает активно интересоваться строительной отраслью. Примечательно, что Oracle стал стратегическим партнёром buildingSMART в 2019 году, за один год до того, как главный САПР-производитель Autodesk присоединился к buildingSMART в 2020 году.У Oracle есть все шансы, чтобы стать лидером BIM-технологий. Об этом и почему BIM - это базы данных, поговорим подробнее в седьмой части.

В какой-то момент большие технологические компании выросли в большие структуры, которые, как и все крупные и сложные структуры, однажды перестали активно заниматься разработкой новых технологий.

Как в открытых письмах лучших архитекторов мира, адресованных Autodesk, (подробнее об этом в Часть 4: Борьба CAD и BIM. Монополии и лоббисты в строительной отрасли), так и в подкасте с Еленой Слеповой - мы все отмечаем, что Autodesk почти не развивает основной продукт Revit, а занимается только дизайном и украшательством интерфейса, попутно покупая новые стартапы (Navisworks, Assemble, Vault, Civil 3D) и технологии.

Открытое письмо архитектурных бюро мира Autodesk о том что продукт Revit не развиваетсяОткрытое письмо архитектурных бюро мира Autodesk о том что продукт Revit не развивается

Раздражение проектировщиков продуктами Autodesk растёт от версии к версии, но большие корпорации: Autodesk, Nemetschek и другие крупные покупатели стартапов - не могут привнести в код купленных программ значительных изменений.

Почему программы не развиваются

Любой большой программный продукт, разрабатываемый больше пяти лет, напоминает длинный "спагетти-код". При этом только несколько главных разработчиков в компании знают, как работает (максимум) 70% кода в такой программе, как Oracle Database, Autocad, Revit или Archicad.Новые инструменты от Autodesk, Nemetschek или Oracle сегодня являются лишь попыткой скрыть накопленные проблемы от разработчиков, потому что справиться с ними стало невозможно.

Затухание активного роста в техническом плане начинается с ухода разработчиков на более высокие должности или, что происходит чаще, с Exit основных разработчиков, которые забирают деньги (после продажи стартапа или выхода компании на IPO) и сами становятся венчурными инвесторами.

После Exit главных разработчиков большое количество костылей, из которых состоят эти программы, в последующих проектах создают трудно выявляемые баги, которые заваливают всю дальнейшую разработку продукта. Такой продукт, или, точнее, код, из которого он состоит, обозначают как legacy code.

Legacy code (от Legacy (англ.) наследство) устойчивое выражение, обозначающее старый код без каких-либо пояснений; главным его признаком является отсутствие возможности в нём разобраться.

Legacy code не проблема - если тебе не нужно поменять егоLegacy code не проблема - если тебе не нужно поменять его

На примере Oracle можно представить, в чём же состоит сложность Legacy кода и почему программы из 90-х почти не развиваются в последнее время.

Объем кодовой базы Oracle Database в период разработки версии 12.2 в 2017 году составлял 25 миллионов строк на языке C и стоит вам изменить лишь одну из этих строк, как ломаются тысячи написанных ранее тестов. За прошедшие годы над кодом Oracle Database успело потрудиться несколько поколений программистов, которых регулярно преследуют жесткие дедлайны, благодаря чему код превратился в настоящий кошмар.

Интерфейс - Геометрическое ядро. Мы не знаем как это работает, но если удалить это приложение рухнетИнтерфейс - Геометрическое ядро. Мы не знаем как это работает, но если удалить это приложение рухнет

Сегодня код любой программы из 90-х состоит из сложных кусков кода, отвечающих за логику, управление памятью, переключение контекстов и многое другое; они связаны друг с другом при помощи тысяч различных костылей. В итоге, у разработчика может уйти день или два только на то, чтобы разобраться, чем же в действительности занимается та или иная строка кода.

Возникает вопрос: каким же образом при всем этом Oracle Database (или Revit, Archicad) до сих пор удается держаться на ногах? Секрет в миллионах тестов. Их полное выполнение может занимать от 20 до 30 часов (при этом выполняются они распределенно на тестовом кластере из 100-200 серверов), поэтому сегодня процесс исправления одного единственного бага в Oracle Database занимает от нескольких недель до нескольких месяцев.

Подобным образом, любой закрытый продукт, который разрабатывался больше 5 лет - автоматически становится кодом спагетти, который к своей следующей версии сможет передвигаться только на костылях.

Autodesk разрабатывает Revit проще: разработчики просто не занимаются темой производительности, а от версии к версии создают только такие инструменты, которые работают поверх основного функционала.

Так как основной код был написан в конце 90-х, в Revit используется (исключая визуализацию) только одно ядро процессора, что сдерживает производительность проектирования. Например, у программы Revit уже нет возможности работать в многопоточном режиме, используя все ядра в hardware. И даже если у вас через 10 лет будет тысяча ядер в процессоре - прироста производительности в программе Revit вы не получите.

Геометрическое ядроГеометрическое ядро

Благодаря постоянной текучке кадров в дополнение к проблеме закрытой разработки кода, вокруг нас полно старых Legacy продуктов, которые написаны ужасно плохо, но при этом невероятно сложно и дорого поддерживаются сегодня на плаву. Причём переписать их уже никогда не получится, потому что они взаимодействуют с таким же ужасным кодом у пользователей продукта, и поэтому необходимо соблюдать совместимость с багами и не документированными особенностями. По этой причине многие продукты стали заложниками обратной совместимости. В том числе Windows, Microsoft Office и основные программы на рынке САПР.

У таких программ, как Revit, ArchiCAD, Microstation уже нет будущего, и возможно, сами вендоры это понимают. Поэтому все силы корпораций сегодня тратятся не на увеличение производительности геометрического ядра, а на поиск нового успешного продукта или новых уникальных разработчиков, как Leonid Raiz (Revit), Mike Riddle (AutoCAD) или Gabor Bojar (ArchiCAD).

Из-за отсутствия новых успешных продуктов, основные усилия таких больших корпораций начинают концентрироваться на навязывании своих продуктов, агрессивном маркетинге и на том, чтобы поддерживать текущее ресурсоёмкое жизнеобеспечение сложной и забюрократизированной структуры.

Исследование Campaign for Clear Licensing, показало, что аудиты, проводимые такими поставщиками программного обеспечения, как Oracle и Autodesk (Microsoft, SAP, IBM) блокируют конкуренцию и препятствуют инновациям в ИТ-отделах компаний, где эти аудиты проводились.

Кто наименее полезный поставщик с точки зрения аудита? Oracle был признан худшим поставщиком в процессе аудита, за ним следуют IBM и Autodesk.Кто наименее полезный поставщик с точки зрения аудита? Oracle был признан худшим поставщиком в процессе аудита, за ним следуют IBM и Autodesk.

К началу 2000-х основные корпорации заняли свои ниши в отрасли и каждый год спокойно распределяли прибыли среди акционеров. Но с началом эры open source на горизонте появляется новый конкурент - разработчики открытых и прозрачных продуктов, совсем не похожие на специалистов по контракту, переехавших в Калифорнию или Бостон из Азии или Европы.

Основной головной болью руководителей больших корпораций Oracle, Microsoft, SAP, Autodesk, IBM к середине 2000-х становится не миллион строк спагетти кода, а новые open source продукты, стремительно набирающие популярность: Linux, GitHub, Spark, Mozilla, Gimp, PHP, WordPress, Android, Blender и тысячи других.

В случае с Oracle таким конкурентом стал молодой open source стартап из Швеции - MySQL.

Борьба корпораций с open source

Обычно любые стартапы, стоящие на пути корпораций, уже к началу 2000-х можно было купить при поддержке BlackRock, но как купить Оpen source-идею, за которой стоят сотни разработчиков со всего мира?

MySQL - open source проект, который одновременно разрабатывали сотни специалистов со всего мира. При этом код полностью бесплатен и прозрачен для дальнейшей разработки (или написания инструментов для него), благодаря чему MySQL быстро завоевал популярность на рынке баз данных.

Популярность баз данных по годам с 2013 годаПопулярность баз данных по годам с 2013 года

В борьбе за рынок Oracle начала снижать цены и предоставлять большие скидки тем компаниям, которые уже использовали или ещё только собирались использовать MySQL. Одновременно с этим Oracle, осознавая угрозу своему бизнесу, всеми способами пытался купить это быстрое, бесплатное и прозрачное DBMS решение.

В течение всего 2006 года Ларри Эллисон (глава Oracle с одесскими корнями) неоднократно предлагал выкупить MySQL, но трое друзей-шведов, основателей MySQL, постоянно отвергали предложение от империи зла Oracle, взлёт которой произошёл благодаря сотрудничеству с ЦРУ.

Стабильный Oracle c 1997 годаСтабильный Oracle c 1997 года

В итоге акционеры MySQL продали свой продукт компании Sun (отцы-основатели МySQL получили от сделки по $10 mln.) и уже в 2009 году Oracle сумел опередить IBM и заключил соглашение о покупке компании Sun (вместе с продуктом MySQL) за $7.4 миллиардов.

В 2009 MySQL ждало большое обновление: в версии MySQL 5.4 появилась поддержка 16-процессорных серверов x86, и, по некоторым тестам, производительность MySQL должна была вырасти в десятки раз. Выход MySQL 5.4 был запланирован на 21 апреля, но, по случайности, за день до того произошла сделка с Oracle.

Уже после покупки, чтобы не давать развития своему непокорному приёмному open source сыну, с 2009 г., Oracle (которая теперь являлась владельцем прав на MySQL) пыталась изнутри расшатать и замедлить открытую модель разработки знаменитой СУБД.

Таким образом, Oracle, при помощи BlackRock, расчистил рынок своему основному закрытому спагетти продукту Oracle Database на следующие 10 лет, а акционеры инвестиционных фондов теперь могли ожидать выплаты дивидендов на ожидаемом уровне в ближайшие годы.

Но open source MySQL-идею убить уже невозможно, и разработчики из комьюнити MySQL начали перетекать в другие open source проекты. В итоге все основные разработчики MySQL махнули рукой на Oracle и перешли на более быстрые и современные open source базы данных - MariaDB (форк копия MySQL), PostgreSQL и SQL-lite.

Подобные покупки постоянно происходят и на рынке САПР-решений. Все те же тренды ждут любых разработчиков САПР и BIM-решений, а сама история с MySQL похожа на историю с IFC, изначально открытым форматом.

Oracle, по сути, сделал c MySQL то же самое, что сделал Autodesk c IFC в середине 90-х, но гораздо быстрее и проще.

Autodesk и формат данных IFC

Идея открытого формата IFC родилась у визионера строительных технологий Leonard Obermeyer, который перед олимпиадой в Мюнхене во время строительства мюнхенского аэропорта взаимодействовал с поставщиками и фирмами со всего мира. Во время проектирования олимпийских проектов Leonard Obermeyer понял, что нужен один общий язык, на котором будут общаться строители и производители строительных элементов со всего мира.

Так как сам Leonard Obermeyer не был программистом, эту идею он передал своему родному факультету мюнхенского университета, где дальнейшей разработкой нового открытого формата занимались Richard Junge и Thomas Liebich с командой студентов.

Идеей создателей IFC-формата было создать всемирный и свободный язык обмена данными в строительстве (несмотря на военные корни формата IFC-STEP, протокола Application Protocol 225), но в начале 90-х ещё мало было известно об open source.

Благодаря другу Leonard Obermeyer - Patrick MacLeamy (CEO of HOK) - Autodesk активно включается в развитие всемирной идеи IFC. Проходит всего несколько лет, и регистрацию и разработку IFC берёт полностью под свой контроль Autodesk.

Об этом подробнее в Часть 3: Отцы BIM технологий. Кто стоит за успехом Autodesk и openBIM?

Но к концу 90-х, не имея нормальных 3D-продуктов, сам Autodesk не смог применять нормально этот продукт в своих программах - и идея мирового 3D формата уходит под контроль картельной организации IAI (которая позже переименовывается в buildingSMART).

Для контроля над развитием IFC у руля buildingSMART остаётся Patrick MacLeamy, партнёр корпорации Autodesk по совместным проектам с компанией HOK (где McLeamy был CEO). К слову, в некоторых странах ещё сегодня представителями Autodesk и представителями buildingSMART являются зачастую одни и те же специалисты.

Исходя из этих фактов, можно предположить, что американская организация buildingSMART держит Autodesk в курсе возможных вариантов развития, для того чтобы Autodesk смог вовремя перехватить инициативу в мире форматов обмена данными и заниматься новыми технологиями без оглядки на конкурентов.

Подобным образом Autodesk выпустил на рынок open source решение Dynamo, которое используется в Revit и Civil 3D для расширения функционала. Dynamo изначально представлялся как open source продукт, который внезапно возник в 2011 году в недрах Autodesk (или точнее был разработан по заказу Autodesk). Так же, как и buildingSMART, к рождению которого приложила руку корпорация Autodesk, - код Dynamo тоже не отличается прозрачностью. Многие разработчики указывают на то, что пакеты, завернутые в библиотеки DLL, часто запрещают доступ к коду, что не позволяет пользователям исследовать ни код, ни то, как отдельные куски кода обрабатываются или анализируются в инструменте Dynamo. Что также не позволяет использовать Dynamo в продуктах, по-настоящему открытых, таких как BlenderBIM (для визуального программирования в Blender сегодня используется Sverchok).

Типы open source: совершенно свободный, с явным контролем, неявно контролируемыйТипы open source: совершенно свободный, с явным контролем, неявно контролируемый

Таким образом, Autodesk в контроле над открытыми проектами IFC и Dynamo создала конструкцию, похожую на ту, что Oracle создал с MySql. Только в мире баз данных - Oracle открыто, через Sun, купила open source - MySql, а Autodesk на расстоянии контролирует движение проектов Dynamo и buildingSMART (который, в свою очередь, старается на расстоянии общаться с европейскими вендорами openBIM движения - Nemetschek).

И если сегодня образуется по-настоящему новый open source формат или у Revit появится достойный open source конкурент, - то Autodesk пойдёт проверенным путём Oracle и, возможно, попытается выкупить права на любой продукт на самых ранних стадиях, что, скорее всего, опять продлит жизнь продуктам Autodesk ещё на одно десятилетие.

Как узнать кто уже мёртв, а кто ещё нет? Мы маленькая строительная компания.Как узнать кто уже мёртв, а кто ещё нет? Мы маленькая строительная компания.

Сегодня buildingSMART неспешно пытается устанавливать правила на рынке САПР, при этом интересы buildingSMART в основном диктуются потребностями основных игроков в этой нише - Autodesk, Bentley Systems (с 2019 Oracle).

Единственной более-менее свободной от лоббирования организацией остаётся альянс ODA (Open Design Alliance).

Проблема Autodesk - организация открытых стандартов - ODA

ODA круто изменил ситуацию для пользователей CAD во всём мире, когда позволил разработчикам CAD-приложений существенно сократить затраты на поддержку формата DWG, ставшего де-факто отраслевым стандартом для обмена CAD-данными.

ODA создала продукты (основным из которых является Teigha) с возможностью для более чем 2000 организаций-членов работать без всякой оглядки на Autodesk, чем фактически убрал искусственные барьеры, которые сдерживали развитие всей отрасли САПР.

Альянс по Открытому Проектированию (Open Design Alliance) является некоммерческим консорциумом, нацеленным на распространение открытых форматов для обмена данными САПР. Технологическая платформа ODA обеспечивает пользователей средствами для создания широкого спектра приложений, включая средства визуализации и даже полномасштабные САПР. Платформа поддерживает файлы DWG, DGN, RFA, IFC, RVT с возможностями редактирования, импорта и экспорта в другие файловые форматы.

История ODA началась с попытки Autodesk купить компанию SoftDesk, которая в середине 90-х разрабатывала свою САПР-платформу с целью полностью заменить AutoCAD. После антимонопольного расследования суд запретил Autodesk покупать SoftDesk, который позже (после передачи прав VISIO) был выкуплен компанией Microsoft.

На основе технологий компании Softdesk и InteliCADD (позже InteliCAD) в 1998 году образуется новый альянс OpenDWG. Альянс ODA (OpenDWG Alliance) поставил своей целью уравнивать шансы всех производителей САПР-решений, вне зависимости от того, в каких отношениях с компанией Autodesk находятся эти разработчики.

Эквалайзер - урванитель САПР разработкиЭквалайзер - урванитель САПР разработки

Первый конфликт между ODA и Autodesk возник в начале 2000-х вокруг формата DWG.

В 1998 году ODA предоставила новые инструменты миллионам пользователей программного обеспечения с возможностью продолжать использовать формат файла DWG без привязки к единственному поставщику продуктов - Autodesk.

Примечательно, что сам формат файла DWG и программа Autocad были разработаны Mike Riddle и что DWG использовался в конце 1970-х в его InteractCAD, и только в 1982 году John Walker выкупает полностью продукт Autocad вместе с форматом DWG, основывая таким образом фирму Autodesk для массовой продажи DWG продукта.

Сам Autodesk после покупки программы Autocad (20 лет) не предоставлял API для доступа к файлам DWG, поэтому и ответом на такую закрытость стало появление на рынке САПР первой открытой инициативы: GNU LibreDWG, который мог читать формат DWG. Но, к сожалению, LibreDWG не мог редактировать информацию в DWG файле.

Этот барьер по изменению файла DWG смог преодолеть альянс ODA с продуктом Teigha, который позволял работать с форматом DWG в любой САПР-программе. Этот продукт уравнял шансы всех САПР-разработчиков, и именно ему обязаны своим успехом такие ныне известные компании, как бельгийская Bricsys, немецкая Graebert, французская DraftSight, китайская ZWSoft, российская NanoSoft и ряд других.

В ответ на открытые разработки Autodesk создал для сторонних разработчиков САПР инструмент - RealDWG (настоящий истинный DWG) в виде модулей экспорта и импорта, что позволяло сторонним разработчикам САПР-программ наконец встраивать в свой функционал экспорт и импорт чертежей в формате DWG.

С 2006 года на ODA посыпались судебные иски от Autodesk, которая пыталась защитить купленный ими в 1982 году продукт DWG. И с момента противостояния с ODA, чтобы усложнить жизнь конкурентам и искусственно ограничить конкуренцию, Autodesk создавала каждые несколько лет новую версию самого правильного DWG формата (при этом вставляя в формат водяные знаки Autodesk).

Иск компании Autodesk к альянсу ODA через Американский окружной суд (US District Court)Иск компании Autodesk к альянсу ODA через Американский окружной суд (US District Court)

В 2006 году компания Autodesk внедрила в обновленный формат DWG 2007 технологию TrustedDWG, которая позволяла определить, создан ли файл формата DWG в одной из программ Autodesk или в программе, использующей RealDWG. В случае, если файл DWG 2007 создан в нелицензированной программе, AutoCAD показывал сообщение, предупреждающее пользователя о возможных проблемах совместимости. Компания мотивировала своё решение заботой о пользователях.

Из-за резкого интереса конкурентов к инструментам ODA, спустя 25 лет после создания DWG, Autodesk в 2006 году решила зарегистрировать DWG как свою торговую марку. Захватив рынок CAD, Autodesk утверждала, что самый правильный DWG файл могут делать только продукты Autodesk.

Autodesk выиграл суды, и на первый взгляд показалось, что Autodesk отстоял свои права на формат DWG, но судебные запреты не стали концом света для альянса ODA.

В 2007 году иск был окончательно отозван. Стороны заключили мировое соглашение. ODA исключил код TrustedDWG из библиотек DirectDWG, а Autodesk изменил предупреждающие сообщение в AutoCAD 2008. В итоге в решениях суда речь шла только о торговой марке "DWG", при этом формат файла DWG остался общедоступным.

Информация о проигрыше в суде на официальном сайте ODAИнформация о проигрыше в суде на официальном сайте ODA

Возможно, уже сегодня подобная борьба разворачивается за форматы RVT и RFA.

Revit (и похожий продукт форк PTC - Solidworkds) и форматы RFA и RVT были разработаны Леонидом Райцем (и его учителем по PTC - Самуилом Гайзбергом) в 90-е. После покупки при помощи патентов и регистрации прав на торговые марки Autodesk пытался закрепить своё право над 3D САПР-программой Revit и её форматом.

В мае 2020 года, на пике интереса к продукту Revit и его BIM решениям (а не на закате популярности, как это было с Autocad), ODA официально выходит на рынок со своим продуктом BimRv SDK. BimRv SDK от ODA предлагает работать с данными Revit без зависимости от приложения Revit. Инструмент позволяет, например, создавать семейства (геометрию типов), не используя Revit.

За несколько лет до публикации релиза BimRv ODA становится первым вендором, который позволяет не просто читать информацию из IFС, а дает возможность создавать IFC геометрию, чего ещё ни одна САПР-компания сделать не смогла. Полный открытый IFC-набор инструментов от ODA будет представлять собой доступ к данным и к созданию объектов, интегрированный с высокоскоростной визуализацией и возможностями конвертирования IFC-данных в другие форматы, такие как .dwg.

Логично, что если инструмент, редактирующий Revit или IFC файлы от ODA, получит реальное распространение, то прибыли, которые Autodesk сегодня делает на своих продуктах, могут резко упасть.

На опыте борьбы с Softdesk и после судебных тяжб с ODA по продукту Teigha-DWG Autodesk понимает, что ODA c BimRv SDK уже продвинулась на порядок дальше в своих возможностях, и теперь ODA уже не допустит ошибок, которые были допущены в борьбе за открытость формата DWG.

Поэтому сегодня Autodesk остаётся массово скупать новые технологии на рынке стартапов или пробовать "усложнить" работу альянса ODA, который пытается незаконно (по мнению Autodesk) распространять форматы RVT и DWG и, по пути, стать тем самым возрождённым SoftDesk, который Autodesk не получилось до конца убить в самом начале развития.

Самый простой и верный способ обмануть человека это прикинуться другом.

Публий Овидий Назон

Наблюдая за успехами ODA со стороны, через несколько месяцев после того, как ODA опубликовал BimRV, Autodesk вынес волевое решение присоединиться к альянсу ODA, чтобы, возможно ближе понять все возможности альянса, который ещё не удалось купить. Autodesk указал причину присоединения к ODA: интерес к набору инструментов IFC от ODA (который обеспечивает полную и гибкую совместимость с IFC для любого настольного или веб-приложения). При этом в саму организацию buildingSMART, которая занимается не только инструментами IFC, но и разработкой непосредственно формата IFC, Autodesk вступил на один месяц позже, в октябре 2020 года.

ODA показывает BimRV SDK - Autodesk вступает в ODA - Autodesk вступает в buildingSMARTODA показывает BimRV SDK - Autodesk вступает в ODA - Autodesk вступает в buildingSMART

Из-за активности альянса ODA по раскрытию форматов RVT, RFA, начиная с 2020 года Autodesk стал активно возвращаться к управлению своим брошенным приемным сыном - форматом IFC, встраивая с версии Revit-2020 все те возможности экспорта в IFC формат, которые до этого (видимо, искусственно) тормозились или просто не развивались.

Возможно, Autodesk понимает, что закрытые форматы сегодня больше не смогут быть драйвером той бизнес-модели, которая успешно работала в 90-е годы, и поэтому сегодня Autodesk ставит для себя целью отказаться от форматов и продавать главным образом облачные решения. Одновременно с этим Autodesk спешит возглавить разработку открытых технологий в САПР-мире вслед за своими друзьями: IBM, Microsoft, Oracle, SAP, которые также заявили свои права на лидерство в open source-разработках (об этом подробнее в следующей части).

Но открытость open source плохо сочетается с той политикой, которую фирмы силиконовой долины проводили последние 30 лет.

В заключение

Времена настоящей конкуренции благодаря финансовым фондам уходят в историю. Отсутствие конкуренции сказывается на развитии технологий в нашей, и без того отсталой, отрасли строительства.

Старые корпорации, такие как Autodesk, Hexagon, Nemetschek Group, Trimble, построившие отличную инфраструктуру в 90-е, пытаются подстраиваться под быстрые изменения рынка. Разработка Legacy программ, например, Revit и Archicad, тормозится. Небольшие CAD и BIM стартапы или уничтожаются, или покупаются за пару миллионов (или как Plngrid, Aconex уже миллиардов) долларов - и уходят в бюрократическую систему дедлайнов и костылей; а к самостоятельной разработке новых идей и инструментов у корпораций, кажется, нет ни интереса, ни творческих способностей.

Олигополия в САПРОлигополия в САПР

Кризис программного обеспечения в САПР и в других технологиях носит также системный и поколенческий характер. Проблема в том, что сейчас у руля BlackRock, Vanguard, Oracle, Autodesk и других компаний стоит поколение X или Baby-Boomers, которые ещё помнят деколонизацию доминионов и карибский кризис в 60е.

И, конечно, мы не можем не испытывать уважения к этому поколению (наших родителей), но очевидно, что технологии развиваются слишком быстро, чтобы отдавать управление новыми технологиями людям из BlackRock или Autodesk, которые родились в то время, когда человек ещё не изобрёл пульт от телевизора, а компьютеры были размером с дом.

Определение поколенийОпределение поколений

В целом укрупнение капитала и монополизация рынка с дальнейшими построениями олигополий или прямых монополистов это естественный ход капитализма. Таким образом, капитализм на стероидах создал бюрократию управления или, другими словами, плановую экономику на мировом уровне.

Только если в Советском союзе при плановой экономике получаемая прибыль принадлежала всем членам общества, то в мировой плановой экономике прибыль получают только акционеры основных инвестиционных фондов.

Плановая экономика тогда и сейчасПлановая экономика тогда и сейчас

Ни в коем случае нельзя обвинять в алчности структуры, построенные BlackRock и Vanguard: на их месте любая организация и возможно любой человек поступил бы точно так же. Мы можем быть благодарны им за то, что конкретно этот тупиковый путь выбрали именно они.

Успокаивает только тот факт, что могущество теневых банков и бюрократия в масштабах всей планеты - недавнее явление, которое наука и политика только начинают понимать. Это тренд всего лишь последних 20 лет и, благодаря истории, мы уже знаем, что плановая экономика нежизнеспособна в рамках одной страны, и такая модель ручного управления уж точно не имеет смысла в долгосрочной перспективе в масштабах всей планеты.

Нам помогают проблемы и кризисы. Большие корпорации, благодаря постоянной поддержке мамы BlackRock и папы Vanguard, не способны сами создать для себя трудные времена, которые могли бы помочь компаниями и технологиям выйти на новый уровень развития.

Тот уже не хитрый, о ком все говорят, что он хитер.

Александр Суворов

Логично, что BlackRock и Vanguard уйдут в историю со своей бюрократией и сложными закрытыми конструкциями, точно так же, как эта бюрократия и вертикальная система связей исчезла из плановой экономики Советского Союза.Для поражения BlackRock и Vanguard не хватает только сильного соперника, которым может стать сегодня децентрализированная экономика.

Благодаря прозрачности информации: журналистам, появлению камер и фотоаппаратов - в конце 20 века люди перестали убивать массово других людей. А в 21 веке, благодаря интернету и децентрализованным приложениям, на наших глазах при помощи open source кода создаётся новая децентрализованная экономика, за которой пытаются угнаться старые корпорации со своим другом BlackRock.

Эти многие западные компании и структуры в будущем ещё ждут своя перестройка и своя гласность.

Настоящий показатель вашего богатства это то, чего вы будете стоить, если потеряете все свои деньги.

Неизвестный автор

Остаётся надеяться на кризисы и чёрных лебедей, вроде COVID-19, благодаря которым специалисты со всего мира после 2021 года, возможно, перестанут торопиться переезжать в другие страны и искать своё место в этой, хоть и денежной, но очень забюрократизированной и устаревшей структуре. Такие новые уникальные специалисты, вроде Gabor Bojar, Mike Riddle, Samuel Geisberg, могут уже сегодня заниматься разработкой новых САПР-BIM технологий из любого доступного места.

Новый мир программного обеспечения и технологий будет намного прозрачней, способствуя тем самым увеличению количества разработчиков, созданию новых удалённых рабочих мест и открытию новых возможностей монетизации.

Про решения Оpen source, монетизацию про то почему IFC это не open source поговорим в следующей части.


Если Вам интересна тема openSource и BIM (продукты с открытым кодом в строительстве) подключайтесь к обсуждению в группе телеграмм - bimopensource: https://t.me/bimopensource

Буду благодарен за репост в социальных сетях и рад вашим комментариям, уточнениям и критике.

Схема связей BIM программ указанных в статье в хорошем качестве доступна по ссылке.

Предыдущие статьи по теме:

Сравнение технологий в строительстве и 5D проектирование в Азии и Европе: Казахстан, Австрия, Германия, Китай, Украина

Войны лоббистов и развитие BIM. Часть 4: Борьба CAD и BIM. Монополии и лоббисты в строительной отрасли

Подробнее..

Войны лоббистов и развитие BIM. Часть 1 Как ленинградский физик-ядерщик помог Autodesk захватить мировой рынок CAD

06.12.2020 14:23:35 | Автор: admin

В 17 веке каждый продвинутый голландский крестьянин хотел достать тюльпан, в 2017 продвинутый пользователь интернет хотел купить Биткойн. В наше время каждая продвинутая строительная компания мечтает о применении 4D-7D BIM в своем планировании и о тех конкурентных преимуществах, которые принесет им эта технология.

Эта серия статей посвящена неравномерному развитию BIM в разных странах. Эту тему нельзя начать без краткого экскурса в историю возникновения BIM-программ или, точнее, - форматов данных, которые привели сейчас к лоббистской борьбе за возможность планировать $10 триллионов новых строительных договоров каждый год и, как следствие, - к очень неравномерному развитию BIM в разных странах.

Также в статье коротко упомянем роль Советского Союза, который косвенно и прямо повлиял, хоть и в небольшой степени,на развитие BIM программ.

Создание IFC и buildingSMART

С чего началось активное внедрение BIM, без которого уже в 2030 году нельзя будет представить строительство любого объекта в любой стране мира?

Как и многое в этом мире, BIM начался с конфликта -> гонки вооружений и -> технологий военной отрасли, а точнее, с формата STEP. Этот формат был создан в конце холодной войны между СССР и США компаниями, занятыми проектированием сложной военной техники в первых программах для 3D-моделирования.Конфликт закончился поражением и развалом Советского союза в 1991 году. Уровень заказов на военную технику и ракеты снизился, и военные бюро перепрофилировали свою работу на гражданский сектор.

Маржа при производстве кастрюль и зданий меньше, чем при производстве танков и самолётов, поэтому интерес к дальнейшему развитию 3D формата STEP стал утихать, а создатели САПР (систем автоматизированного проектирования или CAD) для военной отрасли переориентировались на менее прибыльную отрасль гражданского строительства.

В это же время, к концу 80-х, новая программа AutoCAD, как флагманский продукт молодой компании Autodesk, всего через 4 года после создания стал самой распространенной программой для автоматизированного 2D проектирования в мире.

Underwater Archaeology with AutoCAD The Wreck of HMS Pandora 1984 ExpeditionUnderwater Archaeology with AutoCAD The Wreck of HMS Pandora 1984 Expedition

Вместе с успехом формата DWG для 2D моделирования Autodesk начал смотреть в сторону нового перспективного направления - 3D проектирования, при этом встал вопрос о создании нового формата, который придёт на замену DWG и STEP.

К этому времени пик популярности военного формата STEP уже прошёл, но при этом он оставался лидером, пока ещё мало кому известному, 3д проектирования. Так как вокруг формата STEP была уже создана богатая инфраструктура в виде массы спецификаций в статусе ИСО-стандартов, этот формат привлек внимание компании Autodesk, которая, после успеха своей первой программы AutoCAD, занималась разработкой новых продуктов для разных отраслей, включая архитектуру, гражданское строительство и машиностроение.

Чтобы взять под контроль создание нового формата, стандартов и их дальнейшее развитие, Autodesk вместе с группой консалтинговых и телекоммуникационных контор создает новый формат взамен устаревшего STEP.

Так в 1994 году рождается формат IFC, который в будущем успешно заменит формат STEP. Можно предположить, что сам формат полностью разработал Autodesk, и под его чутким руководством должно было бы проходить его дальнейшее развитие, а стандарты и правила использования для него - написали остальные участники сделки.

Но при этом уже через год товарищи из свежесобранного консорциума - по своей воле или по принуждению - приходят к пониманию, что IFC формат должен стать открытым и разрабатываться организацией с открытым членством. Таким образом в 1997 г. появился новый и уже переименованный консорциум - International Alliance for Interoperability.В 2005 году организация с непонятной аббревиатурой IAI была переименована в более хайповое и понятное название - buildingSMART.

REVIT - мировой лидер в планировании

В этом же, 1997 году, советский физик-ядерщик из Санкт-Петербурга, Леонид Райц, который после окончания Ленинградского государственного университета и ещё до развала Советского Союза эмигрировал на западное побережье Америки, основывает новую компанию - Charles River Software - и начинает заниматься разработкой новой программы для 3Д проектирования с именем Revit. Реальная разработка нового продукта началась в 1998 году, после присоединения математика Irwin Jungreis и привлечения инвестиций от Atlas Venture. С первым релизом в 2000 году программа получит название Revit.

left Irwin Jungreis, right Leonid Raiz. Sources: cadpanacea.comleft Irwin Jungreis, right Leonid Raiz. Sources: cadpanacea.com

С самого начала Revit был предназначен для того, чтобы позволить архитекторам и другим специалистам в области строительства проектировать и документировать здания путем создания параметрической трехмерной модели, включающей как геометрию, так и не геометрическую информацию о проектировании и строительстве, что также известно как информационное моделирование здания или BIM.

Два ключевых отличия в Revit от уже существующих на то время решений (например, от Archicad) заключались в том, что пользователи создавали параметрические компоненты в графическом редакторе семейств, а не на языке программирования, и модель фиксировала все взаимосвязи между компонентами, видами и аннотациями, так что изменение любого элемента автоматически распространялось на всю модель.

Program interface Revit 2000. Справа можно найти много русских фамилийProgram interface Revit 2000. Справа можно найти много русских фамилий

В 2002 году Autodesk, увидев огромный потенциал новых методов конструирования, созданных компанией Леонида Райца, покупает всю компанию и программу Ревит за 133 миллиона долларов.

С этого момента, то есть с 2002 года, выручка компании Autodesk на продукте Revit начинает удваиваться каждый квартал. Уже через 4 года после покупки Autodesk продавала более 15 000 коммерческих лицензий Revit в квартал. Revit сразу становится золотой антилопой для всего консорциума. Если в 2005 году Revit (вместе с Civil3d) давал 15% всей чистой выручки Autodesk, то всего через год, в 2006 г., - уже 25%.

Annual revenue Autodesk 2005. Page 79 Annual revenue Autodesk 2005. Page 79

С 2007 года упоминания о Revit пропадают из финансовых отчётов Autodesk, и в последующих финансовых отчетах за год тяжело или, точнее, уже невозможно найти данные о количестве купленных лицензий Ревит и об общем проценте от $3,4 млрд. годовой выручки, который приносит Revit компании Autodesk.

Можно догадываться по параболическому распространению Revit как стандарта проектирования, что сегодня основная выручка и прибыль компании Autodesk состоит из продажи лицензий Ревит и продуктов, построенных для него, таких как, например, BIM360. Это удачная покупка, сделанная в 2002 году, и сегодня дает движение и рост всей компании Autodesk.

Conclusion

Трехмерной печати, вероятно, не было бы, если бы не Леонид Райц. И самолета Боинг 777 тоже. Равно как и Revit, ставшего отраслевым стандартом BIM, в котором проектируются трехмерные модели зданий и где эти здания потом оживают. Это не моё мнение, это дословный перевод - выдержка из статьи Форбс за 2019 год.

Что же мы получаем к началу 2000-х? Новый формат IFC, как новая версия устаршего военного формата STEP, и набирающий обороты Revit со своими новыми методами проектирования и новым форматом данных. Безоговорочный лидер прошлых лет Archicad постепенно отдаёт рынок Revit. Allplan, стартовавший в 3D в то же время и в тех же условиях, что и Revit, не может набрать скорость и способен продавать себя только в Германии.

Google Trends since 2004. Revit vs Archicad vs AllplanGoogle Trends since 2004. Revit vs Archicad vs Allplan

В следующей статье более подробно будет рассмотрено использование разных продуктов планирования в разных странах, борьба за рынок САПР (CAD) и связанные с этим проблемы.

Буду рад вашим комментариям, уточнениям и критике.

Низкий поклон всем, кто создал формат STEP, IFC, Revit и компании Autodesk и спасибо хабру за наконец человеческий редактор.

Подробнее..

Войны лоббистов и развитие BIM. Часть 4 Борьба CAD и BIM. Монополии и лоббисты в строительной отрасли

15.01.2021 10:11:34 | Автор: admin

В прошлой статье: часть 3: Отцы BIM технологий. Кто стоит за успехом Autodesk и openBIM было показано, насколько все команды разработчиков BIM инструментов связаны друг с другом и как каждая команда разработчиков, заимствовав идеи друг у друга, пыталась сделать свою уникальную BIM программу. При этом почти все значительные идеи или разработки не были созданы большими корпорациями: Autodesk, Nemetschek Group, или Hexagon просто вовремя покупали стартапы у недовольных бывших сотрудников своих конкурентов.

Корпорации занимаются только поддержкой продукта и его продвижением, тогда как разработкой и созданием прорывных идей занимаются небольшие стартапы.

Спасибо большое всем, кто оставил свои комментарии и критику под прошлыми статьями. Отдельное спасибо некоторым пользователям за покупку кофе и поддержку контента. Также спасибо всем, кто делился информацией, которая была затронута в первых частях, и тем, кто писал мне личные сообщения:

Спасибо за ваш отклик. Благодаря вашей критике и вашим дополнениям карта истории BIM выглядит более полно (теперь рядом с названием карты стоит номер версии и дата, чтобы было легче следить за изменениями, а также добавлены текущие цены на использование лицензий программ).

Также теперь эта карта доступна для комментирования: чтобы добавить комментарий к этой схеме или более подробно рассмотреть отдельные фрагменты карты, перейдите по ссылке: Карта развития BIM с 1980 г. по настоящее время

Если у вас есть информация по событиям, которые были описаны в предыдущих частях, или вы хотите высказать свою критику - пожалуйста, напишите мне.

В этой части мы поговорим о борьбе CAD и BIM, о монополизации строительного проектирования корпорацией Autodesk и организацией buildingSMART, а также о лоббировании концепции openBIM на государственном уровне в некоторых странах.

Начало борьбы CAD и BIM. Пролог.

Все, что сегодня связано с BIM технологиями, пришло к нам из CAD мира 80-х годов, когда в конструировании использовались исключительно CAD технологии. Самые крупные производители CAD ПО в 80-е годы создавали медленное и неуклюжее ПО на устаревших языках программирования - Фортране и ассемблере: IBM / Dassault (CADAM и CATIA), Computervision (CADDS), SDRC (I-DEAS и Intergraph (IGDS и InterAct). Все эти корпорации в начале 90-х отклонили идеи Самуила Гайзберга по разработке новых инструментов в проектировании как малоинтересные и не имеющие будущего технологии. Подробнее об этом в третьей части.

Но за несколько лет, с 1988 по 1990, команде PTC под руководством Гайзберга удаётся полностью изменить подход к конструированию и проектированию во всём мире на несколько десятилетий вперёд. Используя твердотельное параметрическое моделирование с концепцией единой модели, Pro/Engineer от PTC становится первой программой 3D CAD/MCAD, которая почти полностью (кроме рисования пером) реализовала идеи, впервые продемонстрированные Sketchpad Ивана Сазерленда в 1962 году. И уже к середине 90-х Pro/Engineer безвозвратно изменяет представление пользователей CAD программ об интерфейсах, простоте использования программ и быстроте твердотельного проектирования.

Такую же революцию на рынке проектирования в строительной отрасли, которая позже получит имя BIM, осуществил через 10 лет ученик Гайзберга, выпускник Ленинградского университета - Леонид Райц, которого через 10 лет после эмиграции из Советского Союза его бывший учитель математики - Гайзберг - в 1986 году устраивает одним из первых сотрудников в свою новую компанию PTC. За несколько лет, к 1988 году, под руководством Гайзберга Райц создаёт геометрическое ядро для программы Pro/Engineer.

Автодеск открывает для себя BIM

2002 год считается годом рождения новой идеологии, придуманной корпорацией Autodesk - Building Information Modeling - BIM.

В википедии на странице BIM:

In 2002, Autodesk released a white paper entitled "Building Information Modeling, and other software vendors also started to assert their involvement in the field.

До 2002 года сам Autodesk без значимых успехов (как это часто случается с большими бюрократическими организациями) силами своих внутренних разработчиков пытался создать 3D CAD замену своему единственному успешному продукту AutoCAD, который был куплен в 1982 году у Mike Riddle и на котором John Walker (будущий первый CEO Autodesk) смог выстроить успешную бизнес-модель по продаже лицензий - фирму Autodesk.

В 1992 году John Walker передаёт управление компанией новому CEO - Carol Bartz, получает пакет акций Autodesk на 42 mln.$ и эмигрирует в Швейцарию. Сэтого момента, если смотреть на годовые отчеты корпорации Autodesk c 1992 по 2002, складывается впечатление, что после ухода из компании Mike Riddle (создателя AutoCAD) единственным продуктом, кроме AutoCAD, которым занимались разработчики Autodesk и который сегодня ещё остался на рынке проектирования, был AutoCAD Architectural Desktop (о котором сегодня сама корпорация уже старается не упоминать).

Также в этот период Autodesk пытался убрать с рынка своих потенциальных конкурентов, таких как VersaCAD, IntelliCAD, AutoSketch, перекупая стартапы и борясь в судах за патенты и лицензии, чтобы не дать возможности этим стартапам продаться конкурентам.

Но что же обнаружил Autodesk, что в 2002 году резко становится лидером 3D BIM проектирования, опубликовав white paper про BIM, который даст начало новой эпохе в мире проектирования?

Конкретно в 2002 году Autodesk покупает стартап Revit Леонида Райца и именно в предпродажных презентациях Леонида Райца, которые были созданы для переговоров с Autodesk логично искать источник white paper BIM, выпущенного через год после продажи.

За 6 лет команда разработчиков Revit с нуля создала радикально новый подход для программного обеспечения САПР для строительства: с параметрическим моделированием и концепцией единой модели данных для всего проекта, разработанных Самуилом Гайзбергом и Леонидом Райцем ещё в 1988 году для программы Pro/Engineer.

После несостоявшейся попытки Autodesk купить Solidworks (копия программы Pro/Engineer), после неудачного преследования разработчиков IntelliCADD, в 2001 году - уже после покупки Revit - CEO Autodesk Carol Ann Bartz, не ожидая от этого очередного стартапа значимой прибыли, охарактеризовывает Revit как небольшую экспериментальную базу пользователей.

В то время она ещё не подозревает, какой продукт получил Autodesk всего за 130 mln $ и что за Леонидом Райцем стоят не только наработки PTC, но и собственно Самуил Гайзберг, который подарил жизнь таким программам, как Solidworks и Digital Project (для сравнения в 2018 году Autodesk заплатил за Plangrid: стартап-приложения для планшета - $875 mln. Одним из главных учередителей этого стартапа стала бывший CEO Autodesk - Carol Ann Bartz).

В 2000-е новую программу Digital Project, смесь разработки SolidWorks, Catia и Франка Гери, в своей работе использовали многие архитекторы и лауреаты прицкеровской премии, в том числе Заха Хадид с её знаменитыми изгибами и космическими формами зданий, которые после 2005 года стали больше походить на машиностроительные проекты.

Таким образом, технологии, используемые в Revit и доступные машиностроительной отрасли уже с начала 90-х,только через 10 лет, к началу 2000-х, доходят наконец до крупнейшей экосистемы в мире - строительной отрасли.

Экспансия идеологии BIM и программы Revit

В 2002 году, после покупки Revit, Autodesk открывает наконец для себя мир параметрического твердотельного 3D моделирования - технологии, которые ускользнули от Autodesk в конце 90-х из-за отказа разработчиков Solidworks продавать свою компанию по жёсткой цене Autodesk (в 1997 Solidworks за 310 mln $ всё же уходит французской корпорации Dassault Systemes).

И уже через год два вице-президента Autodesk - Phil Bernstein и Jim Lynch - выпускают White Paper - Building Information Modeling (которая была скорее всего в большей части скопирована из презентаций разработчиков Revit) и открывают BIM-идеологию для всего мира.

С этого момента, с 2003 года, начинается отсчет для новой идеологии, захватившей весь мир строительства на следующие двадцать лет, - BIM.

Как же проходила борьба CAD и BIM с того момента, как Autodesk провозгласил приход новой эпохи BIM, или, точнее, как проходила с 2003 года экспансия Revit-технологий в строительное проектирование во всём мире?

Благодаря открытым поисковым данным Google сегодня мы можем проследить этот процесс соперничества CAD и BIM по годам. Посмотрим на развитие популярности CAD и BIM проектирования в странах G20 (The Group of Twenty, major advanced and emerging economies) с 2004 по 2020 год.

Я выделил 4 основных, самых популярных, поисковых запросов, которые были важны в сфере проектирования и планирования, начиная с 2003 года:

  • AutoCAD - основная программа для проектирования и создания 2D чертежей

  • Revit - молодая программа из машиностроения с новым параметрическим моделированием и единой моделью проекта

  • Archicad - основной представитель концепции openBIM, в 2000 году единственный достойный представитель 3D проектирования с визуализацией

  • BIM - запрос по этой фразе показывает интерес к теме BIM относительно других запросов, которые волновали проектировщиков в период с 2003 по 2020 год

Открытые данные по поисковым запросам и реальный интерес к тому или иному продукту или товару могут быть часто не связаны друг с другом, например, в том случае, если этот продукт продается в основном оффлайн (без использования интернета). Но если речь идет о программах и цифровых продуктах, то, конечно, по интересу к продукту в поиске можно относительно судить по общему интересу к продукту и его продажам. Объективные показатели Google Trends по каждому запросу показывают относительную популярность запроса: 100 баллов означают максимальный интерес к теме, а 0 недостаточное количество информации по ней.

В следующем видео я собрал данные по интересу к запросам: Autocad, Revit, Archicad, BIM в каждой из стран, входящих в G20 с 2004 по 2020 год.

По данным, представленным в видео, видно, что с момента начала продаж Revit, который ознаменовал White Paper BIM, интерес к устаревшим технологиям CAD в мире начинает падать. Основные выводы, которые можно сделать из полученных данных:

  • В англоязычных странах (USA, Canada, Australia, UK, South Africa) интерес к теме BIM (точнее, к технологиям и идеям BIM, которые используются в программе Revit) к началу 2021 побеждает технологию 2D проектирования с использованием AutoCAD

  • Европейские страны активно интересуются BIM темой, но, в отличие от англоязычных стран, не хотят полностью попадать под зависимость от корпорации Autodesk, стремясь поддерживать местных локальных производителей САПР ПО, которые пытаются работать по концепту openBIM

  • Южная Америка (за исключением Бразилии) и Азия (за исключением Китая) только начинают проявлять интерес к использованию BIM технологий и начинают инвестировать своё время в эти новые хайповые технологии.

Дополнительный insight по этим данным: в большие национальные праздники, такие как Рождество и Новый год (на видео декабрь 2020 - праздники и lockdown ) во многих странах, запросы по продукту AutoCAD на один месяц уступают интересу по теме BIM и Revit. Люди в праздники, отключившись от рабочих процессов, охотно осваивают новую тему - BIM и Revit.

По поисковым данным можно сказать, что интерес к AutoCAD, то есть к 2D проектированию будет снижаться и дальше. Большинство компаний, занятых проектированием, будут переходить на более прогрессивный Revit, так же как в 90-е все основные машиностроительные компании мира массово переводили свое конструирование на PRO/Engineer.

Но, к сожалению, Revit является не локомотивом корпорации Autodesk, а скорее, тупиковым путем её развития.

Revit - это тупиковый путь развития Autodesk

Как показывают 40 лет существования компании Autodesk, разработчики из силиконовой долины за это время не смогли самостоятельно сделать новых прорывных продуктов ни в одном из направлений CAD и BIM. Почти все программы Autodesk были куплены на рынке стартапов в 90-е и 2000-е годы. А через несколько лет после покупки этих стартапов по жёсткой цене создатели и основные разработчики покидали Autodesk.

Так и создатель Revit - Леонид Райц, который сам не имел отношения к строительству, - в 2004 году покидает компанию Autodesk и после продажи своего стартапа сам становится венчурным инвестором. И хотя Autodesk начинает получать миллиардную выручку на продажах лицензий Revit, активная разработка программы после ухода создателей Revit тормозится, и с этого момента не видно больших нововведений и развития новых инструментов для работы архитекторов и проектировщиков.

К 2020 году непонимание компанией Autodesk основных требований строительной отрасли достигает такого уровня, что из-за отчаяния мировые архитектурные бюро начинают обращаться с открытыми письмами к всемогущей корпорации Autodesk. Пример открытого письма от июля 2020 года, под которым подписались крупнейшие архитектурные бюро мира, в том числе уже ранее упомянутое бюро Zaha Hadidis.

В этом письме крупнейшие проектировочные бюро мира пишут о том, что за последние 20 лет программы от Autodesk почти не имели крупных нововведений и производительность Revit сегодня не удовлетворяет растущие потребности проектов (с каждым годом всё более детализированных). Также в открытом письме идет речь о том, что из-за страха перед корпорацией Autodesk не все компании решились поставить свою подпись под этим обращением.

Таким образом, не видя движения в разработке и каких-то изменений за последние 20 лет, крупнейшие клиенты Autodesk, под страхом ценовых репрессий со стороны корпорации, в отчаянии обращаются к создателю движения BIM в надежде на то, что Autodesk наконец займется вопросами создания более современных, быстрых и удобных инструментов, не подозревая о том, что Autodesk не в состоянии заниматься самостоятельно разработкой новых инструментов.

История (подробнее в части 3: Отцы BIM технологий. Кто стоит за успехом Autodesk и openBIM) показывает, что за новыми технологиями бесполезно обращаться к сытым и богатым корпорациям. Все прорывные технологии и стартапы двигают вперед только недовольные и голодные разработчики.

Можно много хорошего сказать про корпорацию Autodesk, но можно также заметить, что за 40 лет Autodesk постепенно превратился в последователя принципов диктатуры с созданием идеологий и преследованиями несогласных:

  • те, кто не готов подстраиваться под Autodesk, подвергаются ценовым репрессиям;

  • основная масса проектировщиков полностью зависит от продукции Autodesk и практически не может пользоваться (или с трудом, через костыли IFC) другими программами;

  • Autodesk почти не занимается разработкой новых продуктов и увеличением производительности уже существующих программ;

  • основные силы и инвестиции корпорации идут на поддержку продукта, массовую скупку технологий и экспансию идеологии в другие страны;

  • Autodesk собирает под своим крылом разработчиков стартапов, которые, получив денежную свободу, сразу же бегут из корпорации;

  • Autodesk устраняет конкурентов, покупая стартапы и через суды блокируя патенты и дальнейшую разработку конкурентноспособных продуктов.

В общем, в политике Autodesk можно наблюдать не демократичный централизм собственной идеологии.

Но всё же какой-то небольшой стимул к развитию у Autodesk остался. Это небольшое противостояние идеологии closedBIM c openBIM на востоке - в некоторых странах Европы и Азии.

Этот искусственный конфликт идеологий нечаянно подарила себе сама корпорация Autodesk, создав (просто зарегистрировав на своё имя) в середине 90-х для выхода из 2D проектирования мировой 3D формат IFC и картельную организацию IAI.

Может быть, openBIM - это та спасительная альтернатива, которая сможет дать отпор каждый год повышающей свои цены Autodesk?!

openBIM - достойная альтернатива Revit?

Единственной альтернативой программе Revit сегодня является зоопарк программ, которые работают по принципу openBIM - через обмен данными в формате IFC.

По представленным во второй части открытым поисковым данным видно, что во всём мире выделяется только несколько стран (Кения, Румыния, Австрия, Швейцария и Германия), которые используют в своей строительной отрасли для проектирования концепт openBIM.

В основном это немецкоговорящие страны. И главным предводителем всего движения openBIM в Европе логично является Nemetschek Group с двумя продуктами: Allplan и Archicad. Они, возможно, уже были бы на грани исчезновения, если бы не формат IFC, который сейчас на время спасает бизнес-модель европейской корпорации.

Формат IFC - это продукт разработки команды мюнхенского университета (и позже зарегистрированный корпорацией Autodesk). Он контролируется с 1997 картелем производителей программ САПР и других корпораций, заинтересованных в установлении своих стандартов во всём мире. Во главе всей этой организации в стоит главный комитет этой социалистической идеологии - buildingSMART International.

Что же такое формат IFC, на котором построен весь концепт openBIM? (про создание IFC подробнее в третьей части):

  1. IFC - это обыкновенный формат PDF, только немного более интеллектуальный

  2. Формат IFC не является форматом обмена данными для дальнейшего редактирования

  3. В IFC нет возможности прикладывать чертежи в единой связке с моделью

  4. Сама модель проекта или любого элемента в формате IFC не подходят для продолжения работы над ними

То есть после импорта IFC файла в любую BIM программу его нельзя будет отредактировать или дополнить. А если вы всё-таки захотите это сделать (а вы захотите это сделать), то оптимальным выходом будет полное воссоздание геометрии в той программе, в которой вы работаете, при этом эта работа будет похожа на копирование рисунка (модели IFC) при помощи светового стола по жирным линиям рисунка оригинала.

Для чего же тогда нужен IFC? Этот формат может понадобиться вам только в том случае, если совместная работа по разделам проекта с другими фирмами, которые предпочитают использовать местные программы, невозможна в одной программе Revit или Archicad. Также вам придётся экспортировать модель в формат IFC, если вашему заказчику понадобится весь проект в формате IFC. Но проблемой в случае экспорте/импорте из разных программ является то, что при импорте IFC вы часто получаете продукт невысокого качества.

В общем и целом, работать с IFC форматом в мультивендорной среде зачастую просто неудобно, а чтобы настроить процесс импорта и экспорта формата IFC вам понадобиться энтузиазм, смекалка и свободное время.

Хорошим доказательством этого является опрос, проведенный федеральным министерством транспорта, строительства и городского развития Германии (Bundesministerium fr Verkehr, Bau und Stadtentwicklung) среди BIM специалистов в 2013 году.

На вопрос Соответствует ли формат обмена IFC содержанию и вашим формальным требованиям для обмена модельными данными? больше половины опрошенных BIM специалистов ответили, что формат IFC соответствует их требованиям меньше чем на 25%.

Поэтому передовые компании, которые сегодня считаются в Германии ведущими в развитии технологий BIM, такие как Max Bgl, Goldbeck, Hochtief после своего неудачного опыта работы с разными форматами и проблемами импорта/экспорта - переходят на проектирование полного цикла по концепту closedBIM в программу Revit.

Если министерства получают такие исследования и отзывы о затрудненной работе по концепции openBIM, почему тогда многие компании в Германии продолжают настаивать на перспективности этих подходов и почему немецкоговорящие страны выбрали этот не самый лёгкий путь?

Почему немецкоговорящие страны выбрали путь openBIM?

Чтобы понять эту логику, для этого уже в который раз обратимся к истории создания концепции openBIM. В 1995 Autodesk берёт разработку мюнхенского университета формат IFC и создает на его основе новое направление для своей бизнес-модели, под которую создается картельная организация IAI - Индустриальный Альянс за Совместимость. Через два года, уже в 1997 году, Autodesk переводит тему с американского континента в международный масштаб и переименовывает Индустриальный Альянс за Совместимость в Международный Альянс за Совместимость (где опять в названии начинает мелькать попытка создания новой мировой идеологии).

Но, как обычно, у Autodesk ничего не получилось придумать с форматом IFC (до сих пор продукты Autodesk, по невнимательности или по умыслу - с трудом работают с форматом IFC) и к началу 2000-х общий интерес к организации IAI начинает падать. Сам же Autodesk, наконец удачно купивший настоящую BIM программу Revit и окончательно потеряв интерес к социалистической идее Альянса за Совместимость, переключается на создание новой продающей идеологии - BIM.

Европейским же производителям САПР программ не остается ничего, как в начале 2000-х, видя стремительный успех программы Revit, с её закрытым подходом к обмену файлов, открывать заново теряющую популярность и оставленную Autodesk организацию IAI.

Для того чтобы пробудить интерес к старой идее IAI, проводится ребрендинг всего старого картеля, новое имя которого теперь становится настолько же красивым и понятным, как и аббревиатура BIM - buildingSMART. То есть теперь это не просто Международная Организация, которая устанавливает свои стандарты для всего мира, и не просто информационное BIM моделирование от Autodesk. Теперь buildingSMART - это разумное строительство, которое поможет вам сохранить ваше время и ваши инвестиции при проектировании. То есть buildingSMART представляет себя как надстройка над BIM c бережным и умным подходом к данным, получаемым при проектировании.

Также удачной маркетинговой находкой стало создание выражения openBIM - аналога выражения open Source - к которому openBIM не имеет никакого отношения. OpenBIM подразумевает под собой противопоставление концепции closedBIM, которое было притянуто в большей степени самой buildingSMART к корпорации Autodesk. Жаль только, что по факту никакого отношения к open выражение openBIM не имеет и что на практике концепция openBIM оказалась простым средством соединения небольших европейских и азиатских производителей closedBIM программ друг с другом.

Теперь любой вступивший в этот альянс открытости и международности принимает на себя обязательства придерживаться стандартов и правил, установленных buildingSMART через официальные документы стандартизации. При этом тот, кто не вступил в объединение, уже сегодня в некоторых странах не сможет участвовать в торгах по поставкам, т.к. он не будет иметь возможность даже подать заявку на участие без признания национального стандарта и будет считаться ненадежным партнером.

Как и в случае с Autodesk, организация с красивым именем buildingSMART практикует де-юре преследования тех, кто не согласен с идеологией использования ненадежного формата IFC. Монопольный отраслевой картель с местными филиалами, завышенный ценник за призрачные преимущества, диктатура правил и стандартов и преследования несогласных. Избежать всех этих проблем можно формальным членством в организации со вступительным взносом, который начинается с годового абонемента в несколько десятков тысяч долларов.

Таким образом, если у вас нет нескольких десятков лишних тысяч, то вы не сможете, к сожалению, участвовать в обсуждении этой мировой открытой технологии openBIM. No money, no honey.

После ребрендинга в 2005 году в buildingSMART заходят все европейские производители местных программ, которые с экспансией Revit, теряя с каждым годом клиентов, теперь находят способ борьбы с Revit - в лоббировании интересов openBIM. C этого момента начинается активное лоббирование интересов концепции openBIM на уровне правительств в тех странах, в которых это лоббирование возможно.

На счастье немецкого филиала buildingSMART, в Берлине к этому времени уже было около 5000 лоббистов, готовых помогать лоббировать интересы немецких компаний, концернов, а также отдельных отраслей. Из них 778 лоббистов имеют прямой доступ в бундестаг, и посещают его, уж точно, не с целью посещения библиотеки. 10% из них (так как строительство занимает 10% от ВВП) - примерно 80 лоббистов, заняты продвижением интересов конкретных компаний связанных со строительной отраслью.

Для примера стандартной схемы лоббирования интересов в строительной отрасли возьмем миллиардный рынок изоляционных материалов Германии.

В этом примере (статья от welt.de от 2014 года) показано, как на протяжении десятилетий большие корпорации, уровня BASF, лоббировали применение различных видов утеплителя во всех возможных областях строительства: и там, где это было необходимо, и там, где это было необоснованно. В итоге от такого активного лоббирования и, как следствие, от новых законодательных инициатив, которые затронули все строительные проекты в стране, - в выигрыше остались только строительная отрасль и производители изоляционных материалов, которые умалчивают про ущерб экономике, здравому смыслу и окружающей среде. Спасибо журналистам и независимым исследователям, которые написали на тему этого разрушающего лоббирования большое количество статей и репортажей.

Палочку эстафеты в этом направлении теперь подхватили немецкие производители софта. Производители программ с устаревшими интерфейсами и know-how из 80-х, как и Autodesk, не способны сегодня (благодаря созданию отличной инфраструктуры в 90-е годы) создавать новые технологии и программы. Но, чтобы не потерять место на миллиардном рынке САПР в Европе, через лоббирование своих интересов и законодательных инициатив они предлагают европейским правительствам открыть новую эру проектирования в Европе под эгидой openBIM.

Хотя коррупцию и можно считать в некоторой степени социальным клеем общества, но в данном случае под давлением лоббистов конкретно в строительной отрасли ситуация начинает напоминать работу в плановой экономике. Где не дикие джунгли свободного рынка определяют движение и развитие целых отраслей, а где лоббисты подкладывают правительству планы по реализации своих бизнес-моделей, для того чтобы сохранить место на рынке строительных материалов и рынке САПР ПО, тормозя тем самым продвижение технологий и развития целой отрасли.

Как на практике происходит лоббирование концепции openBIM?

Как лоббирование происходит на практике

Возьмём для примера инфраструктурное строительство Германии. Одним из главных игроков на этом рынке является акционерная компания со стопроцентным государственным участием - Немецкие железные дороги (Deutsche Bahn). Deutsche Bahn, один из крупнейших строительных подрядчиков Германии в середине 2000-х, замечает новые эпохальные технологии от Autodesk и создает инструменты и библиотеки элементов для быстрого проектирования, что приводит компанию за короткое время в новый мир BIM технологий и инструментов, которые используются в новых продуктах Autodesk.

Но производители местных программ САПР в таком быстром развитии уровня проектирования видят видят угрозу для своего бизнеса. Ещё 20 лет назад, до начала эры интернета (а в некоторых регионах ещё и сегодня) они доводили до людей информацию о новых технологиях и новых CAD программах через книги, журналы, газеты и продавцов ПО, которые гастролировали от компании к компании, рассказывая про новые технологии за процент от продаж.

Таким образом,к концу 90-х из-за отсутствия современных продуктов от Autodesk и вследствие отсутствия прозрачности в доступе к информации, производители местных САПР чувствовали себя уютно на рынке Европе и мало заботились о конкуренции.

Но с приходом новых технологий от Revit и BIM идей, европейским производителям приходится искать новые пути, чтобы оставаться на рынке программ САПР. Для этого воскрешается организация IAI, которая после 2005 года становится более европейской. Теперь благодаря пролоббированным законодательным инициативам при поддержке министерств, большие немецкие компании с государственным участием разворачиваются в сторону совместной работы по методикам buildingSMART. И вся ситуация с развитием строительства теперь встаёт на рельсы концепции openBIM.

Также, в дополнение к этому, в договорах появляются упоминания (без документального подтверждения) о том, что те, кто становится подрядчиком, обязаны иметь несколько специалистов в компании, которые понимают и принимают принципы openBIM и которые готовы работать на принципах открытости, то есть по факту вести свою работу над проектом через обмен информацией в формате IFC.

В итоге компании вынуждены посылать своих специалистов и менеджеров на двухдневный вебинар для получения важного сертификата buildingSMART, без которого компании не получить необходимый заказ. На этом чисто теоретическом вебинаре за 2 тысячи евро объясняется идеология openBIM и важность работы с проектами через обмен данных в формате IFC при помощи многообразия программ и аббревиатур (BAP, PIM, LIM, PIA, LIA, OIA), а также аккуратно указывается на преимущества некоторых программ в проектировании по данному методу. После чего следует экзамен, где проверяются основные понятия, которые нужны для работы с зоопарком программ по концепции openBIM.

В итоге эта стратегия лоббирования интересов openBIM и бюрократизация процессов приводит сегодня Германию в конкретной отрасли к плановой экономике и к тому, что в Германии процент строительных проектов, в которых применяется BIM, находится на самом низком уровне в Европе, составляя в 2019 году всего 20%. При этом в северных странах Европы количество проектов с применением BIM - больше 60%.

В итоге, сегодня концепция openBIM побеждает в отдельно взятой стране и как следствие в целом регионе Европы.

Дополнительно я сравнил данные по распространению технологии BIM в Европе c популярностью поискового запроса по слову Revit в период с 2004 по 2020 год.

Как выглядит эта концепция на строительной площадке, видно по десятку огромных инфраструктурных проектов - долгостроев. В среднем увеличение стоимости (и сроков строительства) больших инфраструктурных проектов в Германии исчисляется миллиардами лишних евро, которые изначально не были правильно учтены при планировании проекта.

Самым проблемным из них стал столичный аэропорт в Берлине (BER), проектирование которого велось в начале 2000-х и строительство которого планировалось провести за 3 года. Изначальная сдача объекта была запланирована на 2011 год, но в итоге строительство длилось 14 лет и объект был сдан в эксплуатацию только в октябре 2020 года. В начале проектирования проекта BER технологии BIM только зарождались, но можно логично предположить, что до ввода в эксплуатацию в 2020 году единая модель проекта по концепции openBIM всё же была сформирована.

По моему субъективному мнению, одной из главных проблем в таких проектах (на графике) стало плохое проектирование и недостаточная детализация модели проекта, который был сформирован к началу строительства.

Вся дополнительная стоимость в таких больших проектах набегает уже в процессе строительства из-за неучтенных элементов, коллизий, плохой проработки проекта и всего того, что не смогли учесть проектировщики к началу строительства. Позже все эти изменения исчисляются миллионами евро, уходящими на изменения и устранение проблем. Субъективно считаю, что тут сложно говорить про плохое управление и организацию, а скорее, нужно поставить вопрос о методах проектирования и детализации моделей в проектах.

Тему с лоббированием отдельных интересов хорошо дополняет цитата из интервью (в газете Handelsblatt) с иконой немецкой промышленности - Martin Herrenknecht (создатель тоннелепроходческих щитов), который на вопрос по поводу развития инфраструктурных проектов в Германии ответил:

700 депутатов Бундестага ведут самостоятельную жизнь и имеют мало отношения к реальной повседневной жизни граждан. Меня очень беспокоит положение дел в Германии. Оно становится очень серьёзным.

В заключение

С начала зарождения комплексного строительства основным драйвером и причиной роста всей отрасли остается тот факт, что небольшие фрагменты проекта отрабатываются и строятся небольшими компаниями, что даёт большому количеству посредников зарабатывать на посредничестве и получении субконтрактов. А главному подрядчику, который распределяет отдельные куски строительства между своими подданными, это даёт возможность жить за счёт откатов и непрозрачного аутсорсинга работ.

Побороть такую стандартную бюрократическую систему возможно только автоматизацией процессов и прозрачностью расценок на работы и материалы, в чём может помочь только по-настоящему открытый и прозрачный формат обмена данными, а не квазирешения от картельных организацией в виде закрытого RVT и не полностью открытого IFC формата.

А кто из нас сегодня добровольно готов будет отказаться от спекуляции цен и откатов?

Возможно (без сарказма), к нашему счастью, именно коррупция и откаты являются сегодня скрепляющим клеем экономики и в целом нашего общества?!

Монополии buildingSMART и Autodesk сегодня являются прямым отражением интересов своих подопечных - строительного сообщества. Именно поэтому строительная отрасль в целом и проектировочные бюро в частности не могут жаловаться на своих правителей-диктаторов (корпорацию Autodesk & co.), если сами они, на своём уровне, сегодня не готовы перейти в социализм и согласиться на прозрачную работу через стандартизированные классификаторы и прозрачные расценки по работам и материалам.

Какие низы, такие и верхи. Народ стоит своего правителя.

Шарль Морис де Талейран-Перигор

Должно ли государство заниматься вопросами контроля и установления правил? Конечно, нет. Строительная отрасль должна начать меняться снизу.

Хочется добавить, что,благодаря дешевым деньгам пенсионных и государственных фондов, сила корпораций и организаций, лоббирующих конкретные интересы, растёт в параболической прогрессии не только в отдельных странах, но и в мире. Пятёрка основных корпораций находятся под управление одних и тех же инвестиционных фондов: Warburg, BNP, Blackrock (см. карту схему: BIM development map) и они перестают конфликтовать и бороться за выживание. На счетах этих корпораций скапливается огромное количество дешевых денег: они в состоянии поглотить любой стартап и технологии в любой стране мира и на любых услових.

Но бумеранг истории когда-нибудь вернёт природное равновесие в строительной отрасли к нулю: монополии схлопнутся и наступит эра прозрачности обмена данными. Независимо от того, будем мы к этому готовы или нет. Немного подробнее про это в следующей части.

В строительной отрасли эта эра наступит, когда вся возможная информация по проекту не будет задерживаться у отдельных компаний в цепочке строительства (которые зарабатывают только на хранении и передаче этой информации), а если эта информация будет храниться и передаваться автоматизировано и прозрачно в единую модель проекта. И это не фантастика: такой процесс создания информационной модели возможен уже сегодня, и некоторым единичным компаниям удаётся работать по такой концепции.

Произойдет ли этот полномасштабный переход в прозрачность для всех в строительной отрасли после этого или после следующего крупного кризиса - неважно, нам всё равно придётся сегодня выбирать: какую программу использовать и к какому концепту и монополисту стоит примкнуть.

Какую же концепцию выбрать разработчикам и специалистам, которые сегодня создают новые программы и технологии - closedBIM или openBIM и что такое настоящий BIM - я попробую ответить в следующей статье. Об этом подробнее читайте в пятой части.

Выражаю глубокое уважение всем персоналиям, разработчикам, фирмам и корпорациям, упомянутым в статье. Большое спасибо за вашу работу и за те продукты, которые вы подарили миру.

Буду рад вашим комментариям, уточнениям и критике.

Подробнее..

Известный гонщик людям с ампутированными конечностями это не приговор

20.05.2021 10:09:10 | Автор: admin

Травма

В 2008 году Шульц подписал контракт с новой командой. Во второй гонке Международной серии чемпионов (ISOC) по снокроссу он засиделся на старте и решил приложить все усилия, чтобы наверстать упущенное. Не рассчитав траекторию на пересеченной местности, Шульц потерял равновесие и вылетел из своего снегохода.

Он приземлился всей своей массой на левую ногу, которая в этот момент была полностью выпрямлена. Удара такой силы она не выдержала. Такое не приснится в страшном сне: моя нога оказалась у меня на груди, вспоминает Шульц. Я буквально ударил себя пальцем ноги по подбородку!

За свою гоночную карьеру Шульц перенес много повреждений, но эта травма не шла ни в какое сравнение с обычным переломом. Чтобы гонщик выжил, ему пришлось ампутировать левую ногу примерно на 7 сантиметров выше колена.

Только вперед

По словам отца Шульца, первое, что сказал его сын, отойдя от наркоза после операции, было: Надо жить и двигаться дальше. Весной 2009 года Шульц встал на свой первый протез. Несколько месяцев спустя он понял, что нужно кое-что получше, а именно такой протез, который позволил бы ему вернуться в спорт. Шульц был убежден, что сможет спроектировать его сам.

По своему гоночному опыту Шульц знал, как держать тело, чтобы успешно пройти трассу. Он также хорошо разбирался в подвеске и других механических компонентах своих снегоходов. Оставалось лишь применить это понимание для построения новой ноги.

Выжав максимум возможного из своей природной любознательности, вспомнив уроки черчения в девятом классе и потратив горы бумаги (а ластиков еще больше), Шульц вел разработку нового протеза ноги, с которым он вернулся бы к любимому делу. Чертежи, исправления, снова чертежи... и наконец, через полтора месяца проект был готов. Начались работы по изготовлению.

Через семь месяцев после травмы Шульц вышел на соревнования по суперкроссу Summer XGames и выиграл серебряную медаль на ноге, которую он сконструировал в своем гараже.

Помощь нужна многим

Именно в это время Шульц осознал, что его изобретение способно помочь не только ему самому, но и многим товарищам по несчастью.

Шульц видел, что вокруг много людей, перенесших ампутацию, но не потерявших тяги к езде на снегоходах, катанию на сноуборде и другим физическим активностям. Шульц начал раздумывать о том, как сделать изделие более универсальным. В начале 2010 года он основал компанию BioDapt, чтобы разрабатывать и производить высокоэффективные протезы ног для тех, кто не хочет отказываться от активного образа жизни и в том числе управлять автомототехникой.

Решение конструкторских проблем

Шульц готовит 2D-эскизы и передает их конструкторам, комментируя все неясные моменты. Дальнейшую проработку инженеры ведут в 3D CAD-системе.

SOLIDWORKS делает процесс намного проще и быстрее и позволяет нам добиваться гораздо большего, с энтузиазмом говорит Шульц. Компьютерные модели наших изделий мы испытываем в цифровом формате с помощью SOLIDWORKS Simulation, чтобы выявить все слабые места.

При разработке модели VF (Versa Foot) 2 перед инженерной командой стояла задача обеспечить компактность, не проиграв при этом в прочности, ведь в реальных условиях динамические нагрузки на протез могут превышать 2200 Н (225 кгс). Еще одна успешно решенная конструкторами задача это уникальная система опорных катков Moto Knee.

Рабочий ход амортизатора составляет 5 см, и нам нужно было сделать так, чтобы коленный шарнир за это время сгибался на 130 градусов, рассказывает Шульц.

SOLIDWORKS позволяет команде BioDapt работать не только вместе в офисе, но и дистанционно. Хотя сам Шульц регулярно выезжает на соревнования, он не теряет связей с коллегами и не отрывается от рабочего процесса. Шульц утверждает:

Возможность обмениваться проектными данными во время поездок ключ к постоянному прогрессу нашей компании.

Открывая двери для других

Супруга Шульца Сара была свидетелем того, как многие новые клиенты впервые надевали протезы BioDapt, и очень впечатлена их реакцией:

Их глаза светятся надеждой, к ним возвращается возможность заниматься любимым делом. Люди говорят Шульцу: Ты вернул меня к жизни.

В 2018 году на Паралимпийских играх 2018 года на пьедестал почета поднимались девять сноубордистов с протезами BioDapt. В общей сложности на их счету в этих соревнованиях 11 медалей.

Это был настоящий момент гордости для меня и всей моей компании, делится впечатлениями Шульц. Завоевать медаль самому это здорово, но еще большего стоит то, что ты можешь дать позитивный импульс многим другим людям.

Компания BioDapt продолжает развивать универсальность своих изделий. Идея Шульца в том, чтобы они позволяли заниматься как можно большим количеством видов спорта и других активностей. Сегодня систему Moto Knee можно использовать для катания на сноуборде, лыжах, велосипеде, внедорожных мотоциклах и квадроциклах, а также в силовых тренировках, верховой езде и водных видах спорта. Этот список продолжает расширяться: BioDapt ведет новые исследования и разработки, чтобы помочь тем, кто из-за ограниченных физических возможностей не мог раньше жить полноценной жизнью.

Свяжитесь с экспертом SOLIDWORKS, чтобы найти ответы на вопросы и обсудить любые Ваши потребности

Подробнее..

Что нам стоит patch построить, нарисуем будем жить

21.08.2020 08:14:52 | Автор: admin

Сказ о суровых российских инженерах.


1. С чего все началось


Ангелы и демоны кружили надо мной
Рассекали тернии и Млечные Пути

Origa Inner Universe

В одном, не очень отечественном САПР, есть возможность конвертировать чертежи сразу в PDF. Но то ли программисты не очень понимают, как их САПР используется, то ли просто забыли добавить возможность сохранения настроек. В итоге, САПР, при экспорте в PDF, всегда конвертирует только "текущий лист", если не забраться в параметры и принудительно не выбрать "Все листы". В нашем инженерном деле, документы из одного листа крайне редки, народ страдает и продолжает из раза в раз выкладывать, отправлять, генерировать и просто тратить процессорные мощности на однолистные PDF'ки. Томным, пятничным вечером, потягивая купажированный виски и покуривая сигару, я задумался можно ли с этим что-нибудь сделать?


Disclaimer
  • Помните, внесение изменений в программное обеспечение может нарушать лицензионный договор. Все дальнейшие совпадения случайны. Статья носит исключительно развлекательный характер.
  • Автор не является программистом и тестировщиком, а работает скромным инженером-проектировщиком всяких аббревиатурных систем типа АСУ ТП, САУ ВО\ДГ и прочих промышленных систем. Из-за этого в статье могут содержаться неточности, ошибочные утверждения и бредовые предположения.



Рисунок 1. Окно настроек PDF.


2. и чем могло закончиться.


Первая и самая очевидная идея пойти в настройки САПРа и изменить стандартные параметры. Я бы не писал этот текст, окажись все так просто. Доступных галочек, кнопочек, полей и прочих пользовательских интерфейсов отвечающих за настройки экспорта PDF в приложении не оказалось.


Вторая, менее очевидная для обывателя идея пойти в реестр и поискать там. Многие приложения хранят в HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\ (или HKEY_CURRENT_USER) свои настройки, параметры и прочую сервисную информацию необходимую для работы. Реестр для того и задумывался. Можно догадаться, найдись там с ходу, что-либо годное для решения проблемы, этой заметки не было.


Третье и последнее поискать в конфигурационных файлах. Часто программы хранят параметры не в реестре, а во всяких config.ini, settings.xml и прочих текстовых файлах. Вдумчивый поиск и пристальное рассматривание каталогов показали отсутствие текстовых настроек.


3. Just Do It!


Мастерами кунг-фу не рождаются
Мастерами кунг-фу становятся

Мумий Троль Мастера Кунг-Фу

Очевидные вещи закончились, пора заныривать в чертоги памяти и призывать весь свой опыт работы с IT-системами. Прежде всего, реестр. Возможно, параметр отвечающий за "печать всех листов", хранится не так явно. Скажем, есть в реестре запись с названием "Options", имеет она значение "1,1,2,3,1,0,1" и вторая единичка, как раз отвечает за то, какой пункт меню выбран. Возникает два вопроса: "Где взять хороший вискарь?" и "Как найти эти самые опции?"


Если над первым еще можно поломать голову, то со вторым все просто в составе Sysinternals существует замечательное приложение Process Monitor(procmon).



Рисунок 2. Окно Process Monitor


Сначала, пришлось определиться с фильтрами, т.к. Procmon ловит вообще все события от любого приложения, коих в windows работает с пару-тройку десятков, и событий налетает тысяч 10-20 за пару секунд. Окей, указываем отображать только события связанные с САПР и исключить всякую фигню. Далее, открываем приложение, запускаем сбор событий, нажимаем кнопку "параметры", останавливаем сбор событий Вуаля скромный лог "всего" на 700+ строк. Предположительно содержащий обращение к реестру для чтения настроек экспорта. После скрупулёзного изучения, были замечены строки 19:46:29,4265774, однозначно намекающие мол САПР считал (и записал) данные 1391,7901,0,0.


"Ха! Вот оно!" подумал я, предположив, что 1 или 0 отвечают, как раз за настройки.
"Хе!" подумал САПР, и категорически отказался, что-либо менять в окне параметров, не смотря на различные комбинации подсовываемых нулей, единичек и прочих цифр.


Суббота. Смеркалось. Других обращений к реестру не было и становилось очевидно путь реестра ведет в никуда.


Воскресенье выдалось суетным, впереди маячила новая рабочая неделя, хотелось завалиться на диван, обнять жену, включить какой-нибудь фильм и наслаждаясь Джонни Пешеходом, окунуться в приятную негу однако, на периферии сознания свербела мысль "откуда то же САПР читает настройки". Рабочая неделя не предвещала ничего хорошего, жена занималась своими девочковыми делами, Джонни оказался слишком резок, смотреть фильм не получалось. Пришлось открыть ноутбук.


Если САПР не хранит настройки в реестре, значит хранит их в файлах, вопрос лишь в котором из 20 000? Скорее всего, опция хранятся в виде нуля (первый пункт меню, для программистов нулевой), а может единички, если код писал криворукий индус. В любом случае, таких нулей и единичек в САПРе, аж три биллиона (10^9)


Я смотрел на САПР. САПР смотрел на меня и издевательски моргал курсором в поле "векторное разрешение". Поле это динамическое, туда можно ввести любое значение и получить документ соответствующего качества. Стоп. Поле данныхлюбое число но там же есть текст "DPI". Значит, поле текстовое, и текст "400 DPI" уникален (в пределах файлов). Хм. И он (текст) где-то хранится, вероятно даже рядом с остальными настройками


TotalCommader > поиск файлов > *.* c текстом "400 DPI". Томительное ожидание и ничего не найдено. Потому что файлы, в большинстве своем, не текстовые, а бинарные, и искать надо в HEX-е (заодно, выбрав все доступные кодировки). Вуаля искомая комбинация встречается всего в одном файле:
imgUI.dll (название файла изменено)
Вау! Так просто? А вот фигушки. DLL динамик лоад лайбери, если открыть его редактором, то можно увидеть нечто-подобное:



Рисунок 3. Текст DLL


Нипоня-я-ятно однако, в каталоге с imgUI.dll встретились img.dll и imgUtils.dll. Этож-ж-ж не спроста. А еще, так как САПР не отечественный, но на русском языке, то в каталоге Rusians (ага, именно с одной s) нашлась еще парочка файлов imgRes.dll и imgUIRes.dll. Чтож к утру понедельника у меня было пять файлов:


  • imgUI.dll UI, скорее всего сокращение "User Interface", в нем то и нашлось "400 DPI". Можно предположить этот файл отвечает за отрисовку интерфейса.
  • imgUIRes.dll очевидно, файл ресурсов для отображения пользовательского интерфейса
  • imgUtils.dll файл содержащий утилиты, выполняющие преобразование в pdf, или просто всякие вспомогательные штуки(?)
  • img.dll что делает не ясно, но раз имеет общее имя с файлами выше, надо обратить внимание и запомнить.
  • imgRes.dll ??? Файл ресурсов для работы img.dll ???

4.We need to go deeper (Заныриваем глубже).


All in all it was just a brick in the wall.
All in all it was just the bricks in the wall.

Pink Floyd Another Brick In the Wall (Part 2)

Понедельник выдался нервным.
Единственное, что я понимал на тот момент: после того как программист нарисовал окошечко, оно складывается в res-файл и существуют приложения способные эти файлы открыть. Отдельное спасибо игровому детству и разработчикам небезызвестных ArtMoney и Restorator. При помощи последних мы читирили меняли в res-файлах различные опции, получая тем самым горы золота, шмоток и просто нереальных (по игровым меркам) персонажей.


Логично было предположить в res-файле могут содержаться данные с настройками или окно параметров содержащие те же настройки (те кто разрабатывал графические интерфейсы на С++-подобных языках сейчас улыбнулись).


В imgRes.dll ничего интересного не нашлось, а вот imgUIRes.dll встретил знакомым окном параметров.
Еееее! порадовался я, сейчас я какаааак сделаю что-то Хм, а действительно, что?
Радость улетучилась. Res-файл не содержит кода, по сути, это набор элементов которые можно подвигать, изменить размер, шрифт, текст а ведь это именно то что мне требуется! Почему бы просто не поменять местами два текста пусть "Все листы" станет первым в списке, тогда САПР всегда будет выбирать его по умолчанию!


Сказано, сделано, сохранено.
Запуск САПРа>Экспорт>Параметры>OK>Экспорт. И полный облом. Не смотря на то что "чек-бокс" стоит там, где надо ничего не изменилось.



Рисунок 4. Измененный интерфейс.


Программисты сейчас должны умилиться моей наивности. Во-первых, если проводить проверку по тексту чек-бокса, то необходимо учитывать все языки, а не только русский. (САПР то международный, ага). Во-вторых, каждый элемент в окне имеет ID и работают, как раз через него. Выглядит это так (цифра после первой запятой ID):



Рисунок 5. ID в Res-файле.


Хотелось верить, что где-то здесь, в цифрах, зашита заветная опция "использовать этот пункт по умолчанию ", но увы нет.


Казалось тупик, что тут можно сделать? Выдохнуть, обнять жену, признать невозможность изменить мир, накатить, вернуться в привычное житейское русло и наконец-то выспаться.


5.Еще!


Run rabbit run
Dig that hole, forget the sun,
And when at last the work is done
Don't sit down it's time to dig another one

Pink Floyd Breathe

Помнится лет 10 назад, нам, студентам информационно-измерительных систем, по какой-то одному деканату известной причине, читали курс по защите ПО. Преподаватель, понимая, что за семестр невозможно впихнуть в нас хоть сколько-нибудь внятные знания по всем этим DES, AES и прочим приоткрытым ключам, сделал единственный верный шаг начал рассказывать, что нужно сделать чтобы код от наших гипотетических приборов не уперли конкуренты и какими методами они это будут пытаться сделать. Лабораторные работы строились по принципу пишешь код, а потом твой сосед пытается его сломать. С тех времен память сохранила сокращения- HEX, ASM, IDA.


С последней и было решено начать, благо есть бесплатная версия(freeware, а не то что все подумали). Ollydbg казался сомнительным, т.к. САПР х64 и была не нулевая вероятность получить неправильный код. Microsoft Debugger можно было бы попробовать, но IDA уже была скачена и установлена.


Итак, есть две сущности:


  • ID элементов из окна параметров (от 1001 до 1014)
  • Текст "400 DPI"

которые надо найти, очевидно, в imgUI.dll. Почему очевидно? Во-первых, потому что поиск текста "400 DPI" указал именно на этот файл, а во-вторых, из названия файла.
Закинув DLL в IDA я, честно признаюсь, знатно так 302A79452F5C:



Рисунок 6. IDA.


Что это? Нет, понятно что это 1. ассемблер 2. последовательность выполнения чего-то, за чем-то в зависимости от чего-то. Переключение в "TextView" так же не прибавило понимания, а родило с десяток новых вопросов как объявляются переменные, что это за 800+ функции sub_18, где хранятся данные, циклы, условия где все это?, что это за регистры, где мой вискарь и котъ!?


В общем, для неподготовленного меня, последний раз писавшего программы на скриптовых-языках высокого уровня (PowerShell и VBA), все это выглядело примерно так же как и для тебя, мой дорогой читатель выглядят расчеты селективности, токов короткого замыкания, кривые отключения и прочие электрические гадости.


Но, как говорится "фигня война, главное маневр". Что искать в файле было ясно заранее radiobutton с ID 1004\1005. и-и-и поиск ничего не дал. А не дал он ничего, потому что IDA нифига не дружелюбна и хранит все данные в шестнадцатеричном виде. Окей, запускаем калькулятор, переводим в "программистский режим" и получаем 1004 это 3ECh в HEX (h на конце собственно об этом и говорит). Запускаем поиск по новой успех, данное сочетание найдено 3 раза в 2х функциях. Причем, значение ID 1005 (3EDh) находится рядышком только в тех самых двух функциях. Место найдено и выглядело оно примерно так:



Рисунок 7. ID 1005


Чего происходит, нипонятно да, честно говоря, понимания и не требовалось. Осталось лишь поменять эти два значения местами, чтобы кнопка "Текущий лист" стала распознаваться ПО как "Все листы", а "Все листы", как "Текущий лист". И тут меня ждал первый облом редактировать ассемблерный код IDA не дает. А вот байт-код пожалуйста. Честно говоря, всегда думал ассемблер самый "близкий" к железу язык, оказалось нифигашечки. Итак, байт-код. Каждый процессор имеет набор команд, большей частью стандартизированных, и каждая команда имеет свой код в виде байт(подозреваю что на самом деле бит), а ассемблер это "отображение" этих байт в более-менее читаемом виде. Команда mov edx, 3EC в байт-коде выглядит так:


BA EC 03 00 0  

А mov edx, 3ED так:


BA ED 03 00 00

Впрочем, к черту лишние знания, надо же EC заменить на ED и наоборот! Закидываю DLL в САПР, открываю "параметры", никаких видимых изменений, но их и не должно быть жмакаю ОК>Сохранить и ДА!!! PDF-ка, генерируется сразу вся ЕЕЕЕЕ! СДЕЛАНО! Интеллектуальный оргазм, победа!


Можно снять наушники, потянуться, размять затекшую спину, потереть красные глаза, посмотреть в ночное небо и подумать о вечном. Похвастаться перед парочкой друзей, которые, не смотря на первый час ночи, еще не спят.


6. Hardcore только hardcore.


Мы уже думали, что опустились на самое дно, но тут снизу постучали
Народная мудрость.

Казалось бы все конец, ответ на вопрос вселенной и всего такого найден, но, увы меня ждала подлянка.
Оказалось, внезапно, кто бы мог подумать если НЕ заходить в "Параметры", то окно не вызывается, изменение настроек НЕ происходит и по умолчанию PDF сохраняется с 1 листом. Т.е. по сути ничего не изменилось для генерации полноценного PDF'а, надо было все равно, хотя бы раз заползти в параметры.



Рисунок 8. Фиаско


И что в такой ситуации делать? Правильно, занырнуть поглубже!


Как гласит название одной хорошей книги "just for fun" загрузил imgUtils.dll. Понимания как все работает и что делать дальше не прибавилось, все было примерно так же как и в imgUI.dll, за исключением одного ряд функций имели вполне себе читаемые названия вида: OptionsPDFExport::SetResol, OptionsPDFExport::SetBW, OptionsPDFExport::GetStartSheet и прочие. Оппачки! Слишком уж говорящие названия! Но опять таки радость была недолгой, т.к. большинство ф-ций имело вид:


mov     [rcx+15h], dl  Retn

Т.е. понятно, нечто из DL переносится в rcx со смещением (по адресу?) но Чё за dl? Чё за регистр rcx? Впрочем, что будет если ф-ция GetBW всегда будет писать в регистр rcx+15h значение 1 (или 0, потом разберемся)?
Второе неожиданное открытие невозможность вставить кусок кода. Совсем. Никак. Связанно это с указателями часть команд (и не только) говорят, мол прыгни на 99 команд вверх, или считай значение по вот этому адресу Когда мы вставляем код, то фактически адреса съезжают и нам надо перепрыгнуть уже через 100 команд, т.е. переписать их все. ИДА такого делать не умеет (или, что скорее, я не нашел).
Возвращаясь к mov rcx+15h, dl. В байт-коде это выглядит так:


88 51 14

а чтобы написать mov rcx+15h, 1, надо вставить:


C7 81 14 00 00 00 01 00 00 00

Т.е. надо добавить 14 байт. (Для тех кто знает ассемблер да-да-да надо использовать другой байт-код, и вообще какого фига я сравниваю х86-64, но это наглядно).


Печаааль. Да и не наблюдалось в названиях ф-ций чего либо напоминающего выбора диапазона печати.
Нет, я забрался слишком слишком далеко чтобы вот так все бросить. Чтобы впустую слить все затраченное время.


Но что делать дальше? Изучать ассемблер и полностью реверс-инжинирить каждую функцию в этих двух файлах? Нет, долго. Надо было вернуться к началу и пройти правильным путем запустить мониторинг и посмотреть какие ф-ции вызываются в процессе генерации PDF без заползания в параметры и уже после этого лезть в ассемблерный код.
На просторах интернета была найдена программа API Monitor v2. В качестве "наблюдаемых" файлов были выбраны imgUtils.dll и imgUI.dll чтож лог получился на 233 вызова. Не то чтобы очень мало, но зато у меня был порядок вызова ф-ций.
Описанные выше GetBW\SetBW\GetStartSheet встречались, но ближе к середине, т.е. они были не первыми.


В начале лога мое внимание привлекла ф-ция с названием OptionsXPSExport. Хм а какого собственно черта, при генерации PDF'а, вызывается ф-ция от другого формата? И после нее как раз и начинались разнообразные Get'ы и Set'ы
Открыл в ИДА. Функция оказалась не маленькой, строк на 300 ассемблерного кода. Старый добрый вопрос что искать? ID кнопок бессмысленно, оставалось только "400 DPI".
Переводим 400 в 16-ричную систему, получаем 190h. Поиски найдена 1 строка:



Рисунок 9. Настройки.


Встает вопрос как узнать, что именно этот сегмент отвечает за стандартные настройки? Легко! Почему бы не изменить известный параметр и не посмотреть что будет! Ок, 190h заменено на 96h (число 150). Запуск САПР>Экспорт в PDF>Параметры и вместо 400 DPI красовалось 150 DPI. Йухууу! Можно было сделать вывод место хранения "дефолтных" настроек найдено. Оставалось два вопроса где именно лежит нужный параметр и как его найти в 300 строках, примерно такого же кода.
Кстати, что это за код? Что за r12 и r13? Ответ нашелся вначале функции:



Рисунок 10. R2D2.


В регистр r12 записывалась единичка, а в r13 ноль, что ни разу не очевидно, т.к. для этого используется команда xor, а не mov. Разница в том что xor делается быстрее чем mov, поэтому его и используют когда надо обнулить переменную.
Возвращаясь к коду выше, было очевидно, что по адресу rbp+330h записывается 0, а по адресу 32Сh - 1.
Окей, полдела сделано появилась возможность изменять значение параметров с вкл (1) на откл (0).


Однако, особых идей где именно находится параметр отвечающий за листы все еще не было. Попытка подключить ИДА к дебаггеру и поймать момент смены того или иного байта "на лету" провалилась, по не известной мне причине дебаггер отваливался при запуске САПРа. Оставался самый тупой способ перебор.


Заменил r13b на r12b в строке с адресом [rbp+326h], и оказалось, что этот mov отвечает за удаление веса линий. А mov выше за печать исключенных листов. Набросав простенький проект проверил работает ли это все без открытия параметров экспорта. И да. Проект экспортировался без весов линий. Что еще раз подтвердило я смотрю в правильный кусок кода.


Потратив несколько дней на игры с заменой 1 и 0, появилось ощущение нового тупика. Замена оставшихся значений не приводило к сколько-нибудь заметному результату галочки в параметрах не ставились, а иногда приложение просто крашилось. Стоит отметить параметров было много и после замены каждого проверять САПР было долго, по этому я менял 10-20 значений и смотрел изменилось ли что-нибудь.


В один из вечеров я смотрел на приведенный выше код и думал "да чтож с тобой не так? почему 5 из 7 параметров находятся здесь?" К слову, строка 0FFFFFFh отвечала за "До", а строка ниже за "От".


Абсолютно логично все настройки отвечающие за параметры сгруппированы в одном месте и mov rpb+314, r12 должен отвечать как раз за выбор диапазона печати. Но там не 0, там 1! Помните я говорил про индусов? О том, что не для всех первый элемент массива кнопок является нулевым. Тогда логично, что моя замена 1 на 0 ничего не показала. Окей, нет ничего проще меняем mov rpb+314 r12 на mov rpb+314 r13 и барабанная дробь при входе в параметры ни один из пунктов меню "диапазон печати" выбран не был!
Да, это та самая строка, тот самый кусок кода который я искал на протяжении недели. Гребаные 14 байт.


Оставалось лишь изменить значение на правильное и можно открывать шампанское. Итак 0 не выбрано ничего, 1 первый пункт, продолжая ряд выходило что нужно прописать 2.
Тут появлялась старая, добрая проблема mov rpb+314 r12 занимало меньше байт чем mov rpb+314 00002h
На счастье, парой строк выше можно заметить вот такой кусок кода:



Рисунок 11. Е2Е4.


Т.е. в регистр eax ложится двойка, а команда mov rpb+314 eax занимает на 2 байта меньше чем mov rpb+314 r12!


Ассемблер Байт-код
mov rpb+314, r12 44 89 A5 14 03 00 00
mov rpb+314, eax 89 85 0C 03 00 00

Вопрос что делать с этими двумя байтами? Оставить как есть нельзя. Но, на счастье из родного Политеха я смог вынести несколько сакральных знаний:


  • Как работает реле (что позволило найти инженерную работу)
  • Всегда заземляйся (если вы понимаете о чем =)
  • Ассемблерный nop просто пропуск команды
  • Шаверму перед парами. кхм, впрочем к делу это не относится.

Очевидное решение заNOPать, т.к. в байт-коде команда NOP это "90".
Запуск САПР и да, это оно. Файл конвертируется в многостраничный PDF. А окно параметров открывается по умолчанию так:



Рисунок 11. Окно настроек PDF.


7.Заключение.


We've come too far to give up who we are
So let's raise the bar and our cups to the stars

Daft Punk Get Lucky

Ответ на вопрос, заданный в начале статьи, найден. Путь был тернист и заставил пошевелить мозгами, вспомнить университетский курс программирования и узнать много нового. За рамками осталось несколько "тупиковых веток", вида JMP'нуть в кусок кода, изменить регистры и прыгнуть назад, или попытки найти исходники, но вряд ли это кому-то интересно.
Немного обидно, что эти знания никогда не уйдут в "продакшн", а инженеры продолжат страдать из-за пары программистов, но Cest La Vie, таков лицензионный договор.
Надеюсь, эта заметка сможет вдохновить кого-нибудь на совершенствование рабочих инструментов, даже если вы инженер-проектировщик и весьма далеки от реверс-инжиниринга.

Подробнее..

Дополнительные средства nanoCAD

17.07.2020 16:20:19 | Автор: admin

Мы запускаем серию полезных статей, посвященных утилитам nanoCAD. С их помощью процесс подготовки чертежей станет проще и быстрее.
Вы узнаете:
как использовать инструмент Дополнительные средства nanoCAD для экспресс- редактирования;
как быстро заменить слово при помощи команды Найти и заменить;
как соединить разбитые на примитивы dwg-таблицы с помощью команды Распознавание таблиц;
как за один клик экспортировать часть графики в новый файл;
какие существуют способы создания массива объектов.
Следите за каналом. А сегодня мы обсудим Дополнительные средства nanoCAD.


Дополнительные средства nanoCAD это инструменты, подобные самым популярным и востребованным инструментам Express Tools, реализованным в составе зарубежного аналога. Отличительной особенностью этих утилит в nanoCAD является то, что они устанавливаются по умолчанию, тогда как пользователю зарубежного решения приходится контролировать их появление в интерфейсе программы при инсталляции. Набор дополнительных средств включает в себя 10 наиболее часто используемых утилит. Далее мы рассмотрим функционал каждой из них и приведем примеры работы.
В классическом интерфейсе nanoCAD дополнительные средства расположены в меню Редактирование Дополнительные средства (рис. 1). В ленточном они распределены по разным группам в зависимости от объектов, с которыми работает та или иная утилита.

Рис. 1. Расположение дополнительных средств nanoCAD в классическом интерфейсе

Дополнительные средства nanoCAD: функционал и примеры работы


Утилита 1. Преобразование атрибутов блока в текст

Командная строка: РАЗБИТЬАТРБЛОКА (BURST)
Команда позволяет извлечь текстовую информацию из атрибутов блоков при их разбиении. Существенное отличие от похожей команды Разбивка (Explode) состоит в том, что при использовании последней значения атрибутов блока удаляются и остаются только имена. А команда РАЗБИТЬАТРБЛОКА преобразовывает значения атрибутов блока в однострочные или многострочные тексты. Значения поля, вставленного при создания атрибута блока, также перебрасываются в текст. Скрытые атрибуты блоков не преобразовываются.

Порядок выполнения команды:
выберите блок с атрибутами (рис. 2).

Рис. 2. Выбранный блок
Атрибуты, представленные в этом блоке, показаны на рис. 3;

Рис. 3. Атрибуты выбранного блока
запустите команду Преобразовать атрибуты блока в текст.

Рис. 4. Преобразование атрибутов блока в текст
Как видно на рис. 4, атрибуты блока преобразовались в Мтекст и мы можем продолжить редактирование.
Результат работы команды Разбивка с этим же блоком показан на рис. 5.

Рис. 5. Разбивка блока с атрибутами

Утилита 2. Конвертировать текст в Мтекст

Командная строка: ТЕКСТвМТЕКСТ, Т2МТ (TEXT2MTEXT, T2MT)
Команда позволяет преобразовать выбранные однострочные текстовые объекты в многострочный текст. При конвертации однострочные текстовые объекты удаляются из документа и вставляются в один многострочный текстовый объект. При этом в многострочном тексте сохраняются значения высоты, цвета, коэффициента сжатия, угла наклона текстовых объектов.

Порядок выполнения команды:
выберите однострочные тексты (рис. 6);

Рис. 6. Выбранный однострочный текст
вызовите команду Конвертировать текст в Мтекст (рис. 7).

Рис. 7. Однострочный текст, преобразованный в многострочный

Утилита 3. Выравнивание текста

Командная строка: ТЕКСТВР (TJUST)
Команда позволяет изменить точки выравнивания для текстового объекта без перемещения текста.

Порядок выполнения команды:
выберите текстовый объект (рис. 8);

Рис. 8. Выбранный Мтекст
запустите команду Выровнять текст и выберите в командной строке или контекстном меню нужный метод выравнивания (рис. 9).

Рис. 9. Опции выравнивания текста в командной строке
Примеры выравнивания показаны на рис. 10 и 11.

Рис. 10. Пример выравнивания многострочного текста по верхнему краю и центрирования по горизонтали (ВЦ)

Рис. 11. Пример выравнивания многострочного текста по верхнему и правому краям (ВП)

Утилита 4. Изменение регистра текста

Командная строка: ТРЕГИСТР (TCASE)
Команда позволяет редактировать регистр слов, предложений и абзацев выделенного текста.

Порядок выполнения команды:
выделите фрагмент текста (рис. 12);

Рис. 12. Выделенный многострочный текст
запустите команду Изменить регистр текста и установите нужный параметр в окне Регистр текста (рис. 13). Нажмите ОК.

Рис. 13. Диалоговое окно Регистр текста
Результат выполнения команды показан на рис. 14.

Рис. 14. Многострочный текст с установленным регистром

Утилита 5. Растягивание или сжатие текста

Командная строка: ТЕКСТРАСТ (TEXTFIT)
Команда позволяет растягивать или сжимать однострочный текст с возможностью его перемещения.

Порядок выполнения команды:
запустите команду;
выберите текстовый объект. При выборе объекта автоматически схватывается начальная (нижняя левая) точка (рис. 15);

Рис. 15. Выделенный текст
укажите вторую точку на экране. Текст либо автоматически вписывается в указанные границы, либо растягивается (рис. 16).

Рис. 16. Растянутый текст

Утилита 6. Разбивка текста

Командная строка: ТЕКСТРАЗБ (EXPLODETEXT, TXTEXP)
Команда позволяет разбить текстовые объекты на отдельные составляющие (отрезки, полилинии). В процессе ее выполнения можно произвести настройку параметров как для результатов разбивки, так и для исходных объектов. Применение команды к предварительно выбранным текстовым объектам производит разбивку в соответствии с ранее установленными (или действующими по умолчанию) настройками.

Порядок выполнения команды:
выберите текстовый объект (рис. 17);

Рис. 17. Выделенный текст
запустите команду Разбивка текста. В результате вы получите текст в виде отрезков и полилиний (рис. 18).

Рис. 18. Разбитый текст
При запуске команды без выделения текста параметры исходных объектов и элементов разбивки можно настроить в контекстном меню или в командной строке (рис.19).

Рис. 19. Опции команды Разбивка текста

Утилита 7. Разбить геометрию

Командная строка: ГЕОМРАЗБ (EXPLODEGEOMETRY)
Команда Разбить геометрию, в отличие от команды Разбивка (EXPLODE), выполняет разделение сложных объектов на примитивы по всей глубине уровней вложенности. Например, несколько вложений блоков она сразу разобьет на составляющие их отрезки, дуги, полилинии без необходимости многократного вызова команды.

Порядок выполнения команды:
выберите объект (рис. 20);

Рис. 20. Выбранный объект
вызовите команду Разбить геометрию. Объект эллипс будет преобразован в 2D-полилинию (рис. 21).

Рис. 21. 2D-полилиния в форме эллипса

Утилита 8. Упростить сплайн

Командная строка: СПЛАЙНУПР (SIMPLIFYSPLINE)
Команда позволяет оптимизировать сплайн путем управления точностью его аппроксимации и задания максимального количества точек.

Порядок выполнения команды:
выберите сплайн (рис. 22);

Рис. 22. Выбранный сплайн
вызовите команду Упростить сплайн;
в командной строке укажите точность и максимальное количество точек (рис. 23);

Рис. 23. Запросы в командной строке для команды Упростить сплайн
нажмите Enter.
Результат выполнения команды показан на рис. 24.

Рис. 24. Упрощенный сплайн

Утилита 9. Разбивка прокси-объектов

Командная строка: РЗБПРОКСИ (XPROXY)
Команда предназначена для разбивки прокси-объектов, имеющих графическое представление, на обычные объекты. Допускается предварительный выбор объектов.

Порядок выполнения команды:
вызовите команду Разбивка прокси-объектов.
При отсутствии выбранных объектов команда выведет запрос (рис. 25).

Рис. 25. Запрос в командной строке для команды Разбивка прокси-объектов
В ответ можно выбрать объекты или указать опцию. Опция Чертеж предназначена для выбора в чертеже всех прокси-объектов с графикой, включая объекты на других закладках чертежа, выбрать которые другим способом невозможно. После указания этой опции система выполнит разбивку и сообщит о результатах (рис. 28).
На рис. 26 показаны выбранные прокси-объекты.

Рис. 26. Выбранный прокси-объект
После выполнения команды прокси-объект принимает вид, представленный на рис. 27.

Рис. 27. Разбитый прокси-объект

Рис. 28. Сведения о работе команды Разбивка прокси-объектов

Утилита 10. Удаление прокси-объектов

Командная строка: УДЛПРОКСИ (RMPROXY)
Команда предназначена для удаления прокси-объектов. Допускается предварительный выбор объектов.

Порядок выполнения команды:
запустите команду Удаление прокси-объектов;
выберите прокси-объекты.
При отсутствии выбранных объектов команда выведет запрос (рис. 29).

Рис. 29. Запрос в командной строке для команды Удаление прокси-объектов
В ответ можно выбрать объекты или указать нужную опцию.
Опция ? выводит запрос о смене метода выбора объектов (рис. 30).

Рис. 30. Опции метода выбора объектов
Опция Чертеж служит для выбора и удаления в чертеже всех прокси-объектов, включая объекты на других закладках чертежа.
Опция Неграфические прокси предназначена для удаления только прокси-объектов без графики, выбрать которые другим способом невозможно.
При указании нужной опции система выполнит удаление, сообщив о числе найденных и удаленных прокси-объектов (рис. 31).

Рис. 31. Сведения о работе команды Удаление прокси-объектов

Пример выполнения команды показан на рис. 32 и 33.

Рис. 32. До применения утилиты

Рис. 33. После применения утилиты

Заключение


Дополнительные средства nanoCAD представляют собой утилиты для управления чертежом и его редактирования. Все они отличаются эффективностью и несложным алгоритмом использования. На форуме nanoCAD пользователям предоставлена возможность обсудить существующий функционал nanoCAD и при необходимости предложить новый. Переходите по ссылке и в течение 30 дней бесплатно тестируйте nanoCAD Pro с максимальным количеством модулей и возможностей.

Татьяна Васькина,
технический специалист
АО Нанософт
E-mail: vaskina@nanocad.ru
Подробнее..

САПР в машиностроении смена поставщика

10.09.2020 20:18:34 | Автор: admin

Объясняем, как понять, что ваша система проектирования устарела и на что смотреть при выборе нового решения. Представляем обзор и сравнение пятерки топовых мировых инструментов на основе таблицы сравнения CAD на ROI4CIO.

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.


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.

Inventor Professional by AutoDesk


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.

SolidWorks by Dassault Systmes


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.

Компас-3D by АСКОН


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.

Creo by PTC


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
Подробнее..

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru