4. Основні розроблювачі cad/cam/cae-систем

• AutoDesk

Компанія AutoDesk є одним з найбільших у світі розроблювачів ПО й входить у п'ятірку лідерів по обсягах продажів програмних засобів. Вона була заснована у квітні 1982 р. групою з 15 програмістів. Восени того ж року на проходила в Лас-Вегасе міжнародній виставці Comdex компанія AutoDesk оголосила про створення CAD-системи AutoCAD, що надійшла в масовий продаж на початку 1983 р.

У цей час AutoDesk поставляє ціле сімейство програмних продуктів (в основі яких лежить AutoCAD), що дозволяють займатися не тільки двомірним проектуванням і получивших широким поширенням у світі. Варто сказати, що до кінця 2001 р. у світі налічувалося більше 4 млн. зареєстрованих користувачів тільки ПО AutoCAD і більше 1,7 млн. користувачів ПО AutoCAD LT. До складу AutoDesk як підрозділ входить фірма Kinetix, відома такими програмними засобами, як 3D Studio MAX, 3D Studio VIZ, Character Studio, Radio Ray й HyperMatter (на початку 1999 р., у зв'язку із придбанням компанією AutoDesk фірми Discreet Logic, дане підрозділ поміняв свою назву на Discreet).

Загальні доходи AutoDesk в 2000-2001 фінансовому році досягли $936,3 млн. (в 1999-2000 р. - $848 млн.).

Autodesk широко відома у світі, у першу чергу, своїми розробками в області CAD-систем: AutoCAD, Mechanical Desktop, Inventor й ін.

CAD-система середнього рівня AutoCAD призначена для проектування, оформлення креслень і конструкторської документації. Вона стала графічним ядром для рішення багатьох завдань, серед яких машинобудівне й архітектурно-будівельне проектування, картографія, геоинформационные системи (ГИС), завдання генплану й землевпорядження, різні спеціалізовані завдання. У цей час в AutoCAD реалізовані всі основні інструменти двовимірного проектування й оформлення креслень, розвинена система тривимірного моделювання й можливості розробки різних додатків для рішення проектних завдань. Формат креслень AutoCAD DWG/DXF став, фактично, міжнародним стандартом оформлення робочої документації (до сумісності з яким прагнуть навіть конкуренти AutoDesk).

СAD-система середнього рівня Mechanical Desktop використається машинобудівниками для параметричного тривимірного твердотельного моделювання. Вона створена на платформі AutoCAD і сполучає можливості двовимірного креслення й тривимірного моделювання. Поряд з Mechanical Desktop був розроблений й Mechanical Desktop Power Pack, призначений для використання в промисловому машинобудуванні, електромеханічній промисловості, при виробництві товарів народного споживання, а також у виробництві оснащення й інструментів.

Однієї з останніх розробок компанії AutoDesk є CAD-система середнього рівня AutoDesk Inventor, що забезпечує повний цикл конструювання й створення конструкторської документації. AutoDesk Inventor призначений для проектування більших зборок (до десятків тисяч елементів), а також твердотельного моделювання. В AutoDesk Inventor реалізований адаптивний механізм керування даними (в SolidWorks застосовується параметрически-ассоциативный підхід), що підтримує сегментированную базу й забезпечує високу швидкість її завантаження. У серпні 2001 р. була випущена вже п'ята версія AutoDesk Inventor. При її розробці використалися новітні досягнення компанії AutoDesk й інших лідерів Ит-отрасли (у цьому випадку, компаній Microsoft й SGI): можливості адаптивного проектування, робота з виробами обсягом більше 13000 деталей, ефективне використання оперативної пам'яті, графічне ядро, побудоване на основі технології Microsoft-SGI Fahrenheit. Система AutoDesk Inventor одержала поширення в різних областях. Наприклад, AutoDesk Inventor застосовується в компаніях Lamb Technicon Body й Assembly Division при проектуванні ліній зборки автомобілів Ford Expedition/Navigator, у які входять машини для зварювання кузовів, кромкозагибочные й складальні пристрої, преси й ін. У свою чергу, у компанії RTS Wright Industries AutoDesk Inventor використається для розробки конструкцій складних машин і механізмів, використовуваних у виробничому процесі в галузях промисловості, що випускають волоконно-оптическую техніку, автомобілі, фото^-електроніку, високошвидкісне встаткування, телекомунікаційне устаткування, робототехнические пристрою, устаткування й механізми для ядерної техніки.

AutoDesk пропонує користувачам AutoDesk Streamline, за допомогою якого здійснюється маніпулювання інформацією про виріб. За допомогою цієї програми підрозділу підприємства можуть користуватися виробничою інформацією й брати участь у впровадженні нових виробничих процесів і виробів. AutoDesk Streamline автоматично підбирає спеціалізовану інформацію про розроблювальних і виготовляти изделиях, що, для різних видів користувачів, і забезпечує можливість спільної роботи над виробом різних підрозділів підприємства.

• Dassault Systems/IBM

Компанія Dassault Systems є одним з лідерів світового ринку CAD/CAM-систем. Її історія почалася в 1975 р., коли фірма Avions Marcel Dassault (AMD) придбала ліцензії на ПО CADAM (Computer-Augmented Drafting and Manufacturing) у компанії Lockheed й, таким чином, стала одним з перших постачальників системи CADAM у світі. В 1981 р. була створена компанія Dassault Systems (яку очолив Франсис Бернар), а в 1982 р. на ринку з'явилася система CATIA 1 (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application) як спеціальний продукт для тривимірного проектування, поверхневого моделювання й розробки програм для ЧПУ. В 1984 р. у систему CATIA були додані можливості креслення, що забезпечують їй незалежність від CADAM. В 1985 р. була випущена друга версія CATIA з повністю інтегрованими функціями креслення, твердотельного моделювання й керування виготовленням деталей (із цього моменту CATIA стала лідером CAD-додатків в області авіабудування).

В 1992 р. компанії Dassault Systems й IBM вирішили передати ПО CADAM дочірньої компанії - фірмі Dassault Systems of America. З тих пор CATIA й CADAM поступово уніфікуються шляхом злиття кращих технологічних досягнень обох систем.

За умовами партнерської угоди з Dassault, компанія IBM поширює в усім світі продукти CATIA, здійснює їхню підтримку й маркетинг. У жовтні 1997 р. Dassault Systems й IBM відкрили в Сеулі центр по підтримці користувачів CAD/CAM/CAE-системи CATIA. Крім того, компанії випустили Web-браузер на основі Java для моніторингу через Інтернет систем автоматизованого проектування й технологічної підготовки виробництва. Загальний доход компанії Dassault Systems/IBM в 2000 фінансовому році склав 632,4 млн євро.

CAD/CAM/CAE-система верхнього рівня CATIA (з ядром ACIS) розробляється компанією Dassault Systems і просувається компанією IBM. Вона призначена для автоматизованого проектування, твердотельного моделювання, розробки керуючих програм для верстатів зі ЧПУ, технологічної підготовки виробництва, оформлення креслень і конструкторської документації, інженерного аналізу. Споконвічно CATIA створювалася для роботи на мэйнфреймах. Починаючи із третьої версії, вона стала доступна на робочих станціях фірми IBM, а із четвертої версії – і на робочих станціях інших виробників (Hewlett-Packard, Sun Microsystems, Silicon Graphics). З 1999 р. з виходом п'ятої версії CATIA стала працювати як на робочих станціях під UNIX, так і на робочих станціях (ПК) під керуванням MS Windows.

Система CATIA спочатку розроблялася для проектування в авіаційній промисловості, однак згодом сфера її застосування була істотно розширена.

У цей час близько 75 % робочих місць CAD-систем у світовій авіаційній промисловості й близько 50 % робочих місць CAD-систем у світовій автомобільній промисловості займає саме система CATIA. Останнім часом сфера впровадження системи розширюється, охоплюючи всі нові галузі загального машинобудування, хімічне й нафтохімічне машинобудування, проектування заводів і промислових установок, виробництво товарів споживання, суднобудування й ін.

Особлива увага приділяється суднобудуванню. Починаючи з 1995-1996 р. розробка й впровадження суднобудівних додатків стає стратегічно пріоритетним напрямком розвитку системи CATIA. Роботу цього напрямку очолює один з керівників Dassault Systems, член Ради директорів компанії. Крім великої групи безпосередніх розроблювачів, напрямок підтримується розвитий маркетинговою організацією Dassault Systems/IBM, що включає центри компетенції в Парижу й у США, додаткову групу європейської підтримки й консультантів-представників у Японії й Кореї. Користувачами системи CATIA у галузі суднобудування стали, зокрема, Шербурская верф CMN у Франції (високошвидкісні військові кораблі, пасажирські пороми й прогулянкові яхти), Meyer Werft у Німеччині (пасажирські лайнери вищого класу, різні типи поромів), Delta Marin у Фінляндії (дизайн внутрішніх суднових приміщень, рухові установки), ВМС Нідерландів, Міністерство оборони Великобританії, General Dynamics Bath Iron Works (військові кораблі, есмінці), General Dynamics Electric Boat і Newport News Shipbuilding (атомні підводні човни класу Virginia), Lockheed Martin GES, верфі Litton-Ingalls Shipbuilding, Naval Sea System Command, ВМС Австралії й ін.

У цей час у світі налічується більше 13000 користувачів системи CATIA із загальною кількістю робочих місць близько 120000. Біля десятка корпоративних користувачів мають більше 1000 робочих місць. Серед користувачів CATIA такі компанії, як Boeing, Chrysler, BMW, Honda, Volvo, FIAT, Peugeot-Citroen, Renault, Daimler-Benz, Motorola й ін.

В автомобілебудуванні існує подотрасль, де процес проектування найбільш динамічний, і модель за сезон перетерплює зміни до 70 %. Ця подотрасль – створення гоночних автомобілів. З 12 фірм – учасників «Формули 1» – сім використають CATIA, і вісім з десяти розроблювачів двигунів для них також працюють в CATIA. Зокрема, компанія BMW Motosport використала систему CATIA для розробки силового агрегату V10, яким були оснащені машини команди BMW Williams1 під час гонок Formula 1 в 2001 р. На думку керівників компанії, використання CATIA дозволило групі розроблювачів V10 скоротити загальний час створення силового агрегату на 75 %.

Канадська компанія Cardianove Inc. за допомогою системи CATIA розробила помпу, призначену для роботи в штучному серці при операціях трансплантації. CATIA використалася не тільки для конструювання, але й для тривимірного моделювання. Кардиохирурги одержали помпу товщиною в палець (22 мм), яку можна вбудовувати усередину людського серця для підтримки життя на період пошуку необхідного трансплантата. Потреба ринку в подібного роду пристроях сьогодні оцінюється в $2,5 млрд.

Пакет SolidWorks, розроблений корпорацією SolidWorks, що входить до складу Dassault Systems (США), являє собою додаток для автоматизованого объектно-ориентированного конструювання твердотельных моделей виробів машинобудування. Це перший додаток автоматизованого проектування, повною мірою інтерфейс Microsoft використає, що графічний користувальницький, Windows, завдяки чому цей пакет досить простий в освоєнні. Графічний інтерфейс Windows дозволяє конструкторові вдосконалити свої рішення й реалізувати їх у вигляді віртуального прототипу або твердотельной моделі, більших зборок, складальних вузлів, а також виконати деталировку й одержати необхідну креслярську документацію.

Пакет SolidWorks може також служити програмною платформою для деяких додатків, тобто у вікні цієї програми можна запускати сумісні додатки, розроблені корпорацією SolidWorks. Назвемо деякі програми, що працюють на платформі SolidWorks:

• SolidWorks Animator - створення відеороликів;

• Photo Works - засобу для одержання фотореалістичного зображення моделі;

• Feature Works - розпізнавання геометрії імпортованих елементів;

• COSMOS/Works - інженерні розрахунки;

• COSMOS/Motion - динамічний аналіз механізмів;

• COSMOS/Flow - модуль для аналізу поводження рідин і газів у широкому діапазоні чисел Рейнольдса;

• eDrawing - засіб колективної роботи над проектом;

• SolidWorks Piping - проектування трубопроводів;

• Toolbox - бібліотека стандартних виробів;

• Mold Base - бібліотека прес-форм.

Як ми вже відзначали, SolidWorks - це полнофункциональное додаток для автоматизованого механіко-машинобудівного конструювання, що базується на параметричній объектно-ориентированной методології. Це дозволяє легко одержувати твердотельную модель із двовимірного ескізу, застосовуючи дуже прості й ефективні інструменти моделювання. Однак подання проектованого виробу не обмежується тривимірним твердотельным моделюванням - у вашому розпорядженні є засоби асоціативного конструювання. Це означає, що ви можете створити прототип класу деталей, виготовля наприклад штампуванням з листового металу, а потім використати параметричну модель при проектуванні форми заготівлі. Крім того, пакет SolidWorks спрощує проектування порожнинних деталей, що виготовляють литтям або в прес-формах. За допомогою SolidWorks ви можете створювати також поверхневі параметричні моделі.

Панель бібліотечних елементів Feature Palette також є унікальною можливістю SolidWorks. Використовуючи панель елементів бібліотеки, ви можете вибирати зі списків, що розкриваються, готові деталі, такі як вали, фрези, прес-форми для листового металу й т.д.

• CNC Software

Компанія CNC Software (місто Толланд, штат Коннектикут) була заснована в 1984 р. братами Джеком і Марком Саммерсами й у цей час є одним з лідерів серед розроблювачів систем технологічної підготовки виробництва (по даним CIMdata, в 2000 р. частка компанії на ринку CAM-систем склала 12,9 %). На момент підстави компанії засновники CNC Software уже мали серйозний досвід в автоматизації проектування керуючих програм для верстатів зі ЧПУ в ОС UNIX. Однак CNC Software пішла другим шляхом. Перші програмні засоби CNC Software були розроблені для комп'ютерів Apple II, а вже в 1985 р. була випущена система Mastercam для IBM PC (на відміну від інших пакетів, орієнтованих лише на потужні робочі станції). Пакет Mastercam (http://www.mastercam.com/)виявився настільки вдалим і своєчасним, що швидко потрапив у поле зору Міністерства оборони США й почав активно використатися в аерокосмічній промисловості. Надалі пакет розвивався дуже стрімко, усмоктуючи в себе досвід і знання фахівців провідних галузей промисловості США (військової, аерокосмічної, автомобілебудівної, машинобудівної й ін.). У цей час у світі налічується більше 60000 інсталяцій системи Mastercam.

Mastercam являє собою CAD/CAM-систему середнього рівня (з ядром ACIS), призначену для автоматизованого проектування й технологічної підготовки виробництва. Звичайно Mastercam застосовується для високоточного виготовлення високоякісних деталей. Зокрема, Mastercam забезпечує 2-5-координатне фрезерування, токарську, ерозійну й лазерну обробку, проектування прес-форм, тривимірне конструювання, оформлення креслень і моделювання поверхонь. Особливістю Mastercam є ассоциативность, тобто  підтримка стійкого параметричного зв'язку траєкторії інструмента безпосередньо з геометрією моделі (при зміні геометрії виробу керуюча програма для верстата буде перераховуватися автоматично). Безумовною необхідністю для пакета технологічної підготовки виробництва є наявність можливості обміну даними з CAD-системами. У системі Mastercam є повний набір двосторонніх трансляторів для роботи з форматами IGES, Parasolid, ACIS, CADL, DXF, DWG, VDA, CATIA, Pro/Engineer. Єдине, у чому Mastercam уступає «чистим» CAD-системам (на думку галузевих аналітиків), так це деяка обмеженість засобів для підготовки конструкторської документації. Поточна версія Mastercam - 8.1.