Трехмерное объектно-ориентированное программное обеспечение CAD
САПР
Сказать, что системы автоматизированного проектирования (CAD/CAM/CAE/PDM) являются одним из классов прикладного программного обеспечения — значит почти ничего не сказать. В действительности это целая вселенная: по числу фирм-разработчиков подобных аппаратно-программных систем, функциональным возможностям и числу версий их программ, масштабам их применения, объёму накопленной и обрабатываемой ими информации, размерам финансирования и стоимости продуктов этой отрасли программной индустрии, по характеру её проблем, наконец.
Эти системы занимают исключительное положение среди информационных технологий как индустриальные технологии, непосредственно вовлечённые в сферу материального производства, наличие и качество которого прямо отражается на нашем личном благосостоянии.
Первые CAD-системы появились в 60-х годах. Функционально соответствуя электронному кульману (автоматизируя лишь процесс изготовления чертежей), они были (очевидно, все САПР будут и впредь) весьма требовательны к аппаратным ресурсам компьютера (ещё бы: интенсивные математические вычисления, геометрические построения, графика!). В начале 80-х на передний план вышло твердотельное (проволочное, каркасное, поверхностное) моделирование на основе пространственной модели с применением метода конечных элементов для расчётов в широком диапазоне: от простых характеристик распределения массы до более сложных исследований, включая прочностный, термический, вибрационный, кинематический и динамический анализ. Были решены вопросы модульного построения систем, трёхмерной визуализации (кто не видел реалистичных изображений различных изделий от простых деталей до сложных систем типа автомобиля или самолёта!), автоматизации программирования станков с ЧПУ.
В последнее время наиболее актуальными были вопросы интеграции разнообразных возможностей, автоматизации не отдельных этапов, а всего процесса проектирования, конструирования и производства, стандартизации пользовательского интерфейса (тут как нельзя вовремя возмужали Windows).
Практически во всех системах были реализованы средства параметрического моделирования, когда в ходе построения изделия система накапливает конструкционные параметры и соотношения между ними, а также формирует историю создания геометрии, позволяя простым изменением параметров легко модифицировать и регенерировать модель (и всё это интерактивно, без программирования, силами пользователя). Сегодня лидерами мирового рынка САПР являются "тяжёлые" (универсальные, многоцелевые) системы: французская EUCLID QUANTUM (фирмы Matra Datavision), американские Pro/Engineer (Parametric Technology Corporation), Unigraphics (Unigraphics Solutions), СAТIА (IBM), CADDS 5 (Computervision); и функционально более "лёгкие": немецкая CADdy (ZIEGLER-Informatics GmbH), американские AutoCAD (Autodesk, Inc.), MicroStation (Bentley Systems, Inc.), венгерская
ArchiCAD (Graphisoflt) (упреждая возможные претензии, сразу оговоримся, что список не полон, а порядок перечисления упомянутых систем случаен).
Сформировался рынок решений сторонних фирм, облегчающих адаптацию базовых вариантов в конкретных условиях, когда может оказаться рациональным создание гибридной системы, сочетающей аппаратные и программные средства разного класса. При этом для "тяжелых" систем необходима соответствующая аппаратная база: мэйнфреймы и рабочие станции, в то время как для систем "лёгких" вполне достаточно ПК.
Правда, по мере роста мощности ПК, эта градация постепенно размывается. Одной из современных тенденций развития САПР является (как и в программировании) объектная ориентированность: стремление построить систему таким образом, чтобы её пользователь оперировал привычными для него понятиями предметной области, чтобы используемые им объекты обладали интуитивно понятными свойствами и поведением. Акцент вновь смещается от универсальных систем в сторону автономных подсистем САПР (т.н. "среднего", промежуточного класса между "лёгкими" и "тяжёлыми": цена — почти как у первых, возможности — почти как у вторых).
Продолжаются усилия по стандартизации интерфейсов и форматов обмена данными (например, основа технологии OLE для Windows на Intel-платформе). Начало массового применения компьютеров в отечественном проектировании приходится на 80-е годы. В этом мы отстали, по меньшей мере, на 10, а то и на все 20 лет. О причинах подобного отставания разговор отдельный, здесь он вряд ли уместен. Впереди, разумеется, шли предприятия ВПК.
Относительная "молодость" отечественных фирм-разработчиков САПР (в сравнении с их зарубежными конкурентами) наряду с известными проблемами экономического характера не позволяют (хочется верить, что временно) потеснить "супостата" на мировом рынке.
