`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Андрей Зубинский

Полноценная «облачная» CAD?

+88
голосов

Системы машинной поддержки проектирования (CAD) всегда были особенным, «отдельностоящим» классом ПО. Сугубо «IT-причина» этого очевидна – потребность в очень больших вычислительных мощностях и объёмах памяти (что всегда дорого, независимо от текущей оценки «очень большого»). И эта потребность была одной из причин существования класса персональных вычислителей «рабочая станция», который никуда не делся, в текущем году он соответствует следующему примерному списку критериев:

  • от 6 до 12 и больше 64-битовых процессорных ядер;
  • до 1 TB RAM;
  • условно «самая совершенная графическая подсистема».

Таких рабочих станций на рынке в достатке (причём производятся они не только А-брендами), что свидетельствует – спрос на них есть. И, в том числе, спрос потребителей из сектора проектирования.

Специфика времени и странного «то ли кризиса, то ли не кризиса», обусловила очень плохую и слабую реакцию медиа на этот спрос. Что отзывается чуть ли не полной неизвестностью для «широкой публики» самого передового класса персональных вычислителей.

В итоге все, кто задействован в продуктовых цепочках, постоянно наступают «на грабли», разбросанные в результате очень странного в 2010х годах явления – уверенности конечного потребителя в «растущих на деревьях булках».

Резкое снижение ценовых планок в сегментах прекрасно отработанных и сравнительно простых (для конструкторов сравнительно простых) продуктов, как-то – смартфонов, планшетов, фитнесс-трекеров и прочей «потребительской чепухи», – фактически обнуляют массовое любопытство и вселяют в массы уверенность, с которой один из персонажей Булгакова утверждал фундаментальное «и очень даже просто!».

Масла в этот странный жертвенный огонь самосожжения подливают всевозможные свидетели «церкви гаражного проектирования» с безумными идеями «сейчас появится гениальный подросток, который придумает как из трёх 30-центовых железячек сделать всё, о чём мечтало человечество». Таких тоже в достатке.

В реальности же, за милым резиновым браслетом копеечного фитнесс-трекера стоит мощная человеко-машинная система проектирования, настолько сложная, что даже небольшое погружение в неё открывает очень скучные (потому что невероятно сложные) картины.

Грустно наблюдать, как любителями «революционных, не имеющих аналогов, уникальных» и прочих «открытий» и «решений» разрывается элементарная и очевидная логическая связь – одновременно массовое и дешёвое, делающее что оно должно делать, и так, как это надо делать, – просто обязано требовать колоссальных затрат (материальных и, если хотите, умственных) на этапе проектирования. И в этом, как раз, заключается и одна из великих «тайн» конкурентных преимуществ.

Такие прискорбные (потому что очевидные) факты порождают совсем мрачные следствия, как-то – реальных специалистов в области проектирования технологической оснастки (всякие штампы, пресс-формы, формы для прецизионного литья, программы для станков ЧПУ etc) не найти днём с огнём, никто не понимает, почему продукты класса Autodesk Moldflow стоят запрошенных за них денег, и почему стоимость этих продуктов – сущие гроши по сравнению со стоимостью подготовки людей, реально умеющих их использовать, и так далее.

Усугубляет ситуацию и «стоимость входа» в профессиональное проектирование – хорошую рабочую станцию в сочетании с легальным ПО можно смело оценивать на уровне $20K. Даже эта стартовая (в мире материального производства) цифра несравнима с затратами на подготовку рабочего места «просто программиста», она примерно на порядок выше.

Такое «незначительное отличие», с учётом оценки всех рисков и сложности вхождения в рынок проектных услуг (ведь все заказчики требуют от исполнителя подтверждённых предыдущих результатов, не правда ли?), означает одно – так рисковать, чтобы решиться начать высокотехнологичное конкурентоспособное массовое производство, осмелятся единицы. Что, собственно, все мы и видим. И это очень грустно, потому что параллельно развитию IT развиваются и «IT-ёмкие» отрасли, и в их развитии видны новые очень серьёзные угрозы для «третьих стран».

Пока ещё неопределённая, но уже опасная для классической автоиндустрии, бизнес-модель Tesla, например – это уже реальная угроза. Электрокары несоизмеримо конструктивно проще классических авто. В них меньше агрегатов, эти агрегаты компактнее и технологичнее аналогов «со внутренним сгоранием» (для интереса попробуйте сравнить требующий прецизионности во всём дизельный двигатель с электромотором). Такое изменение «основы автомобиля» в сочетании с короткой предысторией и с пока скромными производственными мощностями выходящих на рынок новых компаний, а также с учётом их «дерзости» и амбиций, не может не сказаться на высокоуровневой бизнес-модели. Лет пять-десять, и картина массового производства автомобилей может радикально измениться. Проектирование кузовов может отделиться от шасси (никто этого не запрещал, как и несущие фермы вместо несущих кузовов, нюансы с жёсткостью решаемы даже больше за счёт новых методов проектирования, чем за счёт новых материалов). Могут возникнуть целые новые отрасли. То же самое можно сказать о масштабных системах, например, энергоснабжения. Smart Grid, например, – это и принципиально новые генераторы, и новые накопители энергии, и новые распределительные подсистемы. И нечто похожее можно высмотреть в сугубо потребительском секторе. Та же Google на днях объявила о более чем шести сотнях моделей Android-смартфонов, вышедших на рынок в прошлом году. Кто-то же их проектировал, от общего дизайна до каждой детальки? И кто-то проектировал технологическую оснастку для их массового производства. В то же время производство агрегатного уровня (программисты и вообще «айтишники» должны его хорошо понимать – речь идёт о том самом «повторно используемом всеми») будет максимально автоматизироваться и роботизироваться.

При таком подходе достоинства «третьих стран» (в первую очередь – низкая стоимость рабочей силы) со временем почти полностью нивелируются (иными словами – добавленная стоимость, сформированная требующими ручного труда сборочными процедурами, стремится к нулю).

В общем, как бы ни развивался «то ли кризис, то ли не кризис пресыщения», вывод один – первичная потребность в «синих воротничках» квалифицированных конструкторов будет расти. Это неизбежно (и, как это ни грустно признавать, потребность в программистах, software engineers, devops и прочих из сугубо мира IT, вторична). Но первичная потребность связана с IT. И даже не косвенно. Без ПО, системного и прикладного, без аппаратного обеспечения, удовлетворение роста этой потребности невозможно.

Вся иллюстративная часть была подчинена одному очевидному соображению – снижение стоимости вхождения в современный «мир проектирования материальных объектов» очень важно. И полезно всем (в конце концов, конструкторов надо где-то брать, они сами по себе не заводятся).

Заранее предваряя распространённый скепсис «узкоспециальные сервисы долго не живут», вспоминаю давний спор об этом. Потому привожу в качестве примера идеально узкоспециализированный клауд-сервис, ещё и с традиционными элементами соцсетей, переживший неисчислимое количество всевозможных «для всех» сервисов. ShareLaTeX живёт и здравствует уже три с лишним года. Несмотря на идеальную «специфическую ориентацию» и открытые исходные тексты реализации, его пользовательская база в середине прошлого года превысила 500 тысяч. Более того. Никто не вправе отменить очевидную гипотезу – как в пресыщенном материальном мире живучесть производителя начинает зависеть от его гибкости и адаптивности к требованиям отдельных категорий пользователей (что означает расширение продуктовых рядов с одновременным снижением тиражности каждого продукта), точно так может быть и в сугубо IT-мире, и как раз специализированные, ориентированные на конкретную категорию потребителей сервисы могут получить большой плюс к живучести.

 

Преамбула была длинной, извините. Перейдём к делу.

Джон Хирштик (Jon Hirschtick) – человек в CAD-мире легендарный. И не только в нём. Но совершенно малоизвестный за пределами этих миров. Когда-то он был одним из ведущих игроков MIT Blackjack Team, команде студентов, обыгрывавшей казино легальными методами, и готовил в ней новичков (многие видели фильм «21» с Кевином Спейси в главной роли, Джон Хирштик был приглашён почётным гостем на его премьерный показ). На покерном подсчёте карт (куда менее драматичном, чем показано в фильме) и стратегии командной игры студент MIT Хирштик сделал миллион долларов. Но интересно ему было другое. Этот интерес оформился в компанию SolidWorks. В 1993 году компания наняла команду инженеров и программистов, в 1995 году появилась первая версия SolidWorks и так о себе заявила, что через два года корпорация Dassault Systèmes купила SolidWorks за $310 миллионов. Сегодня SolidWorks – де-факто стандартная CAD-система в машиностроении, а главный герой истории, Джон Хирштик, не успокоился. И даже в одном из интервью сказал прямо – «I Want to Make CAD Fun Again».

Его новое детище – клауд-CAD Onshape.

Идея создания клаудной мощной 3D параметризованной CAD-системы, объединённой с механизмами взаимодействия инженеров-конструкторов, может показаться на первый взгляд странной. Просто потому что для CAD нужны ресурсы, трудно сопоставимые с достаточными для всевозможных классических серверных приложений. И требования у CAD-приложений совершенно другие, и характер их активности радикально отличается от всего классически серверного. Наивный подход –доступ к CAD-программе, исполняющейся ресурсами удалённой рабочей станции, с помощью какого-то фокуса на уровне буфера экрана (например, VNC), – выглядит бесперспективно, он требует очень больших затрат при создании «облака». В Onshape (изначально компания называлась Belmont Technology) решили использовать технологию WebGL – сравнительно молодой JavaScript API к реализации OpenGL ES (для встраиваемых, точнее, мобильных, систем), поддерживаемый всеми основными браузерами. К такому же решению пришли и в Autodesk буквально через год после появления первого релиза WebGL.

Упоминание о WebGL не случайно и не для красного словца – да, облачный CAD не требует таких вычислительных ресурсов, которые нужны локально исполняемой системе, но не следует обольщаться и считать его совсем уж нересурсоёмким. WebGL требователен и к производительности видеокарты, и при работе браузер любит «покушать» и ресурсы процессора, и, особенно, память.

Итак, немного конкретики об Onshape, соответствующей состоянию сервиса на момент написания этой записи. Сервис непрерывно совершенствуется и изменяется, чему способствуют не только усилия разработчиков, но и открытые API и система FeatureScript, из-за сравнительно недавнего анонса которой я и решил обо всём этом написать (о ней чуть позже).

Даже по беглому обзору меню в режиме 3D-моделирования можно сказать, что это вполне «оформившаяся» CAD-система. Здесь есть привычный набор операций, включая loft (создание гладкой поверхности, заданной или граничными контурами в разных плоскостях, или кривой пути, по которой движется контур), при этом лаконичность меню обманчива – все операции допускают одновременно дополнительные булевы (объединение, «вырезание», пересечение) с их результатом и другим 3D-телом или поверхностью. Разработчиками явно сделана ставка на увеличение возможностей операций одного класса за счёт очень развитых параметров, чем на увеличение числа разных классов операций, это надо учитывать при изучении, потому что возможностей реально несоизмеримо больше, чем видно в основном меню (например, все булевы операции допускают заданное параметризованное смещение, что превращает их в очень мощный инструмент). Интересно визуально реализован механизм выполнения операций – он требует предварительного выделения необходимых для операции объектов и при инициализации операции «очищает» экран от всего остального, оставляя видимой только эти объекты и версию результата с учётом значения параметров операции по умолчанию.

Естественно, Onshape – параметризованная система, и любой параметр всех features (не буду переводить это общепринятое в CAD слово) в истории изменений можно изменить в любой момент. Кроме того, система допускает использование переменных для задания параметров (в том числе и векторных, для 3D-объектов), и вычисляемых выражений в переменных. В целом, всё реализовано удобно и очень понятно (особенно если есть опыт работы с какой-нибудь CAD-системой).

Режим «набросочного черчения» (sketch) также вполне традиционный, со всем современным нужным набором инструментов, также параметризованный и с возможностью принудительного задания ограничений (constraints). Практически полностью идентичен возможностям локальных систем. Переход из этого режима в режим 3D-моделирования немного неожиданный, но совершенно логичный – он осуществляется автоматически по завершению редактирования (зелёная кнопка дополнительного меню), или принудительным отказом от редактирования (очевидный красный «x»).

Onshape поддерживает и сборочное проектирование. Режим сборочного проектирования специфичен, но также прост и понятен, в нём можно импортировать как своей разработки детали и тела, так и из разделённых (shared) кем-то, и из публичных общедоступных проектов. Сборочные операции более чем очевидны, терминология (например, mate connectors) детально описана в руководстве. В целом эта подсистема выглядит и ощущается «приятной» (она безоговорочно работоспособна, но в ней, как в любом продукте такого масштаба, есть нюансы, не соответствующие уровню обзорной заметки).

Результатом подписанного в апреле прошлого года долговременного соглашения о сотрудничестве между Onshape и немецкой компанией Graebert Technology стала доступность подсистемы построения чертежей из 3D-моделей. Естественно, никакой ЕСКД в наборе шаблонов для генерирования чертежей нет, только ANSI и ISO. Со сгенерированным чертежом можно работать в отдельном табе интерфейса – выбирать проекции, расставлять размеры, указывать толерантности etc, всё это очень очевидно и удобно (видимо, Graebert Technology была выбрана неслучайно). При этом подсистема формирования чертежей допускает генерацию множества их, с отдельным собственным меню выбора нужного. Само собой, при любом изменении модели достаточно нажать кнопку «обновить» в меню таба работы с чертежами – и чертёж изменится с автоматическим изменением всех расставленных на нём размеров.

Если обратить внимание на общее, независящее от выбранного таба, меню, можно увидеть две иконки, отвечающие за управление версиями проекта. Здесь всё привычное – создание версии, формирование ветвей (branches), слияние ветвей etc. Графический навигатор лаконичен и удобен.

Групповая работа. Было бы смешно, если бы её не было в клауд-CAD. Над одним проектом в реальном времени могут параллельно работать несколько конструкторов. Естественно, для поддержки такой работы предусмотрены всякие мини-чаты и комментарии, а также полезные механизмы, включающие, например, «следуй за мной» – когда несколько конструкторов работают над одним документом, они могут выбирать за кем «следовать», что даёт возможность видеть его действия в реальном времени.

С групповой работой связан и один важный элемент бизнес-модели Onshape. Пользование системой полностью бесплатно для одного конструктора. Ограничения на количество проектов, деталей в них (parts), тел, сложность сборочных моделей и число чертежей – только косвенные: суммарный объём документов не может превышать 100 MB для приватных проектов и 4,9 GB – для публичных. Больше никаких ограничений функциональности нет. Именно по этой причине я решил вообще отказаться от скриншотов - регистрация для пользования бесплатной версией требует минимальных усилий, так что все желающие могут посмотреть-попробовать всё что система может, без каких-либо ограничений.

За $100 в месяц на одного конструктора эти ограничения полностью устраняются – компанию Onshape вообще не тревожит расход дискового пространства, а функциональность системы расширяется только двумя сугубо корпоративными дополнениями – правом собственности на документы и биллингом. По-моему, такого дерзкого шага в мире CAD не делал ещё никто вообще. К этой дерзости добавляется интеграция с огромным «банком 3D-моделей» traceparts, уже работающий Onshape AppStore («пустующим» его никак не назовёшь, причём в несть есть и расширения, позволяющие соединять документы и программы сервиса с локально исполняемыми, например, с CAE системами), и, наконец, социализация конструкторов – они с помощью языка FeatureScript смогут расширять функциональность системы и публиковать собственные расширения на уровне открытых исходных текстов. И, конечно, совсем удивительное – становление FeatureScript в Onshape собираются поддержать нарушением всех канонов – открыть исходные тексты собственных реализаций всех features системы (фактически, это и есть код реальзации системы, за исключением ядра Parasolid и служебных надстроек над ним).

В качестве итога и лаконично.

Система в её настоящем состоянии полностью работоспособна и непрерывно совершенствуется (за несколько месяцев её изучения и «игрового» использования динамика изменений очень заметна). Возможности её уже позволяют выполнять коммерческие проекты, что подтверждается опытом разных компаний, включая мелкие, разрабатывающие малосерийную продукцию. Безусловно, фантастическая по меркам CAD индустрии дерзость Onshape должна сыграть свою роль - когда такое было, чтобы полноценную систему, фактически уже объединяющую CAD, PLM, PDM, с удалённым доступом к проектам со в том числе мобильных устройств, раздавали совершенно безвозмездно?. Эту систему очень дёшево совершенно легально осваивать (когда-то массовое пиратство вовлекло в ex-СССР массу старательных самоучек в мир AutoCAD, например). И в нынешнем состоянии она уже далеко не игрушечная.

Похоже, тех гипотез, с которых начиналась эта запись, придерживаюсь не я один, и Onshape делается «под заказ» растущего спроса на услуги проектирования материальной продукции. Учитывая весьма бодрое инвестирование Onshape и скорость развития проекта (скажем, в прошлом году той же loft feature в наборе функциональности ещё не было), логика рассуждений кажется достаточно убедительной.

В любом случае – замечательный проект, основанный очень интересными людьми. Ну и готовая учебная парта (а, возможно, и совершенно законный «билет в профессию») для всех желающих.

Потому ещё раз повторю – замечательный облачный проект, побольше бы таких.

+88
голосов

Напечатать Отправить другу

Читайте также

Спасибо Андрей за очень интересный обзор. Будем пробовать :)

Ощущение игрушечности какое-то.
Как полноценный инструмент конструктора - слабо видится.
А еще ощущение, что это лайт-версия Солидворкса.

Благодарствую, давно ждал подобное. Наконец-то, хоть что-то удобоваримое появилось для возможности использования в Linux.

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT