Autodesk Inventor Series — проблемы выбора не существует!

Андрей Серавкин

Критерии выбора САПР

Autodesk Mechanical Desktop

Autodesk Inventor

Autodesk Inventor Series: идеальное решение

Использование Mechanical Desktop для создания деталей со сложными поверхностями (NURBS)

Использование Autodesk Inventor для создания объемных сборок и проектирования отдельных деталей в контексте сборки

Какой метод выбрать?

Выход новой линейки программных продуктов всегда порождает массу слухов, пересудов и недоуменных вопросов: «А что со старым продуктом?», «Его больше не будет?» и т.п. Не стал исключением и выпуск Autodesk Inventor — новейшего программного продукта трехмерного машиностроительного проектирования от компании Autodesk. Его появление сопровождалось огромным количеством «новостей» из различных источников (кроме компании-разработчика) о том, что другая машиностроительная САПР Autodesk — Mechanical Desktop — прекращает свое существование. Так ли это?

На протяжении двух лет после выхода в свет Autodesk Inventor представители компании-разработчика опровергали эти слухи, а в феврале этого года появилось очередное подтверждение того, что Mechanical Desktop и впредь будет существовать и развиваться, по крайней мере в ближайшем будущем. Давайте выясним, что такое Autodesk Mechanical Desktop и Autodesk Inventor, в чем состоят преимущества и недостатки этих систем, сложен или очевиден выбор между ними.

Критерии выбора САПР

Каким образом выбирать (или сравнивать) системы САПР? Критериев здесь очень много, и они очень сильно зависят от конкретной ситуации — от решаемых задач, их сложности и объема, от квалификации специалистов и финансовых возможностей предприятия. Если же рассматривать общий случай, то основными критериями выбора будут следующие:

1. Функциональные возможности системы. Этот критерий напрямую связан с решаемыми предприятием задачами. Современные системы САПР принято подразделять на три уровня: легкие, средние и тяжелые, то есть высокого уровня. Правда, рамки такого деления давно уже размылись, но право на существование подобная классификация имеет. Легкие системы ориентированы на выпуск рабочей документации и работают, как правило, в двухмерном пространстве. Сейчас это наиболее распространенные системы САПР, поскольку рабочая документация по-прежнему является результатом конструкторской проработки изделия, а разработка и оформление рабочей документации занимают в конструкторской подготовке производства значительную часть времени. Системы следующего класса нацелены на задачи трехмерного уровня и выступают в роли базовых систем, дополняемых разнообразными приложениями. Задачи, решаемые системами этого класса, очень разнообразны, а функциональные возможности позволяют проектировать сложные детали и достаточно крупные изделия. Эти системы уже весьма популярны как на мировом, так и на российском рынке. С их помощью готовят и анализируют виртуальные модели изделий, создают программы для станков с ЧПУ. Они удобны в использовании, наглядно представляют будущее изделие, но имеют ряд ограничений и по объему изделия (который принято исчислять в количестве компонентов, входящих в изделие), и по скорости расчета сложных моделей деталей. Системы высокого уровня непросты в изучении, зато обладают гораздо большими возможностями расчета и могут работать с изделиями больших объемов. Как правило, такие системы представляют собой комплексы, предлагаемые одним разработчиком и построенные по модульному принципу. Модули являются дополнениями к основному ядру, добавляющими специализированные средства (инженерный анализ, оснастка, ЧПУ и т.д.). Имеются также дополнительные приложения, встраиваемые в среду тяжелых систем.
2. Фирма, представляющая систему, и инсталлированная база данной системы. Эта характеристика является показателем сервиса, на который может рассчитывать заказчик в случае приобретения пакета. Название фирмы, состав команды разработчиков, качество службы технической поддержки, представительская сеть (дистрибьюторы, дилеры, учебные и системные центры) — все это показатели того, кто и как часто будет с вами работать, помогая в разрешении возникающих вопросов, сообщать, будут ли выходить новые версии продукта и появятся ли новые возможности... Инсталлированная база данной системы (количество проданных рабочих мест), во-первых, свидетельствует о способности пакета решать поставленные задачи (ведь такие инструменты выбирают не просто под влиянием рекламы), а во-вторых, позволяет вам в вашей или смежной с ней отрасли найти коллег, уже работающих с этой системой.
3. Интерфейс и удобство использования. Этот критерий во многом определяет, как быстро новый пользователь адаптируется к системе, сложно ли будет перейти на нее. Современные требования в этом направлении, как правило, ориентированы на продукты компании Microsoft — Windows и Microsoft Office. Причина очень проста: Windows — доминирующая операционная система, а Microsoft Office — наиболее популярный пакет для оформления документов, в котором работают миллионы пользователей. Система не должна сбивать с толку пользователя Windows непонятными кнопками и кустарными меню.
4. Локализация и соответствие стандартам. В нашей стране это один из наиболее важных критериев. Выбор системы САПР во многом зависит от того, есть ли у нее русскоязычный интерфейс и документация на русском языке. Кроме того, важна возможность выпуска документации в соответствии с ЕСКД, а также в соответствии с мировыми стандартами: ISO (международный), ANSI (американский), DIN (немецкий), так как многие из наших предприятий работают с зарубежными коллегами и заказчиками.
5. Специализированные приложения. Если вам необходимо решать особые задачи (например, проектировать изделия из пластмасс или тонколистового материала, анализировать модель или готовить программы для станков с ЧПУ), понадобятся дополнительные модули или приложения сторонних разработчиков. Наличие таких приложений позволит в будущем расширить спектр задач, решаемых на вашем предприятии с помощью автоматизированных средств.
6. Системные требования и совместимость с периферийным оборудованием. Несмотря на то что за последние годы компьютеры значительно подешевели, перед предприятием, решившим приобрести систему САПР, все равно встает вопрос: надо ли производить обновление компьютерной техники или можно использовать уже существующее железо. Другие немаловажные вопросы: можно ли на имеющемся плоттере нормально напечатать документ из данной системы, можно ли работать с планшетом и т.д.
7. Стоимость. Цена решения всегда играет существенную роль, хотя и напрямую зависит от предоставляемого разработчиком набора функций и сервиса. Поэтому выбор решения зависит от стоящих перед предприятием задач и от его финансовых возможностей.

В этой статье речь идет о системах среднего уровня: Autodesk Inventor и Autodesk Mechanical Desktop. Рынок систем такого класса переживает сейчас настоящий бум. Удобство трехмерного проектирования, концептуальной проработки изделия, возможность его анализа и прямой выход на станки с ЧПУ дают значительные преимущества в конструкторской подготовке производства, проработке вариантов изделия — и это почувствовали уже многие предприятия.

Кроме того, это системы одного производителя — компании Autodesk, всемирно известного разработчика САПР, занимающего одну из первых строк в мировой табели о рангах производителей программных продуктов. Среди достижений этой компании — тысячи компаний-партнеров и десятки миллионов обученных пользователей. Компания Autodesk является стратегическим партнером Microsoft, обеспечивает максимальное соответствие своих продуктов современным требованиям интерфейса и операционной системе Windows, а также высокую совместимость с другими программными продуктами и периферийным оборудованием.

Оба продукта находятся в одной ценовой категории, поэтому сравнивать Autodesk Inventor и Autodesk Mechanical Desktop мы будем по четырем критериям:

• функциональные возможности, предоставляемые системой;
• интерфейс и удобство использования;
• соответствие стандартам;
• адаптация и специализированные приложения.

Autodesk Mechanical Desktop

Mechanical Desktop — результат логичного развития всемирно известного AutoCAD, именно AutoCAD был положен в основу Mechanical Desktop. Появившись в 1995 году, Mechanical Desktop не был похож на отдельный продукт, поскольку состоял из трех модулей: проектирование деталей, проектирование поверхностей и проектирование сборок. С тех пор прошло семь лет, и теперь Mechanical Desktop уверенно возглавляет рейтинг продаж систем среднего уровня: эту систему выбрало более 300 тыс. пользователей. (Для справки: ближайший конкурент Mechanical Desktop — SolidWorks, также появившийся в 1995 году, — отстает почти вдвое: у него 160 тыс. пользователей.)

Mechanical Desktop — это полностью интегрированный продукт трехмерного параметрического твердотельного проектирования. Система хорошо сбалансирована и предлагает решение задач в различных направлениях. Во-первых, вас никто не заставляет работать только в 3D: двухмерные и трехмерные инструменты можно комбинировать. Во-вторых, для создания трехмерных моделей можно использовать существующие двухмерные чертежи AutoCAD, что немаловажно для предприятия, работающего не первый год.

Функциональные возможности Mechanical Desktop по-прежнему обеспечивают решение трех основных задач: проектирования деталей, проектирования сборок, выпуска чертежей, ассоциативно связанных с моделью, а также создание разнесенных схем (карт сборки) и моделирование поверхностей.

Команды проектирования, скорость их работы, возможности создания геометрии можно долго сравнивать и спорить до хрипоты, в какой системе они реализованы лучше. Достаточно сказать, что Mechanical Desktop — это традиционная параметрическая система, позволяющая спроектировать изделие практически любой геометрической сложности (примеров, даже в отечественном производстве, очень много: авиационные и ракетные двигатели, оборудование и элементы судов и подводных лодок, станки, военная и гражданская техника, пресс-формы, изделия народного хозяйства…).

В этом отношении пакет не хуже, но, наверное, и не лучше других САПР. Присутствуют все инструменты проектирования деталей и сборок, свойственные последним версиям трехмерных САПР, в том числе булевы операции и комбинации из твердотельного и поверхностного моделирования, что позволяет создавать детали, имеющие сложную геометрическую форму (NURBS-поверхности). Очень неплохо реализовано оформление рабочей документации, которое позволяет создавать чертежи в полном соответствии с ЕСКД и комбинировать параметрические виды, ассоциативно связанные с моделью, с обычными чертежами, созданными средствами AutoCAD.

Однако надо сказать, что наличие традиционных возможностей пакета не всегда является достоинством. Mechanical Desktop практически не поддерживает проектирование в контексте сборки. Эта возможность, появившаяся в последних версиях САПР среднего уровня, обеспечивает создание новых деталей на основе уже существующих в сборке, то есть используются их контуры, поверхности, расстояния между ними в качестве вспомогательных элементов и параметров построения. Другой недостаток, который, впрочем, присущ большинству систем среднего класса, — достаточно жесткие ограничения по количеству компонентов, входящих в модель. Исходя из опыта работы замечу, что, как только модель достигает барьера в 3-5 тыс. компонентов, увеличение доступных ресурсов компьютера практически не влияет на производительность системы.

Неоспоримыми достоинствами Mechanical Desktop можно назвать:

• конструкторские расчеты и огромная база стандартных деталей согласно 18 стандартам, среди которых есть и ГОСТ. С помощью Mechanical Desktop можно посчитать и отрисовать профиль кулачка, ременные и цепные передачи, болты, подшипники, профили. В состав пакета входит даже проверочный конечно-элементный анализ деталей. Поэтому Mechanical Desktop — это действительно удачное решение для проектировщика;
• большой выбор специализированных приложений и лучшие инструменты адаптации пакета. Если вам предстоит решать какую-то специализированную задачу, связанную с машиностроением, то, скорее всего, вы найдете нужное вам приложение к Mechanical Desktop. А инструменты адаптации и прикладного программирования (такие же, как в AutoCAD: Lisp, VBA, C++) позволят создавать собственные приложения и подстраивать пакет для решения ваших индивидуальных задач.

Таким образом, Mechanical Desktop — это добротно сделанный пакет трехмерного моделирования. Он идеально подойдет тем, кто хочет из среды AutoCAD перейти к трехмерному проектированию. Система позволяет решать широкий спектр задач и имеет множество разнообразных приложений для специализированных областей (проектирование оснастки, деталей из тонколистового материала, конечно-элементный анализ, анализ динамики и кинематики, анализ литья пластмасс и т.д.). Но Mechanical Desktop работает в традиционном стиле, что накладывает ряд ограничений, касающихся как объема проектируемого изделия, так и возможностей проектирования в контексте сборки.

Autodesk Inventor

Autodesk Inventor — очень молодой пакет, ему чуть больше двух лет. Но это не делает его менее серьезным решением: при его разработке был учтен 17-летний опыт компании Autodesk и было получено 18 патентов. Еще не создана никакая другая система, в которой было бы столько кардинальных нововведений. Inventor оказался передовой системой — как по технологиям, примененным в процессе ее создания, так и по технологиям проектирования изделий, которые были реализованы разработчиками.

Графическая система Inventor поражает быстротой и удобством. Inventor так же, как и Mechanical Desktop, с успехом решает задачи твердотельного проектирования деталей, сборок, выпуска конструкторской документации, причем с ее помощью эти задачи решаются гораздо быстрее и удобнее.

Разработчики не случайно предложили для этого пакета девиз «Производительность за один день». Вполне возможно всего за один день научиться работать с программой, начать решать реальные задачи проектирования отдельных деталей и узлов (все изделие за такой срок, конечно, никто спроектировать не сможет) и выпустить КД. Кроме того, разработчики Inventor поставили во главу угла именно проектирование в контексте сборки. Autodesk называет этот инструмент адаптивной технологией. Столь широкие возможности впервые появились именно в Autodesk Inventor.

Представьте себе, что с помощью программы вы можете просто заимствовать контур сопрягаемых поверхностей и создать прокладки и крышки, полностью совпадающие с контурами корпуса… А если эти контуры меняются, то соответственно меняется и конфигурация сопрягаемых деталей. И все это — без использования формул, параметров, вспомогательных таблиц! Или перед вами стоит другая задача — например проектирование тяги между двумя разнесенными элементами механизма. Что делать, если вы не знаете длину тяги? Или если в ходе проектирования поменяется расстояние между элементами механизма? При традиционном решении подобных задач вам потребуются параметры, формулы, таблицы вариантов. Inventor предлагает адаптивность. С изменением окружения адаптивная тяга сама изменит свою длину, а при необходимости изменятся и диаметр ее сечения и конфигурация. Это примеры двух небольших задач; бывают задачи куда большей сложности — например моделирование операции по подъему атомохода «Курск», проведенное с помощью Inventor норвежскими специалистами.

Не оставили разработчики пакета без внимания и эскизный проект: ведь не всегда возможно сразу разработать конкретную деталь «в теле», с указанием всех мелочей. Гораздо полезнее бывает посмотреть, как ее эскиз смотрится в масштабе всего изделия, как он будет двигаться и взаимодействовать с другими компонентами.

Что касается проектирования деталей, то помимо работы в контексте сборки следует обратить внимание на две интересные возможности: на создание собственных параметрических библиотек деталей или конструктивных элементов и на встроенный модуль тонколистового проектирования.

Inventor — лидер в области работы с изделиями большого объема. Среди систем среднего уровня это первый пакет, который перешагнул рубеж в 10 тыс. компонентов и сейчас приближается к цифре 15 тыс. Достигается это опять же благодаря эффективной работе математического и графического ядра программы.

Еще одно преимущество — работа с данными, накопленными в формате DWG: чертежами AutoCAD и моделями Mechanical Desktop. Inventor позволяет использовать чертежи AutoCAD для создания на их основе параметрических чертежей (при редактировании не обязательно создавать трехмерную модель) и трехмерных моделей, а также просто в качестве подложки. Модели Mechanical Desktop могут использоваться в качестве готовых деталей и узлов или транслироваться в файлы Inventor!

«Что ж, — справедливо усомнитесь вы, — у этого пакета вообще нет недостатков?» Недостатки есть, да и как их может не быть в столь молодой системе (впрочем, они встречаются в любом программном продукте, даже в Windows). Каково же слабое место Inventor? Это поверхностное моделирование: Inventor работает только с линейными поверхностями и не предоставляет средств для создания NURBS-поверхностей, хотя и допускает возможность их импорта. Что касается приложений, то здесь ситуация изменилась в корне: появились прикладной программный интерфейс, приложения для конечно-элементного анализа, ЧПУ, специализированных областей проектирования. А тот факт, что Autodesk выпустила шесть версий пакета (новейшая версия — 5.3) всего за два года, говорит о том, что слабые стороны пакета очень быстро перестанут быть таковыми.

Напоследок еще один аргумент в пользу Inventor. Это первый пакет, который Autodesk поставляет, используя практику годовой подписки. Имея такую подписку, вы бесплатно получаете в течение года все новые версии продукта. Отечественные пользователи Autodesk Inventor 2, например, были приятно удивлены, получив от Autodesk в течение года 3-ю, 4-ю и даже 5-ю версии пакета.

Итак, Autodesk Inventor — это продукт, прекрасно подходящий для решения задач проектирования сложных изделий объемом до 15 тыс. компонентов. Инновационные технологии, реализованные Autodesk, предусматривают проектирование в контексте сборки, проработку изделия на концептуальном уровне. И конечно, разработчики обеспечили возможность использования данных, накопленных в формате DWG, что делает Inventor идеальным решением как для новых пользователей, так и для пользователей AutoCAD, Mechanical Desktop, а также других САПР. Единственный серьезный минус Autodesk Inventor — отсутствие поверхностного моделирования с использованием NURBS.

Autodesk Inventor Series: идеальное решение

Новое предложение от Autodesk — Autodesk Inventor Series. Так называется комплект из двух замечательных САПР — Autodesk Mechanical Desktop 6 Power Pack и Autodesk Inventor 5.3. Это самые последние версии продуктов, о которых было рассказано ранее.

В чем преимущество такого подхода компании к продвижению своих продуктов на рынке? С одной стороны, пользователь может сам выбрать наилучшее для него решение — одно из трех: Mechanical Desktop, Inventor или комбинация двух продуктов. При этом надо учитывать, что стоимость решений практически одинакова. С другой стороны, пользователю предлагается удобное технологическое решение Inventor + Mechanical Desktop, которое позволяет решить практически любую машиностроительную задачу.

Собственно говоря, речь идет об обычном взаимодействии Mechanical Desktop (и AutoCAD, который в него входит) и Autodesk Inventor. Каким образом это взаимодействие может осуществляться? Вариантов достаточно много, но наиболее удобны следующие два метода.

Использование Mechanical Desktop для создания деталей со сложными поверхностями (NURBS)

Метод позволяет выполнять все основные проектные работы в среде Autodesk Inventor. Это может быть и проектирование отдельных деталей с последующей сборкой (проектирование снизу вверх), и проектирование в контексте сборки (проектирование сверху вниз).

Mechanical Desktop используется в качестве вспомогательного инструмента в следующих случаях:

• детали со сложными поверхностями полностью проектируются в среде Mechanical Desktop, а затем подключаются к сборке Inventor в качестве готовых компонентов. Mechanical Desktop в этом случае полностью берет на себя создание и редактирование деталей с NURBS-поверхностями;
• из всего богатого инструментария Mechanical Desktop используется только раздел поверхностного моделирования для создания NURBS-поверхностей. Далее эти поверхности импортируются в Inventor (в формате IGES), где используются для формирования сложных поверхностей деталей Inventor.

Использование Autodesk Inventor для создания объемных сборок и проектирования отдельных деталей в контексте сборки

В данном случае основной системой является Mechanical Desktop. Эта программа берет на себя проектирование большинства деталей, отдельных узлов изделия, а Autodesk Inventor используется в узких местах (проработка сборки всего изделия, самых ответственных узлов и деталей, которые удобнее всего разрабатывать в контексте сборки, с привязкой к окружению). Кроме того, Inventor позволяет решить такие задачи, как визуализация работы механизмов, разработка последовательности и карты сборки, создание анимационных роликов работы изделия и процесса его сборки и разборки.

Одна из самых важных задач — выпуск чертежей — может решаться как в Autodesk Inventor, так и в Mechanical Desktop, но следует помнить, что чертежи готовых моделей можно передавать для дооформления в «обычный» AutoCAD или AutoCAD LT, что сэкономит время конструкторов, работающих в «трехмерке». Да и стоимость того же AutoCAD LT в 7-8 раз меньше стоимости трехмерных САПР.

Какой метод выбрать?

Однозначно ответить на этот вопрос может только сам пользователь. Ему выбирать и инструмент, и технологию работы. Но уже сейчас ясно, что Autodesk Inventor Series устроит и новых пользователей, только приступающих к работе в трехмерном пространстве, и пользователей AutoCAD, и даже пользователей конкурирующих решений. Так что в заключение можно сказать следующее: Autodesk Inventor Series — идеальный вариант для предприятий, которые остановили свой выбор на системах среднего уровня. Это решение позволяет взять самое лучшее от двух продуктов одного из лидеров машиностроительного рынка САПР. Комбинируя средства Autodesk Mechanical Desktop и Autodesk Inventor, проектировщики смогут создавать детали любой сложности, а новаторские технологии Autodesk Inventor обеспечат сборку моделей изделий объемом более 15 тыс. компонентов. Использование одного формата сохранения данных (DWG) позволит организовать коллективную работу над проектом и обеспечить наследование чертежей, созданных в более ранних версиях систем САПР от компании Autodesk. Таким образом, Autodesk Inventor Series — одно из лучших решений в области машиностроительного проектирования!

«САПР и графика» 6'2002