strona 2 z 3
< 1 | 2 | 3 | >

Historia komputerowych systemów
wspomagających projektowanie, wytwarzanie i analizy inżynierskie

ciąg dalszy...

W poszukiwaniu standardów wymiany...
Firmy zajmujące się opracowywaniem systemów CAD 2 i 3D zaczęły osiągać coraz większe profity. Nic w tym dziwnego, bo chociaż lata siedemdziesiąte okazały się okresem, kiedy to powstało wielu oferentów komercyjnych systemów CAD, to na początku lat osiemdziesiątych większość firm (i to nie tylko liczących się potentatów) korzystała z oprogramowania wspomagającego pracę inżynierów-projektantów, zarówno w sektorach automotive i przemyśle lotniczym, ale także elektroniki użytkowej (wtedy jeszcze często „elektryki użytkowej”) i innych. Na rynku konkurowały ze sobą takie programy, jak: Auto-Draft (opracowany przez Auto-trol), Calma, CADDS, CADAM (przejęty od Lockheeda przez IBM), IGDS (M&S Computing) i Unigraphics (firmowany przez McAuto’s, które w 1976 roku wchłonęło firmę United Computing).

Obecność na rynku i wykorzystywanie coraz większej liczby systemów spowodowało konieczność poszukiwania pierwszych standardowych formatów zapisu i wymiany danych pomiędzy różnymi systemami. Dzięki współpracy Boeinga, General Electric i NBS (z ang. Narodowe Biuro Standardów) powstał IGES – skuteczne narzędzie translacyjne, pozwalające na konwertowanie różnych zbiorów krzywych 3D, czy też powierzchni – na jeden format danych czytelny dla innych systemów. O jego popularności może świadczyć fakt, iż przyjęty wtedy format IGES stosowany jest również obecnie.

Wspomniałem o znaczeniu „hardware’u” w rozwoju i upowszechnianiu „software’u” spod znaku CAD. Nie wspomniałem o – w zasadzie pierwszym – minikomputerze, który pozwalał na swobodne wykorzystywanie ówczesnych systemów CAD, a do tego nie potrzebował specjalnych agregatów chłodzących i urządzeń zasilających – co w cale nie było wtedy regułą. Ten „popularny” komputer zaprezentowany został przez firmę DEC na początku 1980 roku pod nazwą MicroVAX . Ustanowił nowy standard stosunku jakości i możliwości do ceny. Dzisiaj moglibyśmy określić go mianem uniwersalnej stacji roboczej dla małych i średnich biur projektowych, chociaż nie jest to najlepsze porównanie – musimy pamiętać o ówczesnych realiach i sposobach budowania komputerów jako zamkniętych środowisk sprzętowych i systemowych, o nieporównywalnie mniejszej niż obecnie możliwości wymiany komponentów, podzespołów etc.

„Boom”
Tymczasem na rynku systemów CAD, firma M&S Computing zmieniła nazwę na Intergraph (1980) i pomyślnie wprowadziła na rynek nowy system CAD – IPO (1981). Kolejne powodzenie w sprzedaży odniósł InterAct (1983), który został opracowany pod kątem wykorzystania minikomputerów DEC z serii VAX i MicroVAX. Sukces, jaki odnotowano oferując jako jeden produkt sprzęt komputerowy wraz z zaimplementowanym oprogramowaniem, zmusił inne firmy do poszukiwania podobnych rozwiązań. Oczywiście nie każda poszła tą drogą, ale producent sprzętu komputerowego – Hewlett Packard – powołał własną grupę do rozwoju systemów CAD, co zaowocowało powstaniem systemu PE CAD, opracowanego właśnie na maszyny HP.

Źródło: MIT

W tym samym 1981 roku Avion Marcel Dassault powołał Dassault Systemes i... nawiązał współpracę w zakresie działań marketingowych z IBM, który zajął się tym samym sprzedażą nie tylko własnych rozwiązań (sprzętowych), ale także – oprogramowania CATIA.

W 1982 roku CATIA V1 (która tak naprawdę była w tamtym okresie w zasadzie nakładką na CADAM, pozwalającą na modelowanie 3D) trafiła do sprzedaży właśnie poprzez sieć IBM. Chciałoby się powiedzieć, iż ta owocna współpraca trwa do tej pory i nawet rozwija się nadal, ale pojawiają się pewne symptomy świadczące obecnie o jej powolnym rozwiązywaniu.

W 1981 roku na rynek CAD zawitał także „nowy gracz”, którym okazało się GE (po przejęciu CALMA).

Swoistą rewelacją okazał się dynamiczny rozwój systemów komputerowych opartych na otwartej architekturze UNIX’a. W szybkim tempie DEC (mikrokomputery VAX) utracił swoją, do tej pory niekwestionowaną pozycję lidera na rynku „stacji roboczych do zastosowań CAD”. Z rynku zaczęły wypierać go komputery serii Apollo, Sun Microsystems i Silicon Graphics. Sytuacja taka zmusiła również innych producentów sprzętu, angażujących się nie tylko w sektor CAD, do podjęcia odpowiednich działań. I to zapewne dlatego UNIX nie jest obecnie wiodącym standardem.

Koniec końców, IBM ustanowił w 1981 roku standard PC, a firma Autodesk, założona w 1982 roku, zademonstrowała pierwszy system CAD dedykowany dla komputerów klasy PC. Był nim AutoCAD (Release 1), którego premiera odbyła się w październiku 1982 roku. W ślad za nim pojawiały się kolejne: CADRA 2D CAD w 1983 roku (Adra Systems); w 1984 roku założona zostaje firma Bentley Systems i pojawia się jej słynny program MicroStation. W tym samym roku pojawia się implementacja IGDS CAD dla środowiska PC, a w 1985 roku – pierwszy system 3D dla PC – czyli CADKEY (Micro-Control Systems).

Apple wprowadza na rynek pierwszy komputer standardu Macintosh 128 (w 1984 roku), a już rok później pojawia się bardzo dobry system CAD dla tego komputera – MiniCAD, który zresztą okazał się najlepiej sprzedającym się oprogramowaniem CAD dla Mac.

UNIX się nie poddaje...
Nie zmienia to jednak faktu, iż komputery PC ustępowały możliwościami i mocą obliczeniową innym systemom minikomputerowym. Autodesk rozwijał dynamicznie swój system CAD 2D w oparciu o standardy PC, ale tylko na stacjach roboczych UNIX’a można było w pełni korzystać z możliwości modelowania bryłowego, środowiska 3D, coraz bardziej zaawansowanego renderingu. W 1981 roku Unigraphics prezentuje swój UniSolid CAD, wykorzystujący jądro PADL-2 (opracowane przez zespół Voelcker’a), a już chwilę później pojawia się kolejny modeler, Romulus B-rep (zastąpiony zresztą później przez Parasolid, znany chyba większości użytkowników systemów CAD).

Pojawienie się coraz większej ilości danych zawartych w projektach wymusiło kolejne poszukiwanie nowego standardu zapisu i wymiany danych. IGES przestał wystarczać, doszły bowiem informacje dotyczące założeń materiałowych, wykończenia powierzchni, tolerancji etc. W 1984 roku w Europie narodził się PDES (Product Data Exchange Specification), który miał określić potrzeby nowego standardu i im sprostać.

Ciekawostka:
Mimo nowych tendencji na rynku, niektóre z firm próbowały nadal rozwijać i doskonalić swoje wewnętrzne standardy systemów CAD. Przykładem może być TIGER 3D CAD Boeinga, który rozwijany był przez kilka lat od 1980 roku. Cóż z tego, kiedy w 1988 roku Boeing zakończył prace nad „swoim” systemem i oficjalnie ogłosił, iż nowy model samolotu – Boeing 777 – projektowany będzie w środowisku CATIA. Proszę pomyśleć, jaki zastrzyk finansowy uzyskały dzięki temu IBM-Dassault...

1985 rok przynosi nową wersję CATII – V2, pierwszą w pełni niezależną od CADAM. Inny francuski producent oprogramowania – Matra Datavision – demonstruje oprogramowanie Euclid-IS, system 3D łączący w sobie elementy geometrii planarnej (w celu zwiększenia szybkości operacji) i CGS⁶. Także w 1985 roku na rynek wkracza nowy dostawca systemów 3D – Parametric Technology Corp. (PTC).

Można zaryzykować stwierdzenie, że od tego momentu odnotowujemy istotną zmianę na rynku systemów CAD: następuje proces konsolidacji oprogramowania, najczęściej w wyniku przejmowania coraz większej liczby mniejszych firm przez duże podmioty.

Oczywiście, cały czas powstają nowi producenci oprogramowania CAD, ale stosunkowo szybko są oni wchłaniani przez już istniejące przedsiębiorstwa. Wspomniane przejęcie CALMA przez GE w 1981 roku, czy – CADAM przez Dassault (1986 rok) to wybrane przykłady coraz liczniejszych tego typu działań i znak nowej tendencji, utrzymującej się do dzisiaj.

Jak wyglądał rynek oprogramowania CAD w połowie lat osiemdziesiątych?
Najmocniejszą pozycję miały systemy: CADDS, IGDS i InterAct, Unigraphics, CALMA, CADAM i CATIA, I-DEAS (ten ostatni pojawił się w 1982 roku). Bardzo szybko dołączył do nich zaprezentowany w 1987 roku Pro/Engineer (PTC), pracujący pod kontrolą systemu UNIX, a po niespełna osiemnastu miesiącach od swojej premiery stał się jednym z liderów ówczesnego rynku.

Niektórzy twierdzą, że to właśnie oprogramowanie spod znaku Pro/E zmieniło oczekiwania użytkowników systemów stosunku do systemów CAD. Korzystniej niż w przypadku konkurencji wyglądał interfejs użytkownika, łatwość użycia programu i oferowana szybkość modelowania. PTC stworzyło pierwszy system CAD 3D, który nawiązywał bezpośrednio do zaprezentowanej 20 lat wcześniej idei Ivana Sutherlanda i jego rewelacyjnego w swoim czasie Sketchpada. To właśnie w Pro/E pojawiły się ikony odpowiadające konkretnym poleceniom, rozwijane menu wykorzystujące UNIX-owy system okienek, interaktywne pola wyboru, „pop-up” i inne. Niestety
(z punktu widzenia PTC), inne strony programu okazały się nie tak mocne, jak u konkurencji. Jakość krzywych 3D nie była aż tak wysoka, podobnie funkcje modelowania powierzchniowego nie okazywały się równie skuteczne; dodatkowo problemem była wymiana danych pomiędzy innymi systemami. Wszystko to sprawiło, iż rozwój i ekspansja Pro/E na rynku nie były aż tak dynamiczne, jak zapewne mogłyby być, gdyby lepiej dopracowano słabe strony systemu. Pro/E był liderem, ale... jednym z wielu.

Tak czy inaczej, 3D stało się faktem. A kolejnym kamieniem milowym okaże się wprowadzenie systemu Windows NT na platformy PC i prezentacja pierwszego programu CAD 3D dla tego środowiska przez młodą, założoną w 1993 roku firmę SolidWorks. Reakcja rynku była podobna, jak kilka lat wcześniej na wprowadzenie Pro/Engineer.

Wyzwanie dla producentów sprzętu
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na komputery o rosnących możliwościach obliczeniowych przy utrzymaniu relatywnie niskiej ceny zakupu, rozpoczęła się między producentami sprzętu prawdziwa batalia, w której mierzyły się takie uznane marki, jak Apollo Computers (czy ktoś z Państwa o niej słyszał?), Sun Microsystems, SGI, HP, DEC i IBM. W 1987 roku pozycję lidera utrzymywał IBM, na II miejscu uplasował się DEC, trzecie przypadło w udziale Apollo Computers.

Stan taki utrzymał się do 1989 roku (wydaje się, że to było wczoraj, a upłynęło zaledwie... hmm... dwadzieścia lat!), kiedy to HP przejął firmę Apollo i przesunął się na drugie miejsce, zaraz po IBM. Pojawiły się pierwsze procesory RISC, a także wyspecjalizowane karty graficzne przeznaczone do realistycznego fotorenderingu w środowisku 3D. HP i Sun umocniły swoją pozycję producentów stacji roboczych ogólnego zastosowania, synonimem stacji graficznej stały się komputery spod znaku SGI, a DEC poszukiwał sposobów na odzyskanie swej doskonałej (na początku lat 80.) pozycji...

reklama

Recesja końca lat 80. sprawiła, że ceny oprogramowania musiały ulec kolejnej obniżce, co odbiło się na kondycji finansowej tych producentów, którzy już wcześniej powoli zaczęli tracić swoje udziały w rynku. I tak na początku kolejnej dekady, spośród liczących się firm pozostały w zasadzie Dassault Systemes (CATIA), Parametric Technology (Pro/E), MDC (Unigraphics) i SDRC (I-deas).

A co z Computervision i CALMA? Zostały przejęte w 1988 roku przez Prime Computer, doprowadzone do skraju bankructwa i wraz z Intergraphem podzieliły los tych producentów, którzy nie wykorzystali swojej szansy i nigdy już nie odzyskały raz utraconej pozycji... Pojawiło się natomiast miejsce dla nowych „graczy”. A twórcy oprogramowania nie tracili czasu i doskonalili swoje produkty, bardzo często za wzór przyjmując rewolucyjne rozwiązania, którymi cały czas mógł chwalić się Pro/E.

Użytkownicy systemów CAD 3D mieli okazję przekonać się, jak wygodnie można pracować w oferowanym przez oprogramowanie spod znaku PTC środowisku, zwłaszcza z interfejsem użytkownika, a także jak szybko odbywa się w nim modelowanie 3D. Ale to w oczywisty sposób stymulowało konkurencję do poszukiwania podobnych (lepszych) rozwiązań. Rozwiązań potrzebnych „na już”, zwłaszcza, że wielu użytkowników w oczekiwaniu na nowe wersje używanych przez nich systemów wstrzymywało się z zakupem.

Ale rynek zdążył już okrzepnąć, a konsekwencją presji związanej z koniecznością przyspieszania procesów produkcyjnych, dywersyfikacji oferowanych wyrobów i jednoczesnej redukcji kosztów, było zainteresowanie oprogramowaniem CAD ze strony praktycznie wszystkich liczących się wytwórców, nie tylko z sektora lotniczego, motoryzacyjnego, czy budowy maszyn. Również coraz więcej średnich i małych przedsiębiorstw decydowało się na zakup kolejnych licencji lub stanowisk.

Wielcy konsekwentnie starali się realizować strategię odejścia od tradycyjnych technik projektowania (desek kreślarskich), czego idealnym przykładem mogą być działania Boeinga, realizującego wszystkie swoje projekty w CATIA, eliminując wiele błędów już na wczesnych etapach projektowania, co przekładało się na redukcję kosztów i szybkość wdrożenia nowych rozwiązań.

Sukces Boeinga sprawił, iż wiele firm z branży zdecydowało się iść w jego ślady, nie tylko rezygnując z papierowej dokumentacji sensu stricte, ale przede wszystkim – opierając swe działania na oprogramowaniu oferowanym przez jednego producenta, unikając tym samym problemów wynikających z pracy nad tym samym projektem w różnych systemach CAD.

Sonda. Odcinek pt. „CAD” cz. 2 z 3 dostępna na kanale YouTube

Dla zaznajomionych z tematem może się wydać, iż takie podejście było pierwszym krokiem w kierunku stworzenia podstaw dla rozwiązań PLM i można powiedzieć, że niewiele się mylą, chociaż źródeł PLM należy szukać akurat w przemyśle motoryzacyjnym, oczywiście także tym zza oceanu, ale to inna historia, którą podejmiemy we właściwym czasie i miejscu. W każdym razie, to m.in. Mercedes-Benz, Chrysler, Renault i Honda, podobnie jak Boeing, zdecydowały się na CATIA. A wracając do „budowniczych samolotów”, GE Aircraft Engines i Pratt & Whitney wdrożyły system Unigraphics. Przykłady z innych sektorów? Proszę bardzo, Caterpillar pozostał przy Pro/E.

Zmian własnościowych wśród producentów oprogramowania, na początku tej dekady w zasadzie nie było, nie licząc faktu, iż z końcem 1991 roku Unigraphics został przejęty przez EDS (Electronic Data Systems Corp.). Natomiast zatrzęsły się firmy (Computervision i Intergraph), które tradycyjnie dostarczały wyspecjalizowane oprogramowanie na dedykowane, specjalnie dla CAD stworzone platformy sprzętowe. Przestały się już liczyć minikomputery, a UNIX zaczął być wyznacznikiem standardu dla CAD. Użytkownicy poszukiwali tańszych rozwiązań, nie wymagających inwestycji w drogi specjalistyczny sprzęt, co było o tyle uzasadnione, iż samo oprogramowanie do tanich także przecież nie należało. Teoretycznie już wtedy można było przewidzieć, co będzie po Unixie.

I tak do 1993 roku rynek systemów CAD podzielił się z jednej strony na dostawców „tańszych” rozwiązań – tutaj należy wymienić IBM-Dassault Systemes (CATIA), EDS-Unigraphics (Unigraphics) i PTC (Pro/E), a zaraz za nimi SDRC (I-deas), a z drugiej strony – na gigantów poprzednich dwóch dekad: Computervision (CADDS), który odłączył się od Prime Computer po upadku tego ostatniego w 1992 roku i Intergraph (I/EMS); firmy z drugiej grupy już nie odbudowały swej pozycji, utraconej jak się okazało na zawsze.

Ale i tym, którzy „przetrwali”, nie było łatwo. Ich produkty stawały się do siebie coraz bardziej podobne – w sensie oferowanych funkcjonalności i możliwości. Każdy z nich pozwalał na szkicowanie, operacje na węzłach, oferował użytkownikom modelowanie bryłowe, drzewa historii operacji, powierzchnie NURBS i oczywiście interfejs bazujący na okienkach. To, w jaki sposób zachęcić użytkowników do wyboru właśnie tego, a nie innego oprogramowania, stanowiło klucz do osiągnięcia sukcesu na rynku. Ale na tym nie kończyły się problemy dostawców oprogramowania. Możliwości modelowania w 3D oparte były na jądrach obliczeniowych b-rep: na ACIS (Spatial Technology), Parasolid (EDS-Unigraphics) i Designbase (Ricoh).

Wspomniane firmy udostępniały licencje obejmujące nie tylko jądra 3D b-rep, ale także kompletne biblioteki, możliwe do zaimplementowania do istniejących rozwiązań CAD, co znacząco wpływało na podniesienie ich możliwości. Polityka cenowa była bardzo agresywna (równanie w dół, do granic opłacalności), co sprawiło, że nawet najmniejsi producenci systemów CAD mogli w końcu pozwolić sobie na integrację funkcji modelowania bryłowego 3D z oferowanymi przez nich rozwiązaniami.

Dość powiedzieć, iż modeler ACIS, mimo swych ograniczeń w stosunku do np. Parasolid, cieszył się dużą popularnością i sprzedawany był błyskawicznie; Spatial w 1993 roku dysponował listą ponad 70 producentów rozwiązań 3D CAD, bazujących na jego kodzie. Wśród nich najsłynniejszym był... Autodesk.

Skoro jesteśmy przy Autodesku i w pierwszej połowie lat 90., warto wspomnieć, iż korzystając z rosnącej fali popularności komputerów klasy PC, Autodesk stał się w 1992 roku dostawcą nr 1 oprogramowania 2D, z przychodami sięgającymi 285 milionów dolarów (o połowę więcej, niż pozostali rynkowi gracze). Autodesk zdecydował się na nabycie modelera ACIS od firmy Spatial już w 1990 roku i cztery lata później mógł z dumą ogłosić, iż sprzedał ponad milion licencji AutoCAD 2D i że wprowadza wersję 13, oferującą już możliwości modelowania 3D w oparciu o ACIS.

I właśnie wtedy nastąpiło coś, co kolejny raz (podobnie jak w przypadku wzrostu popularności platform UNIX) zrewolucjonizowało rynek CAD: Intel wprowadził do sprzedaży pierwsze procesory 32-bitowe Pentium, a Microsoft zaprezentował swój 32-bitowy system operacyjny dla pecetów, jakim było oczywiście Windows NT, przez ładnych kilka lat stanowiące klasę samą w sobie.

I w tym samym roku firmy oferujące swoje modelery 3D przedstawiły ich kolejne wersje, dostosowane właśnie do pracy w środowisku Windows NT.

Co to oznaczało? Mniej więcej tyle, że „o ile wcześniej trzeba było lat i milionów dolarów, by wprowadzić i rozwijać systemy CAD 3D, to od tej pory ich opracowywanie, rozwijanie i wdrażanie można było przeprowadzić w czasie krótszym niż rok, dysponując stosunkowo niewielkim budżetem”*. A to oznaczało, iż systemy te powinny być relatywnie tanie.

W 1993 roku taką drogę obrał niewielki i mało znany producent oprogramowania, opracowując od podstaw pierwszy system CAD oferujący pełen zakres możliwości 3D w środowisku Windows. Był nim SolidWorks...

< wróć do poprzedniej                                                                                                              czytaj dalej >

strona 2 z 3
< 1 | 2 | 3 | >

Całość artykułu, wraz z dodatkowymi materiałami,
dostępna w wydaniu PDF – nr 7(8)2009

powrót do początku strony | powrót do strony głównej