Revista >> Ianuarie - Februarie 2021 [Nr. 231] >> IT&C

Piața software-urilor CAD

Mircea Badut

15 Februarie 2021

Spuneam mai devreme că nu putem folosi eclusiv criteriul dimensiunii întreprinderii beneficiare pentru a face corespondenţa cu clasificarea financiară a software-urilor CAD. (Vedeţi caseta.) Mai mult, vom observa că în piaţa CAD conceptul ‘IMM’ nu operează grozav în disocierea soluţiilor: există situaţii de firme mici care se pot descurca cu un software cvasi-gratuit (precum Microsoft Visio), dar şi cazuri în care firma trebuie să cumpere o licenţă de sorginte IntelliCAD. Însă, după criteriile noastre, tot IMM se numeşte şi un fabricant mic dar serios de utilaje agricole, care probabil că va recurge la o soluţie MCAD din clasa ‘mid-range’. Dar poate că argumentul cel mai clar privind ne-biunivocitatea dintre dimensiunea întreprinderii şi preţul software-ului este dat de mulţimea de situaţii în care întreprinderea mare foloseşte, pe lângă soluţia high-end nucleu, şi o mulţime de soluţii entry-level şi mid-range, indiferent că acea întreprindere este una constructoare de automobile/avioane/vapoare sau o renumită firmă de arhitectură.

Pe orizontală: soluţii specializate pe domenii
Se zice că primele aplicări de grafică computerizată au fost (prin anii ‘60) de natură cartografică, deci un embrion de GIS (sisteme informatice geografice), şi doar ulterior s-a experimentat desenul tehnic asistat de calculator. Oricum, spre sfârşitul secolului/mileniului trecut copilăria CAD-ului se încheiase şi deja existau o mulţime de software-uri specializate strict pe domenii. Într-o anumită privinţă se poate spune că maturizarea a însemnat trecerea de la proiectarea 2D la modelarea 3D. Şi aceasta pentru că modelarea tridimen-
sională a entităţii proiectate nu se poate face eficient într-un cadru general, ci trebuie abordată în conformitate cu regulile, normele şi practicile disciplinei de care aparţine acea entitate. (Da, un software CADD poate fi folosit aproape în orice domeniu, până la un anumit nivel, iar după acel nivel familia software va avea un nume specific: MCAD, BIM, Plant Design, ECAD, GIS, etc.)

În cele ce urmează vom spicui, pentru fiecare domeniu de specializare CAD identificat, o serie de soluţii software.
♦ MCAD – Mechanical CAD. Denominarea ‘mecanic’ nu se referă aici doar la proiectarea de piese şi produse mecanice (adică la agregate/maşini/echipamente cu componente în mişcare), ci la mai mult. Deşi MCAD vizează în primul rând producătorii de automobile şi de nave, aceleaşi software-uri se pot folosi şi la proiectarea de maşini de spălat şi de călcat, la uscătoare de păr, la frigidere, la rachete de tenis, la carcase de laptop-uri şi la mouse-uri. Deci la mai toate reperele care se fabrică în producţie de serie (compuse din piese de material plastic sau din metal). Mai mult, şi echipamentele cu care se fabrică toate acestea se concep la rândul lor cu un software MCAD (scule, unelte, matriţe, strunguri, freze, imprimante 3D, etc). De fapt, ne-ar fi destul de greu să găsim în jurul nostru vreun obiect a cărui concepere să nu fi trecut printr-un MCAD.

La rândul lor, soluţiile acestea se întind de la un entry-level (neechivalent celui de la CADD), cu reprezentanţi precum DesignSpark şi AlibreDesign, apoi staţionează la clasicul mid-range cu software-uri de genul Autodesk Inventor, Solid Edge, SolidWorks, PowerShape, şi culminează cu soluţii precum CATIA, NX (Unigraphics) şi PTC Creo.

La capitolul MCAD este aproape imperativ să amintim şi cele două domenii de specializare adiacentă: CAE şi CAM.
➜ Computer-Aided Engineering se referă la analizele pe care le derulăm pentru a afla dacă produsul proiectat se comportă corespunzător la solicitări mecanice, cinematice, termice, electromagnetice, optice sau de dinamica fluidelor. Aici avem o mulţime de soluţii de la furnizori consacraţi, precum ANSYS, COMSOL, MacNeal-Schwendler Corporation (MSC Nastran, ADAMS), Dassault Systemes, Siemens PLM, SRAC, Zemax, ş.a.. Dar cu adevărat interesant în şirul analizei noastre este faptul că multe dintre software-urile MCAD conţin integrate module CAE cu ajutorul cărora se pot derula pe loc analize structurale (de rezistenţă mecanică a reperului proiectat).
➜ Computer-Aided Manufacturing cuprinde acele soluţii informatice cu care se pregăteşte fabricaţia efectivă a produselor proiectate: prin simularea proceselor mecanice de prelucrare substractivă (aşchiere, electro-eroziune) sau de procesare aditivă (turnare, imprimare 3D), şi respectiv prin generarea comenzilor numerice pentru maşinile automate care vor realiza respectivele produse. Câteva nume de software-uri destinate pregătirii fabricaţiei: EdgeCAM, Esprit, CAMWorks, GibbsCAM, MasterCAM, PowerMILL, SolidCAM, SprutCAM, Vericut, WorkNC.

♦ BIM – Building Information Modeling (AEC) cuprinde în primul rând software-urile destinate proiectării de arhitectură. Aici modelarea 3D diferă de cea din MCAD prin cel puţin două aspecte: (1) proiectul se dezvoltă eminamente într-o succesiune ortogonală orizontal-vertical; (2) entităţile componente se grupează pe familii specifice construcţiilor de clădiri: planşee, podele, stâlpi, coloane, grinzi, ziduri, diafragme, cadre, uşi, ferestre, scări, balustrade, ş.a.m.d.. Remarcăm şi la acest domeniu tendinţa de integrare, aici dublă: înspre exterior proiectarea arhitectonică ţine cont de contextul amplasării viitoarei clădiri (modelarea terenului, vecinătatea, reţelele edilitare), iar în interior detalierea arhitecturii ia în calcul şi infrastuctura de rețele utilitare (HVAC, electricitate, apă, date/internet, securitate). Dintre soluţiile BIM actuale menţionăm: Autodesk Revit, AutoCAD Architecture, Nemetschek Allplan, Graphisoft ArchiCad, Bentley OpenBuildings Designer.

♦ Plant Design – se referă la soluţiile informatice profilate pe proiectarea uzinelor, şi în principal a celor cu circuite de fluide (precum rafinăriile de petrol, combinatele chimice, centralele de termoficare, fabricile de băuturi, etc). Este deci un domeniu AEC particular. Aici identificăm cel puţin trei funcţii (pentru care există de obicei aplicaţii sau module software distincte): • modelarea 3D a instalaţiilor uzinale (asemănătoare BIM); • modelarea fluxurilor de fluide (fie prin scheme 2D ale fluxului de procesare, numite P&ID, fie prin scheme izometrice filare ale tubulaturilor, în reprezentare cvasi-3D); • managementul proiectului de materializare a uzinei proiectate. Şi iterăm câteva soluţii de plant-design: AutoCAD Plant 3D; AVEVA PDMS; Bentley OpenPlant, AutoPlant; CADMATIC 3D Plant Design Software; CADWorx Plant; Hexagon PDS, Intergraph SmartPlant; M4 PLANT; Vertex G4Plan.

♦ GIS – Sisteme Geo-Informatice. Aici avem în primul rând soluţiile software destinate realizării şi exploatării de hărţi digitale. Legătura esenţială cu hiper-domeniul CAD o constituie faptul că majoritatea hărţilor sunt realizate cu grafică vectorială (deci similar desenării 2D), şi de aceea unele medii CADD (precum AutoCAD şi MicroStation) constituie platforme pe care se „clădesc” soluţii GIS. Cu amendamentul că aici vom fuziona frecvent în materialul cartografic şi imagini raster (bitmap), provenind din scanarea de hărţi sau din fotografierea aeriană/satelitară. Însă ceea ce diferenţiază esenţialmente GIS-ul de CAD este funcţia de analiză, foarte pregnantă aici: de cele mai multe ori proiectul geo-informatic nu este realizat pentru tipărire/publicare ca material cartografic pur, per-se, ci pentru a analiza anumite aspecte, iar pentru a identifica şi evidenţia acele aspecte se implică atât poziţiile şi formele entităţilor geo-spaţiale (~CAD), cât şi atributele lor descriptive, textuale. Şi aşa am ajuns la cea de-a doua mare diferenţă a GIS-ului: faptul că fiecare entitate vectorială are asociat un pachet de informaţii alfa-numerice. Se poate spune, urcând la următorul nivel, că fiecărei clase de entităţi grafice i se asociază un tabel de date, iar aceste date vor putea participa la analize într-o manieră similară interogărilor specifice bazelor de date (SQL sau QBE, Query by Example).

Câteva soluţii de referinţă: ESRI ArcGIS; AutoCAD MAP 3D; Integraph GeoMedia, Integraph G/Technology; MapInfo; Bentley OpenCities Map; GeoConcept; GE Smallworld; QGIS (Quantum GIS). Dar aici trebuie neapărat să includem şi aplicaţia web pe care cu toţii o avem instalată pe smartphone: Google Maps.
Mai reţinem faptul că în categoria GIS sunt uneori incluse şi software-urile de procesare cartografică (gen Global Mapper, Golden Software Surfer) şi cele de prelucrare/anali-zare a imaginilor satelitare (ER Mapper/ERDAS; PCI Geomatica; TerrSet/IDRISI; ENVI).
Exemple scurte de analiză GIS: • selectează terenurile cu suprafaţa mai mare de 2 hectare; • selectează clădirile din beton construite înainte de 1977; • identifică imobilele rezidenţiale care se află la mai mult de cinci kilometri distanţă de spitalele din metropolă; • stabileşte cea mai scurtă cale rutieră între două locaţii geo-spaţiale; • evidenţiază entităţile situate la altitudine mai mare de 500 m; • identifică toate drumurile care se intersectează cu reţeaua hidrografică din judeţ; • evidenţiază oraşele din ţară care au peste 100.000 de locuitori; • evidenţiază zona buffer susceptibilă din jurul râului poluat accidental; ş.a.m.d..

♦ ECAD & EDA (Electrical CAD; Electronic Design Automation). Aici s-au manifestat în timp o serie de soluţii informatice care se pot grupa astfel: (1) proiectarea de scheme electronice; (2) proiectarea de circuite imprimate (PCB) aferente schemelor electronice; (3) simularea internă (la nivel de componentă electronică/electrică); (4) analiză/verificare de semnal (simularea la nivel de circuit); (5) proiectarea de echipamente electrice; (6) proiectarea de instalaţii electrice. Şi menţionăm câteva nume: Cadence Design Systems (OrCAD/PSpice); Mentor Graphics / Siemens (ModelSim); Synopsys; Zuken (Cadstar); AutoCAD Electrical; EPLAN; DesignSpark.