Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

В гонке технологий победит тот, кто лучше пишет программы и считает инженерные процессы. Часть I: Прощайте, кульманы

Елена Вешняковская.

Парадоксально не то, что это происходит, а то, что практически во всех случаях техническое решение-«убийца» не превосходит свою «жертву» по качеству. Электронное звучание на слух знатока действительно беднее аналогового, и лучше не спрашивать у фотографа классической школы, чем стал для его искусства творческий союз «мыльницы» и фотошопа. Но подрывная технология потому и подрывная, что меняет саму систему критериев, заменяя, например, «высокохудожественно» на «можно тут же показать» или «сверхпроизводительно» на «можно носить в кармане».

Если посмотреть на высшую школу как на предприятие по производству инженеров, то её проблемы связаны, в полном соответствии с моделью Кристенсена, не столько с её собственными совершенствами и несовершенствами, сколько с приходом подрывной по отношению к ней инженерной мета-технологии: компьютерного проектирования, сменившего чертёжный кульман, и компьютерного математического моделирования: инженерных расчётных пакетов «вместо» человеческой интуиции, опыта и фундаментального образования. «Вместо» — разумеется, в кавычках, потому что инструмент не может заменить мастера. Но новые инструменты переписывают правила, особенно в части того, чему и как учить.

Подрывной продукт-альтернатива — компьютерная инженерия, — как полагается, поплоше и погрубее, зато он позволяет производству решать свои повседневные задачи лучше и гораздо быстрее, чем вручную. Как случилось, что он оказался для России неожиданностью?

— Многие российские инженеры продолжали идти по привычной дорожке, — говорит Александр Собачкин, руководитель коллектива разработчиков инженерного пакета FloEFD, принадлежащего с 2008 года компании Mentor Graphics (США). — Отечественную инженерную школу отличал упор на интуицию, на понимание сути явления; это позволяло нам обходиться без сложного трёхмерного компьютерного моделирования, давно привычного для специалистов из США, Японии, Франции, Германии и других стран. Однако, нравится нам это или нет, сегодня, в начале XXI века, подход с использованием компьютерных инженерных пакетов экономически побеждает. К сожалению, в своё время в СССР недооценили роль вычислительной техники и, как следствие, математического моделирования в инженерном процессе: мы (не имея необходимых вычислительных мощностей) полагались на эксперимент и на высококлассных инженеров, тонко чувствующих процессы, но не пытались связать процессы между собой и смоделировать изделие целиком. И пока у нас по старинке рисовали на кульманах, за океаном уже вовсю работали с трёхмерными моделями.

Сыграла свою роль и космическая гонка: мы первыми запустили спутник, потом Гагарина. В поисках адекватного ответа американцы не просто с блеском высадились на Луну, но и создали очень серьёзную инфраструктуру, обеспечившую эту высадку; индустрия компьютерных инженерных пакетов получила дополнительный импульс к развитию. С середины — конца 60-х годов в Америке, а потом и в Западной Европе, в первую очередь во Франции, уже обозначилась чёткая тенденция: конструировать не на кульманах, а на компьютерах и проводить трёхмерные расчёты изделий.

Фирм, выпускающих программы для моделирования, было сначала очень много, специализированных как по рынку, который они обслуживали, например только французский или только японский, так и по промышленности: одни CAD’ы (программные пакеты для трёхмерного проектирования, от английского Computer-Aided Design. — Прим. ред.) предназначались, например, приборостроению, другие — только судостроению или авиационной промышленности. Но довольно скоро начался неизбежный процесс укрупнения, курс на универсальность, компании-разработчики стремились работать для всех рынков и отраслей. Фирмы сливались, объединялись, и сейчас глобальный рынок делят четыре гиганта: американские Autodesk и PTC, французская Dassault Systemes и немецкая Siemens. Сегодня рынок инженерного софта — зрелый, ежегодный рост выручки на нём редко превышает 10%, причём существенная доля прироста достигается за счёт поглощений других компаний. Сохраняют свои позиции «лёгкие» CAD’ы: SolidWorks, Autodesk Inventor — и «тяжёлые», такие как Catia или NX. «Лёгкий» СAD отличается от «тяжёлого», как малолитражка экономкласса от навороченного внедорожника. «Лёгкая» система дешевле и не очень требовательна к компьютерным ресурсам, любая инженерная фирмочка может позволить себе её внедрить для решения не слишком сложных задач; это обойдётся дешевле работы за кульманом. У дорогих «тяжёлых» CAD-систем больше возможностей, прежде всего для моделирования сложных криволинейных поверхностей. Это делает их актуальными для техноёмких отраслей, особо требовательных к аэро- и гидродинамике и к дизайну (например, автомобилестроение). Кроме того, «тяжёлые» CAD-системы позволяют работать с очень большими сборками: например, до последнего винтика спроектировать и «виртуально собрать» авиалайнер или авианосец. С помощью такой системы над одним изделием могут одновременно работать сотни специалистов в разных странах.

Процесс слияний и универсализации шёл и на рынке программных пакетов для инженерного математического моделирования (CAE, от английского Сomputer-Aided Engineering), с той только разницей, что CAE-системы требовали от пользователя более серьёзной квалификации, так что их применение поначалу ограничивалось специализированными отделами на крупных предприятиях.

— И как приобщается к этим технологиям сегодняшний молодой инженер?

— К сожалению, далеко не во всех вузах уделяют достаточно внимания компьютерному проектированию и анализу. Конечно, студент волен заняться самообразованием, благо в литературе на прилавках и в описаниях недостатка нет, но обучения как такового молодой инженер может и не получить; он просто садится за программу и начинает её осваивать в «боевых условиях». Если он при этом не понимает и не чувствует каких-то процессов, их движущих сил, то спросить ему не у кого. Многие опытнейшие люди, которым сейчас за 60, эти программы не воспринимают. Рабочие процессы в создаваемых изделиях они чувствуют интуитивно, а в компьютерном расчёте часто — и не без оснований — видят подмену сути красивыми картинками, снижение планки. Разумеется, заменить инженера, обладающего внутренним пониманием процесса, никакая программа не сможет. Даже самые мощные программы до сих пор не в состоянии смоделировать многие по-настоящему тонкие эффекты. Программа, как те «двое из ларца» из старого мультфильма, делает то, что прикажут, и будет решать даже несуразно поставленные задачи. Если струя воды из шланга вдруг «начнёт бить» со скоростью 1000 м/сек (пользователь просто давление по ошибке не в тех единицах задал), программа не возмутится. Но игнорировать системы компьютерного проектирования и анализа уже невозможно. Трёхмерное моделирование, тем более в опытных руках, — это ключ к созданию конкурентоспособного техноёмкого продукта. Сравните «Жигули» и современный автомобиль. Различия между ними так радикальны ещё и потому, что «Жигули» проектировали на кульмане, а не с помощью инженерного программного пакета.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Наука. Вести с переднего края»