Программные системы компьютерного инжиниринга что это

Обновлено: 09.01.2025

В данной публикации представлены основные элементы и понятия системы знаний в программной инженерии. В рамках систематизации выделены методология, области знаний и инструменты. Области знаний программной инженерии можно соотносить с изучаемыми в университетах дисциплинами.
Надеюсь, что изложенный материал интересен не только ученым и специалистам.

Программная инженерия — это область компьютерной науки и технологии, которая занимается построением программных систем… Это инженерная дисциплина, которая связана со всеми аспектами производства программного обеспечения (ПО) от начальных стадий создания спецификации до поддержки системы после сдачи в эксплуатацию. Термин – software engineering (программная инженерия) — впервые был озвучен в октябре 1968 года на конференции подкомитета НАТО по науке и технике (г.Гармиш, Германия).

Суть методологии программной инженерии состоит в применении систематизированного, научного и предсказуемого процесса проектирования, разработки и сопровождения программных средств.

Одним из основных понятий программной инженерии является понятие жизненного цикла программного продукта и программного процесса. Жизненный цикл ПО – период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания программного продукта и заканчивается в момент его полного изъятия из эксплуатации. Этот цикл — процесс построения и развития ПО. Жизненный цикл разбивается на отдельные процессы. Процесс – совокупность действий и задач, имеющих целью достижение значимого результата.

Основными процессами (иногда называют этапами или фазами) жизненного цикла являются:

— Разработка спецификации требований (результат – описания требований к программе, которые обязательны для выполнения – описание того, что программа должна делать);
— Разработка проекта программы (результат – описание того, как программа будет работать);
— Кодирование (результат – исходный код и файлы конфигурации);
— Тестирование программы (результат — контроль соответствия программы требованиям);
— Документирование (результат – документация к программе);
— Сопровождение (внесение изменений в ПО в целях исправления ошибок, повышения производительности или адаптации к изменившимся условиям работы или требованиям).

Модель жизненного цикла ПО – структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении жизненного цикла. Модель жизненного цикла зависит от специфики, масштаба и сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует. Модель задается в виде практических этапов, необходимых для создания ПО. В модели мы говорим, что и как мы будем делать. Т.е. какие процессы, с какой степенью конкретизации и в какой последовательности мы будем выполнять. Выбор модели процесса является первым шагом в создании ПО. Правильный выбор модели очень важен, т.к. во многом определяет успех проекта.

Основные концепции программной инженерии сконцентрировались и формализовались в целостном комплексе систематизированных международных стандартов, охватывающих и регламентирующих практически все процессы жизненного цикла сложных программных средств. Несколько десятков стандартов этого комплекса допускают целеустремленный отбор необходимых процессов, в зависимости от характеристик и особенностей конкретного проекта, а также формирование на их базе проблемно-ориентированных профилей стандартов для определенных типов проектов и/или предприятий. Процесс стандартизации и сертификации давно вошел и в программную инженерию, где он составляет основу промышленного производства программных продуктов.

Наиболее известными стандартами программной инженерии являются: ·

ISO/IEC 12207 — Information Technology — Software Life Cycle Processes — Процессы жизненного цикла программных средств. Стандарт содержит определения основных понятий программной инженерии. (в частности программного продукта и жизненного цикла программного продукта).
SEI CMM — Capability Maturity Model (for Software) — модель зрелости процессов разработки программного обеспечения. Стандарт отвечает на вопрос: «Какими признаками должна обладать профессиональная организация по разработке ПО?».
PMBOK — Project Management Body of Knowledge — Свод знаний по управлению проектами.
SWBOK — Software Engineering Body of Knowledge — Свод знаний по программной инженерии — содержит описания состава знаний по разделам (областям знаний) программной инженерии.
ACM/IEEE CC2001 — Computing Curricula 2001 – Академический образовательный стандарт в области компьютерных наук. Выделены 4 основных раздела компьютерных наук: Computer science, Computer engineering, Software engineering и Information systems, по каждому из которых описаны области знаний соответствующего раздела, состав и планы рекомендуемых курсов.

В настоящее время сообществом SWBOK разрабатывается расширенная версия знаний по программной инженерии, которая включает 15 областей:

Software Requirements — требования к ПО.
Software Design — проектирование ПО.
Software Construction — конструирование ПО.
oftware Testing — тестирование ПО.
Software Maintenance — сопровождение ПО.
Software Configuration Management — управление конфигурацией.
Software Engineering Management — управление IT проектом.
Software Engineering Process — процесс программной инженерии.
Software Engineering Models and Methods — модели и методы разработки.
Software Engineering Professional Practice — описание критериев профессионализма и компетентности.
Software Quality — качество ПО.
Software Engineering Economics — экономические аспекты разработки ПО.
Computing Foundations — основы вычислительных технологий, применимых в разработке ПО.
Mathematical Foundations — базовые математические концепции и понятия, применимые в разработке ПО.
Engineering Foundations — основы инженерной деятельности.

Метод программной инженерии — это структурный подход к созданию ПО, который способствует производству высококачественного продукта эффективным в экономическом аспекте способом. В этом определении есть две основные составляющие: (а) создание высококачественного продукта и (б) экономически эффективным способом. Иными словами, метод – это то, что обеспечивает решение основной задачи программной инженерии: создание качественного продукта при заданных ресурсах времени, бюджета, оборудования, людей.

Обычно выделяют три группы методов: эвристические методы (heuristic methods), касающиеся неформализованных подходов; формальные методы (formal methods), обоснованные математически; методы прототипирования (prototyping methods), базирующиеся на различных формах прототипирования.

Методология программной инженерии и стандарты регламентируют современные процессы управления проектами сложных систем и программных средств. Они обеспечивают организацию, освоение и применение апробированных, высококачественных процессов проектирования, программирования, верификации, тестирования и сопровождения программных средств и их компонентов. Тем самым эти проекты и процессы позволяют получать стабильные, предсказуемые результаты и программные продукты требуемого качества.

Программные инструменты предназначены для обеспечения поддержки процессов жизненного цикла программного обеспечения. Инструменты позволяют автоматизировать определенные повторяющиеся действия, уменьшая загрузку инженеров рутинными операциями и помогая им сконцентрироваться на творческих, нестандартных аспектах реализации выполняемых процессов. Инструменты часто проектируются с целью поддержки конкретных (частных) методов программной инженерии, сокращая административную нагрузку, ассоциированную с “ручным” применением соответствующих методов.

CASE (Computer-Aided Software Engineering) – набор инструментов и методов программной инженерии для проектирования программного обеспечения, который помогает обеспечить высокое качество программ, отсутствие ошибок и простоту в обслуживании программных продуктов.

Инструменты (CASE) программной инженерии (Software Engineering Tools) [1]:

1.1. Инструменты работы с требованиями (Software Requirements Tools).

1.2. Инструменты проектирования (Software Design Tools) — инструменты для создания и проверки программного дизайна. (SADT/IDEF, UML, BPMN/BPEL, Microsoft DSL и т.п.)

1.3. Инструменты конструирования (Software Construction Tools) В соответствии с пониманием “конструирования”, заданным соответствующей областью знаний SWEBOK. Эти инструменты используются для производства и трансляции программного представления (например, исходного кода), достаточно детального и явного для машинного выполнения.

Редакторы (program editors). Эти инструменты используются для создания и модификации программ и, возможно, ассоциированной с ними документации.
Компиляторы и генераторы кода (compilers and code generators). Неинтерактивные (командные) трансляторы исходного кода. Компиляторы и редакторы в интегрированных средах программирования. К этому классу также относятся препроцессоры, линковщики/загрузчики, а также генераторы кода.
Интерпретаторы (interpreters). Можно объединить интерпретаторы с компиляторами и генераторами кода, как средства непосредственной подготовки (трансляции) исходного кода к исполнению.
Отладчики (debuggers). Эти инструменты поддерживают процесс конструирования программного обеспечения, но, в то же время, отличаются от редакторов и компиляторов.

1.4. Инструменты тестирования (Software Testing Tools)

Генераторы тестов (test generators). Эти инструменты помогают в разработке сценариев тестирования.
Средства выполнения тестов (test execution frameworks). Эти средства обеспечивают среду исполнения тестовых сценариев в контролируемом окружении, позволяющем отслеживать поведение объекта, подвергаемого тестированию.
Инструменты оценки тестов (test evaluation tools). Эти инструменты поддерживают оценку результатов выполнения тестов, помогая определить в какой степени и где именно обнаруженное поведение соответствует ожидаемому поведению.
Средства управления тестами (test management tools).
Инструменты анализа производительности (performance analysis tools).

1.5. Инструменты сопровождения (Software Maintenance Tools) Эта тема охватывает инструменты, особенно важные для обеспечения сопровождения существующего программного обеспечения, подверженного модификациям:

Инструменты облегчения понимания (comprehension tools). Эти инструменты помогают человеку в понимании программ. Примерами могут служить различные средства визуализации.
Инструменты реинжиниринга (reengineering tools). Эти инструменты поддерживают деятельность по реинжинирингу, описанную в области знаний SWEBOK “Software Maintenance”.

1.6. Инструменты конфигурационного управления (Software Configuration Management Tools) Инструменты конфигурационного управления делятся на три категории:

Инструменты отслеживания (tracking) дефектов, расширений и проблем. •
Инструменты управления версиями. •
Инструменты сборки и выпуска. Эти инструменты предназначены для управления задачами сборки и выпуска продуктов, а также включают средства инсталляции.

1.7. Инструменты управления инженерной деятельностью (Software Engineering Management Tools) Средства управления деятельностью по программной инженерии делятся на три категории:

Инструменты планирования и отслеживания проектов.
Инструменты управления рисками.
Инструменты количественной оценки.

1.8. Инструменты поддержки процессов (Software Engineering Process Tools):

Инструменты моделирования.
Инструменты управления проектами.
Инструменты конфигурационного управления, поддерживающие работу с актуальными версиями всего комплекса артефактов проекта.
Ролевые платформы разработки программного обеспечения, охватывающие все стадии жизненного цикла и, на сегодняшний день, являющиеся развитием интегрированных средств разработки и CASE-инструментов в направлении поддержки “смежной” функциональности – управления требованиями, работ по конфигурационному управлению с поддержкой управления изменениями, тестирования и оценки качества.

1.9. Инструменты обеспечения качества (Software Quality Tools) Средства обеспечения качества делятся на две категории:

Инструменты инспектирования. Эти средства используются для поддержки обзора (review) и аудита.
Инструменты (статического) анализа. Эти средства используются для анализа программных артефактов, данных, потоков работ и зависимостей.

Из представленного видно, что специалист в области программной инженерии является в первую очередь не только разработчиком прикладного ПО, но и системного ПО, организатором и руководителем (менеджером проектов) промышленной разработки надежных качественных программных систем.

Хотя прошло уже много лет с момента определения термина «Программная инженерия», однако и сейчас эта область знаний все еще относительно молода по сравнению со своими сестринскими областями инженерии, есть все еще большая работа и дебаты вокруг того, что представляет собой «инженерия программного обеспечения», и удовлетворяет ли оно понятию инженерии. Не смотря на «юность» профессии программиста, будущее области программной инженерии радужно.

В заключение приведу слова Липаева В.В. [3]:
Важнейшей проблемой развития и применения современных систем, является обучение и воспитание специалистов в области программной инженерии, использование международных стандартов, способствующих высокому качеству ПО и достоверному его оцениванию. Необходимо обучение специалистов умению формализовать требования и достигать конкретные значения характеристик качества функционирования и применения сложных комплексов программ, с учетом тех ресурсов, которые нужны и доступны для обеспечения и совершенствования этого качества.

Когда ведется разработка форм для ввода данных, таких, как e-mail, хорошая программа должна игнорировать регистр букв для адреса электронной почты. Она не должна выдавать ошибку, если нажата клавиша CAPSLOCK, поскольку адрес электронной почты уникален в нижнем регистре. Если программа принимает на ввод новый адрес электронной почты, проверяйте его на ранних этапах ввода, чтобы предупредить пользователя о том, что он использует неверный формат адреса. Такое решение включает как очевидные проверки вроде пропущенный знак «@», а также не столь очевидные, как, например, проверка на неправильный порядок символов вроде «gmail.ocm»

Когда пользователь перенаправляется для выполнения какого-нибудь действия, хорошая программа должна запомнить его текущее положение и вернуть его обратно после того, как он закончит. Хорошая программа также должна запомнить уже переданные пользователем данные, важные для дальнейшего с ним взаимодействия.

Допустим, вы ищете авиаперелеты как Гость на Expedia. Позже вы решаете создать учетную запись. Приложение должно сохранить все ваши предыдущие поисковые запросы в новой учетной записи, и вы должны иметь к ним доступ с других устройств.

Хорошая программа разрабатывается с мыслью о сценариях поведения пользователя. Не нужно просто добавлять новые возможности по принципу «чтобы было», поставьте себя на место пользователя. Однажды я бронировал билеты на самолет и забыл указать мой номер часто летающего пассажира. После получения подтверждения я решил пойти на сайт авиакомпании и добавить его, чтобы получить скидку. Чтобы понять, как это сделать, я возился на сайте с добрых 10 минут. Приложение было настолько неочевидным, что я попросту бесцельно лазил по разным страничкам сайта, дабы найти то, что мне нужно. Позднее я обнаружил, что уже пару раз попадал на нужную страничку, но даже не понял этого, так как нужное мне поле затерялось среди других подобных полей огромной формы.

Рис. 1. Детандер — опытно-конструкторская работа группы студентов СГФТА, вошедшая в число десяти лучших работ в конкурсе, проводимом компанией PTC в США

Сегодня для всех очевидно, что профессиональная школа при выборе программных продуктов должна ориентироваться на реализацию прикладных функций НИТ. Каждому техническому вузу следует стремиться освоить и использовать мощный системный программный пакет, обеспечивающий трехмерное параметрическое моделирование. Выбор программных продуктов для использования в образовательных процессах каждого вуза должен основываться на том, чтобы подготовка специалистов велась в русле профессиональной направленности обучения.

Рис. 2. Курсовая работа студента Семена Подгорнова «Проектирование поверхностей сложной аэродинамической формы», представленная на 6-й всероссийский конкурс «Компьютерный инжиниринг»

Необходимость обучения студентов работе с интеллектуальными интерактивными системами автоматизированного проектирования продиктована современными квалификационными требованиями к молодым специалистам. Наличие множества проблем в российской экономике, производстве, науке, образовании и общественных отношениях на фоне достижений развитых стран мира требует переосмысления главных целей и задач отечественной профессиональной педагогики и пересмотра основополагающих требований к подготовке будущего инженера. В соответствии с образовательными концепциями нашего времени уровень профессиональной квалификации современного выпускника технического вуза прежде всего подразумевает его способность творчески решать задачи по созданию новой техники, по разработке высоких технологий, по оптимальной организации производства в условиях глобальной информатизации. А поскольку традиционная методика вузовской графической подготовки не обеспечивает надлежащих навыков конструирования, то крайне необходимо создавать новые эффективные технологии для обучения будущих специалистов конструированию на основе использования функциональных возможностей САПР, причем с выходом на конкретные технические решения. Опыт показывает, что полученных в студенческие годы знаний и умений, как правило, недостаточно для выполнения самостоятельных конструкторских работ, что приводит к длительной адаптации молодого специалиста к конкретным производственным условиям. Из этого следует, что изучение инженерно-графических дисциплин должно проводиться в атмосфере технического творчества, высшим проявлением которого является изобретательство. К тому же внедрение в образовательный процесс конструкторско-графических САПР переводит техническое творчество студентов в виртуальную область, когда творческие возможности вообще не имеют границ. Этому способствует и проведение различных конкурсов по компьютерному моделированию и графике среди студенческой молодежи, которые значительно активизируют учебно-познавательную и учебно-профессиональную деятельность студентов по освоению функциональных возможностей САПР (работы студентов СГФТА, приведенные на рис. 1-3, были представлены на всероссийских и международных конкурсах).

Конструкторская работа является одним из самых интересных направлений в творческой деятельности человека. В советские времена многие учащиеся были вовлечены в конструкторскую деятельность, но впоследствии данное направление не получило должного развития. Кроме того, за это время значительно изменились профессиональные и ценностные ориентиры в обществе, трансформировались личностные качества подрастающего поколения, в том числе студенческой молодежи. Чтобы устранить противоречия между современными квалификационными требованиями к выпускникам технических вузов и имеющимся уровнем инженерной подготовки молодежи нового поколения, профессорско-преподавательский состав СГФТА пытается внести свой вклад в решение комплексной проблемы обучения студентов младших курсов основам конструирования и формирования у них профессиональных качеств будущего специалиста.

Рис. 3. Работа студентов СГФТА, выполненная средствами САПР Pro/ENGINEER

Мы занимаемся разработкой вопросов о мотивации изучения конструкторско-графических дисциплин на базе интеллектуальных САПР, основываясь на принципах интенсификации познавательной и учебно-профессиональной деятельности студентов, овладевающих интеллектуальными компьютерными инженерными системами автоматизированного проектирования. Это обеспечивается виртуально и реально реализуемой технической идеей, вызывающей эмоциональный подъем и высокую работоспособность студентов. Поэтому при подборе задач для упражнений по обучению работе с САПР мы считаем очень важным, чтобы такие упражнения сочетали в себе подражательную и творческую деятельность, требовали от студентов хорошего пространственного представления, сообразительности, размышлений, ориентируя студентов на поиски собственных путей решения той или иной задачи (см. рис. 2). Если в основе овладевания знаниями и умениями путем тренировочных упражнений учащихся лежит лишь воспроизводящая деятельность, то это не только не способствует, но порой даже тормозит их умственное развитие. Развивающий характер упражнения носят лишь тогда, когда содержат творческие идеи, реализация которых требует от студентов оригинальных идей и самостоятельности мышления.

С педагогической точки зрения существенное значение имеют подходы к формам организации и методам аудиторной работы студентов с преподавателем, а также самостоятельной работы студентов. Работы, связанные с обучением студентов основам конструирования, должны быть в значительной мере самостоятельными, а коллективная работа должна предусматривать личную ответственность каждого студента за порученную ему часть общего дела. Совместная деятельность не только помогает учащимся легче усваивать необходимый материал, но и является необходимым условием последующей инженерной практики, ибо формирует такие качества, как профессиональное достоинство, обязательность, организованность, коммуникабельность, способность переживать за общее дело. В процессе самостоятельной учебно-профессиональной деятельности, подкрепляемой закономерным интересом учащихся к компьютерным системам автоматизированного проектирования как ко всему новому, закладываются основы для творческого и культурного саморазвития будущих специалистов.

Сегодня студенты СГФТА могут на высоком уровне выполнять заказы производства по дву- и трехмерному моделированию средствами САПР. Это подтверждено на деле. Так, на рис. 1 изображена трехмерная виртуальная модель детандера, главного функционального компонента автономной мини-электростанции, модель и полный комплект чертежей к которой были созданы группой студентов СГФТА средствами САПР Pro/ENGINEER.

Следует привести еще один пример. Особенность и новизна работы по созданию учебных пособий по начертательной геометрии заключается в том, что выполнена она самыми младшими студентами средствами инженерной САПР в учебном процессе, ассоциируемом с учебно-познавательной и учебно-профессиональной деятельностью. Практическая значимость работы заключается в применении учебных пособий для облегчения освоения студентами трудной, но очень важной фундаментальной инженерной дисциплины, а также в ее личностно-формирующей ориентации.

Татьяна Чемоданова

Доцент Снежинской государственной физико-технической академии, канд. пед. наук.

Комплекс программных продуктов, которые способны дать пользователю характеристику того, как будет вести себя в реальности разработанная на компьютере модель изделия. По-другому CAE можно назвать системами инженерного анализа. В своей работе они используют различные математические расчеты: метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объемов. При помощи CAE инженер может оценить работоспособность изделия, не прибегая к значительным временным и денежным затратам.

Смотрите также: Каталог САПР/CAD-систем и проектов, CAD, PLM, PDM.

Содержание

САЕ-системами (Computer-Aided Engineering) называется программное обеспечение, предназначенное для расчётов, анализа и симуляции физических процессов в решении инженерных задач. Данные системы востребованы в авиастроении, ракетостроении, машиностроении, энергетике, индустрии новых материалов, строительстве крупных инфраструктурных объектов и пр. Они позволяют при помощи расчётных методов моделировать «поведение» промышленных изделий в реальных условиях эксплуатации.

История

CAE неразрывно связаны с CAD и CAM. Развитие этих программных продуктов шло параллельно. В начале 80-х годов XX столетия первые пользователи CAD/CAM/CAE применяли для работы графические терминалы, которые были компонентами мейнфреймов IBM и Control Data. Основными поставщиками аппаратного и программного обеспечения CAD/CAM/CAE были компании Applicon, Auto-Trol Technology, Calma, Computervision и Intergraph. Поскольку мейнфреймы того времени были несовершенными, то появлялись определенные трудности. Интерактивный режим работы был практически недоступен из-за большой нагрузки на центральный процессор. Стоимость одной CAD/CAM/CAE системы составляла порядка $90000. С развитием прогресса аппаратные платформы CAD/CAM/CAE систем перешли с мейнфреймов на персональные компьютеры. Это было связано с меньшей стоимостью и большей производительностью ПК по сравнению с мейнфреймами. Закономерно снизилась и цена на CAD/CAM/CAE до $20000. На базе ПК создавались рабочие станции для CAD, которые поддерживали архитектуру IBM PC или Motorola. В середине 80-х годов появились архитектуры микропроцессоров с усеченным набором команд RISC (Reduced Instruction Set Computing). На их основе были разработаны более производительные рабочие станции, опиравшиеся на операционную систему Unix. С середины 90-х годов конкуренцию системам RISC/Unix составили технологии, разработанные компанией Intel на основе операционных систем MS Windows NT и MS Windows 2000. В настоящее время стоимость CAD/CAM/CAE систем снизилась и составляет не более $10000.

Классификация

Системы полнофункционального инженерного анализа, обладающие мощными средствами, большими хранилищами типов для сеток конечных элементов, а также всевозможных физических процессов. В них предусмотрены собственные средства моделирования геометрии. Кроме того, есть возможность импорта через промышленные стандарты Parasolid, ACIS. Полнофункциональные САЕ-системы лишены ассоциативной связи с CAD. Поэтому, если в процессе подсчета появляется необходимость изменить геометрию, то пользователю придется заново производить импорт геометрии и вводить данные для расчета. Самыми известными подобными системами считаются ANSYS/Multiphysics, AI*NASTRAN и MSC.NASTRAN.
Системы инженерного анализа, встроенные в тяжелые САПР, имеют значительно менее мощные средства анализа, но они ассоциативны с геометрией, поэтому отслеживают изменения модели. Расчетные данные структурированы и интегрированы в общую систему проектирования тяжелой САПР. К ним относятся Pro/MECHANICA для Pro/ENGINEER, Unigraphics NX CAE для Unigraphics NX, Extensive Digital Validation (CAE) для I-deas, Catia CAE для CATIA;
Системы инженерного анализа среднего уровня не имеют мощных расчетных возможностей и хранят данные в собственных форматах. Некоторые их них включают в состав встраиваемый интерфейс в CAD-системы, другие считывают геометрию из CAD. К первым относятся COSMOS/Works, COSMOS/Motion, COSMOS/FloWorks для SolidWorks Трехмерная проектная среда, ко вторым — visualNastran, Procision.

Возможности САЕ

С помощью САЕ можно проводить:

Прочностной анализ компонентов и узлов на основе метода конечных элементов;
Термический и гидродинамический анализ;
Кинематические исследования;
Моделирование таких процессов, как литье под давлением;
Оптимизацию продуктов или процессов.

Этапы работы с САЕ

Предварительная обработка — определение характеристик модели и факторов внешней среды, которые будут на нее воздействовать;
Анализ и принятие решения;
Обработка результатов.

Отрасли применения

Наибольшей популярностью САЕ пользуются в следующих отраслях производства: машиностроение и станкостроение, оборонная и аэрокосмическая промышленность, энергетика, судостроение, производство полупроводников, телекоммуникации, химическая, фармацевтическая и медицинская промышленность, строительство, производство систем отопления, кондиционирования, вентиляции.

Опыт использования САЕ в автомобильной промышленности

Преимущество систем САЕ состоит в том, что автопроизводители могут проводить компьютерное тестирование разрабатываемых моделей. Это позволяет сосредоточить максимум внимания на повышении безопасности, комфортности и долговечности автомобилей, не затрачивая при этом финансовых средств. Безопасность пассажиров при столкновениях может быть оценена при помощи таких программных продуктов, как RADIOSS, LS-DYNA, PAM-CRASH.

Основные направления в развитии САЕ

В процессе развития САЕ разработчики стремятся увеличить их возможности и расширить сферы внедрения. Преследуются следующие цели:

Совершенствование методов решения междисциплинарных задач моделирования;
Разработка новых платформ для интеграции различных систем САЕ, а также для интеграции САЕ-систем в PLM-решения;
Повышение интероперабельности САЕ и CAD систем;
Совершенствование методов построения расчетных сеток, описания граничных условий, параллельных вычисление и т.д;
Улучшение характеристик моделей, которые применяются для описания свойсв материалов;
Оптимизация систем САЕ для компьютерных платформ с 64-битными и многоядерными процессорами, а тем самым улучшение условий для моделирования сложных конструкций с большим количеством степеней свободы.

Мировой рынок

По прогнозу TechNavio (весна 2013 года), рынок CAE в ближайшие пять лет будет ежегодно расти на 11,18% и к 2016-му достигнет 3,4 млрд. долл. Этот рост обусловлен целым рядом факторов, главный из которых — необходимость ускорения выпуска продукции на рынок. А основным тормозом, как и в случае CAD, является рост популярности систем с открытым исходным кодом, обусловленный высокой стоимостью лицензий на коммерческие CAE-системы.

Из географических регионов самым большим с точки зрения востребованности CAE в 2012-м стала Северная Америка, а по темпам роста первое место занял Азиатско-Тихоокеанский регион, в котором активно развивается промышленность.

Наибольшее распространение CAE-системы получили в автомобиле- и самолетостроении, электротехнике и электронике, тяжелом машиностроении и оборонной отрасли. Самый высокий рост спроса на CAE ожидается в автомобильной промышленности, а наименьший — в тяжелом машиностроении.

Ведущие позиции на рынке CAE занимают Ansys, MSC Software, Dassault Systemes, CD-adapco Group и LMS International. Кроме них в этой области работает немало менее крупных компаний, но число фирм, сосредоточенных только на CAE, сокращается, так как их покупают более крупные игроки ради их технологий.

В своем комментарии аналитики из TechNavio отметили, что некоторые крупные глобальные поставщики CAE и PLM начали продвигать `глобализованные` лицензии, которые позволяют купившим их заказчикам использовать CAE-системы в любой точке мира и обращаться за услугами поддержки в офис поставщика в любой стране. Это позволяет вендорам устранить разницу в стоимости своих продуктов в различных странах и продавать их по одной цене по всему миру. Аналитики ожидают, что данный подход будет применять все больше поставщиков CAE и PLM, и тогда на рынке произойдут значительные перемены с точки зрения ценовой политики вендоров.

Читайте также: