Инновации 22 Сентября 2020

На собственном ядре

Компания «3В Сервис», разрабатывающая программное обеспечение для атомной промышленности, для обеспечения импортонезависимости своих решений лицензировала инструменты разработки инженерных приложений C3D Labs — дочерней компании АСКОН
На собственном ядре
Компоненты C3D будут использоваться в разработке системы LCMS, предназначенной для планирования, визуализации строительно-монтажных работ и создания 4D-моделей сложных инженерных объектов
«3В Сервис»

Модуль визуализации C3D Vision и конвертеры данных C3D Converter будут использоваться в разработке системы LCMS (Lean Construction Management System), предназначенной для планирования, визуализации строительно-монтажных работ и создания 4D-моделей сложных инженерных объектов.

«С использованием инструментов C3D мы рассчитываем получить такие же характеристики визуализации, как и при работе с зарубежным компонентом, и будем стремиться превзойти их по скорости и максимальному объему данных в сессии программного обеспечения», — рассказал исполнительный директор «3В Сервис» Антон Голдовский.

Решающим аргументом в пользу C3D стало требование предприятий госкорпорации «Росатом» — основных заказчиков «3В Сервис» — о включении продуктов компании в Реестр российского программного обеспечения. Для этого было необходимо исключить из системы LCMS встроенные компоненты иностранного происхождения. Для их замены «3В Сервис» разработает собственное решение на основе C3D Vision и C3D Converter.

Как отмечают в C3D Labs, компании «3В Сервис» требовались очень высокие показатели производительности визуализатора, и, чтобы соответствовать нужным критериям, была проделана большая работа. Кроме того, все инструменты разработки C3D Labs включены в Реестр российского программного обеспечения, что позволяет заказчикам исключить возможные риски при использовании зарубежных продуктов.

Лицензированию предшествовало длительное тестирование и совместная работа по развитию функциональности и повышению производительности движка трехмерной визуализации.

magnifier.png «С использованием инструментов C3D мы рассчитываем получить такие же характеристики визуализации, как и при работе с зарубежным компонентом, и будем стремиться превзойти их по скорости и максимальному объему данных в сессии программного обеспечения»

«Когда впервые была поставлена задача импортозамещения, речь шла о конечных продуктах — тех, с которыми работают пользователи, инженеры, — пояснили “Стимулу” в C3D Labs. — Сейчас актуальна независимость на уровне платформы: Linux вместо Windows, отечественные системы управления базами данных вместо Oracle. Но кроме операционной системы для инженерного программного обеспечения есть проблема интеллектуальной начинки — геометрическое ядро, конвертеры трехмерных моделей, 3D-визуализация геометрических моделей, различные встраиваемые приложения. Все это не видно пользователю, но составляет основу программного продукта. Чтобы полностью контролировать разработку программного продукта и устранить риски санкций, все его ключевые компоненты также должны быть отечественными. Компания “3В Сервис” показывает пример, когда требования импортонезависимости касаются не только конечного продукта, но и его компонентов».

Система, которую разрабатывает «3В Сервис», относится к инженерному ПО. Его импортонезависимость можно подразделить на три уровня: включение в Реестр российского ПО, импортонезависимость ключевых компонентов и импортонезависимость инфраструктуры разработки и функционирования ПО. Сам термин «инженерное ПО» родился внутри российского ИТ-рынка и не имеет строгих границ. К нему относится очень широкий набор программ, которые используют в своей деятельности инженеры разных отраслей. По мере «созревания» потребностей промышленности и строительства, с одной стороны, и развития технологий — с другой список программ постоянно пополняется. Так, к классическим CAD/CAM/CAE-системам добавились инженерные приложения для виртуальной реальности, 3D-сканирования.

БУРЛАК.jpg
Модель дорожной машины «Бурлак» разработки Завода дорожных машин (г. Рыбинск) создана в системе проектирования КОМПАС-3D
«3В Сервис»

 

Включенные в реестр

Для внесения в реестр необходимо, чтобы у программы был российский правообладатель и она не имела ограничений на распространение на всей территории России. Сумма выплат иностранным контрагентам по лицензионным договорам на сторонние компоненты должна составлять менее 30% годовой выручки правообладателя. ПО не должно содержать сведений, составляющих гостайну. Кроме того, должно быть исключено принудительное обновление ПО и управление из-за рубежа. Техподдержку и модернизацию ПО должна выполнять российская организация без преобладающего иностранного участия.

magnifier.png В 2016 году холдинг «Вертолеты России» заявил о переходе на Linux и минимизации зависимости от иностранного программного обеспечения, а в 2018-м Минобороны РФ приняло решение перевести все служебные компьютеры на отечественную ОС Astra Linux

Большинство российских инженерных программ уже внесено в Реестр российского ПО — это системы компаний АСКОН, Renga Software, «Нанософт», CSoft Development, НТЦ АПМ, ТЕСИС, «Эремекс», ADEM, «Тор», НТП «Трубопровод», VR Concept, «3В Сервис», РФЯЦ-ВНИИЭФ и других.

Некоторым из них для включения в реестр пришлось исключить сторонние компоненты зарубежного происхождения и доработать программные продукты.

Импортонезависимость инженерного ПО на первом уровне полностью не обеспечивает информационную безопасность, контроль над разработкой и развитием программного обеспечения. Поэтому отдельные министерства и госкомпании из оборонно-промышленного комплекса предъявляют более строгие требования к импортонезависимости — в частности, чтобы в CAD-системах использовалось отечественное геометрическое ядро, а в перспективе все инженерные программы работали на отечественных операционных системах.

В 2016 году холдинг «Вертолеты России» заявил о переходе на Linux и минимизации зависимости от иностранного программного обеспечения, а в 2018-м Минобороны РФ приняло решение перевести всех служебные компьютеры на отечественную ОС Astra Linux.

ВАГОН.jpg
Модель вагоноопрокидывателя разработки ПАО «Северсталь» создана в системе проектирования КОМПАС-3D
«3В Сервис»

 

История геометрической модели

Из всего перечня инженерного ПО наиболее распространены системы проектирования (CAD), и когда говорят об инженерном ПО, именно их чаще всего и подразумевают.

В CAD-системы входят следующие основные компоненты, специфические для инженерного ПО:

геометрическое ядро выполняет построение геометрической модели и ее редактирование, построение триангуляции, вычисление инерционных характеристик модели, построение плоских проекций модели, определение столкновений элементов модели;

параметрическое ядро (решатель геометрических ограничений) обеспечивает взаимосвязь элементов геометрической модели, что позволяет редактировать модель, синхронно изменяя ее элементы, строить подобные модели, моделировать механизмы;

конвертеры данных осуществляют обмен информацией о геометрической модели с другими CAD-системами;

модуль визуализации (графика) отвечает за визуальное отображение геометрических объектов и функционирование графического интерфейса. В отличие от игровых 3D-движков, где важнее всего реалистичность изображения, для инженерной визуализации на первом место стоят точность и быстродействие.

Все эти компоненты CAD-системы представляют собой программную реализацию математических методов построения численных моделей геометрии реальных или воображаемых объектов, а также математических методов обслуживания этих моделей. Численную модель геометрии называют «геометрическая модель». Она содержит описание формы моделируемого объекта и описание связей элементов модели. В геометрическую модель включают также историю ее построения (способы и последовательность построения), а элементы геометрической модели наделяют атрибутами, несущими информацию о физических, технологических и других свойствах элементов.

ЗЫКОВ 3длабс.jpg
Директор C3D Labs Олег Зыков
C3D Labs

«Современная система автоматизированного проектирования — это сложное ПО, состоящее из многих компонентов, — пояснил “Стимулу” директор C3D Labs Олег Зыков. — Основную бизнес-логику продукта (управление процессами на схеме) каждый разработчик пишет сам, собственно, она и составляет ноу-хау компании. Для других компонентов CAD-системы могут быть разные варианты. Геометрическое ядро, параметрическое ядро, конвертеры и модуль визуализации можно написать самому, а можно лицензировать у сторонних компаний. При этом геометрическое ядро — это двигатель САПР, ключевой компонент. Без него продукта не существует. Замена ядра — крайне трудоемкое занятие, которое может растянуться на несколько лет. Таким образом, использование в сегодняшних условиях зарубежного ядра для разработчика САПР, поставляющего свой продукт в госсектор и госкомпаниям, — очень рискованное мероприятие».

По словам Олега Зыкова, важную роль играют конвертеры данных — модули, помогающие обмениваться 3D-моделями между разными САПР. Здесь тоже можно все писать самостоятельно, а можно использовать сторонние конвертеры, благо их много — и российских в том числе (C3D Converter от АСКОН C3D Labs, CAD Exchanger нижегородской компании CADEX). Роль обмена данными, безусловно, важна, но САПР может выполнять свою работу и без них. Однако при тотальной импортонезависимости и этот компонент должен быть российским.

magnifier.png Впервые Linux-версия ядра C3D вышла в 2012 году. Сейчас ядро C3D поддерживает несколько операционных систем семейства Linux: Ubuntu версий 16.04 и 18.04, Scientific Linux 6.4 и 7.2, Debian 9

Геометрическое ядро — один из самых сложных видов наукоемкого ПО: в мире им занимаются не более десяти компаний. В силу сложности и трудоемкости создания геометрического ядра большинство CAD-разработчиков выбирают путь лицензирования — используют стороннее ядро, а самим сосредоточиваются на бизнес-логике системы. С одной стороны, это путь повышения скорости разработки, с другой — вероятность попасть в зависимость от поставщика ядра.

По оценке специалистов Graz University of Technology, самые распространенные в мире геометрические ядра — ACIS (Dassault Systemes Spatial Corp., США), Parasolid (Siemens Digital Industries Software, США) и C3D (C3D Labs, дочерняя компания АСКОН, Россия).

Представим три российские CAD-системы. Компания АСКОН изначально строила разработку своей системы КОМПАС-3D на собственном геометрическом ядре. В 2012 году ядро получило название C3D и было выведено на рынок как коммерческий продукт. Лицензию на его использование могут приобрести все заинтересованные компании. Система T-Flex CAD (разработчик «Топ системы») работает на американском ядре Parasolid. Платформа nanoCAD Plus поддерживает параллельную работу двух геометрических ядер — C3D и ACIS. Выбор, на каком именно ядре будут выполняться построения в модуле 3D-моделирования, предоставлен пользователю. По умолчанию в настройках программы установлено ядро C3D.

«Добавить ядро C3D в 3D-модуль платформы nanoCAD Plus нас побудили две причины: импортозамещение и техническая независимость пользователей, которые могут теперь выбирать лучший для себя вариант работы, — рассказал “Стимулу” технический директор “Нанософт” Денис Ожигин. — Основную разработку и тестирование в последнее время мы ведем на ядре C3D, а западные движки становятся для нас вторичными решениями».

ОЖИГИН НАНОСОФТ.jpg
Технический директор “Нанософт” Денис Ожигин
«Нанософт»

 

Импортонезависимость инфраструктуры

К инфраструктуре относятся: операционная система, среда разработки, драйверы, связывающие программное и аппаратное обеспечение, СУБД, средства виртуализации и т. д.

Говоря об импортозамещении, в первую очередь имеют в виду операционную систему, так как она во многом определяет остальное окружение.

Раньше российское инженерное ПО было ориентировано на ОС Windows, которая практически монопольно присутствовала как в госструктурах, так и в коммерческих организациях. В 2014 году ситуация изменилась, и многие разработчики стали сначала обсуждать, а потом и планировать переход на Linux, поскольку такое требование выдвинули госведомства и оборонно-промышленный комплекс.

Но, как известно, ОС Linux — это семейство. Каждая ОС этого семейства отличается от других, нельзя разработать ПО, которое будет одинаково хорошо устанавливаться и работать на любой ОС семейства.

В 2019 году компания АСКОН утвердила дорожную карту развития своих программных продуктов для машиностроения и приборостроения. Она предусматривает миграцию ПО на Linux.

БОГДАНОВ АСКОН.jpg
Генеральный директор АСКОН Максим Богданов
АСКОН

«По Linux-тематике мы работаем с отечественными разработчиками Linux-подобных операционных систем, — пояснил генеральный директор АСКОН Максим Богданов. — Здесь предстоит большой путь. Только полтора года мы вели НИОКР по переходу на Linux, чтобы сформировать конфигурацию перехода, которая позволила бы не уронить наш бизнес и бизнес наших заказчиков. Потому что, если вендор уйдет в режим подводной лодки и будет заниматься только переводом своего ПО на новую платформу, он либо потеряет бизнес, либо заказчики потеряют поддержку в нужном объеме и интерес к сотрудничеству с этим вендором. В рыночных условиях надо делать и то и другое одновременно, и желательно в максимальном темпе».

magnifier.png «Но даже перейдя на отечественную операционную систему, полностью импортонезависимость на уровне инфраструктуры реализовать пока невозможно. В частности, не обойтись без зарубежных проприетарных драйверов для взаимодействия с импортным “железом”»

По словам Олега Зыкова, геометрическое ядро C3D, на котором основана система проектирования КОМПАС-3D, уже поддерживает Linux-подобные операционные системы, поскольку изначально было задумано как мультиплатформенный компонент. Впервые Linux-версия ядра C3D вышла в 2012 году. Сейчас ядро C3D поддерживает несколько операционных систем семейства Linux: Ubuntu версий 16.04 и 18.04, Scientific Linux 6.4 и 7.2, Debian 9.

«Но даже перейдя на отечественную операционную систему, полностью импортонезависимость на уровне инфраструктуры реализовать пока невозможно. В частности, не обойтись без зарубежных проприетарных драйверов для взаимодействия с импортным “железом” (видеокарты, 3D-манипуляторы, VR-устройства)», — отмечает директор C3D Labs.

ТАБЛИЦА.jpg

Темы: Инновации

Еще по теме:
01.12.2021
В мире бум интереса к летательным аппаратам вертикального взлета и средствам «продвинутой» авиационной мобильности. Милл...
23.11.2021
У коронавирусной инфекции есть типичная и очень опасная черта: человек болеет несильно, температура небольшая, а потом в...
16.11.2021
Компания «Нанолек» открыла в наукограде Пущино свой первый центр ранней разработки лекарственных биологических препарато...
09.11.2021
Компания — национальный чемпион Краснокамский ремонтно-механический завод продолжает экспансию в новые ниши. Производите...
Наверх