От импортозамещения к зрелости: каким должен быть отечественный САПР

В 2022 году зарубежные вендоры покинули российский рынок ИТ-продуктов и спровоцировали его стремительный рост в условиях импортозамещения. Время требовало экстренных решений, которые создавали иллюзию стабильности. Сейчас контекст перехода на отечественные продукты перерос из экстренной фазы в фазу осознанного выбора. Теперь проблема не в том, чтобы обеспечить временную замену, а в том, чтобы найти качественный инструмент для долгосрочного и надежного использования. 

Особенно остро это ощущается в инженерной сфере, где неправильно выбранная САПР на этапе разработки может привести к фатальным ошибкам на этапе эксплуатации. Для того чтобы выделить ключевые критерии, от которых необходимо отталкиваться при выборе зрелого решения, редакция «Компьютерры» пообщалась с экспертами и проанализировала уровень импортозамещения на примере САПР «ГАММА».

Ключевые критерии

Путем анализа опыта экспертов в этой области нам удалось выделить следующие ключевые критерии:

Критерий 1. Юридическая и технологическая независимость

Первый критерий задает государство. Юридическая и технологическая независимость подтверждается включением САПР в реестры отечественного ПО. В современных реалиях цифровой суверенитет является важнейшим критерием, без которого нельзя рассчитывать на долгосрочное и стабильное использование продукта.

Особенно этот критерий важен для критической инфраструктуры, где использование продукта, не включенного в реестр отечественного ПО, — это не просто риск, а угроза национальной безопасности.

Критерий 2. Готовность продукта к работе

Качественная САПР — это готовый инструмент, который начинает приносить пользу сразу после внедрения. К признакам «законченного» продукта эксперты отнесли:

  • Стабильность релиза. Официальный релиз продукта не должен иметь серьезных багов, которые нарушают стабильность его работы. Это важно, чтобы выбранный продукт не замедлял рабочие бизнес-процессы.
  • Наличие документации. Готовый продукт всегда имеет качественно-проработанную документацию: руководство пользователя, техническое руководство по интеграции, описание API. Случай отсутствия документации или ее недоработки —  это явный признак недостаточной зрелости решения.
  • Референсы и история внедрений. Важно обратить внимание на наличие и количество успешных внедрений продукта, особенно в такой же области, и на референсы, демонстрирующие работу в реальных условиях.
  • Четко работающий функционал «из коробки». Программа должна работать сразу в соответствии с заявленным функционалом, без необходимости полной доработки с сопутствующим длительным ожиданием.

Критерий 3. Масштабируемость и работа в составе инженерной платформы.

Инженерные САПР бывают трех видов: CAM, CAD и CAE, каждый из которых выполняет определенные функции. Для эффективности производства на всех этапах жизненного цикла изделия необходимо, чтобы используемые продукты представляли собой единую экосистему. Это обеспечивает комфортную работу и исключает ошибки при переносе данных, так как всё выполняется в единой среде. 

На основе этого при выборе САПР стоит обращать внимание на ее совместимость с другими системами и различными форматами данных, которые предполагается использовать в работе. 

Критерий 4. Предсказуемость развития 

Любая успешная и надежная компания не может существовать без четких и предсказуемых целей развития. О планах разработчиков на ближайшие несколько лет может рассказать дорожная карта (road map). По ней можно отследить будущие дополнения, среди которых могут оказаться те самые недостающие функции. Это поможет сократить ресурсы на индивидуальную доработку.

Сюда также можно отнести выпуск регулярных обновлений. Они являются маркером постоянного совершенствования продукта на основе внутренних тестирований и обратной связи: исправление ошибок, рассмотрение предложений и улучшение безопасности. Но есть тонкая грань, где нужно учитывать изначальную полноценность и готовность продукта, о которой мы говорили в первом критерии. Иначе можно из активного пользователя превратиться в спонсора продукта в режиме вечного бета-тестирования.

Критерий 5. Техническая поддержка 

Техническая поддержка — незаменимый помощник в критических ситуациях, которые могут произойти при использовании даже самой проработанной САПР. Команда разработчика решит проблему и сэкономит ваше время и деньги.

Качество технической поддержки, по данным экспертов, можно оценить по следующим пунктам:

  1. Наличие Регламента оказания услуг технической поддержки — соглашения о качестве предоставляемых услуг. Такой документ — гарант безопасности, так как в нем четко указан порядок действий, сроки и иные аспекты, связанные с оказанием Пользователям услуг технической поддержки.
  2. Доступность каналов связи. Проверьте, насколько легко можно связаться с поддержкой и какими путями.
  3. Доступность русскоязычных специалистов. Гораздо легче объяснить проблему человеку на родном языке. Это помогает избегать лишних недопониманий и сокращает время решения проблемы, так как не нужно затрачивать ресурсы на перевод.

Отсутствие поддержки или ее низкое качество — прямой признак недоработанного продукта или слабой компании-разработчика, которая не готова нести ответственность после заключения сделки.

Критерий 6. Доступность инженерной экспертизы

Интересно, что доступность инженерной экспертизы определяется наличием комьюнити портала. Местом, где можно: 

  • обмениваться мнениями и опытом, 
  • задавать вопросы экспертам, 
  • читать тематические статьи, 
  • следить за новостями и обновлениями,
  • участвовать в обучениях и вебинарах.

Посещение комьюнити портала перед покупкой лицензии поможет предварительно оценить сферу применения САПР, ознакомиться с мнением пользователей, проследить развитие и вовлеченность команды в обратную связь.

Критерий 7. Возможность доработки под требования заказчика

Каждый бизнес сталкивается со своими уникальными задачами, и далеко не все из них могут быть учтены разработчиками при создании универсального продукта. Так, следующим признаком зрелого решения является возможность заказать доработку выбранного ПО под индивидуальные требования. 

Это показатель того, что архитектура программы понятна и открыта, что позволяет вносить изменения без риска обрушить всю систему. Без этого критерия невозможно говорить о долгосрочном и плодотворном сотрудничестве в условиях постоянной изменчивости бизнеса.

От требований к практике

Для оценки уровня импортозамещения в области САПР мы решили проанализировать одно из отечественных решений. За доступом к софту мы обратились не к конкретному разработчику, а в конструкторское бюро, эксперты которого показали нам используемую ими САПР «ГАММА». 

Проверка соответствия решения

САПР «ГАММА» включена в реестр отечественного ПО (реестровая запись №18108 от 20.06.2023). Это означает не только формальное соответствие требованиям импортозамещения, но и возможность полноценной замены ведущих западных инструментов в области СВЧ-моделирования. 

Позиционирование

САПР «ГАММА» от разработчика «ГАММА Тех» — универсальная САЕ-платформа для электромагнитного моделирования сложных СВЧ-устройств, оснащенная мощным функционалом для высокоточного расчета и анализа. 

По данным сайта, САПР применяется в радиоэлектронике, телекоммуникациях, аэрокосмическом приборостроении и военно-промышленном комплексе. Среди модулей платформы указаны: 

  • «Метод конечных элементов, МКЭ (FEM)».
  • «Метод конечных разностей, МКР (FDTD)».
  • «Асимптотический метод (Asymptotic Method)».
  • «Схемотехнический анализ (Circuit Analysis)».

Таким образом, решение позиционируется как аналог Ansys HFSS и CST Microwave Studio, значит сравнение нужно проводить именно с ними. 

Сравнение с Ansys HFSS

Одним из заметных отличий с Ansys HFSS оказался редактор трехмерной геометрии. В «ГАММЕ» реализован расширенный механизм привязок при построении моделей и предусмотрена предварительная визуализация создаваемых объектов. По данным конструкторского бюро, именно это сокращает время подготовки модели и снижает количество итераций при проектировании.

Также внимания заслуживает инструментарий для моделирования активных фазированных антенных решеток (АФАР). В системе реализован специализированный набор функций, включающий: 

  • расчет кумулятивной функции распределения;
  • генерацию диаграммы направленности с варьированием амплитуд и фаз излучателей с применением генетического алгоритма оптимизации;
  • комбинированный анализ покрытия для нескольких модулей АФАР, установленных в одном устройстве;
  • расчет экспозиции — усредненного потока мощности в ближней и дальней зонах — для оценки безопасности пользовательских устройств связи.

Отдельно отметим производительность расчетов. Расчеты в САПР «ГАММА» сопоставимы с результатами Ansys HFSS по точности и времени, а для определенных классов задач даже превосходят по скорости. 

Сравнение с CST Microwave Studio

По отношению к CST Microwave Studio система демонстрирует сильные стороны в задачах антенных решеток и телекоммуникационных сценариев. В частности, реализованы специальные функции для антенн 5G-диапазона:

  • построение огибающей многолучевой диаграммы направленности;
  • анализ покрытия;
  • расчет функции распределения;
  • инструмент оценки предельно допустимых уровней воздействия электромагнитных полей на человека.

Еще одна важная возможность — физическое 3D-моделирование канала связи. В результате расчета пользователь получает не только электромагнитные характеристики, но и прикладные параметры беспроводной системы, включая: SINR, RSRP и пропускную способность канала (Data Throughput).

Дополнительно в системе присутствуют средства анализа электромагнитной совместимости, позволяющие исследовать паразитное излучение и эмиссию от точечных источников.

Проверка готовности продукта к работе

Чтобы оценить не заявленные, а реальные возможности системы, мы протестировали «ГАММУ» во всех четырех режимах работы. Через модуль «Метод конечных элементов, МКЭ (FEM)» нами совместно с экспертами была спроектирована патч-антенна с непосредственной запиткой. После расчета в режиме МКЭ получена диаграмма направленности.

Диаграмма направленности патч-антенны

Модуль «Метод конечных разностей, МКР (FDTD)» эксперты продемонстрировали на примере рупорной антенны. При нас ими был выполнен расчет методом конечных разностей с последующим построением диаграммы направленности.

Диаграмма направленности рупорной антенны

Для того чтобы оценить «Асимптотический метод (Asymptotic Method)», в систему была импортирована 3D-модель помещения с источником сигнала. Таким образом, через модуль было легко спроектировано распространение радиоволн внутри пространства с учетом законов геометрической и физической оптики.

Распространение сигнала внутри помещения

После электромагнитного расчета антенны ее S-параметры были импортированы в режим схемотехнического анализа. По результатам анализа КСВН определены параметры согласующей цепи.

Антенна с согласованной цепью

По итогам тестирования актуальный релиз показал стабильную работу, а функциональность полностью соответствует заявленным возможностям.

Помимо этого мы провели документацию — она отвечает всем вышеописанным требованиям и находится в свободном доступе. На открытом портале размещены обзорные статьи, посвященные новым релизам, по которым можно проследить дополнения и улучшения, исправления недочетов и критических ошибок. Например, в последнем релизе были внесены следующие изменения:

  • добавлен учет многополюсников, задаваемых S-параметрами, в 3D электромагнитном моделировании;
  • переработан виджет создания переменных для упрощения параметрического анализа;
  • реализована поддержка ферритов;
  • добавлен импорт файлов формата .stl;
  • оптимизирован механизм переключения портов.

Масштабируемость и работа в составе инженерной платформы

Интересно, что «ГАММА» позиционируется не как изолированный инструмент моделирования, а как полноценная САЕ-платформа, способная работать внутри существующего инженерного контура предприятия. 

Один из ключевых факторов здесь — совместимость с форматами других CAD-систем, включая зарубежные решения. Система поддерживает импорт и работу со следующими форматами: ACIS (*.sat), STEP (*.step, *.stp), детали Pro/Engineer (.prt.), сборки Pro/Engineer (.asm.), AutoCAD (*.dxf), STL (*.stl), IGES (*.igs, *.iges).

Это значит, что «ГАММА» может быть интегрирована в уже сложившиеся процессы проектирования, где разные подразделения используют различные CAD-инструменты. Инженеры могут продолжать обмениваться геометрией без промежуточных конвертаций и потери данных, что особенно важно при переходе на отечественную платформу в крупных проектах.

Техническая поддержка 

Связаться с технической поддержкой можно двумя способами — по электронной почте или телефону. Отдельного упоминания заслуживает раздел поддержки на сайте разработчика. В нем заранее прописаны:

  • сроки ответа в зависимости от типа запроса;
  • правила оформления заявки;
  • этапы обработки обращения.

В ходе тестирования мы воспользовались обоими каналами и получили оперативную обратную связь. Ответы приходят в обозначенные сроки, а коммуникация остается технически предметной без формальных отписок.

Доступность инженерной экспертизы

Помимо классической поддержки, у проекта существует открытый комьюнити-портал. Он доступен без ограничений и удобно структурирован: отдельно вынесены вопросы по документации, обновлениям и эксплуатации системы, а часто задаваемые вопросы объединены в единую категорию.

Пользователи могут не только искать готовые решения, но и задавать собственные вопросы, получая ответы от специалистов и экспертов. Для инженерного ПО это важный показатель зрелости экосистемы — знания постепенно накапливаются не только внутри компании-разработчика, но и внутри пользовательского сообщества.

Возможность доработки под требования заказчика

Инженерное бюро также поделилось опытом взаимодействия с разработчиком в части кастомизации продукта. В процессе работы им потребовалась функция создания переменных, необходимая для автоматизации расчетных сценариев. После рассмотрения запроса и серии переговоров компания «ГАММА Тех» подготовила подробный план реализации. В результате требуемая возможность была не просто добавлена локально, а вошла в состав нового релиза системы.

Таким образом, заказчик получил необходимый инструмент автоматизации, а сама функция стала частью базового функционала продукта — показательный пример того, как обратная связь пользователей влияет на развитие платформы.

Итоги

Совокупность перечисленных критериев является эффективным фильтром, позволяющим отсеять слабые решения и сосредоточиться на действительно рабочих. Мы применили их на примере САПР «ГАММА» и обнаружили, что продукт не только импортозамещает Ansys HFSS и CST Microwave Studio, но в отдельных аспектах способен конкурировать с ними на равных и даже выигрывать.

Что будем искать? Например,ChatGPT

Мы в социальных сетях