Как построить бизнес на 3D-ядре

В рубрике Science3  мы рассказываем о предпринимателях, которые зарабатывают на своих научных достижениях.

Архитекторы и конструкторы давно не чертят здания, детали и механизмы на кульманах (чертежных столах). И не рассчитывают технические характеристики объектов на интегральных линейках и калькуляторах. Современное проектирование автоматизировано специальными инженерными программами. Эта сфера так и называется — системы автоматизации проектных работ, или САПР.

Больше всего трехмерную графику используют разработчики компьютерных игр. Их программы заточены под создание эффектных игровых образов. А у инженеров гораздо строже требования к точности геометрических построений — от нее зависит качество и безопасность проектируемого объекта. За правильную геометрию отвечает графическое ядро, на базе которого разработана САПР.

Большинство таких программ в мире построено на пяти геометрических ядрах. И одно из них — российское.

История

Отечественная софтверная компания «Аскон» разработала ядро геометрического моделирования C3D для создания своей системы автоматизированного проектирования «Компас 3D». Первая версия этой программы вышла в 2000 году. Сейчас это одна из самых популярных САПР в стране, ею оборудовано порядка 70 тысяч рабочих мест.

В 2012 году «Аскон» вывела на рынок свое 3D-ядро как самостоятельный продукт, а команду его разработчиков выделила в дочернее предприятие — C3D Labs. В конце прошлого года C3D Labs выпустила шестнадцатую версию геометрического ядра. Сейчас большая часть прибыли компании приходится на роялти с продаж «Компас 3D». В будущем C3D Labs намерена увеличить число сторонних клиентов до полной самоокупаемости. В 2013 году компания стала резидентом ИТ-кластера «Сколково». Это дало ей налоговые льготы и доступ к мероприятиям фонда, а также помогло правильно позиционировать себя на софтверном рынке.

Продукт

3D-ядро — базовый компонент инженерного ПО, который отвечает за геометрически точное построение 3D-модели и управление уже построенными объектами (позволяет, например, геометрически правильно собирать 3D-модели друг с другом).

На его основе разрабатываются системы автоматизированного проектирования (CAD), системы подготовки производства (CAM), инженерного анализа (CAE) и другие специализированные графические приложения.

C3D — единственное в мире геометрическое ядро, объединяющее в себе возможности моделирования, управления и конвертации 3D-моделей в различные форматы.

Ядро C3D снижает затраты на разработку САПР, улучшает функциональность, надежность и быстродействие таких программ, а также позволяет быстро создать из 2D-системы продукт для работы с 3D-моделями.

Для современной организации производства необходимо знать точную форму проектируемого изделия. Для этого используется специальная программа — ядро геометрического моделирования. Это комплексный наукоемкий компонент, представляющий собой программную реализацию математических методов построения численных моделей геометрии реальных и воображаемых объектов, а также методов управления этими моделями.

Николай Суетин директор по науке ИТ-кластера «Сколково»

Для кого

Потенциальные заказчики ядра C3D — разработчики программ для компьютерного инжиниринга (САПР и других). Во-первых, это вендоры, которые продают специализированное ПО промышленным компаниям. Во-вторых, это крупные производства, создающие такой софт под себя. Системы автоматизированного проектирования нужны любому предприятию, которое производит изделия собственной разработки, будь то шариковая ручка или танк.

Кроме того, ядро C3D пригодится техническим вузам, чтобы научить студентов разрабатывать инженерный софт.

Эксперты, прокомментировавшие проект:

Николай Суетин, директор по науке ИТ-кластера «Сколково»

Алексей Ершов, гендиректор компании «Ледас»

Кто разработал

С 1995 года разработкой ядра C3D руководит кандидат технических наук Николай Голованов. Юрий Козулин отвечает за разработку алгоритмов моделирования, Александр Максименко — за разработку решателя геометрических ограничений, Эдуард Максименко — за разработку прикладного ПО. Под их началом трудятся восемь математиков-программистов.

Разобраться со спецификой зарубежных рынков САПР команде C3D Labs помогают иностранные консультанты, специализирующиеся на компьютерном инжиниринге, — Кен Версприлл, Джоел Орр, Ральф Грабовски и другие.

Клиенты и партнеры

Помимо материнской компании «Аскон», в портфеле C3D Labs 16 заказчиков.

Это вузы (Приднестровский государственный университет имени Шевченко, Томский политехнический университет, Воронежский государственный технический университет, Санкт-Петербургский государственный технологический институт, Мордовский государственный университет имени Огарева), отечественные и зарубежные разработчики ПО (Habitek , «НИП-Информатика» , «Ледас» , «НТП Трубопровод», «Центр «Геос», «Базис-Центр», «ЛО ЦНИТИ», ВНИИ экспериментальной физики (структура «Росатома»), украинская Dynamics & Structures Lab., южнокорейская Solar Tech и шведская Elecosoft Consultec).

Ядро покупают компании различного профиля. Например, Solar Tech использует его в разработке программы для станков ЧПУ, а Elecosoft Consultec — в создании системы моделирования деревянных лестниц.

Коммерческие продукты на базе ядра C3D разрабатывают технологические партнеры C3D Labs — новосибирская компания «Ледас», томская компания Rubius, индийская компания ProtoTech Solutions и южнокорейская Solar Tech. Кроме того, «Ледас» выступает международным реселлером C3D, а Solar Tech — официальным дистрибьютором ядра на рынках Южной Кореи, Китая и Японии.

К нам постоянно поступают запросы на тестирование C3D. Это и учебные заведения, и разработчики-стартаперы, и крупные коммерческие организации. Период от первого обращения к нам до принятия решения о лицензировании ПО довольно длительный (от полугода и больше), поэтому сообщать о новых пользователях пока рано. Но мы уверены, что южнокорейской и шведской компаниями список наших иностранных клиентов не ограничится, и скоро мы расскажем о новом зарубежном ПО, созданном на базе российского ядра C3D.

Аркадий Камнев менеджер по продукту C3D Labs

Как зарабатывают

Условия использования ядра обсуждаются индивидуально с каждым заказчиком. Сначала C3D Labs предоставляет бесплатную тестовую лицензию на 3 месяца, которая предполагает полноценную техподдержку от разработчиков. Дальше клиент выбирает лицензию на внутреннее использование, коммерческое использование или дистрибьюцию. Стартапам и вузам C3D Labs предоставляет ядро на льготных условиях.

Для стартапов у нас действует специальная программа лицензирования ядра. Мы сами являемся стартапом, поэтому отлично понимаем запросы небольших компаний и легко находим с ними общий язык.

Аркадий Камнев менеджер по продукту C3D Labs

Клиенты оплачивают лицензию раз в год. Опционально они могут подключить платную расширенную техподдержку. При выпуске коммерческих продуктов на базе ядра заказчик ежеквартально перечисляет компании фиксированный роялти.

Конкуренты

На несколько сотен разработчиков САПР в мире приходится два десятка разработчиков геометрических ядер. Большинство ядер предназначено исключительно для внутреннего использования либо для слишком узкого спектра задач. «Геометрических движков немного из-за колоссальной трудности их создания и относительной молодости базовой для сферы автоматизированного проектирования науки — компьютерной геометрии», — объясняют в C3D Labs.

Полноценные САПР сторонние разработчики могут создать на базе всего пяти коммерческих ядер (Parasolid, ACIS, C3D, CGM и Open CASCADE). Лидеры глобального рынка — ACIS от французской Spatial (дочка Dassault Systemes) и Parasolid от немецкой Siemens PLM Software. На их основе разработано большинство мировых систем 3D-проектирования.

Геометрическое ядро – наиболее трудоемкий компонент систем трехмерного моделирования. Затраты на его разработку крайне высоки, поэтому на мировом рынке представлено так мало коммерческих ядер. А наиболее функциональные из них принадлежат крупным западным разработчикам САПР. Уже более 10 лет на рынке 3D-компонентов не появлялись новые игроки. Сейчас на этом сегменте лидируют Parasolid (Siemens PLM Software, Германия) и ACIS (Dassault Systemes, Франция).

Николай Суетин директор по науке ИТ-кластера «Сколково»

Кстати, в 2011 году на базе МГТУ «Станкин» началась разработка еще одного российского геометрического ядра — RGK (Russian Geometric Kernel). В 2013 году проект был сдан заказчику — Минпромторгу, но на рынок пока не вышел.

Как говорят в C3D Labs, напрямую их продукт не конкурирует с остальными популярными коммерческими ядрами, заняв промежуточную ценовую нишу.

ACIS, CGM и Parasolid слишком дороги для многих разработчиков. Да и большие компании не так отзывчивы к нуждам маленьких по их меркам клиентов — что естественно. А для разработчиков инженерного ПО скорость обработки их запросов часто довольно критична. Мы так же функциональны, как лидеры рынка, плюс очень быстро реагируем на запросы наших клиентов. Если говорить об OpenCASCADE, у него другая схема лицензирования. Само ядро предоставляется бесплатно, оплачиваются только сервисные функции. Им обычно пользуются небольшие ИТ-компании и предприятия, которые имеют ограниченные бюджеты на разработку и пытаются обойтись малой кровью.

Аркадий Камнев менеджер по продукту C3D Labs

Рынок ядер

Открытых данных об объеме рынка геометрических ядер нет. Традиционно этот сегмент еще более закрытый, чем сфера САПР. Разработчики ядер получают роялти от каждой проданной системы автоматизированного проектирования, поэтому о состоянии их бизнеса можно судить по развитию рынка САПР.

По оценке аналитиков Jon Peddie Research (JPR), в 2014 году мировой рынок ПО для автоматизации проектирования составил $7,8 млрд, а в 2017 году вырастет до $8,7 млрд. Крупнейшие игроки — Autodesk, Dassault Systemes, Siemens PLM Software, Hexagon, Bentley Systems, Nemetschek, Aveva и Trimble. Спрос на САПР в регионах зависит от состояния экономики. В странах с растущей экономикой этот софт продается лучше — там больше строят и производят.

Рынок геометрических ядер довольно узкий, игроков на нем мало. У лидеров — по несколько сотен заказчиков. Клиенты довольно разнородны — от небольших ИТ-компаний, которые в год продают десятки или сотни лицензий, до настоящих гигантов с десятками и сотнями тысяч лицензий проданного ПО. Доход поставщика ядра зависит от объема продаж клиента. Поэтому не существует публичных прайсов на использование технологий. Каждый поставщик старается сделать наиболее доступное предложение для конкретного заказчика его технологий.

Аркадий Камнев менеджер по продукту C3D Labs

Планы и возможности

Несмотря на глобальный экономический кризис, мировой рынок САПР продолжает активно расти, уверяют в C3D Labs. Участники рынка по-прежнему вкладываются в новые разработки. Например, «Аскон» недавно вывела на рынок архитектурно-строительную систему Renga Architecture, созданную на ядре C3D.

Спустя два года после коммерциализации ядра его лицензировали практически все российские игроки, констатируют в C3D Labs. За исключением тех, кто изначально работал с западными ядрами. Потенциал своего роста компания видит в работе на глобальном рынке. Кроме того, в последнее время стали создавать САПР, работающие сразу на нескольких геометрических ядрах. Этим разработчики улучшают качество выходных 3D-данных и снижают риски (например, санкций).

Выводы

Одно из важных преимуществ команды C3D — открытость, способность и желание учитывать специфические потребности и возможности партнеров. «Ледас» лицензировал C3D для встраивания в свою программную компоненту LGC контроля изменений в 3Д-моделях в том числе потому, что другие производители геометрических ядер не хотели с нами сотрудничать. Они привыкли работать только с производителями конечно-пользовательских продуктов, их типовые договора не учитывают других возможностей, и они не готовы адаптировать свои бизнес-процессы под конкретного клиента. А команда C3D легко пошла нам навстречу. По-моему, C3D Labs удалось найти свою нишу на рынке, а это залог успеха. Речь о компаниях, нуждающихся в качественном геометрическом ядре, которым недостаточно возможностей и производительности бесплатных аналогов, но не готовых платить столько, сколько требуют владельцы Parasolid и ACIS с их многомиллионными оборотами. Причем это достаточно широкий спектр компаний, в который попадают и разработчики САПР, и промышленные центры, которым C3D нужен для внутренного использования, и производители программных компонент, как моя компания «Ледас».

Алексей Ершов гендиректор компании «Ледас»

Создатели компании C3D Labs работали над алгоритмами C3D более 17 лет. Это позволило им преодолеть высокий порог входа на рынок, недоступный командам без опыта. C3D — единый компонент для решения всех трех задач геометрического моделирования: создание геометрической модели, наложение взаимных связей на элементы модели, конвертация данных. Другого такого универсального компонента на мировом рынке не существует. Инновационность геометрического ядра C3D состоит в использовании уникальных математических алгоритмов, заложенных в основу вычислений. Моделируемые объекты в геометрическом ядре C3D описываются точными математическими поверхностями, что позволяет «бесшовно» соединить их по краям. При этом форма поверхностей может быть сколь угодно сложной. Обрезка и стыковка поверхностей выполняется одновременно с построением модели. Это возможно благодаря оригинальным методам построения геометрической модели и организации данных.

Николай Суетин директор по науке ИТ-кластера «Сколково»

Фото на обложке предоставлено сайтом Shutterstock.