Onshape

Onshape — это облачная система автоматизированного проектирования (САПР), предназначенная для создания трёхмерных (3D) моделей, сборок и чертежей, а также для управления проектными данными. В отличие от традиционных САПР, Onshape не требует установки на локальный компьютер и работает полностью в веб-браузере, что обеспечивает доступ к проектам с любого устройства, имеющего подключение к интернету. Система разработана компанией Onshape Inc. (США), основанной в 2012 году бывшими сотрудниками компании SolidWorks. С 2019 года Onshape принадлежит корпорации PTC (Parametric Technology Corporation).

История

Предпосылки создания

Разработка Onshape началась в 2012 году. Основатели компании — Джон Хирштик (John Hirschtick), бывший генеральный директор SolidWorks, и несколько ключевых инженеров, ранее работавших над SolidWorks. Главной целью было создание САПР, которая бы устранила основные недостатки традиционных настольных систем: сложность установки, обновлений, лицензирования, а также проблемы с совместной работой над проектами в разных версиях файлов.

Запуск и развитие

Первый публичный релиз Onshape состоялся в марте 2015 года. Система сразу привлекла внимание инженерного сообщества благодаря своей облачной архитектуре, которая позволяла нескольким пользователям одновременно редактировать одну и ту же модель в реальном времени. В 2016 году Onshape запустила приложения для мобильных устройств (iOS и Android), что сделало её первой полнофункциональной САПР для смартфонов и планшетов.

Приобретение компанией PTC

В октябре 2019 года корпорация PTC объявила о приобретении Onshape за 470 миллионов долларов США. Сделка была завершена в ноябре 2019 года. После приобретения Onshape сохранила свой бренд и команду разработчиков, но стала частью портфеля продуктов PTC, наряду с Creo и Windchill. PTC интегрировала Onshape в свою платформу для промышленного интернета вещей (IIoT) ThingWorx.

Архитектура и принципы работы

Облачная платформа

Onshape является полностью облачной системой (SaaS — Software as a Service). Все данные (модели, сборки, чертежи) хранятся на серверах Onshape (в облаке), а не на локальном компьютере пользователя. Для работы требуется только современный веб-браузер (Google Chrome, Mozilla Firefox, Safari, Microsoft Edge) или мобильное приложение. Вычислительные операции по построению геометрии выполняются на серверной стороне, что снижает требования к аппаратному обеспечению клиентского устройства.

Единое хранилище данных

В Onshape отсутствует понятие «локальный файл». Все проекты хранятся в виде документов в облачном хранилище. Каждый документ может содержать несколько элементов (деталей, сборок, чертежей). Система автоматически сохраняет все изменения, а также ведёт полную историю версий (Versioning) и ветвлений (Branching), аналогично системам контроля версий в программировании (например, Git). Это позволяет откатываться к любой предыдущей версии, создавать параллельные ветки разработки и сливать их.

Совместная работа

Ключевая особенность Onshape — возможность одновременной работы нескольких пользователей над одним документом. Все изменения видны в реальном времени. Система использует технологию многопользовательского редактирования (multi-user editing), при которой конфликты разрешаются на уровне отдельных геометрических операций. Пользователи могут видеть, кто и какой элемент модели редактирует в данный момент.

Функциональные возможности

Моделирование

Onshape поддерживает основные методы 3D-моделирования, характерные для современных САПР среднего и высокого уровня:

• Твёрдотельное моделирование (Solid Modeling) на основе эскизов и операций (выдавливание, вращение, вырез, лофт, сдвиг, скругление, фаска, оболочка и др.).
• Поверхностное моделирование (Surface Modeling) для создания сложных аэродинамических и дизайнерских форм.
• Моделирование листового металла (Sheet Metal) с развёртками.
• Параметрическое моделирование — все размеры и зависимости в эскизах и операциях сохраняются в виде параметров, которые можно изменять.
• Прямое моделирование (Direct Modeling) — возможность редактировать геометрию без учёта истории построения, перемещая грани, тела и поверхности.
• Сборки — создание сборок из деталей с наложением сопряжений (совпадение, концентричность, касание, расстояние, угол и др.). Поддерживаются как жёсткие, так и подвижные сборки (с кинематическими связями).

Чертежи

Onshape позволяет создавать 2D-чертежи по 3D-моделям. Чертежи ассоциативны: при изменении 3D-модели чертёж автоматически обновляется. Поддерживаются стандартные виды (спереди, сверху, сбоку, изометрия), разрезы, выносные элементы, простановка размеров и допусков.

Управление данными (PDM)

Встроенная система управления проектными данными (PDM — Product Data Management) включает:

• Версионирование — создание фиксированных версий документа.
• Ветвление и слияние — возможность работать над разными вариантами конструкции параллельно.
• Управление доступом — настройка прав на просмотр, редактирование и комментирование для отдельных пользователей или групп.
• Поиск — полнотекстовый поиск по всем документам, а также поиск по свойствам (материал, масса, автор и т.д.).

Симуляция и анализ

Onshape имеет встроенные инструменты для базового инженерного анализа:

• Метод конечных элементов (МКЭ) — статический анализ напряжений и деформаций для деталей и сборок (модуль Onshape Simulation).
• Анализ масс-инерционных характеристик — вычисление массы, объёма, центра масс, моментов инерции.

Интеграции и API

Onshape предоставляет открытый API (Application Programming Interface) для интеграции с другими системами: ERP (Enterprise Resource Planning), CAM (Computer-Aided Manufacturing), CAE (Computer-Aided Engineering), PLM (Product Lifecycle Management). Существуют готовые интеграции с PTC ThingWorx, а также с популярными сервисами для 3D-печати, симуляции и документооборота.

Лицензирование и тарифы

Onshape предлагает несколько тарифных планов, ориентированных на разные категории пользователей:

Для образовательных учреждений и студентов предусмотрены специальные бесплатные лицензии с полным функционалом.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Доступность с любого устройства — работа через браузер или мобильное приложение без установки ПО.
• Автоматическое обновление — пользователи всегда используют последнюю версию системы.
• Совместная работа в реальном времени — несколько инженеров могут одновременно редактировать одну модель.
• Встроенная система управления версиями — упрощает контроль изменений и возврат к предыдущим состояниям.
• Отсутствие проблем с совместимостью файлов — все данные хранятся в облаке, нет конфликтов версий файлов.
• Низкие требования к аппаратному обеспечению — вычисления выполняются на серверах.

Недостатки

• Зависимость от интернет-соединения — для работы требуется стабильное подключение к сети; при отсутствии интернета работа невозможна (хотя есть офлайн-режим для просмотра, но не для редактирования).
• Ограниченная функциональность по сравнению с настольными САПР — некоторые продвинутые функции (например, сложный топологический анализ, генеративный дизайн) отсутствуют или реализованы в упрощённом виде.
• Вопросы безопасности данных — хранение проектов на серверах сторонней компании может вызывать опасения у предприятий с высокими требованиями к конфиденциальности (хотя Onshape использует шифрование и сертифицирована по стандартам ISO 27001 и SOC 2).
• Стоимость подписки — для коммерческого использования требуется платная подписка, которая может быть дороже, чем разовая покупка лицензии на настольную САПР для небольшой компании.

Применение

Onshape используется в различных отраслях промышленности и инженерной деятельности:

• Машиностроение — проектирование механизмов, станков, промышленного оборудования.
• Автомобилестроение — разработка узлов и агрегатов, кузовных деталей.
• Аэрокосмическая промышленность — проектирование лёгких конструкций, кронштейнов, обшивки.
• Потребительские товары — дизайн бытовой техники, электроники, мебели, игрушек.
• Медицинская техника — создание протезов, имплантатов, хирургических инструментов.
• Образование — обучение студентов основам 3D-моделирования и инженерного проектирования.

Критика

Основные критические замечания в адрес Onshape связаны с её облачной природой. Пользователи отмечают, что при слабом интернет-соединении работа становится некомфортной, а в случае полного отсутствия сети — невозможной. Также высказываются опасения по поводу долгосрочной доступности данных: если компания Onshape (или PTC) прекратит поддержку сервиса, пользователи могут потерять доступ к своим проектам. Кроме того, некоторые инженеры критикуют отсутствие некоторых расширенных функций, доступных в настольных САПР, таких как Creo Parametric, NX или CATIA, особенно в области сложного поверхностного моделирования и анализа.

Источники

• Официальный сайт Onshape — документация и описание функций.
• Статья «Onshape» в англоязычной Википедии (версия от 2024 года).
• Материалы корпорации PTC о приобретении Onshape (2019).
• Обзоры и сравнения САПР на сайтах Engineering.com, 3D Printing Industry, All3DP.