從過去幾十年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer-Aided Engineering，簡(jiǎn)稱CAE）技術(shù)已被證明是支撐產(chǎn)品創(chuàng)新不可或缺的手段。隨著中國(guó)制造業(yè)升級(jí)以及國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)在研發(fā)層面加大投入，很多用戶及研發(fā)單位已經(jīng)購(gòu)買了自己的CAE系統(tǒng)并上線運(yùn)行若干年。但根據(jù)我們?cè)谛袠I(yè)實(shí)際現(xiàn)象的觀察發(fā)現(xiàn)，按照傳統(tǒng)思路和操作方法項(xiàng)目上線后會(huì)面臨很多挑戰(zhàn)和問題。
借助云計(jì)算技術(shù)將仿真應(yīng)用部署到云端，則可大大降低企業(yè)應(yīng)用CAE技術(shù)的門檻，讓CAE變得更加普及。同時(shí)，云計(jì)算與云服務(wù)在許多領(lǐng)域已經(jīng)取得了極大的成功，云模式已經(jīng)是未來的必然趨勢(shì)。
由Altair Engineering Inc. (納斯達(dá)克股票代碼： ALTR)聯(lián)合華為推出的云一體機(jī)和物理一體機(jī)給了用戶新的選擇。
CAE相關(guān)平臺(tái)現(xiàn)狀和目前用戶常見痛點(diǎn)
當(dāng)前企業(yè)CAE系統(tǒng)采購(gòu)的幾種場(chǎng)景構(gòu)成：
? 硬件選型和購(gòu)買：通常選擇幾家主流廠商，再根據(jù)技術(shù)指標(biāo)以及需求進(jìn)行招標(biāo)及采購(gòu)；
? CAE軟件選型和購(gòu)買：根據(jù)用戶業(yè)務(wù)場(chǎng)景，選擇對(duì)應(yīng)求解器和前后處理系統(tǒng)，并根據(jù)預(yù)算購(gòu)買對(duì)應(yīng)的license個(gè)數(shù)；
? HPC調(diào)度管理系統(tǒng)：通?？蛇x擇開源軟件或商業(yè)軟件，簡(jiǎn)單說開源是省錢花時(shí)間，商業(yè)是花錢省時(shí)間；
? 購(gòu)買相關(guān)的軟硬件集成及維護(hù)：尋找一個(gè)集成商提供打包解決方案，并提供項(xiàng)目的實(shí)施以及未來幾年內(nèi)的產(chǎn)品維護(hù)工作。
但是傳統(tǒng)的操作方式會(huì)產(chǎn)生下面三大問題：
1.硬件廠商和CAE軟件的配合導(dǎo)致問題，很多分開采購(gòu)的軟硬件發(fā)現(xiàn)多買了硬件或者多買了軟件，無論哪部分沒有與對(duì)方匹配都會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的投資浪費(fèi)：例如：購(gòu)買了128個(gè)碰撞軟件license，256個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)軟件license；但是只購(gòu)買了256核的硬件，最終只能最大運(yùn)行256個(gè)核的任務(wù)，導(dǎo)致浪費(fèi)128核license；同理，購(gòu)買了1,024核硬件，但是軟件只購(gòu)買了256核，同樣浪費(fèi)了大量的硬件資源；軟硬件不匹配，需要高內(nèi)存，高速硬盤的應(yīng)用配置了瘦節(jié)點(diǎn)，只能計(jì)算一些較小規(guī)模的模型，大模型完全不能計(jì)算；配置了不適合計(jì)算的服務(wù)器，導(dǎo)致大量投資卻計(jì)算性能很慢。
2.集成商能力有限，很難解決用戶的實(shí)際使用場(chǎng)景問題：通常解決硬件或者操作系統(tǒng)層問題，基本沒有相關(guān)的CAE軟件優(yōu)化能力；無法提供相關(guān)的作業(yè)調(diào)度優(yōu)化，以提升相關(guān)資源利用效率；發(fā)生問題后經(jīng)常出現(xiàn)硬件廠商檢查無問題，調(diào)度軟件也沒問題，CAE軟件正常，用戶模型也正常，但是部分用戶或CAE軟件一直運(yùn)行不正常，卻無法快速有效解決相關(guān)問題；
3.調(diào)度策略不夠優(yōu)化：購(gòu)買了匹配的硬件，但是整個(gè)系統(tǒng)的利用效率卻一直提升不上去；項(xiàng)目時(shí)間節(jié)點(diǎn)前資源一直不夠，項(xiàng)目時(shí)間節(jié)點(diǎn)后資源大量空閑；優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)利用率將大大提高用戶資產(chǎn)價(jià)值，但是很多用戶卻一直沒有意識(shí)到這個(gè)層面優(yōu)化的重要性。
上述三大問題會(huì)導(dǎo)致HPC最終使用者遇到如下問題場(chǎng)景：1.為什么Ansys或OptiStruct仍然在排隊(duì)無法使用；2..為什么Fluent或AcuSolve計(jì)算出錯(cuò)；3.為什么Ls-dyna或Radioss計(jì)算非常慢；4.為什么HFSS或FEKO無法獲取軟件license。
綜上所述，用戶最終希望有一個(gè)真正的包含商業(yè)軟件和管理平臺(tái)的軟硬件一體解決方案，但目前在業(yè)界很難找到軟件廠商愿意提供相關(guān)的硬件平臺(tái)，且為用戶提供這個(gè)平臺(tái)內(nèi)的無限license使用，確保所有軟硬件系統(tǒng)都能得到最大化的利用率。
一體機(jī)解決方案
Altair基于在全球及中國(guó)市場(chǎng)的多年調(diào)研，于2017年聯(lián)合華為正式在中國(guó)大陸推出軟硬件一體化解決方案，借助華為對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的調(diào)校和優(yōu)化能力，聯(lián)合Altair的一整套CAE工具及相關(guān)前后處理方案，為用戶提供了“開箱即用”的仿真軟硬平臺(tái)一體機(jī)方案。用戶只需按年支付相關(guān)軟硬件包的租賃費(fèi)用，即可使用高配硬件平臺(tái)和PBS Works調(diào)度管理套件，以及HyperWorks仿真解決方案，并可享受專業(yè)技術(shù)支持和培訓(xùn)服務(wù)，讓用戶在未來使用中得到最高的投入產(chǎn)出比。
PBS Works系統(tǒng)
考慮到不同用戶使用模式和付費(fèi)模式，目前提供兩種一體機(jī)解決方案：
物理一體機(jī)：根據(jù)用戶需求，通過實(shí)體機(jī)定義不同硬件類型和網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)，提供軟硬件打包解決方案。優(yōu)勢(shì)主要在于整個(gè)系統(tǒng)都管控在用戶自己機(jī)房?jī)?nèi)，用戶只需準(zhǔn)備機(jī)房電力和制冷和網(wǎng)絡(luò)互通即可實(shí)現(xiàn)開箱即用；
虛擬一體機(jī)（云端一體機(jī)）：顧名思義，是指部署在云端的一體機(jī)解決方案，云端一體機(jī)最大優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)完全的零管理成本，用戶只需互聯(lián)網(wǎng)訪問的網(wǎng)絡(luò)就可以完成所有HPC功能，所有軟硬件系統(tǒng)都在云端，用戶通過瀏覽器或客戶端完成所有計(jì)算和前后處理工作，本地?zé)o需安裝任何CAE軟件。
Altair軟件求解器系列
一體機(jī)主要包含八大功能模塊：1.針對(duì)于用戶業(yè)務(wù)場(chǎng)景的所有CAE仿真模塊，包含電磁場(chǎng)，空氣動(dòng)力學(xué)，結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度，模態(tài)，碰撞跌落，主動(dòng)和被動(dòng)安全，前后處理系統(tǒng)等；2.根據(jù)用戶業(yè)務(wù)場(chǎng)景，提供對(duì)應(yīng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)及相關(guān)存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)；3.相關(guān)調(diào)度軟件和門戶系統(tǒng)；4.對(duì)整個(gè)系統(tǒng)提供對(duì)應(yīng)的優(yōu)化及業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成；5.對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)維及未來問題的跟蹤和處理；6.完全互相匹配的license和硬件資源；7.開箱即用，用戶將機(jī)器開箱后只需接入網(wǎng)絡(luò)，開通相關(guān)用戶即可開始投入生產(chǎn)環(huán)境使用；8.云端一體機(jī)只需一根網(wǎng)線，連通即可開始進(jìn)行仿真工作。
相對(duì)于傳統(tǒng)方案，華為云端一體機(jī)具備以下優(yōu)勢(shì)：1.提供了專業(yè)計(jì)算資源服務(wù)，用戶可針對(duì)不同種類的計(jì)算任務(wù)選擇優(yōu)化的云端資源；2.通過Altair云端license機(jī)制，解決傳統(tǒng)云端無法解決的昂貴的CAE license問題；3.通過遠(yuǎn)程的圖形可視化，實(shí)現(xiàn)調(diào)用云端顯示資源進(jìn)行三維渲染，用戶無需下載龐大的結(jié)果數(shù)據(jù)，只需抽取相應(yīng)結(jié)果曲線和動(dòng)畫，即可完成計(jì)算報(bào)告；4.專業(yè)廠商安全維護(hù)，遠(yuǎn)超用戶本地的數(shù)據(jù)防護(hù)和安全措施。
一體機(jī)為用戶提供一套完整的門戶，幫助用戶可以在極短的時(shí)間內(nèi)快速學(xué)會(huì)使用HPC軟硬件系統(tǒng)，用戶交互界面只需登陸后點(diǎn)擊相關(guān)軟件和所需核數(shù)，上傳文件，即可完成一次仿真計(jì)算。通過華為云與Altair的合作，將仿真應(yīng)用部署到云端，將大大降低企業(yè)應(yīng)用CAE技術(shù)的門檻，讓CAE走進(jìn)更多企業(yè)用戶。
