设计、仿真、渲染,你的计算机够用吗?

2019-03-25 16:10:00   作者:边丈峰   来源:汽车造型设计

  专业的产品设计师在选择工作站平台时,主要考虑系统的图形处理能力、处理器的运算能力和数据的存储能力,还有运行的稳定性。制造业的产品设计师通常要应对设计、仿真、渲染等环节,你的工作站真的够用吗?今天我们就以高端图形领域的代表——汽车设计开发流程为例,聊聊在汽车设计仿真评审中的硬件选型。

  汽车设计开发流程,以项目立项为起点,量产启动为终点,历经方案策划、概念设计、工程设计、样车试验和投产启动5个阶段,是一个非常复杂的系统工程。上世纪90年代中期以来,数字化设计与虚拟开发技术的应用成为世界上汽车开发技术的主要发展潮流。

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  数字化建模

  构建数字模型在汽车设计过程中十分重要,建模是将造型设计师在平面内构建的二维设计增加一个维度到三维空间里。站在数模师的角度,一方面要让设计得以实现,另一方面,要确保数据必须非常精确且优美。此环节较常用的软件为Rhino或Alias。整个建模的过程中,对于工作站处理器的主频和I/O要求较高。对于汽车数模师来说,可以选择主频较高,核心数、线程数不用太高的工作站。这样既可以保证工作效率,又可以节约采购成本。推荐机型:联想ThinkStation P318、 联想ThinkStation P320。

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  数模师在建模过程中要非常注意模型的优美,这主要反映在高光,反射,曲面的质量上。在不断的修改过程中,有时很难做到非常优化、合理,这样曲面质量就很容易损失。这个过程对于工作站的计算能力和图形处理能力以及稳定性都有较高的要求,如果工作站不稳定或者由于硬件因素导致曲面质量下降,整个曲面就可能需要重做,会消耗大量的精力和时间。ThinkStation P320较适合部件级设计师选择,对于整车设计师来说,日常处理的模型数据量较大,建议选择ThinkStation P520c及以上机型,配置Nvidia Quadro P2000以上的显卡。

  三维机械设计

  除了造型设计,三维机械设计也是汽车设计的重要环节。汽车上的所有重要部件都需要进行三维设计。对于汽车行业较常用的三维设计软件是达索的CATIA和西门子的NX,这类三维设计软件,对计算机的主频要求较高,而对于核心数的要求并不是很高。建议三维设计师选择主频在3.0 GHz以上的处理器来满足三维设计的要求。

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  显卡方面,高端设计软件对于显卡的显存和渲染核心数有着一定的要求。着色与添加材质这类需要“实时”渲染的操作都需要工作站具备较强的计算能力和图形渲染能力,部件装配更是对工作站的整体性能要求较高。日常工作模型在1000个零件级别的用户,建议选择NVIDIA Quadro P4000级别以上的专业显卡。

  渲染及评审

  在整个汽车设计流程中另一个重要环节就是设计评审。评审决定着设计方向和整个设计能不能走下去,它起到为设计师指引方向的作用。现在国内很多车企在使用三维实时可视化评审,例如使用欧特克的Vred软件,利用工作站的CPU和GPU进行实时渲染评审。评审人员拖动模型变换角度变换方向,然后放大、缩小、旋转来观察设计的细节。评审人员的操作会产生庞大的数据量,在评审的流程中不可以有长时间的等待,所有操作的反馈都要实时进行,这就要求评审工作站平台必须具备极强的计算能力和渲染能力。为了使评审效果更加顺畅,对工作站的处理器主频,线程数,渲染核心数,内存以及显存整体要求极高,建议用户选用联想旗舰工作站ThinkStation P920。

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  Vred能真实的对物理材质、环境、光线等进行模拟,同时还可以满足很多特殊材质的模拟。比如汽车行业较为特殊的金属漆,Vred可以模拟出三层效果。软硬件的性能都是相辅相成的,软件功能越是强大,越是需要强大的硬件性能作为支撑。对于从事渲染或评审工作的设计师,选择搭载至强 Gold多核处理器+NVIDIA Quadro P5000专业显卡的联想ThinkStation P920,会让工作变的事半功倍。

  有限元分析

  有限元分析是汽车设计开发中难度最大的挑战,根据所分析零件的工作环境,一般可以借助空气或液体作为参考介质。利用流体力学得到一些力,然后通过速度,方向,静压力,总压力等,可以清晰反应出该零件在运动过程中的一些重要数据参数。在有限元分析时,网格划分会消耗工作站非常多的计算资源,对于工作站的处理器性能,内存容量,存储系统都有很高的要求。对于使用高端CAD软件自带的CAE功能的用户,可以选择联想ThinkStation P520c配备高端CPU及GPU,内存容量不少于16GB。对于使用如ANSYS,Simcenter这类软件的用户,建议选择旗舰款联想ThinkStation P920,并配备NVIDIA Quadro P6000或者GV100实现精准显示输出及高性能科学计算。

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  进行有限元分析时,主要是用CPU进行计算(个别CAE软件支持GPU并行计算)。大容量内存和强大的双路处理器是稳定完成有限元分析任务的保障。必要时还可以选择带有GPU加速的显卡来满足实现CPU和GPU的共同加速。

  联想ThinkStation工作站在制造业的优势

  可能很多朋友好奇,为何文中推荐的机型均为联想工作站?那么最后,就花一点点笔墨介绍一下联想ThinkStation工作站在制造行业中的优势。

  首先,联想ThinkStation工作站拥有业界最全的产品线,能满足不同设计需求的各类制造业企业用户选择。大到航空航天、汽车制造,小到模具设计、零部件设计都可以找到适合的机型。

  其次,稳定是工作站的生命线,能否稳定运行这些动辄就是几十万上百万的专业软件,是检验工作站性能好坏的重要参考。联想ThinkStation工作站与制造业众多主流软件进行了全面的ISV认证,能为用户提供更稳定的软件运行环境。

  再次,选择硬件产品说到底还是在选择服务。效率是制造业企业的生命线,倘若发生故障,也必须能在短时间内快速得到帮助和解决。联想ThinkStation工作站在全国拥有10000+认证工程师、2300+专业服务站,中国每30公里就有一家联想的专业服务站,可为客户提供7x24小时服务响应和7x9小时第二日携备件上门服务。

  最后,联想是诸多知名企业的共同选择。IDC发布的2018年第四季度中国台式工作站市场调研报告显示:联想ThinkStation工作站以43.6%和37.4%的市场份额夺得2018年第四季度及全年的市场份额“双冠王”。实力毋庸置疑。

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