ThinkStation S30在三环集团研发设计中的应用
作者：别俊 来源：三环集团本次试用，通过与现有高端工作站进行试用对比，我们充分感受到了ThinkStation S30的性能以及极高的性价比，在CAE应用环境下，ThinkStation S30的整体表现与工作站1不相仲伯，但价格却要低于该工作站。在CAD应用环境下，ThinkStation S30更是能快速的满足各种应用需求，色彩显示非常逼真，线条也较为光滑。通过这次试用我们明白，企业在挑选工作站的过程中不但要考虑性能是否能满足企业的应用需求，也要充分考虑价格因素。选择一款高性价比的产品不但能提升企业的研发效率，而且能极大的降低企业投入成本。
一、企业简介
三环集团公司是湖北省人民政府国有资产监督管理委员会履行出资人职责的省属大型制造企业，资产总额160亿元，主要从事专用汽车、汽车零部件和数控锻压机床产品的生产和经营，其"襄阳轴承"在深圳上市，所属子公司分布在武汉、十堰、襄阳、随州、黄石、咸宁、黄冈、深圳等市。是省属机械汽车行业的龙头企业、国家汽车零部件出口基地企业，连续多年荣列"中国制造业500强"，全国"守合同重信用企业"、"中国优秀诚信企业"，被中组部授予"全国创先争优活动先进基层党组织"称号，被省委授予"全省先进基层党组织"称号。公司领导班子被省委组织部和省国资委党委授予"全省国有企业四好领导班子创建活动先进集体"称号。
图1 三环集团公司产业分布图
秉承"诚信、创新"的经营理念，三环人以诚信为立业之本，诚实守信是我们义无反顾的承诺；以创新为兴业之源，不断创新是我们始终不渝的追求。
二、企业研发现状及面临的挑战
三环集团技术研究中心现有技术人员30余人，主要研究方向为整车重卡平台和零部件先进制造技术。对于整车子系统和零件设计选用的是某品牌公司的中端图形工作站，而在系统集成和CAE分析过程中采用的是某品牌公司的高端图形工作站。现阶段公司三维软件采用了西门子公司旗下UG8.0软件，主要用于整车及零部件的几何设计以及CAE分析。
本人主要工作为重卡整车结构的CAE仿真分析，包括结构静力学，多体动力学，NVH，疲劳等等，对于硬件平台一般要求较快的运行速度，较大的内存空间和硬盘容量，高性能的图形显示，快速的网络传输。
当前，在研发设计过程中碰到的问题有2个，一是在UG8.0软件里面显示整车模型稍慢，画面不流畅，单个零件刷新频率较慢，二是分析计算过程时间太久，比如简单的车身模态分析也在半个小时以上。对于整车显示画面不流畅问题，尽量避免全部显示所有零件，只显示当前关注的子系统及零部件，单独打开成工作状态。对于计算分析项目，尽量使用空余工作站，或者将模型网格尺寸放大，节约时间。因此，我们也希望通过使用性能更强劲的专业工作站来解决上述问题。
三、ThinkStation S30台式工作站
图2 ThinkStation S30工作站
联想ThinkStation S30是为注重性价比的专业人士量身打造的理想工作站，例如2D和3D数字内容制作、中端 CAD 及 EDA 应用用户以及金融和医疗专业人士等。ThinkStation S30配有最新的英特尔至强处理器和更快的内存性能(高达 1600MHz)，同时采用了NVIDIA提供的强大独立显卡解决方案，包括采用Quadro和Tesla协同处理技术。
四、CAE应用性能对比分析
为更好的了解ThinkStation S30的性能，本次试用三环集团选择了两款高端的工作站用机与其进行对比测试，两台对比工作站为某公司的高端工作站产品，属公司研发部门最好的硬件平台。详细的配置如表1所示。
表 1 试用平台配置对比
本测试使用整车CAE模型例子进行一些基本操作，安装同样的CAE软件和求解器。模型文件为399M，其中单元966683个，节点787717个，主要考察工作站在虚拟仿真环境中的应用，不涉及CAD模型的渲染、装配等等。
1.模型载入
载入模型是CAE分析的第一步。由于模型体较大，载入过程的时间也相对会长一点。根据对比测试，ThinkStation S30和工作站1耗时差不多，大致为3分钟，由于工作站2是一台较为高端的工作站，所以耗费时间相对短一点，仅为2分钟。
2.拖动旋转
拖动旋转操作是测试的一个重要环节。本次操作表现中，三台机器表现都比较好。ThinkStation S30和工作站1性能表现差别不大，基本能满足应用需求。工作站2表现很流畅，无任何拖影，能很好的满足修改编辑等操作需求。
3.网格划分
网格划分有三个步骤：定义单元属性、网格划分控制、生成网格。网格划分是整个CAE分析中非常重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性，但网格划分并非越细越好，理想情况下是以分析结果不再随网格划分密度的改变而改变为准。
本次网格划分操作，ThinkStation S30和工作站１性能表现基本在仲伯之间，只是在求解计算过程中，相对工作站2，两台工作站时间耗费相对较长。但从ThinkStation S30的总体性能表现看，仍可以通过扩大内存和更换固态硬盘来进一步提升性能。
五、CAD应用性能测试
在本次应用测试中使用的是发动机三维模型，模型结构较复杂，对硬件的要求要非常高。
1.模型渲染
在渲染测试中，我们分别利用了NX中的高质量图像以及艺术图形对发动机模型进行了渲染工作，两种测试中，均快速的完成了渲染工作，整个过程共耗时约２秒。
图 3 高质量图像
图 4 艺术图像
在显示方面，取消了实体显示而选择了复杂的线条显示，一般在这种情况下，机器的负载较大，结果模型运行依旧很顺畅，各项基本操作都可以很顺利的完成。
图 5 线框模式
2.镜像生成
镜像功能也是在设计过程中经常用到的命令，它可以帮助我们快速的生成结构一致的模型及特征，非常实用。在测试过程中，选取了整个发动机模型，在选取过程中，可以快速的选取需要镜像的模型。
在选取镜像选项后，整个镜像模型生成共耗时５秒，当面对单个零件的镜像是，基本可以瞬间完成镜像过程，使镜像这个本来就便捷的功能更凸显出其优越性，极大提升了工程师的工作效率。
图 6 镜像模型生成
3.Check-Mate应用
Check-Mate是集成于NX中的产品模型验证机制。该工具包含的通用检查规则可以帮助企业有效提高产品模型数据质量，降低产品设计成本，提高设计效率，是NX中的一个重要功能，在ThinkStation S30的支持下， CHECK MATE快速的完成了模型的测试，整个过程共耗时5秒。
图 7 Check-Mate模型测试
4．同步建模技术的应用
利用该技术，可以在基于历史记录和无历史记录模型上进行编辑，也就是说我们利用该技术能够直接有效地进行尺寸驱动的直接建模，而不用像先前一样必须考虑相关性及约束等情况。本次测试，使同步建模技术得到了充分的利用，实现了模型的快速变更，极大的提升了设计效率。
图 8 同步建模技术应用（变更前）
在选定好需要进行同步建模的面以后，就可以对该处进行拖拽修改，整个过程流畅自如，快速的完成了建模过程，使我们充分体验到了同步建模技术的优越性。
图 9 同步建模技术应用（变更后）
六、试用总结
本次试用，通过与现有高端工作站进行试用对比，我们充分感受到了ThinkStation S30的性能以及极高的性价比，在CAE应用环境下，ThinkStation S30的整体表现与工作站1不相仲伯，但价格却要低于该工作站。在CAD应用环境下，ThinkStation S30更是能快速的满足各种应用需求，色彩显示非常逼真，线条也较为光滑。通过这次试用我们明白，企业在挑选工作站的过程中不但要考虑性能是否能满足企业的应用需求，也要充分考虑价格因素。选择一款高性价比的产品不但能提升企业的研发效率，而且能极大的降低企业投入成本。
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