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联想ThinkStation P900工作站实战海洋工程

天极工作站 2015-11-24 09:39 我要吐槽

  山东南海气囊工程有限公司从事船舶码头海洋工程的配套服务公司,主要产品是工程用起重气囊及护舷产品。2007年,山东南海气囊工程有限公司使用超高压工程气囊,成功将宋代古沉船“南海Ⅰ号”移运到水晶宫,完成了这一举世瞩目的考古打捞任务。2013年,将助浮气囊升级为海洋工程气囊,顺利完成了导管架助浮安装试验项目,成为中国海洋石油工程股份有限公司、中交三航局、广州打捞局等组织的战略合作伙伴。

联想ThinkStation P900工作站实战海洋工程

  赵殿华,高级工程师,任山东南海气囊工程有限公司济南研发中心主任,具有十几年的机电设计工作经历,在海洋工程产品设计方面也有着丰富的产品和工程设计经验。主要从事海洋工程领域的船舶护舷、码头建设用工程气囊、沉船打捞气囊以及海洋助浮气囊等产品和应用工程设计,开展气囊产品在新领域的用于研究,满足海洋工程领域不同客户群体的多种工程建设需求。

  特殊行业的需求及应对方案

  目前,山东南海气囊工程有限公司设计部使用的是联想ThinkStation S30工作站。赵殿华对联想品牌的工作站一直非常满意。ThinkStation S30工作站在他工作中从来没出现过什么问题,一直以来基本可以满足工作需要。但是随着公司业务的发展和客户需求的提高,近来ThinkStation S30工作站有些“不够用”。

  要讲清楚究竟是什么样的需求让原本已经很强大的ThinkStation S30工作站都有些“不够用”,就必须先从赵工所在的研发部门的工作谈起。

  赵殿华和他的同事们每天都要根据客户提供的各种参数、模型和要求来设计施工方案。除了以前必要的二维CAD图纸外,现在还需要进行大量的建模和渲染工作,并且还要运用动画设计来进行工艺方案执行步骤的演示。当涉及到某些钢结构的时候,还需要进行相关受力分析等仿真分析计算。这些复杂的步骤是环环相扣,必须依次完成。也就是说,整个流程里任何一项工作出了问题,或者是耽误了进度,后边的工作将无法进行。所以在海洋工程这个行业里,流传着这样一句话,“海洋工程,一流的工程师是基础,一流的计算机是保障。”没有这两样,根本没有办法做好这个领域。但现实的问题是由于工作量大项目时间紧,经常导致设计硬件资源紧张。

  对于工作量大的建模及渲染工作,公司最初认为仅仅通过增加工程师人手、分解工作任务、降低人均工作量就可以改善。但在操作时又出现了很多新的问题,因为这样需要配制更多的工作站和专业软件。尤其是这个行业的专业软件,成本极高,如这个行业常用的三维设计软件Solidworks、Creo已经是每套几万到十几万元,进行仿真分析的ANSYS更是达到每个节点几十万元起。再加上随着人工成本的不断增加,公司不可能完全依靠简单的增加人手来加快项目完成速度。这时候,似乎解决问题的方法只有一个,那就是选用最强的工作站,加之培养多面手的工程师,来提高整体工作效率。

  实战测试某码头起重移动方案

  “在使用了ThinkStation P900,首先对这台工作站的性能感到惊讶。双路八核CPU加上顶级专业显卡和超大内存,能顺畅的进行大型三维模型的设计和相关计算分析,工程师的设计思维能及时显示为工作结果,不再是从前人等电脑的工作模式。”赵殿华如是说。

  本次测试和以往测试有一个本质上的区别,以往的测试多为验证性测试或是模拟测试。本次ThinkStation P900的测试,是一个目前正在进行的实际项目。该项目目前处于前期的方案设计阶段,内容为某港口码头提供建造物的起重移动方案。

  项目开始,首先按照业主的要求和施工方案的程序,通过计算相关的数据来进行产品的选型,由于具有成套的计算选型资料,这部分工作对工作站性能要求较低,ThinkStation P900轻松过关。

  按照提报方案的内容要求,除了需要其相关的质量控制、安全监督等方面的质量管理类文件外,还特别提出了必须提供产品的图纸、施工程序模拟动画、关键构件的计算分析等技术性文件。基于项目技术文件的需求,应用ThinkStation P900主要进行了如下工作:

  实战项目一:设计产品及安装的三维模型,出具二维CAD图纸,包括产品图和安装布置图等。这一部分对工作站性能要求适中,主要是建立三维模型和将三维模型转化为二维图纸的过程对工作站CPU要求较大。但对于顶级的ThinkStation P900工作站来说,完成这些工作真的是“游刃有余”。

联想ThinkStation P900工作站实战海洋工程

  实战项目二:采用分工合作的方式,进行施工程序模拟动画的制作。

  在ThinkStation P900上由负责方案设计的工程师进行产品及布置模型的设计,然后按施工工序,依次设计处理相关的模型,包括施工场地所用的吊装、建筑等施工设备的模型等,组成按工序划分的各场景的模型安装组合。这项任务属于大型装配,整个工程有上万个零部件在工作站上进行装配。对工作站的CPU和内存的要求极高,对整个设计过程,ThinkStation P900运行流畅,未出现有卡顿现象。

  接下来由负责动画设计的工程师按场景及施工顺序布置进行每个场景下的模拟动作,做好工序步骤之间的动画衔接处理,生成各场景的模拟效果动画。由于工程规模较大,制作动画时每个场景涉及的零部件数目也相对较多。这个过程对硬件资源整体需求较高,尤其是对显卡和CPU的要求更高。但ThinkStation P900工作站运行依然平稳,以往做动画时经常需要进行很多次较长时间的渲染操作,在ThinkStation P900上几乎可以做到点击完指令实时完成渲染,提升工作效率约至少在50%以上。

联想ThinkStation P900工作站实战海洋工程

  最后,由负责媒体设计的工程师处理动画视频效果,按照解说词及配音,对各场景动画进行剪辑与合成,设计场景、工序之间的镜头过渡效果,视频中进行材料、设备等标识说明,增加必要的字幕,以及其他细节处理。这一部分工作要求工作站的计算能力和渲染能力极强,在以前平台上,每一个细节调整都需要重新渲染前后衔接部分,在ThinkStation P900工作站上,每个操作都十分流畅。工作效率大幅提升,节约制作时间也在50%以上。

  通过三人协同工作,加之ThinkStation P900高效硬件平台的辅助,这一环节的整体效率提升在40%左右。

  实战项目三:采用有限元分析软件对关键构件进行强度变形的计算分析。

联想ThinkStation P900工作站实战海洋工程

联想ThinkStation P900工作站实战海洋工程

  在本项目中的一个关键构件为多柱塔,需要对其上部承载能力进行计算分析。由于构件体积和质量较大,高约35米、重约900吨,各种塔管直径从400mm到1000mm不等,由CAE工程师进行建模分析的工作量极大。想完成好这项任务,对工作站的整体稳定性,还有CPU、内存以及总线的要求都很高。在ThinkStation P900上运行有限元分析软件,大量的模型节点、单元格划分运行速度很快,ThinkStation P900工作站的性能能够满足有限元分析要求,运行最高峰值仅占用总内存量的80%。共进行三个工况下平均应力、安全系数、各向变形位移等项目的运行分析,前后共耗时约15个小时,完成了公司现有ThinkStation S30工作站不能完成的CAE任务。如果继续提升ThinkStation P900的配置,对此项工作还有30%的效率提升空间。

联想ThinkStation P900工作站实战海洋工程
山东南海气囊工程有限公司济南研发中心主任 高级工程师 赵殿华

  总结报告:

  ThinkStation P900外观设计时尚,机箱做工扎实,有便于机箱开启和移动的设计,内部布局合理,有足够的扩展插槽。通过本次对ThinkStation P900的使用,以实战的方式验证了ThinkStation P900工作站的超强性能,这款产品能够满足海洋工程领域绝大多数研发技术工作的多方面要求,是提升企业研发技术手段和项目开发成果的有力工具,是先进设计生产力的“高端武器”,适合海洋工程领域相关产品设计部门使用。

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