高性能计算将成为企业研发重要手段

高性能计算能将传统的仿真软件工具发展成为“企业云”中的在线资源，有效提高仿真计算工作效率。

计算机辅助设计（CAD）在设计企业中已经得到广泛应用，有效解决了设计效率的问题，例如利用参数化设计，可以对设计进行轻松修改。而工程仿真，也叫做计算机辅助工程（CAE），可以用数值方法模拟设计对象的功能特性，从而完全或部分代替物理样机或试验验证，并引导更优化的设计。对比传统实验手段，CAE可以缩短研发周期，优化产品设计，积累研发知识，节约研发成本。在很多制造企业的产品研发和设计中，CAE都承担着大量关键的业务。

不过，由于工程仿真的软件种类非常庞杂，按照专业不同，可以将其分为：结构力学、流体力学、多体动力学、碰撞仿真、噪声分析等。如何将这些多样化的CAE软件资源统一管理起来并进行动态调配及监控，已经成为企业CAE应用的一大难题。

目前设计行业中的航空航天、能源、冶金等大量使用到ANSYS、ABAQUS、3DMAX等软件，但很多设计企业仍然沿用单机运行方式，计算资源大多呈现分散无序的状态，伴随资源的发展不可避免的呈现出以下矛盾：硬件资源利用无序且低效；软件资源分配缺乏合理性；资源调度与项目要求不匹配；数据、流程安全保障手段弱；资源请求方式亟需简化。

而采用高性能计算平台则能够很好地解决企业所遇到的这些矛盾。高性能计算平台能够将各类CFD、动力学、电磁、噪声、性能等仿真应用软件（如NASTRAN、ANSYS、ABAQUS、FLUENT、ADAMS、STAR-CCM+、LS-DYNA等）、高性能计算硬件资源、高速互联网络资源以及对资源的管理调度，以一种WEB服务的形式提供给仿真分析人员，从而实现将传统的仿真软件工具发展成为“企业云”中的在线计算资源，大幅降低高性能计算资源的利用门槛，有效提高仿真计算工作效率。

在高性能计算平台的工作场景中，用户可以从多个层面切身体验云计算模式的便利性与高效性：仿真分析人员不再需要进行繁琐的客户端配置和操作，也不再需要关心服务器端软硬件资源的配置、管理、维护甚至升级，只需要通过标准的Internet浏览器，就能够登陆平台，方便、快捷的开展仿真计算工作；

研发管理人员不再需要进行费时费力的仿真研发工作报告的搜集、整理工作，经过流程定制后的管理门户将随时可以自动出具当前项目进展报表、软硬件资源使用情况；

研发机构领导不再需要担心软硬件投入理由缺乏论证数据，也不再将企业计算中心视为永远的成本中心，管理门户可以用翔实的数据、直观的图表阐明计算中心的价值所在，并可以详细预测后期软硬件资源的投资需求及短板。

可以预见，随着工程仿真技术在产品研发中的广泛应用、CAD-2-Mesh方式的流行、非线性技术的普及、多物理场耦合仿真以及多学科优化等技术的推广，高性能计算将成为企业研发的重要技术手段。

不过，当企业在设计CAE高性能计算整体解决方案时，要充分考虑需求，比如资金预算、问题类型、分析规模、用户数量、软件License个数等，以此来确定最终的硬件选型。特别是在软件选择方面，应能满足以下应用：

1、可以集成数值仿真软件并进行调用接口封装工作，将其从固定化软件工具转变成实时在线的仿真计算服务资源，方便即需即用；

2、封装所有的HPC操作指令等复杂操作，普通计算用户无需参加任何培训即可使用，同时可以了解自己的资源利用权限；

3、需要智能化监控软件License资源并实现精细化管理，在保证科学分配计算资源的同时可以提供详细的License利用情况分析报表，进一步揭示计算资源瓶颈；

4、应该实现与产品生命周期管理（PLM）系统进行信息双向交互功能，将CAE计算真正融入企业研发流程中，形成资源、数据、流程的高度整合与统一；

5、应该具备足够的弹性，可以在安全策略的指导之下促进企业私有资源、集团共享资源甚至公共计算资源的逐步整合与分层次利用。