五、CAE 模流分析云端服务 随着各产业正持续以快速的脚步，推出更创新、更轻便、且功能更强大的产品，以满足客户不断变化的需求，再加上大部份的厂商，也同时采取降低成本的策略，以争取产品售价弹性空间，追求更高的总体利润。同时，面对国际市场不断变化，甚至大环境可能随时急转直下，企业组织如何加速内部整合、提高协同作业与资源弹性调整，将挑战新世纪制造业的管理营运，使企业能保有竞争力、生产力，并达到商业无国界的最高境界，为企业目前最重要的议题。因此，业者对于CAE 模流分析之需求，除了分析本身之高精确性之外，更期望能提供更快速度、更高弹性与更低建置成本，而CAE 云端时代的来临，正是这场红海战争最佳解药。 因此，Moldex3D 针对此业界需求，特别领先其它同业推出崭新的企业云端计算服务方案，此方案内容是透过最新研发成功的云端SaaS软件架构，协助企业建置CAE 模流分析私有或公有云端服务平台，提供内部用户在任何时间、用任何方式、在任何地点都可透过网络进行模流分析，不仅专业人员可以进行模流分析，产品设计、模具设计与成型技术等部门都可以随时随地进行设计验证与产品优化。此云端计算方案不仅帮助用户节省时间，更允许企业用最少的资源创造最高的效益。 Moldex3D云端技术是基于SaaS概念所设计与开发出来的，其运行模式是采用Client-Server架构，如图4 所示，Client 端指的是客户端，简单来说就是指每位工程师的计算机桌面，而Server端即是远程高效能计算计算机群组，拥有强大运算能力的计算资源，可选择建置在自己企业内的数据中心或是委外托管，甚至是利用外部公有云系统，以提供客户端连入进行CAE 模流分析项目。 同时，针对Client-Server 架构，Moldex3D 软件本身也区分成两部份，一部份是Client 端轻量化界面程序，负责协助用户准备前处理网格与检视分析结果，而另一部份是Server 端分析组件程序，负责处理所有客户端上传之分析工作与产出CAE 分析结果，透过此新架构之设计，除了可降低对于客户端硬件规格之需求，更能快速对每位用户进行软件布署与授权，提高企业资源利用与弹性调配的效率。另外，云端Server 也有建置一套完整工程排程与计算资源调配系统，以能自动化处理所有客户端上传分析工作之排程与资源调配，并透过使用记录与分析报表，让管理人员能更简便了解CAE 模流分析软件与计算资源在整个企业中的应用情况，以利进一步调整总体资源分配。
图4、Moldex3D 云端运作模式 以一个应用实例来说，如图5 所示，此为某一个企业内部的Moldex3D CAE模流分析私有云平台，其Server 端硬件由8 台个人计算机所组成之丛集式计算机(PC-Cluster)与一台服务器计算机所组成，丛集式计算机即所谓的计算节点，当中每台计算机配置有4 核心Intel i7 3.4GHz CPU 与16 GB 内存，而操作系统为Linux CentOS 5.x，内部网络(Intranet)采用Gigabit Ethernet 架构，主要是负责CAE 模流分析计算工作。至于另一台服务器计算机，操作系统为Windows Server，主要负责客户端与计算节点的中间桥梁，除了管控客户端登入信息，更重要是将客户端上传之工作放入排程与指派计算资源，并把分析结果汇整后下载至客户端。而整个使用情境是，客户端安装Moldex3DClient UI 软件后，即在客户端本机进行前处理网格， 此部份使用习惯基本上与目前传统Moldex3D 单机软件相同，用户并不需要再额外花时间学习。而当前处理资源准备齐全后，客户端只要打开软件云端计算联机界面，输入云端服务器IP 位置与登入账号密码，如图6 所示，资料即会自动上传至云端并自动执行分析。而分析完成时，软件会提醒用户执行下载结果回本机，若下载完成，用户即可在本机上检视分析结果。
图5、CAE 模流分析云端计算平台案例
图6、Moldex3D 云端计算登入界面 以两个Moldex3D 实际分析项目为例，一个是计算机散热模块零件，eDesign 三维网格元素量为1,769,074，而另一个为笔记本电脑外壳，eDesign 三维网格元素量为2,552,021。原本在单机单核情况下，计算机散热模块零件eDesign-Flow分析需1 小时30 分钟，而笔记本电脑外壳eDesign-Flow 分析需14 小时42 分钟。在采用此私有云平台后，以32 核心计算，计算机散热模块零件eDesign-Flow 分析时间有效缩短为15 分钟，如图7 所示。而笔记本电脑外壳eDesign-Flow分析则大幅缩短为1 小时10 分钟左右，节省13个小时之分析计算时间，如图8 所示。若进一步再细看档案上传与下载时间，虽然目前此云端平台只是采用目前一般的Gigabit Ethernet 环境，但即便如此，对于资料量较大的网格元素量高达二百五十万的笔记本电脑外壳项目，完整分析结果档案由云端下载至客户端，也只需要不到5 分钟的时间。以上述所展示之运行效能，着实证明此云端技术足以真正落实于大部份产业之应用。
图7、计算机散热模块Moldex3D 云端计算效能
图8、笔记本电脑外壳Moldex3D 云端计算效能 六、结论 未来CAE 模流分析发展方向肯定是朝向云端计算，在云端服务环境中，只要透过网络链接，企业内部人员很轻易就能存取远程的CAE模流分析服务，同时，每位用户不需配置高阶工作站，即能透过云端享用远程机房的强大HPC计算资源，节省企业每年度反复在IT 软硬件上的可观投资。再者，此云端服务可于企业内部跨单位跨部门之间运行，使产品设计与模具开发人员进行协同作业与优化设计，提高组织运作效率，使资源利用提升至最大化，强化企业整体竞争力，让企业用最少的资源创造最高的效益。我国厂商若想继续在国际竞争中保持领先，这些技术的发展绝不能仅靠软件公司投入，亟待ZF、研究机构与大型公司的经费与资源支持，才能为我国的塑料射出成型产业架构起新的竞争优势，开拓另一片蓝海。 联络人: 彭轶晖 (Allen Peng) 电话: +886-3-560-0199 电子信箱: allenpeng@moldex3d.com 七、参考文献 1. R.Y.Chang and W.H.Yang, Int. J. Numer.Methods Fluids, 37, 125-148 (2001). 2. R.Y.Chang and W.H.Yang, “A NovelThree-Dimensional Analysis of Polymer InjectionMolding”, ANTEC 2001, Dallas(2001) |
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