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CAE 计算资源生态体系建设

—— 泛云科技联合创始人龚炜在“2014年产品创新数字化峰会”主题论坛的发言

2014/12/22    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:CAE 计算资源  产品创新数字化峰会    
2014年11月27-28日,“第十届中国制造业产品创新数字化国际峰会”在沈阳隆重召开。本届峰会的主题为“移动互联时代的产品创新变革”。在27日下午的“虚拟仿真在产品创新中的应用”分论坛上,泛云科技联合创始人龚炜做了题为“CAE计算资源生态体系建设”的精彩演讲,本文是对龚炜演讲内容的整理。论坛由王继宏主持。
    这是一个跨界的分享,可以让CAE从业者了解一些IT领域最新的架构技术,同时可以让IT部门人员了解CAE部门的需求。报告分为三个部分,首先说明云时代的CAE资源生态情况,然后介绍我们在今年做的一些项目,也就是CAE资源体系建设实践,最后我们一起分享CAE资源生态的发展趋势。

1 云时代的CAE资源生态

     在谈论CAE资源生态之前,我们先来了解一下云计算技术带给企业的价值,这个价值可以按层次分为四个阶段:

图1 云计算技术的价值
图1 云计算技术的价值

    第一阶段,云计算架构可以帮助用户降低企业计算资源的建设、运维、升级的成本;

    第二阶段,云计算平台将研发工具实现集中化管理,进而促使数据生产集中,乃至实现知识集中,这个云计算平台将会让用户获取资源红利;

    第三阶段,企业业务系统针对云计算资源实现垂直整合,以CAE业务管理平台为代表的专业化业务系统逐渐将云计算资源进行一站式整合与管理,这是一个不可逆的过程;

    第四阶段,跨业务系统的云流程再造,基础架构生产力的完全释放将促使企业进行流程再造与优化,未来企业的云业务流程将是工具、数据、知识、协同的统一体。

    目前大多数企业仍然处于第一阶段,基础架构未能充分发挥生产力,泛云科技已经帮助我们的合作伙伴到达第二阶段,开始从云平台中获取资源红利。

    现在我们再来分析一下CAE行业的资源生态:围绕仿真应用者,我们看到有软件供应商、信息中心、硬件供应商、公共超算、CAE云许可证、CAE咨询服务商、研发协同平台、数据管理平台、研发知识系统等等重要参与角色。

图2 企业计算资源计划
图2 企业计算资源计划

    CAE资源生态参与角色众多,与企业生产资料调度系统ERP非常相似,因此我们借鉴ERP的理念,提出了企业计算资源计划ECRP的概念与一系列方法,CAE资源生态圈就可以用ECRP的方法进行有序管理与科学建设。

2 CAE资源体系建设实践

    泛云科技非常注重CAE资源体系建设实践,在此分享一下近期实施的三个项目。

    第一个项目的合作伙伴是一个机车设备制造商,客户很早就购买国外高性能计算作业调度软件,但是国外软件产品缺乏本地化定制开发能力,难以满足客户持续深入的计算资源管理需求。项目主要完成了以下目标:

    基于某知名高性能计算作业调度软件,优化软件许可证调度机制,贴合企业管理特色,提升软/硬件资源调度能力;

    改进CAE仿真软件的集成配置方法,扩展计算平台应用兼容性,简化算例错误诊断过程;

    结合Citrix桌面虚拟化基础架构,无缝融合高性能计算系统,构建全过程仿真应用服务平台;

    强化软硬件资源实时监控技术,简化计算平台运维工作,强化计算资源的可视化监控和动态管理能力;

    定制化实现平台用户行为分析功能,实现软件利用率、硬件紧张度、项目工作量等数据统计、分析功能以及多维度展现方法;

    探索与集团计算资源的融合方式……

    这个项目的方案就是采用了泛云科技旗舰产品SimCloud仿真云计算平台的标准架构进行实现:

图3 某机车设备制造商项目实施方案
图3 某机车设备制造商项目实施方案
 
    该项目突破了高性能计算调度软件工具的技术局限性,同时又最大化保护用户既有IT历史投资及设备资源,面向业务需求横向扩展并融合新型基础架构,积极改善并提升CAE计算平台运营服务能力,并且创新发展CAE平台行为数据挖掘及分析手段,从而实现了针对企业计算资源的精益化管理。

    第二个项目的合作伙伴是某核电工程研究设计院,客户主要有以下需求:

    定制化实现混合云模式CAE求解计算功能,与上海超算计算资源互联互通,计算作业双向调度,计算数据无缝迁移;

    整合异地软件许可证资源,完善许可证分级管理与监控功能;

    构建仿真计算全过程服务能力,缓解数据传输带宽压力,减少桌面运维工作量;

    利用GPU虚拟化技术构建图形服务器集群,实现CAE前后处理及部分CAD软件的远程高清交付能力;

    探索“设计云”平台的建设及规模化运营。

    我们在这个项目中与客户方、上海超级计算中心联手合作,创新实现了中国第一个CAE混合云计算架构:

图4 某核电工程研究设计院项目实施方案
图4 某核电工程研究设计院项目实施方案

    该项目围绕企业需求积极构建计算资源生态层次,科学平衡自建资源与外协资源的配置比例,智能、安全、敏捷调度CAE仿真计算任务,并且积极探索计算资源的协作分享及运营模式,是广泛融合构建多层次计算资源的成功典型。

    第三个项目的合作伙伴包括北京市计算中心工业云服务平台、深圳云计算中心(国家超算深圳中心),主要完成了以下工作:

    基于某知名高性能计算调度软件工具进行二次开发及功能扩展,降低HPC系统运维复杂度;

    CAE前后处理、求解服务全集成,缓解超算用户工具碎片化困境,减少文件传输耗时,提升用户体验;

    提供计算资源统一调用接口,无缝接入工业云服务平台,进而发展多学科、跨行业的专家级解决方案;

    探索公共CAE平台的新型服务及运营模式…… 

    我们与北京市计算中心研发团队密切配合,成功攻关多个技术难点以及系统屏障,共同构建了中国首个工业计算应用商店,平台架构如下:

图5 新型CAE计算资源(知识)服务平台案例项目方案

图5 新型CAE计算资源(知识)服务平台案例项目方案

    泛云科技通过这次技术合作,在思维认识上实现了一次飞跃,我们深切认识到计算资源调度系统仅是计算资源服务平台的一部分,计算资源服务的更高阶形式将是知识集成服务,我们愿意与中国CAE业界有志之士共同促进CAE计算服务的发展与转型。

3 CAE资源生态发展趋势

    最后我们来分享一下CAE资源生态的发展趋势,首先我们看到生态参与者正在释放出很多重要信号:CAE软件原厂商正在尝试推出Cloud License,用户使用CAE软件将可以按需付费,同时也和公共云Amazon、Azure等合作推出许可证+硬件+软件的一体化在线服务;国内的CAE软件代理商也正在由单纯的工具提供者逐步转型为知识提供者,或者转变为流程、数据管理软件商;国内的CAE公共服务平台也演化为两种类型,一类是以上海超级计算中心为代表,积极实践CAE混合云计算服务模式,一类以北京市计算中心为代表,创新开拓工业云应用商店。

    面对CAE资源生态的发展新动态,作为企业应该如何应对?我们建议企业首先要有一个核心理念,以我为主建立ECRP管理体系,从战略方法上占领一个高度;然后再需求突破基础架构约束,充分释放计算资源生产力;紧接着要积极主动的构建弹性计算资源,寻求资源协作机遇,广泛进行合作;接下来,我们需要将ECRP平台正确定位,ECRP平台未来将是企业研发数据的重要生产平台,必须融入到数据、流程管理业务中去;前面的基础夯实之后,我们建议要扩展计算资源的服务形式,把很多成熟的CAE计算模板转化为企业的研发知识,形成统一在线的计算服务。

    泛云科技是工业仿真云平台技术的变革派与实践者,也是中国CAE计算资源生态体系建设的思考者与探险家。以上就是我们的思考与分享,谢谢大家!

本文是根据泛云科技联合创始人龚炜在“2014年产品创新数字化峰会”主题论坛的发言内容整理,已经本人确认。

责任编辑:刘谊萍
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