一、企業(yè)簡介

　　三環(huán)集團公司是湖北省人民政府國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會履行出資人職責的省屬大型制造企業(yè)，資產(chǎn)總額160億元，主要從事專用汽車、汽車零部件和數(shù)控鍛壓機床產(chǎn)品的生產(chǎn)和經(jīng)營，其“襄陽軸承”在深圳上市，所屬子公司分布在武漢、十堰、襄陽、隨州、黃石、咸寧、黃岡、深圳等市。是省屬機械汽車行業(yè)的龍頭企業(yè)、國家汽車零部件出口基地企業(yè)，連續(xù)多年榮列“中國制造業(yè)500強”，全國“守合同重信用企業(yè)”、“中國優(yōu)秀誠信企業(yè)”，被中組部授予“全國創(chuàng)先爭優(yōu)活動先進基層黨組織”稱號，被省委授予“全省先進基層黨組織”稱號。公司領(lǐng)導班子被省委組織部和省國資委黨委授予“全省國有企業(yè)四好領(lǐng)導班子創(chuàng)建活動先進集體”稱號。
 

圖1　三環(huán)集團公司產(chǎn)業(yè)分布圖

　　秉承“誠信、創(chuàng)新”的經(jīng)營理念，三環(huán)人以誠信為立業(yè)之本，誠實守信是我們義無反顧的承諾；以創(chuàng)新為興業(yè)之源，不斷創(chuàng)新是我們始終不渝的追求。

　　二、企業(yè)研發(fā)現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)

　　三環(huán)集團技術(shù)研究中心現(xiàn)有技術(shù)人員30余人，主要研究方向為整車重卡平臺和零部件先進制造技術(shù)。對于整車子系統(tǒng)和零件設(shè)計選用的是某品牌公司的中端圖形工作站，而在系統(tǒng)集成和CAE分析過程中采用的是某品牌公司的高端圖形工作站。現(xiàn)階段公司三維軟件采用了西門子公司旗下UG8.0軟件，主要用于整車及零部件的幾何設(shè)計以及CAE分析。

　　本人主要工作為重卡整車結(jié)構(gòu)的CAE仿真分析，包括結(jié)構(gòu)靜力學，多體動力學，NVH，疲勞等等，對于硬件平臺一般要求較快的運行速度，較大的內(nèi)存空間和硬盤容量，高性能的圖形顯示，快速的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　當前，在研發(fā)設(shè)計過程中碰到的問題有2個，一是在UG8.0軟件里面顯示整車模型稍慢，畫面不流暢，單個零件刷新頻率較慢，二是分析計算過程時間太久，比如簡單的車身模態(tài)分析也在半個小時以上。對于整車顯示畫面不流暢問題，盡量避免全部顯示所有零件，只顯示當前關(guān)注的子系統(tǒng)及零部件，單獨打開成工作狀態(tài)。對于計算分析項目，盡量使用空余工作站，或者將模型網(wǎng)格尺寸放大，節(jié)約時間。因此，我們也希望通過使用性能更強勁的專業(yè)工作站來解決上述問題。

　　三、ThinkStation S30臺式工作站
 

圖2 ThinkStation S30工作站

　　聯(lián)想ThinkStation S30是為注重性價比的專業(yè)人士量身打造的理想工作站，例如2D和3D數(shù)字內(nèi)容制作、中端 CAD 及 EDA 應(yīng)用用戶以及金融和醫(yī)療專業(yè)人士等。ThinkStation S30配有最新的英特爾至強處理器和更快的內(nèi)存性能(高達 1600MHz)，同時采用了NVIDIA提供的強大獨立顯卡解決方案，包括采用Quadro和Tesla協(xié)同處理技術(shù)。

　　四、CAE應(yīng)用性能對比分析

　　為更好的了解ThinkStation S30的性能，本次試用三環(huán)集團選擇了兩款高端的工作站用機與其進行對比測試，兩臺對比工作站為某公司的高端工作站產(chǎn)品，屬公司研發(fā)部門最好的硬件平臺。詳細的配置如表1所示。

　　表 1 試用平臺配置對比

　　本測試使用整車CAE模型例子進行一些基本操作，安裝同樣的CAE軟件和求解器。模型文件為399M，其中單元966683個，節(jié)點787717個，主要考察工作站在虛擬仿真環(huán)境中的應(yīng)用，不涉及CAD模型的渲染、裝配等等。

　　1.模型載入

　　載入模型是CAE分析的第一步。由于模型體較大，載入過程的時間也相對會長一點。根據(jù)對比測試，ThinkStation S30和工作站1耗時差不多，大致為3分鐘，由于工作站2是一臺較為高端的工作站，所以耗費時間相對短一點，僅為2分鐘。
 

　　2.拖動旋轉(zhuǎn)

　　拖動旋轉(zhuǎn)操作是測試的一個重要環(huán)節(jié)。本次操作表現(xiàn)中，三臺機器表現(xiàn)都比較好。ThinkStation S30和工作站1性能表現(xiàn)差別不大，基本能滿足應(yīng)用需求。工作站2表現(xiàn)很流暢，無任何拖影，能很好的滿足修改編輯等操作需求。
 

　　3.網(wǎng)格劃分

　　網(wǎng)格劃分有三個步驟：定義單元屬性、網(wǎng)格劃分控制、生成網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分是整個CAE分析中非常重要的一步，它直接影響著后續(xù)數(shù)值計算分析結(jié)果的精確性，但網(wǎng)格劃分并非越細越好，理想情況下是以分析結(jié)果不再隨網(wǎng)格劃分密度的改變而改變?yōu)闇省?br />
　　本次網(wǎng)格劃分操作，ThinkStation S30和工作站１性能表現(xiàn)基本在仲伯之間，只是在求解計算過程中，相對工作站2，兩臺工作站時間耗費相對較長。但從ThinkStation S30的總體性能表現(xiàn)看，仍可以通過擴大內(nèi)存和更換固態(tài)硬盤來進一步提升性能。

　　五、CAD應(yīng)用性能測試

　　在本次應(yīng)用測試中使用的是發(fā)動機三維模型，模型結(jié)構(gòu)較復雜，對硬件的要求要非常高。

　　1.模型渲染

　　在渲染測試中，我們分別利用了NX中的高質(zhì)量圖像以及藝術(shù)圖形對發(fā)動機模型進行了渲染工作，兩種測試中，均快速的完成了渲染工作，整個過程共耗時約２秒。
 

圖 3 高質(zhì)量圖像

圖 4 藝術(shù)圖像

　　在顯示方面，取消了實體顯示而選擇了復雜的線條顯示，一般在這種情況下，機器的負載較大，結(jié)果模型運行依舊很順暢，各項基本操作都可以很順利的完成。
 

圖 5 線框模式

　　2.鏡像生成

　　鏡像功能也是在設(shè)計過程中經(jīng)常用到的命令，它可以幫助我們快速的生成結(jié)構(gòu)一致的模型及特征，非常實用。在測試過程中，選取了整個發(fā)動機模型，在選取過程中，可以快速的選取需要鏡像的模型。

　　在選取鏡像選項后，整個鏡像模型生成共耗時５秒，當面對單個零件的鏡像是，基本可以瞬間完成鏡像過程，使鏡像這個本來就便捷的功能更凸顯出其優(yōu)越性，極大提升了工程師的工作效率。
 

圖 6 鏡像模型生成

　　3.Check-Mate應(yīng)用

　　Check-Mate是集成于NX中的產(chǎn)品模型驗證機制。該工具包含的通用檢查規(guī)則可以幫助企業(yè)有效提高產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)質(zhì)量，降低產(chǎn)品設(shè)計成本，提高設(shè)計效率，是NX中的一個重要功能，在ThinkStation S30的支持下， CHECK MATE快速的完成了模型的測試，整個過程共耗時5秒。
 

圖 7 Check-Mate模型測試

　　4．同步建模技術(shù)的應(yīng)用

　　利用該技術(shù)，可以在基于歷史記錄和無歷史記錄模型上進行編輯，也就是說我們利用該技術(shù)能夠直接有效地進行尺寸驅(qū)動的直接建模，而不用像先前一樣必須考慮相關(guān)性及約束等情況。本次測試，使同步建模技術(shù)得到了充分的利用，實現(xiàn)了模型的快速變更，極大的提升了設(shè)計效率。
 

圖 8　同步建模技術(shù)應(yīng)用（變更前）

　　在選定好需要進行同步建模的面以后，就可以對該處進行拖拽修改，整個過程流暢自如，快速的完成了建模過程，使我們充分體驗到了同步建模技術(shù)的優(yōu)越性。
 

圖 9　同步建模技術(shù)應(yīng)用（變更后）

　　六、試用總結(jié)

　　本次試用，通過與現(xiàn)有高端工作站進行試用對比，我們充分感受到了ThinkStation S30的性能以及極高的性價比，在CAE應(yīng)用環(huán)境下，ThinkStation S30的整體表現(xiàn)與工作站1不相仲伯，但價格卻要低于該工作站。在CAD應(yīng)用環(huán)境下，ThinkStation S30更是能快速的滿足各種應(yīng)用需求，色彩顯示非常逼真，線條也較為光滑。通過這次試用我們明白，企業(yè)在挑選工作站的過程中不但要考慮性能是否能滿足企業(yè)的應(yīng)用需求，也要充分考慮價格因素。選擇一款高性價比的產(chǎn)品不但能提升企業(yè)的研發(fā)效率，而且能極大的降低企業(yè)投入成本。 

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本文標題：ThinkStation S30在三環(huán)集團研發(fā)設(shè)計中的應(yīng)用

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