用超算“让世界爱上中国造” 浪潮用计算力助推格力抢占行业制高点

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关键词:浪潮 格力 工业4.0 中国制造2025

    当前,制造业处于变革的风头浪尖。新一代信息通信技术与制造业深度融合为核心的新工业革命正在加速孕育,德国称之为“工业4.0”,中国则推出了《中国制造2025》发展规划。对于制造业企业而言,充分利用新技术可以提升自身企业的产品竞争力,加速业务创新。

    特别是利用计算机提供的强大计算能力辅助产品研发,已经成为世界众多顶级制造企业的共同选择。珠海格力电器股份有限公司(简称格力)是一家多元化的全球型工业企业,主营家用空调、中央空调、智能装备、生活电器、空气能热水器、手机、冰箱等产品。

    为了有效支撑格力多元化业务的开展,浪潮的TS10000高性能计算集群正协助格力超算中心为生产研发保驾护航,完成空调的风机、风叶、风道流场、震动噪声、强度、耐久性、碰撞与防护、管道换热和模具流道、电磁干扰及离心系统等各环节的仿真分析,以更加人性化、高品质、智能化的产品,不断勾勒未来智慧生活的美好图景。同时,也为格力探寻下一代制造业的制高点,支撑和服务“中国制造2025”和“互联网+”国家战略提供有力支持。

    掌握核心科技 格力的信息化之路

    2005年至今,格力家用空调产销量连续12年领跑全球,2006年荣获“世界名牌”称号。格力之所以能够取得这样的成绩,这与其在产品研发方面的投入离不开。

    目前,公司获批建设“空调设备及系统运行节能国家重点实验室”,建有“国家节能环保制冷设备工程技术研究中心”和“国家认定企业技术中心”等2个国家级技术研究中心、1个国家级工业设计中心,12个技术研究院、1个机器人工程技术研究开发中心、72个研究所、727个先进实验室、10000多名科研人员。

    这些重点实验室的定位主要是围绕国家战略目标,承担了相应的研发任务。比如格力承担了核电站配套冷冻冷却设备的自主研发与制造,最终经过将近五年的努力,制造出了符合国际标准的自主开发的冷冻冷却设备。

    大量的研发任务需要强有力的IT支撑,格力计算机中心部长柯栋告诉记者,随着格力技术体系的成熟和日趋庞大,公司的技术创新能力进入到从“量变”到“质变”的阶段,技术创新的速度需要随之提升。

    外观及关键零部件设计是格力产品研发过程中的重要环节。CAE(Computer Aided Engineering,计算机辅助工程)技术又是贯穿整个设计环节的重要技术手段。格力从1996年起就开始引入CAE技术,借助仿真技术的应用来优化产品结构、性能、可靠性,提高研发能力和水平,成为中国最早一批在产品研发环节采用CAE技术的家电制造企业之一。

    目前,格力CAE技术的使用已经涵盖空调风机、风叶、风道流场,震动噪声,强度、耐久性,碰撞与防护,管道换热和模具流道,电磁干扰及离心系统等关键领域。可以说,CAE技术的广泛应用为格力掌握核心技术、赢得市场份额、树立行业领跑地位起到了至关重要的作用。

    柯栋表示,仿真在格力的很多产品中发挥了很关键的作用。通过仿真,减少实验的次数,提高设计的效率,格力产品的质量和可靠性都获得了很大提升。格力家用空调的市场成绩已经说明了一切。

    在初期,格力使用单台PC运行CAE可以较好的满足研发的速度和质量需求。但单机设备计算能力有限,使得仿真过程只能停留在一个颗粒度相对较粗的层面上。硬件设备的计算性能成为了公司进一步提升产品研发品质的瓶颈。同时,大量的CAE软件单机运行,也带来了硬件设备重复建设、系统维护困难、管理难度较大等问题。

    受限于分散的计算资源,许多研发人员提出的技术思路与方案想要借助CAE进行仿真分析,不得不以“排队”的方式轮流验证,而计算力的不足也使得仿真分析的过程变得令人难以忍受。

    柯栋说,随着我们研发队伍的不断扩大,每天会有十几个甚至几十个技术方案需要在CAE仿真分析平台上验证。比如说同一款产品我们会有几个或者十几个方案,需要通过CAE仿真分析平台全部验证之后,才能选出最佳的方案开始进行样机的生产。同时为了保证精度,平均每个方案都需要进行5-6次的验证。如果我们没有足够的计算力支撑,产品的创新速度和品质都难以保证。

    为此,格力决定重点建设自己的超算中心,通过引入最新的超级计算技术,为公司的技术研发提供统一并且强大的计算平台支撑。柯栋表示,格力在信息化投入方面逐年加强,包括物联网等新技术的投入,以及仿真云的建设。“我们准备把自身的IT能力往外输出,服务格力产品上下游的中小企业,这是格力IT发展的规划。”

    牵手浪潮 格力用超算“让世界爱上中国造”

    经过审慎对比之后,格力最终选择了浪潮提供的仿真超算平台解决方案。柯栋表示,对于浪潮的超算产品,格力还是比较了解的。在招标过程中,格力也进行了多方选择,最终浪潮以领先的高性能计算集群解决方案和极强的服务能力成功胜出。

    浪潮企业推进部总经理刘志勇介绍说,针对格力超算中心的仿真应用计算需求,浪潮专家团队提出了TS10000高性能计算集群的优化方案。通过建设,格力仿真应用的计算效率得到有效提升,同时减少了运维成本。

    刘志勇表示,高性能仿真集群搭建前的一个重要环节,是对用户实际的仿真软件运行特点进行分析。因此对于高性能仿真集群的性能需求也不同。通过对格力负载压力、仿真软件运行特点的科学分析,浪潮针对性制订了解决方案,即采用TS10000高性能集群为格力搭建仿真平台的计算环境。格力仿真集群共分为2期,分别是2014和2017年由浪潮建设的,总共131台双路刀片计算节点,10台八路胖节点,1台GPU/MIC节点,3台四路刀片计算节点,总体双精度浮点运算峰值为128万亿次,存储共140TB,计算网络采用56Gb Infiniband,并部署了浪潮专业的高性能集群作业调度管理软件。“通过软硬结合以及调试优化,不管是计算性能还是管理效率,浪潮提供的这套解决方案是非常适合格力应用场景的。”

    对于选择浪潮的原因,柯栋坦言道:“浪潮很专业,对CAE软件的应用特点和瓶颈做了非常详细的分析,并给出了相对应的解决方案。同时,在项目的实施过程中,还派出了工程与专家团队与我们一起进行整个超算平台的优化,把计算效率做到了最好的水平。”

    格力计算机中心软件应用室主任黄余军表示,浪潮的高性能解决方案采用其成熟可靠的集群管理、作业调度以及集群部署软件,可以在最短时间内部署和管理系统,并且能够在Web界面下提交和管理作业列表,使得超算中心的使用和管理都极为便捷。

    浪潮高性能解决方案一期、二期工程先后在格力成功实施落地。目前,格力超算中心经过两期建设,总计算力已突破百万亿次,CAE的运算速度整体提升了300%,新产品研发周期缩短约10%,CAE应用水平大幅提升。同时,整合了格力电器通用仿真应用的计算到超算中心,极大减少日常运维,降低运维成本,整体运维效率提升50%以上。

    通过部署浪潮高性能解决方案,使格力拥有了自己的高性能仿真集群,提高了自身的产品设计能力,为进一步扩大市场、加强研发能力建设、树立行业领导者地位提供了信息化层面的支持。随着“中国制造2025”国家战略的提出,格力电器坚持自主创新,掌握核心科技,不断提升中国造水平,让世界爱上中国造!

    打造伙伴关系 浪潮与格力可以做更多

    前面说,格力已经在尝试将自身在IT方面的能力进行输出,服务产业链的上下游合作伙伴。

    刘志勇说,IT在企业中不再是成本中心,而是为企业创造更多价值。在格力的能力输出过程中,浪潮用计算力进行支撑,包括硬件架构和软件定制化的服务。这样,浪潮与格力不再简单是买卖关系,而是合作伙伴关系,共同赋能整个制造业的数字化转型。

    除了支撑产品研发之外,浪潮的AI超算服务器也在协助格力电器进行工业机器人的研发,推动全球智能制造示范基地目标的实现。柯栋表示,AI是格力以后发展的一个非常重要的方向,格力也有专门研究AI的团队,而浪潮在AI领域的实力有目共睹,未来浪潮与格力的合作空间很大。

    刘志勇补充道,浪潮是中国领先的云计算、大数据服务商,同时也是一个制造商,并且浪潮建设了首家高端装备智能工厂——位于山东济南孙村产业园的浪潮信息化高端装备智能工厂。这是服务器领域第一条信息化高端装备智能制造产线,满足客户大规模的定制化产品及高端产品生产制造基地。所以,浪潮与格力在智能制造、智能工厂方面也可以有更多的合作。

    应该说,浪潮与格力的合作是计算力赋能制造业数字化转型的典型标杆,而且双方在多个方面可以进行合作,包括人工智能、智能工厂等,从而为探索制造业的未来变革提供了有益的参考,期待双方有更多的合作成果落地!


    (审核编辑: 智汇胡妮)