一、 模具行业问题概述
长期以来国内模具企业采用二维图纸开展设计与制造，但二维图纸设计工作量大、复杂模具表达不直观以及对人工识图要求很高。随着中国模具行业的快速发展，模具企业对产品生产周期要求越来越短，精度要求越来越高，再加上CAD、CAE、CAM技术的深入应用，三维设计成为模具从业人员必须掌握的基本技能。当前模具行业CAD、CAE、CAM的技术应用基本覆盖整个产业。
在CAD、CAE、CAM等先进计算机技术加速模具产业产品研发效率及质量提升的背景下，整个模具行业研发端却面临如下问题：
1）正版商业软件投入高，但使用率低；
2）CAE、CAM等仿真部门本地工作站算力不足；
3）传统工作站硬件资源反复投入，但利用率不高；
二、 模具研发业务场景现状
在对众多模具企业调研的基础上发现，企业内部的设计人员，除了部分需要每天较长时间使用CAD软件来进行设计绘图外，其余的设计人员更多的是使用CAD软件来查阅、校对图纸等，他们对CAD软件的使用频率低，且每次使用的时间也不长。如采用1:1数量的授权，意味着企业需为这部分设计人员也购买单独的授权许可，但这些授权许可大多数时候是被闲置的，无形中造成企业正版软件资源的巨大浪费。
随着企业产品升级，模型越来越复杂，装配零件数量越来越多，并且网格精度要求也逐渐变高，市场上图形工作站算力并不能高效地支撑仿真业务活动的开展。计算慢成为仿真工作的瓶颈问题。模具设计与仿真工程师不断要求配置更高的工作站满足架构越来越复杂的CAD、CAE、CAM软件正常运行；大的数据量也要求高配置的硬件作为支撑，需要占用更多的存储空间、较多的数据备份以及备份空间，但企业购买的大量工作站并不能得到高效率的使用，当工程师出差、会议以及下班后，工作站的硬件资源并不能给到其他人使用。
本文以某大型模具制造商为例，具体分析其当前模具研发业务活动的现状。
公司研发部门使用西门子NX软件开展三维模型设计，使用Moldflow软件进行模流分析，生产工艺部门通过Powermill以及NX软件完成编程，并且某些项目还需要使用MAGMA以及Flow-3D进行仿真工作。公司商业软件投资占据研发较高成本，正版授权许可不能得到高效利用导致工程师仍需要抢占许可才能开展工作，对此公司研发部门抱怨频繁。既影响研发工作效率，又导致公司研发管理及IT建设预算失控。仿真部门目前面临工作站算力不足，计算慢等问题。尤其对于MAGMA和Flow-3D更是如此，严重影响项目的进度以及仿真工程师的工作满意度。研发设计部门由于没有专业的PLM数据管理系统，公司核心的数据资产面临管控以及安全风险，数据存在工程师本地电脑，因员工离职或工作站硬盘损坏导致数据丢失问题严重。人手一台工作站的硬件投资无法高效利用，资产闲置率高，并且当工程师出差或疫情隔离时无法正常工作。复杂模具三维模型数据量大，即使高性能工作站仍然面临加载速度慢，旋转、移动、缩放、编辑模型等卡顿。对于车间看图需求，传统工作站模式影响工作效率提升，车间人员需要反复在生产工位以及工作站之间确认生产制造信息。
综合分析，我们可以了解到传统工作站已经不能胜任模具行业研发将本增效的使命。企业硬件资源共享模式以及软件SaaS化使用是解决问题的根本出路。
三、 设计仿真云一体机的成功实践
基于该大型模具制造商研发业务场景的现状，北京并行科技股份有限公司提出的设计仿真云一体机产品通过企业私有云部署方式可以完全解决以上痛点及瓶颈问题。整个云平台系统满足高效、易用、安全、可靠、高收益、可拓展等要求。
并行科技针对模具企业客户研发了PS2000产品以及PS2000C产品。PS2000产品定位于面向20~30人的CAD研发设计场景，通过定制化的Intel高性能CPU以及专业图形显卡确保平台硬件资源充足。以超融合技术为基础，结合并行科技自研的许可路由、区块链网盘以及用户行为分析等软件模块，可以最大化提升正版软件使用效率，保护数据安全，合理规划企业软硬件投入。而且PS2000产品可以稳定运行在4.0GHz以上主频，确保CAD设计工程师的性能体验优于本地工作站。
PS2000C是专业为CAE、CAM仿真研制的产品，单台PS2000C可提供算力达14万亿次。并且提供集群部署解决方案。
我们为该大型模具制造商规划了四台PS2000和两台PS2000C产品组合。实际部署在客户机房，通过客户核心交换机，本地用户以局域网形式访问平台服务器，即可正常使用NX、Moldflow、Powermill、MAGMA、Flow-3D等软件。并且通过设计仿真云一体机平台服务器提供全部硬件资源。整体架构图如下：
客户实施后其业务场景更加简单，研发端问题迎刃而解，并且通过设计仿真云一体机平台方式实现了工作站私有化部署以及集中安全管控。通过对平台系统的统一管理以及动态资源调配，三维设计部门无需安装任何商业软件即可通过SaaS化模式正常使用NX软件开展工作。仿真部门的算力问题也得以满足，并且仿真效率稳步提高。车间传统的看图模式被更加灵活、更加流畅、更加高效的Pad模式取代，整体公司研发竞争力大幅度提升。
通过许可路由的部署，把客户正版商业软件许可进行集中管理，自动分发，避免发呆许可，极大的提高了商业软件使用效率。为客户节约研发投入近千万。
结合安全网关技术，该大型模具制造商研发工程师即使在出差或疫情隔离后仍然可以像在公司一样开展设计和仿真工作。其仅需要在个人笔记本电脑上通过并行科技研发的ParaClient客户端以互联网形式访问企业自己的设计仿真云一体机平台即可使用软件并且获取数据，整个工作过程中，数据不落地，全部在企业一体机后台保存，既满足灵活性要求又保证了数据的安全性。
并行科技在超算行业是目前唯一上市公司，并且已经深耕了15年之久，结合公司HPC超算的强大优势，我们为客户制定了二期设计仿真云一体机平台集成超算的方案，旨在解决该大型模具制造商某些特大项目中对于算力的大规模需求，相信随着二期的实施，该企业一定能在未来继续引领汽车模具的发展，并保持研发竞争力的优势。
四、 客户收益
设计仿真云一体机的优势是基于Intel定制优化的高性能硬件设备，让用户以最佳性价比获得满足设计要求的处理能力、显示效果和传输效率，便利的客户端入口，使用者通过瘦终端就可以获得远端的2D/3D高性能应用，普通虚拟桌面、HPC应用服务等。并且具备可靠的数据存储，数据通过多副本、分布式方式存储在产品的多节点上。流畅的性能体验，针对设计软件对于性能的苛刻要求，能够最佳匹配和针对性优化，让用户得到优于本地的性能体验。整体价值体现在通过提升正版软件利用率，降低研发投入；软件SaaS化应用；数据资产集中安全可控且兼顾灵活性；硬件资产利用率最大化；远程异地实时办公；安全网关保护企业信息安全等。
该大型模具制造商通过实施设计仿真云一体机项目，取得了如下收益：
1） 节省商业软件投资近千万；
2） 仿真效率提升2倍以上；
3） 超过1GB的大模型也实现了轻松加载并编辑；
4） 设计软件SaaS化应用，避免工作站反复投资；
5） 企业软硬件资产最大化利用；
6） 数据安全集中可控；
7） 企业资产使用情况自动化监控并提供分析报表；
8） 研发异地远程办公安全灵活；
9） 车间看图模式升级，Pad取代工作站。
