一、企業簡介
三環集團公司是湖北省人民政府國有資產監督管理委員會履行出資人職責的省屬大型制造企業，資產總額160億元，主要從事專用汽車、汽車零部件和數控鍛壓機床產品的生產和經營，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的龍頭企業、國家汽車零部件出口基地企業，連續多年榮列“中國制造業500強”，全國“守合同重信用企業”、“中國優秀誠信企業”，被中組部授予“全國創先爭優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。公司領導班子被省委組織部和省國資委黨委授予“全省國有企業四好領導班子創建活動先進集體”稱號。
圖1 三環集團公司產業分布圖
秉承“誠信、創新”的經營理念，三環人以誠信為立業之本，誠實守信是我們義無反顧的承諾；以創新為興業之源，不斷創新是我們始終不渝的追求。
二、企業研發現狀及面臨的挑戰
三環集團技術研究中心現有技術人員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。對于整車子系統和零件設計選用的是某品牌公司的中端圖形工作站，而在系統集成和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計以及CAE分析。
本人主要工作為重卡整車結構的CAE仿真分析，包括結構靜力學，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，較大的內存空間和硬盤容量，高性能的圖形顯示，快速的網絡傳輸。
當前，在研發設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，只顯示當前關注的子系統及零部件，單獨打開成工作狀態。對于計算分析項目，盡量使用空余工作站，或者將模型網格尺寸放大，節約時間。因此，我們也希望通過使用性能更強勁的專業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
聯想ThinkStation S30是為注重性價比的專業人士量身打造的理想工作站，例如2D和3D數字內容制作、中端 CAD 及 EDA 應用用戶以及金融和醫療專業人士等。ThinkStation S30配有最新的英特爾至強處理器和更快的內存性能(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協同處理技術。
四、CAE應用性能對比分析
為更好的了解ThinkStation S30的性能，本次試用三環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品，屬公司研發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，節點787717個，主要考察工作站在虛擬仿真環境中的應用，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
拖動旋轉操作是測試的一個重要環節。本次操作表現中，三臺機器表現都比較好。ThinkStation S30和工作站1性能表現差別不大，基本能滿足應用需求。工作站2表現很流暢，無任何拖影，能很好的滿足修改編輯等操作需求。
3.網格劃分
網格劃分有三個步驟：定義單元屬性、網格劃分控制、生成網格。網格劃分是整個CAE分析中非常重要的一步，它直接影響著后續數值計算分析結果的精確性，但網格劃分并非越細越好，理想情況下是以分析結果不再隨網格劃分密度的改變而改變為準。
本次網格劃分操作，ThinkStation S30和工作站１性能表現基本在仲伯之間，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的總體性能表現看，仍可以通過擴大內存和更換固態硬盤來進一步提升性能。
五、CAD應用性能測試
在本次應用測試中使用的是發動機三維模型，模型結構較復雜，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中的高質量圖像以及藝術圖形對發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 高質量圖像
圖 4 藝術圖像
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
鏡像功能也是在設計過程中經常用到的命令，它可以幫助我們快速的生成結構一致的模型及特征，非常實用。在測試過程中，選取了整個發動機模型，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應用
Check-Mate是集成于NX中的產品模型驗證機制。該工具包含的通用檢查規則可以幫助企業有效提高產品模型數據質量，降低產品設計成本，提高設計效率，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．同步建模技術的應用
利用該技術，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能夠直接有效地進行尺寸驅動的直接建模，而不用像先前一樣必須考慮相關性及約束等情況。本次測試，使同步建模技術得到了充分的利用，實現了模型的快速變更，極大的提升了設計效率。
圖 8 同步建模技術應用（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的優越性。
圖 9 同步建模技術應用（變更后）
六、試用總結
本次試用，通過與現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應用環境下，ThinkStation S30的整體表現與工作站1不相仲伯，但價格卻要低于該工作站。在CAD應用環境下，ThinkStation S30更是能快速的滿足各種應用需求，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，企業在挑選工作站的過程中不但要考慮性能是否能滿足企業的應用需求，也要充分考慮價格因素。選擇一款高性價比的產品不但能提升企業的研發效率，而且能極大的降低企業投入成本。
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本文標題：ThinkStation S30在三環集團研發設計中的應用
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