使用云计算进行工程云仿真

随着公司之间更多地合作，需要复杂的 IT 管理，并寻求与外部企业建立网络，许多公司现在都在利用云的计算能力。媒体研究组织国际数据集团声称，2021 年，超过 95% 的公司将在其应用程序和基础设施中使用云。

对于需要几乎无限的电源在复杂环境中同时运行仿真的工程团队来说，利用云仿真使他们能够缩短产品开发时间，特别是对于汽车行业的零件。它还使他们能够承担更复杂的项目并使用标准化的软件工具。在 IT 方面，公司相信模拟软件将帮助他们提高竞争力，对不断变化的市场做出反应，节省开支，并转变他们的数字业务。

2019 年春季，Peerless Research Group 对仿真软件提供商 ANSYS 进行了一项支持云仿真研究，发现只有 17% 的受访者将云用于工程仿真，另有 20% 的受访者计划在 2020 年使用它，包括快速扩展和降低成本的能力。

事实上，ANSYS 高性能计算 (HPC) 和云联盟主管 Wim Slagter 认为，能够几乎立即扩展计算容量是使用云的明显优势。“根据调查，三大工程优势是提高产品开发速度、提高工程生产力和加速创新，”他说。

“这并不是一个很大的惊喜，因为当我们询问受访者遇到基于云的解决方案可以解决的峰值容量的频率时，超过三分之一的人表示他们每个月至少有几次达到峰值容量。云计算的另一个好处是，您可以在需要时获得正确的 HPC 资源，并且只需为使用的内容付费。”

在过去的两三年中，云模拟已经从少数专家使用的产品验证领域转变为评估产品和服务的整个开发过程的工具。“它还在产品生命周期流程的下游进行分析，以分析从连接机器到工业物联网 (IIoT) 的实时操作数据，”Slagter 补充道。

“在 ANSYS，我们将这种扩展称为‘普遍工程仿真’，或者在整个设计过程中为更广泛的工程受众提供分析的能力。为了强化这一愿景，我们开发并发布了 ANSYS Cloud，该功能可以从 ANSYS 桌面轻松访问 Microsoft Azure 云中的按需 HPC。工程师在他们熟悉的桌面模拟环境中工作并登录到他们的云帐户。从那里，他们可以创建新作业，选择最近的可用数据中心，从一组针对他们使用的求解器优化的预定义硬件配置中进行选择，然后提交作业。文件会自动加密，发送到云端，并按需配置 HPC 资源。

“一旦作业开始运行，工程师就可以通过他们的桌面、移动应用程序或 ANSYS Cloud 门户监控仿真。作业完成后，他们可以返回 Web 门户以可视化 3D 模拟结果并与之交互，同时数据仍存储在云中。还可以将仿真结果下载到本地工作站，以进行详细的后处理分析，”Slagter 继续说道。

使用基于云仿真的目标是提高生产力和竞争力，降低复杂性并加速创新，但技术的快速进步意味着工程师们面临着与计算机网络局限性的持续斗争。“通过帮助工程师进行更具挑战性的模拟，高性能计算可以提高产品开发和创新的速度，”Slagter 解释说。

“它还为设计在现实世界中的工作方式提供了高保真度。它甚至允许组织集中和整合他们的计算资源。这意味着更高的 IT 敏捷性，可以从一个位置进行管理。虽然硬件和软件的增强使 HPC 能够为工程仿真用户提供重要价值，但成本和 HPC 技能的缺乏通常会阻碍采用率。云 HPC 服务提供了一种使用 HPC 功能的交钥匙方式，作为本地硬件和软件资本支出的替代或补充。”

使用基于云仿真还可以帮助汽车行业加速其联网车辆和自动驾驶技术的开发,使工程师能够通过先进的闭环场景仿真、自动化驱动和控制软件开发。它还支持功能安全分析以及传感器、摄像头、激光雷达和雷达模拟。

随着全自动驾驶汽车越来越接近现实世界的部署，安全运行变得更加重要。自动驾驶汽车需要在复杂环境和可变条件下进行严格测试。物理测试需要行驶数十亿英里，这既耗时又成本过高。使用模拟测试是验证系统安全和加速开发的唯一可行选择。

与此同时，ANSYS 2019 R3 引入了与 ANSYS Minerva 的多物理合作，该合作由 Aras 的弹性平台提供支持。“这种集中式知识管理应用程序提供了一个关键模拟数据的单一存储库，因此 Minerva 可以帮助 AV 工程师更快、更便宜地将下一代产品推向市场。该系列应用程序使 AV 工程师能够优化各种计算资源的分配、管理和求解时间，”Slagter 评论道。

根据调查，未采用云模拟系统的企业声称网络安全、数据存储和性能是他们最关心的问题，但云提供商的安全策略总是比使用云的组织采用的计算环境和程序更强大首先。

随着技术的进步，研究流程、了解风险和保护措施，以及让 IT 公司对云提供商的安全协议进行评级，都将帮助企业通过云实现工程模拟的好处。

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