Рабочая станция для цифрового двойника производственного предприятия

К нам обратилась промышленная компания, которая проектирует и модернизирует производственные участки. Инженеры работают с крупными CAD-сборками, проводят расчёты в Ansys Mechanical и собирают цифровые двойники оборудования и цехов в NVIDIA Omniverse (USD Composer) .

До проекта эти задачи были распределены между несколькими компьютерами. Конструкторы готовили модели на CAD-станциях, расчёты запускали на отдельном узле, а результаты переносили в систему визуализации.

Из-за этого один цикл проверки изменений занимал от 8 до 16 рабочих часов. Инженерам приходилось два-три раза вручную переносить файлы между системами, проверять версии и выгружать подузлы из сессии, чтобы влезть в память.

Задача

Клиенту была нужна единая рабочая станция для всех трёх этапов:

• проектирования оборудования в Siemens NX или CATIA;
• инженерных расчётов в Ansys Mechanical;
• сборки и визуальной проверки цифрового двойника в Omniverse(USD Composer) .

Основная цель — сократить путь от изменения модели до проверки результата. Инженер должен внести правки в CAD, пересчитать нужный узел и обновить цифровой двойник без постоянного переноса проекта между разными компьютерами.

Система должна была сочетать:

• высокую частоту процессора для интерактивной работы в CAD;
• большое количество ядер для многопоточных расчётов;
• не менее 512 ГБ оперативной памяти для крупных сборок и расчётных моделей;
• профессиональные GPU с большим объёмом видеопамяти;
• отдельные быстрые накопители для системы и рабочих данных;
• возможность дальнейшего апгрейда.

Решение

Для проекта выбрали рабочую станцию DigitalRazor Performance Pro 750D.

Threadripper PRO 7985WX выбрали как баланс между CAD и инженерными расчётами. Высокая частота нужна для перестроения геометрии и работы с крупными сборками, а 64 ядра — для расчётов, подготовки сетки и обработки результатов. Отдельно проговорили с клиентом вопрос о лицензии. Ansys Mechanical в базовой поставке задействует ограниченное число ядер, дальше нужны HPC-паки — и без них часть из 64 ядер простаивает независимо от железа. Лицензионный пул клиента мы уточняем до выбора процессора: бессмысленно продавать ядра, которые нельзя запустить.

512 ГБ ECC-памяти позволяют одновременно держать в RAM CAD-модель, расчётные данные, результаты симуляции и сцену Omniverse(USD Composer). Коррекция ошибок снижает риск того, что многочасовой расчёт придётся перезапускать из-за одиночной битовой ошибки в памяти. Платформа поддерживает до 2 ТБ DDR5 RDIMM по восьми каналам. Заложенные 512 ГБ уже занимают все восемь слотов модулями по 64 ГБ. Поэтому будущее расширение потребует полной замены комплекта, а не докупки планок. Мы проговариваем это на старте, чтобы клиент закладывал бюджет заранее, а не сталкивался с неприятным сюрпризом на этапе апгрейда.

Каждая RTX PRO 6000 оснащена 96 ГБ собственной видеопамяти. Это позволяет работать с крупными сценами, детальной геометрией и текстурами высокого разрешения. При этом видеопамять двух карт не объединяется в единый пул на 192 ГБ, и каждая сцена должна умещаться в 96 ГБ. Вторая карта используется для ускорения рендеринга в Omniverse(USD Composer).

Систему и рабочие данные разделили между двумя NVMe. На накопителе PCIe 5.0 работает активный проект, кэш и сохраняются результаты расчётов, где счёт идёт на десятки гигабайт за итерацию. На отдельном SSD PCIe 4.0 размещены Windows и профессиональное ПО. Архивные данные хранятся в корпоративной системе хранения.

Система питания — БП на 2000 Вт с сертификатом 80 PLUS Titanium. Важно упомянуть, что систему обязательно нужно запитать от выделенной линии 16 А и организовать правильный теплоотвод из помещения.

Результат

Компания получила единое рабочее место для проектирования, расчётов и визуальной проверки цифрового двойника.

До внедрения:

• три раздельных вычислительных контура;
• два-три экспорта в нейтральный формат с потерей параметризации и ручной пересборкой сетки;
• от 8 до 16 рабочих часов на цикл «изменение — расчёт — проверка»;
• необходимость дефичить крупные сборки, чтобы они влезли в память;
• риск работы с неактуальной версией модели.

После внедрения:

• одна станция для CAD, CAE и Omniverse;
• не более одного переноса данных внутри рабочего цикла;
• расчётное время итерации — 5–10 рабочих часов;
• экономия до 3–6 часов на одной крупной итерации;
• меньше ручных операций и расхождений между версиями проекта;
• возможность работать с более детальными моделями без постоянного разделения сборки.

Расчётный эффект — сокращение полного инженерного цикла примерно на 35–40%. Для команды, которая проводит четыре-шесть крупных итераций в месяц, это даёт от 12 до 36 освобождённых инженерных часов. А предприятие экономит бюджет и быстрее получает желаемый результат.

Главный итог — не отдельный прирост скорости в одной программе, а сокращение времени между изменением инженерной модели и проверкой результата в цифровом двойнике.