新品评测 通过设计仿真一体化提升企业产品创新能力

       随着全球进入数字经济时代，市场对于产品的智能化、科技感、定制化水平要求越来越高。这也导致产品自身结构越来越复杂，并且与更多的学科相关联。基于设计仿真一体化的研发理念，工程师可以在同一环境下进行产品结构设计和仿真分析，避免后期数据转换带来的各种不便，尽早的发现设计问题，节省数据模型的交接与工序的等待时间，从而提高产品设计效率，缩短产品研发周期。
       ——以下文章来源于【数字化企业】 

       基于设计仿真一体化的研发理念，工程师可以在同一环境下进行产品结构设计和仿真分析，避免后期数据转换带来的各种不便。此外，工程师在完成产品设计后能够快速对设计进行仿真分析及优化，尽早的发现设计问题，节省数据模型的交接与工序的等待时间，从而提高产品设计效率，缩短产品研发周期。

       例如在产品模型基础上，工程师可以直接通过仿真软件对产品的质量和可靠性进行定性的分析，而不用专门等待数据分析师整理结论，工程师自身实时的分析结果将始终反映最新的设计变更，帮助工程师在早期了解产品最终性能，大幅度缩短产品研发周期的同时保证产品的质量。因此，在产品早期设计流程中引入CAE仿真技术，采用设计仿真一体化的方式进行协同作业，对于提高企业产品创新能力有着重要意义。

       值得注意的是，当工程师采用设计仿真一体化的方式进行产品研发时，前期就会面对复杂的应用场景，例如静力学分析、动力学分析、热传导分析等多种类型，一般的PC硬件会随着应用的逐步深入出现软件运行速度缓慢、仿真分析等待时间过长、模型设计浏览不顺畅、蓝屏死机等一系列问题。因此，企业需要借助计算能力更强、能长时间稳定可靠运行的专业工作站支撑，让工程师能够专注创新，更快完成产品设计、仿真协同工作。

       为了帮助用户构建高效、稳定的设计仿真一体化应用平台，本次评测以最新的零件载入与装配建模、基于模型的定义（MBD）、设计仿真一体化、人机工程学设计、增材制造、图片高质量渲染等为核心应用场景，基于惠普Z4 G5台式工作站（具体配置见表1）为测试平台，重点评测PTC Creo 9.0对于上述设计仿真一体化应用效果，验证惠普Z4 G5台式工作站的性能表现。

       本次测试模型选取的是某公司产品装配体模型（仅供测试学习使用），零件数量为：3,279 pcs，属于中小型装配体模型。结合制造行业实际应用场景，评测将尽可能的模拟真实应用环境，旨在为大家呈现出真实的数据表现。

PART.1 零件载入和装配建模

       在产品早期研发阶段，对零件进行载入并装配建模是较为普遍且重复性较高的应用场景。基于设计仿真一体化的思路，用户可以在模型载入后驱动直接建模、仿真，而不用像先前设计时还需要考虑相关性及约束等条件，能够更易于产品创新。在实际载入测试过程中，惠普Z4 G5 台式工作站针对3,279零件数的复杂零件能够在20秒内完成载入工作，重复多次载入画面始终流畅，一气呵成，基本不存在过长等待时间。

       当评测小组通过约束条件选择装配观察功能时，可以观察到整个装配图不存在失真情况，相较于一般PC在此环节中容易出现的卡顿、无响应情况，惠普Z4 G5 台式工作站抗锯齿效果明显，表现出其英特尔®至强® W5-2455X处理器的CPU计算优势。在总装环境下，评测小组针对单个零件组进行模型转换与编辑时，鼠标指针均能够在复杂的环境下快速定位设计区域，测试过程中各项操作均未出现延迟的现象，画面十分流畅，营造出卓越的使用体验。搭载英特尔®至强®W处理器工作站, 为专业提供卓越性能。

PART.2 基于模型的定义（MBD）

       MBD（Model Based Definition，基于模型的定义）是从设计到制造业务流程的核心,它可以通过3D模型、产品和制造信息 (PMI) 以及相关元数据来定义产品，实现数据一致性。基于模型的定义需要将设计信息和制造信息共同定义到产品的3D模型中，将涉及到大量的标注和数据的实时协同，不仅要求工作站具备较强的计算能力，对内存也有一定要求，同时硬盘的读写速度也需要较快。

       在实际操作过程中，评测小组在惠普Z4 G5 台式工作站平台上快速的完成了整体模型的尺寸标注工作，并进行了发布。得益于惠普Z4 G5台式工作站配备的英特尔®至强®W5-2455X处理器和专业显卡，整个标注过程快捷便利，所有点、线、面的选取都不存在卡顿情况，用户在无感状态下能够快速完成各项数据标注动作，并且没有出现任何马赛克和锯齿状线条的情况。搭载英特尔®至强®W处理器工作站，为专业提供卓越性能。

PART.3 设计仿真一体化

       设计仿真一体化是本次评测中的重点环节，在对零件组进行FEA应力仿真分析的过程中，其不仅需要对零部件完成参数设置，还需要划分网格，最后进行数据处理，涉及到大量的数据分析和求解过程，属于特别考验工作站性能的场景之一。

       在评测过程中，对于3,279个零件数的复杂零件组惠普Z4 G5台式工作站2分20秒即完成了仿真分析工作，并且应力分析后处理数据模型时没有出现任何卡顿、丢帧、拖影等现象，相较于普通 PC 在同条件下需要 10 分钟以上才能完成任务，惠普Z4 G5 台式工作站大幅度节省了等待时间，提升了工作效率。此外，由于仿真阶段需要连续工作，对工作站稳定性也有着较高要求，得益于惠普Z4 G5台式工作站搭配的内存ECC纠错技术，能够有效避免未知随机错误的产生，保证仿真过程的稳定性，让用户没有任何后顾之忧。

PART.4 人机工程学设计仿真

       基于设计仿真一体化的思路，对零件组开展机工程学设计，能够实现不同作业中人、机器、环境三者间的协调，这有助于提高后期作业的效率、安全和舒适度。为了测试惠普Z4 G5台式工作站的人机工程学设计仿真能力，评测小组选取了不同工位装配与焊接环境下，对搬运、推拉、提举等各种状态进行人体工程学模拟仿真。

       测试过程中，惠普Z4 G5台式工作站能够快速构建仿真场景、编辑作业任务、并定义场景中的人机交互流程，所有基于时间轴的创建操作和任务下达都在秒级内完成。用户可以随意添加和下达数字人的操作设定，不需要任何等待时间，即可让数字人完成一系列的作业任务，帮助用户分析动态任务中的工效因素。

PART.5 增材制造

       增材制造（又称3D打印）是以计算机三维CAD数据模型为基础，运用离散堆积的原理，通过软件与数控系统将材料逐层添加，生成三维物理实体的新型制造技术。与传统的制造方法相比，增材制造具有材料利用率高、全数字化，并且理论上可加工出任意复杂形状结构等优势。

       在实际测评过程中，测试小组以基准零件组为基础，改变其造型、重量和材料（非金属），选择了增材制造的方式完成了新零件的设计、优化、验证和打印检查模拟。在惠普Z4 G5台式工作站搭载的专业显卡支持下，整个增材过程运行流畅，耗时5分12秒完成所有任务。而同条件下普通PC不仅需要耗时30分钟以上，还会因为没有与PTC Creo 9.0进行深度优化而出现等待过程中任务出错、应用崩溃的现象。在这方面，惠普工作站拥有包括PTC在内的21,000+软硬件组合认证，充分释放底层算力，帮助用户各种天马行空的增材制造方式落地现实。

PART.6 图片高质量渲染

       通过对模型进行渲染，可以使模型以最终产品方式在现实环境中直观呈现，更加生动形象。在被渲染产品的材质、光线等参数共同作用下，对工作站GPU处理性能有着较高要求，并且复杂模型的渲染通常需要较长的时间，如果工作站不稳定则很容易出现渲染失败的情况。

       本次测试中评测小组将参数设置为金属材质、物体本色、表面光滑、默认光源。此外，为了充分验证惠普Z4 G5台式工作站的渲染处理能力，评测小组在渲染结果生成方式处改选为高质量图片模式，加入了反锯齿和透明度支持，较一般渲染结果更加耗费GUP资源，更能体现工作站对于渲染的真实处理能力。最终惠普Z4 G5台式工作站仅用46秒顺利完成渲染工作，相较于同条件下普通 PC 数十分钟的处理时间而言，惠普Z4 G5台式工作站在高强度 GPU 计算中游刃有余，呈现了栩栩如生的最终产品形态。

       在数字化转型趋势下，企业需要更加先进、高效的工作站平台支持设计仿真一体化，运用全三维设计技术打通从设计端到制造端的数据链路，从而加快产品创新能力打下坚实的基础。通过本次评测可以体现惠普Z4 G5台式工作站具有高性能、高稳定性和高可靠性，可以轻松驾驭设计仿真一体化各个场景下对于硬件的算力需求，包括上述零件载入与装配建模、基于模型的定义（MBD）、设计仿真一体化、人机工程学设计、增材制造、图片高质量渲染等核心应用，实现设计融合仿真、仿真驱动设计的螺旋式上升，进而帮助企业降低研发成本，缩短研发周期，加快新品上市时间，提升核心竞争力。

       值得一提的是，为了满足用户设计仿真一体化的差异化需求，惠普Z4 G5台式工作站提供了多种可选配置，既可以作为企业研发设计的入门级首选利器，也可以拓展至机器学习、多学科建模以及高性能计算等深层次应用场景。此外，惠普正将可持续发展理念融入工作站的全生命周期，以惠普Z4 G5台式工作站为例，其不仅产品设计、生产、制造、销售的全价值链上减少碳排放，增加了回收材料和海洋废弃塑料的循环再利用，还具有以下特点：

       不懈动力，卓越的可扩展性：最高可搭配新一代英特尔®至强®W7 CPU（24核），2个专业显卡，512GB DDR5内存、76 TB 存储，高效处理繁杂的工作流。具备5个 PCIe 插槽（最高第五代）和2个前置 NVMe SSD，支持随着工作的演进轻松扩展。

       高效散热，静默无声：畅享台式工作站的非凡性能，同时告别干扰噪音。借助20个温度传感器，智能风扇控制可实时调整风扇速度，确保系统静默无声。布局合理的通风孔和通风导管能够优化气流和散热。

       可靠品质，值得信任：无需担心工作站在项目运行期间出现故障。惠普Z4 G5台式工作站经过了超过36万小时的严格测试，并通过了美国军工测试和ISV认证。

       可持续发展，助力双碳目标：40%消费后再生塑料、25%ITE衍生闭环塑料；外置电源，90%能效；塑料衬垫含有80%的可回收成分；系统风扇含有准海洋塑料成分；包装盒内模塑纸浆衬垫为全部以可持续方式采购的可回收包装。