摘要：摘要據(jù)了解，借助阿里云，上汽乘用車實現(xiàn)了工程開發(fā)仿真能力升級，仿真計算效率提升了，使工程開發(fā)人員更加專注于產(chǎn)品設(shè)計和性能優(yōu)化，打造出世界級產(chǎn)品的高品質(zhì)。

摘要： 據(jù)了解，借助阿里云，上汽乘用車實現(xiàn)了工程開發(fā)仿真能力升級，仿真計算效率提升了25%，使工程開發(fā)人員更加專注于產(chǎn)品設(shè)計和性能優(yōu)化，打造出世界級產(chǎn)品的高品質(zhì)。今年北京車展上全球首秀的概念車MG X-Motion，其量產(chǎn)車的卓越整車性能正是經(jīng)過上汽仿真計算云平臺反復(fù)驗證和優(yōu)化的。

隨著上汽集團與阿里云的合作開展，阿里云各項技術(shù)逐步深入到上汽汽車研發(fā)領(lǐng)域的核心業(yè)務(wù)實現(xiàn)落地。其中上海汽車集團股份有限公司乘用車分公司（以下簡稱上汽乘用車）與阿里云共建的仿真計算混合云就是新制造產(chǎn)業(yè)升級的典型代表項目。

上汽乘用車作為上汽集團全資子公司，承擔(dān)著上汽自主品牌汽車的研發(fā)、制造與銷售，擁有榮威、MG兩大品牌，上海、南京和英國三地技術(shù)研發(fā)中心，上海臨港、南京浦口和英國長橋三個制造基地。伴隨上汽乘用車的市場表現(xiàn)強勁，車型研發(fā)工作也在持續(xù)加速升級，而為工程仿真服務(wù)的的計算資源供應(yīng)開始遠遠落后于現(xiàn)實需求，具體表現(xiàn)為：

【研發(fā)需求強烈】

當(dāng)前CAE仿真計算已經(jīng)承擔(dān)非常重要的任務(wù)，普遍出現(xiàn)計算任務(wù)工況多、規(guī)模大、時間緊的情況，迫切需要快速獲取高性能計算資源；

【資源迭代滯后】

當(dāng)前上汽乘用車建設(shè)的本地HPC集群雖然經(jīng)歷多次擴建，但是硬件資源嚴重老化，硬件資源故障率居高不下，計算性能難以滿足業(yè)務(wù)需求，且資源更新迭代速度緩慢，嚴重影響仿真研發(fā)業(yè)務(wù)進度；

【 用戶體驗欠佳】

仿真研發(fā)人員一直保留著傳統(tǒng)的HPC計算中心操作方式，線下前后處理與到線上求解計算，流程割裂，數(shù)據(jù)挪動頻繁，亟需建設(shè)高沉浸、全業(yè)務(wù)、CAE仿真分析在線服務(wù)平臺。

針對以上問題，2017年底上汽乘用車攜手阿里云、泛云科技建設(shè)業(yè)內(nèi)首個IaaS混合型工業(yè)仿真計算服務(wù)平臺——上汽仿真計算云SSCC（SAIC Simulation Computing Cloud），并于2018年初成功上線，再度驗證了云計算模式在工業(yè)研發(fā)領(lǐng)域的彈性、快速與高效！

上汽仿真計算云主要由阿里云公共云集群和上汽乘用車自建集群兩大部分組成，同時通過高速專線實現(xiàn)了數(shù)據(jù)互通和計算資源的聯(lián)合調(diào)度，其中阿里云公共云集群主要提供了以下計算資源：

【HPC計算集群】HPC集群計算節(jié)點由超級計算集群scch5實例組成。SCC與彈性裸金屬（神龍）服務(wù)器一脈相承，既提供了云計算的成熟管控、彈性資源優(yōu)勢，又達到了物理機的性能，并在此之上加入高速RDMA互聯(lián)支持，大幅提升網(wǎng)絡(luò)性能，顯著提高大規(guī)模集群加速比。

【NAS共享文件存儲】NAS作為云上數(shù)據(jù)流的共享交通樞紐，無論是用戶提交的作業(yè)輸入，作業(yè)求解結(jié)果，后處理輸入數(shù)據(jù)，都經(jīng)由NAS中轉(zhuǎn)使得VPC內(nèi)所有計算資源可以同時訪問數(shù)據(jù)，NASplus還打通了Windows/Linux跨平臺共享數(shù)據(jù)訪問，滿足常見企業(yè)業(yè)務(wù)場景。NAS結(jié)合阿里云飛天盤古2.0最新技術(shù)，提供了高聚合帶寬，完全滿足CAE軟件的I/O性能需求，并通過多備份等手段提供了10個9的數(shù)據(jù)可用性。隨著業(yè)務(wù)規(guī)模增長，還可以根據(jù)需求升級為CPFS分布式文件系統(tǒng)提供極致I/O性能。

【圖形處理集群】采用Pascal架構(gòu)的Nvidia Tesla系列企業(yè)級GPU，在提供高可用性的同時，確保在多用戶登錄使用圖形服務(wù)器時仍能生成流暢的演示動畫，快速完成模型渲染等工作，保障前/后處理工作流的完整性、可靠性。

數(shù)據(jù)顯示，平均每天500多個碰撞分析、結(jié)構(gòu)剛度分析、流體分析、NVH分析等多學(xué)科仿真計算作業(yè)在上汽仿真計算云平臺上完成，模擬了整車、發(fā)動機數(shù)百種工況。由于阿里云超級計算集群帶來的性能提升，相對本地集群節(jié)約了計算求解時間，用戶作業(yè)排隊時間也明顯縮短，工程師可以在工作時間段做更多的模型調(diào)整，提升工作效率。另外作業(yè)數(shù)據(jù)絕大部分在阿里云公共云集群閉環(huán)流動，大大減輕了本地存儲的壓力，更多歷史工程數(shù)據(jù)得以保留，為工程師做多方案對比分析提供了極大幫助。據(jù)了解，借助阿里云，上汽乘用車實現(xiàn)了工程開發(fā)仿真能力升級，仿真計算效率提升了25%，使工程開發(fā)人員更加專注于產(chǎn)品設(shè)計和性能優(yōu)化，打造出世界級產(chǎn)品的高品質(zhì)。今年北京車展上全球首秀的概念車MG X-Motion，其量產(chǎn)車的卓越整車性能正是經(jīng)過上汽仿真計算云平臺反復(fù)驗證和優(yōu)化的。

上汽乘用車數(shù)據(jù)及信息系統(tǒng)部工程應(yīng)用支持高級經(jīng)理尤靜表示，阿里云與上汽自建HPC集群，性能表現(xiàn)卓越、資源彈性伸縮，大大緩解了研發(fā)需求的壓力，很好地保障了工程開發(fā)進度。數(shù)據(jù)及信息系統(tǒng)部基礎(chǔ)設(shè)施總監(jiān)強斌也表示，阿里云公共云管控模式成熟，安全性符合上汽相關(guān)規(guī)范，資源開通靈活，節(jié)約了自建集群的資源投入和人力成本。據(jù)了解，混合云技術(shù)的應(yīng)用，有效推動了上汽乘用車技術(shù)中心的全球化數(shù)字研發(fā)發(fā)展進程，符合上汽乘用車產(chǎn)品國際化的研發(fā)思維；同時這種高效合作的模式，可以快速擴展到產(chǎn)品研發(fā)的完整業(yè)務(wù)鏈，助力上汽乘用車向終端市場快速推出符合上汽“新四化”——電動化、智能網(wǎng)聯(lián)化、共享化、國際化發(fā)展方向的汽車產(chǎn)品和出行服務(wù)。

阿里云EHPC技術(shù)特點

綜合IaaS/PaaS/SaaS各方面的創(chuàng)新，上汽仿真計算云表現(xiàn)出以下幾方面的技術(shù)優(yōu)勢：

第一，性能優(yōu)越

*HPC計算節(jié)點性能強勁，采用Intel Xeon Gold 6149 CPU，最新第五代Skylake架構(gòu)帶來更卓越的計算性能；

*先進高性能網(wǎng)；絡(luò)架構(gòu)，RoCE 2 × 25 Gbps 互聯(lián)，低延遲高帶寬，大幅提升加速比；

*NASplus/CPFS共享存儲提供聚合帶寬，滿足絕大多數(shù)CAE場景需求，還可升級至CPFS文件系統(tǒng)；

集群整體性能處于國際領(lǐng)先地位

第二，SLA保證

   公共云完善穩(wěn)定的管控系統(tǒng)及宕機遷移等響應(yīng)手段，保障了單個計算節(jié)點99.95%的可用性，確保CAE仿真計算業(yè)務(wù)的連續(xù)性。 

第三，混合云架構(gòu)

*云上VPC與本地集群通過高速通道（專線）打通成為獨立子網(wǎng)，確保數(shù)據(jù)安全互通。

*云上計算資源無縫接入本地license、調(diào)度器及SaaS等。

*出現(xiàn)超出規(guī)劃的計算資源需求（如緊急項目），臨時增加公共云資源是最佳應(yīng)對手段

第四，自動伸縮（*E-HPC支持）

在合理設(shè)置集群負載閾值的前提下，自動伸縮功能既可最大限度地節(jié)省公共云資源花銷，又能在高峰期消化負荷，保障CAE仿真計算求解業(yè)務(wù)順利運作。

第五，快速POC

直接在阿里云控制臺操作公共云資源開通，分鐘級交付整個集群，即可開展測試。無需等待采購或數(shù)據(jù)中心機房規(guī)劃/安裝部署等瑣碎問題。

POC進行時，可以選擇臨時開通超過正式環(huán)境規(guī)劃的資源量，加快CAE應(yīng)用驗證流程

第六，Linux/Windows數(shù)據(jù)共享互通

NASplus提供了業(yè)界領(lǐng)先的NAS同時以NFS協(xié)議掛載到Linux/Windows上的重要功能，使得用戶可以在使用熟悉的Windows操作界面進行交互式后處理操作的時候，能夠直接讀取共享存儲中的求解計算結(jié)果。

第七，彈性容量的數(shù)據(jù)閉環(huán)

用戶上傳作業(yè)輸入數(shù)據(jù)后，求解計算后的結(jié)果數(shù)據(jù)寫入NAS后即可進入使用云上圖形服務(wù)器的后處理，形成數(shù)據(jù)閉環(huán)，安全可靠。如無特殊情況無需下載回本地。

另一方面，即使數(shù)據(jù)用量已超過規(guī)劃量（比如超出購買的容量包），公共云NAS的10PB存儲上限可完全確保數(shù)據(jù)正常寫入，求解計算幾乎不受存儲空間限制，充分保障了業(yè)務(wù)連續(xù)性

第八，完善的帳號管理使能協(xié)同開發(fā)

客戶可以通過RAM授權(quán)子帳號只讀權(quán)限的方式，讓合作伙伴登錄云上機器進行軟件維護，錯誤排查/分析等，無需長途奔波到現(xiàn)場。共享后臺VNC鏈接也大大方便了多方討論合作。

第九，完備的SaaS服務(wù)能力

平臺內(nèi)置集群計算、虛擬應(yīng)用兩類IaaS資源入口，并根據(jù)工程軟件的應(yīng)用特點進行統(tǒng)一的部署、集成、調(diào)度及監(jiān)控，可以提供CAD、CAE等工程軟件在線服務(wù)：

交互類應(yīng)用：HyperWorks, EnSight, Converge Studio, Star-CCM+, Fluent, MSC.Admas，Abaqus，NCode

計算類應(yīng)用：LS-Dyna, Converge, Star-CCM+, Fluent, MSC.Nastran, NX.Nastran, MSC.Admas, NCode, OptiStruct, Abaqus, Star-CD, iSight

第十，精細化業(yè)務(wù)調(diào)度能力

基于上汽乘用車本地HPC集群、阿里云的資源差異性，結(jié)合用戶數(shù)據(jù)存儲一致性需求，平臺設(shè)計并實現(xiàn)了精細化的仿真計算業(yè)務(wù)調(diào)度能力，包括并不僅限于：

1.資源配額調(diào)劑。平臺基于部門、項目組屬性進行固定資源、公共資源配額約束，既可保障部門、項目組的剛性計算需求，亦可滿足企業(yè)層面的彈性資源調(diào)度要求；

2.IaaS資源統(tǒng)一調(diào)度。平臺通過設(shè)備分組策略，將本地HPC設(shè)備、阿里云集群實例進行統(tǒng)一調(diào)度，既可保證單一算例的高效并行效率，也可為海量任務(wù)提供資源快速調(diào)度；

3.用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)一視圖。平臺可同時管理本地存儲與阿里云存儲，為了保障用戶數(shù)據(jù)管理體驗，特別設(shè)計并實現(xiàn)了用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)一視圖，CAE數(shù)據(jù)可與臨近資源節(jié)點智能匹配并發(fā)起計算或交互；

4.閑時搶占調(diào)度策略。平臺針對用戶計算業(yè)務(wù)場景，特別設(shè)計并實現(xiàn)了閑時搶占調(diào)度策略，在規(guī)定時段可突破預(yù)定資源配額約束，最大化利用計算資源；

5.許可證高級調(diào)度機制。平臺針對工業(yè)軟件許可證特點，設(shè)計并實現(xiàn)了一系列高級調(diào)度機制，可以為設(shè)備節(jié)點組、用戶組進行許可證資源預(yù)留控制。

上汽仿真計算云SSCC (是國內(nèi)首個投入實際生產(chǎn)的CAE仿真計算混合云，可為數(shù)百人的仿真分析團隊提供在線服務(wù)，月均完成仿真計算任務(wù)達到上萬例。

回顧項目歷程，同時展望中國工業(yè)自主研發(fā)的未來征程，上汽仿真計算云SSCC將會成為云計算實踐的一個重要里程碑事件，為中國企業(yè)揭示智慧工業(yè)研發(fā)云的真實能力與巨大價值：

上汽集團已建成計算資源彈性供應(yīng)體系與靈活管控機制，實現(xiàn)了精細化的研發(fā)資源管理、安全可靠的核心研發(fā)數(shù)據(jù)閉環(huán)生產(chǎn)，必將完全釋放智慧研發(fā)創(chuàng)造力，進一步提升核心研發(fā)生產(chǎn)效率； 阿里云正在為中國智造提供全面、高效的計算引擎服務(wù)，在工業(yè)仿真計算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了不可估量的價值。

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