2017年9月12日 星期二

為何需要模擬分析? Part2-以3DCS為例

什麼是3DCS


3DCS (3D Dimension Control System),也就是尺寸穩健公差系統,其主要的功能是:在產品還在設計階段時,就能預測產品組立後,尺寸的公差分佈,以及事先看見產品的問題點,進行優化。 

在過去,我們要設計產品規格、明瞭公差範圍及找到產品問題點,最直接的方法就是試誤法:先實際生產出來,再從中找出問題點、訂定公差。不過在整個產品研發、生產流程中,這種直接生產的方式,往往造成很多後續的問題,例如:勢必會落入花了大筆費用生產,卻發現設計需修正、修正後又要再重新生產、舊的需要報廢的循環;又或者是,產品品質不穩定,讓消費者對商譽無法展現忠誠。




當我們自己是消費者


試想,當我們要買手機或機車時,都會擔心自己買到「機王」,原因就在於,所有東西都會變異,因此每一個零件生產出來都不會一模一樣。所謂的「機王」,就是在組裝時,使用到有問題的零件。因此,設計完成後,能符合六標準差的精神,很重要。


3DCS分析原理




3DCS背後支持的,就是以蒙地卡羅方法,呈現實際組裝後的情形。我們在軟體內製作出產品模型,透過電腦模擬產出上萬個產品,以上圖為例,我們可以很清楚看到模擬出來的四個產品,其尺寸分別是多少,由此一來,模擬出上萬的結果,我們就可以快速地看見此產品設計最佳的公差值是多少,並看見設計的盲點。 

也就是說,當我們還在產品的設計階段,就可以預測此產品的良率、最佳尺寸規格是多少,並進行優化。如此一來,便能減少試誤法中不必要的研發費用、重工時間、開發時間,還能提升產品的品質




難怪全球許多厲害的車廠,研發產品的一個秘密武器就是3DCS



延伸閱讀:如何決定模擬次數?


2017年9月11日 星期一

為何需要模擬分析? part1


當工程師在產品設計階段時,有些人認為電腦模擬所向披靡,能夠準確預估現實狀況;有些人無法相信電腦模擬,認為透過試誤法得來的經驗值最可靠。

 那麼,「模擬」究竟是怎麼一回事?


偉大的科學家「牛頓」晚年時,當人們稱讚他的成就,他曾說:「我覺得我不過是在沙灘上遊玩的一個小孩子,偶爾找到一片漂亮的貝殼,偶爾撿到一個光滑的鵝卵石,但是蘊涵所有真理的大海在我面前,我卻對它一無所知。
 

不得否認,對於這宇宙萬物運行的真理,我們知道的實在太少;對於大自然的瞬息萬變以及生命的無常,我們只能以有限的知識來達成最好的防護。


模擬分析,就像是天氣預報。


每當颱風生成時,各國紛紛會進行颱風路徑的分析,但分析結果往往有所不同,因為分析的工具及經驗不同;但是當颱風實際抵達時,真實的狀況絕對也沒有辦法和分析的狀況一模一樣。


模擬分析有什麼用?


透過專業知識者進行颱風強度及路徑模擬分析,我們可以知道哪一些縣市需要嚴加防備;哪一些山區民眾可能需要提前撤離,其目的就是為了減少不必要的財產及人身安全的損失。 

同樣的,當我們在進行電腦模擬分析時,依照不同的狀況,會使用不同的工具及方法;其背後所支持著的,就是過去許多偉大科學家所發現的定律。 

依循著這樣的知識軌跡,並結合專業的經驗及意見,透過電腦模擬分析,無論是LS-DYNA3DCSDYNAFORM等,我們所可以達成的,正是可以減少試誤方法中不必要的研發費用,以及減少生產過程中設計變更、重工、報廢、客訴維修索賠等成本與商譽的損失。 


有人說,牛頓之所以謙卑,是因為他明白科學的發展本身就是一個認錯的過程。我們會不斷發現昨天的我所犯的錯誤,而明天的我又再次挑戰今天的我;當我們嘗試透過科學方法來驗證,絕對是能促進人類科學發展的一大步。




2017年9月7日 星期四

為什麼要選擇鑫威資訊做為LS-DYNA合作夥伴?

鑫威資訊瞭解平行處理在LS-DYNA使用者的重要性,我們並不像一般軟體代理商僅做軟體的銷售,早在2014年便投入平行處理進行相關研究,我們非常清楚安裝Linux的過程是個很大的挑戰,因此如何協助我們的客戶快速地完成Linux系統建置,是一項重要的工作。


  早在顧客的需要前一步(就是Think Ahead~~),我們投入了硬體建置,在宜蘭科學園區CAE研究中心,建構了132 cores LS-DYNA Linux MPP系統,對於平行處理的研究多所著墨!


   現在,鑫威資訊的Linux系統,可以在Windows操作環境下,進入Linux系統內,以圖形介面為導向;因此不需要背太多指令,可以直接以滑鼠點擊下指令!



(圖片說明:鑫威資訊的LinuxGUI)


再看一下原始的Linux




只要您是鑫威資訊的LS-DYNA顧客,就可以跟最初的Linux say goodbye~
    

歡迎與我們聯絡


2017年9月6日 星期三

為什麼我們選用Linux做為計算平台?

(photo resource: https://goo.gl/xgdRst)

Linux因其設定及介面並不像Windows來得方便,而讓很多顧客望之卻步;但全世界LS-DYNA的使用者,有70%將計算的求解核心放在以Linux為基礎的架構上,其中一個很大的原因是,LSTC在寫程式時,都是以Linux SMP/MPP先開始寫,要等到Windows SMP/MPP可能要非常久之後。
 

另外,Linux也有很多好處:


 1LS-DYNALinux計算速度很快。
 2、在美國,一家公司內使用的Cores數很多,若每個平台都買Windows,可能也是一筆費用,而Linux有很多免費資源。
 3LS-DYNALinux的計算功能很多。
 4、在Linux有較大的擴充性。
 5、有些LS-DYNA特別的功能,在Linux才有。
 6Linux本身使用的記憶體較少,因此在使用LS-DYNA時,可以有更多的記憶體空間。




2017年9月5日 星期二

LS-DYNA SMP/MPP?讓人搞不清??

SMP,指的是Shared Memory Parallelism,簡單來說就是Shared-everything:所有處理器(CPU)共享記憶體,而每一個CPU內可能含有不同的Core數。因此當接收到計算工作時,系統會依各個CPU的負重,平均分配工作量給每一個CPU;若是以公司的組織來說明的話,SMP就像是老闆為總機,接收所有工作資訊,再依員工的能力分配工作量(Load Balancing)
因此,若是計算工作太大,老闆最先會被壓垮,造成系統可能無法執行,或是執行速度緩慢。

MPP(Massively Parallel Processing)的不同,在於它Shared-Nothing:每個CPU一樣有自己的Core數,但是有自己的記憶體;而在接收計算工作以前,計算工作及資料已經先被切割好,並可以指定要將哪一個部分的計算交由指定的CPU去執行,最後再藉由網路設定,將每一個部分的資料串連在一起。
所以使用MPP,就像是龐大、繁雜的工作,事先已切割給各負責的部門,最終再統整結果呈交給老闆。



    由此看來,親力親為(SMP)V.S團結合作(MPP),當然是MPP比較有效率囉!


    以下由鑫威資訊所實際測試的SMP/MPP效能分析結果比較,就可以瞭解其差異。