作為國家機械工程科學技術的重要人才培養搖籃,北京航空航天大學機械工程及自動化學院(以下簡稱:北航機械學院)目前建有數字化設計與制造技術北京市重點實驗室,以及飛行器裝配機器人裝備北京市重點實驗室等一系列重點實驗室/研究中心,并承擔了包括大飛機等國家重大航空工程的技術攻關工作。
同時,北航機械學院在CAD/CAM/CAE及圖形圖像虛擬化領域也處于業內領先地位,完成了諸如基于移動設備和增強現實技術的發動機管路裝配在線系統,基于VR環境的大型飛機設計評估系統等系列虛實互補的實驗項目。
聯想集團與北航機械學院在北京簽署戰略合作協議
這些項目對虛擬化工作平臺提出了嚴苛的要求,近期,聯想集團與北航機械學院在北京簽署戰略合作協議,根據協議,聯想集團與北航機械學院將利用各自領域的優勢,在GPU虛擬化及虛擬仿真領域展開長期合作,以先進技術與產品自主研發,支持中國工程教育領域的高端人才培養,并逐步拓展雙方的合作領域與合作深度。
試水基于GPU的虛擬化解決方案
聯想為航空國家實驗室提供了目前最為先進的聯想LIVC工作站虛擬化解決方案,依托聯想ThinkStation D30工作站和NVIDIA GRID K2顯卡的硬件虛擬化技術,一顆物理GPU將被轉化為多顆虛擬GPU,實現最大1:32的整合密度,以靈活的GPU資源調度,使用戶在終端可以獲得和原來獨立工作站相同的超強計算處理能力,突破幾何模型快速預處理和繪制的技術瓶頸,實現復雜產品大規模CAD模型數據的實時交互繪制。
除此之外,管理人員還可借助靈活的管理工具,實現統一、便捷、自動化和智能化的管理,降低后期運維成本,并將工作站由用戶桌面遷移到數據中心,實現科研中心對核心、敏感數據的完全掌控。
北京航空航天大學機械工程及自動化學院院長趙罡表示,在基于虛擬現實環境的飛行器等復雜產品的設計評估中,實時繪制的計算量極大,繪制系統的繪制效率低,難以實時交互繪制。而通過GPU虛擬化技術,探索最新GPU高效繪制方法,將有助于改善這種情況。
通過與聯想的合作,一方面將提升學院教學實踐和科學研究工作的效率,另一方面,研究過程中所積累的技術經驗會加速諸如GPU虛擬化等前沿技術的普及,以用戶需求推動技術方案和用戶體驗的優化,最終實現一個雙贏的局面。
用戶體驗和管理的雙提升
趙罡介紹,北航機械學院CAD中心配有專職的老師,大概每天用于教學的學生有二三百人,在體驗上,采用虛擬化的GPU終端跟使用臺式機并沒有太大的區別,而且GPU虛擬化解決方案某種意義上管理更方便,不需要對每一臺機器的問題進行逐臺的排查,管理的工作量更少了。
“從學生使用來看,我們也有很多非常合理的解決辦法,對教學各方面帶來一些幫助,使我們的效率更好一點。”趙罡補充道。
在聯想集團中國區大客戶事業部PC產品營銷總經理王立平看來,基于GPU的虛擬化解決了兩個方面的問題,首先在用戶體驗方面,解決了用戶體驗的問題,以前桌面虛擬化在處理數據圖形的時候,用戶評價并不好,有延遲,新的技術解決了延遲的問題。
其次是管理方面,桌面虛擬化很大程度上解決了管理和部屬,以前對于大量的終端,管理很麻煩。可能上完一堂課,每個學生把機器裝上不同的軟件,但是基于虛擬化的終端不會對數據產生影響,管理和部屬會更加方便。
很多大型企業,或者研發企業特別注意安全性,但是數據不落地,數據全在后臺,就不會出現泄密的問題,桌面虛擬化了以后,終端可以豐富多彩,不光可以用PC的終端,也可以用手機終端,或者平板的終端當做虛擬機去獲取這些數據和使用這些應用。
重視國產CAD軟件應用
在北航機械學院CAD/CAM/CAE設計中,對3D的要求非常高,采用NVIDIA全新的GRID K2以后,對高速而且非常快速的體現圖像的處理和刷新,有更好的支持。
王立平表示,所有的技術都是由需求驅動的,CAD最早在美國使用,90年代、2000年在韓國和日本,因為那時候這些國家的制造業很發達,最近這幾年主要集中在中國,現在對航空需求最大的是中國,這是需求帶動一個很典型的事例,在未來不久,相信中國軟件也會有自己的產品。
北航在航空領域是非常領先的,在三十年前就開始這個方面的教學,“很多的創新是來源于客戶的,聯想是帶著學習的態度跟北航合作,只有我們洞察客戶的需求,我們才能開發更好產品,或者根據產業聯盟,我們跟軟件廠商更好的合作,有更好的產品。”王立平說道。
在國產CAD應用軟件方面,一直是一個短板,趙罡表示,“根據航空特色來說,在航空領域,現在大部分用的是達索的,發動機行業用的是UG,實際上把目前中國市場的國外CAD軟件都涵蓋了。”
除了使用方面,北航機械學院更關注國產的CAD軟件。“比如現在用的比較好的卡薩系統,最早源于我們實驗室,幾乎大部分的骨干都是從我們教研室畢業出去的,在教研室的內部,我們都有自己的一個平臺,雖然這個平臺不那么穩定,但是我們做了很多年了,都是我們自己開發的。”趙罡補充道。
展望未來,王立平表示,此次與北航的合作,會積極支持北航CAD/CAE/CAM的教學與GPU虛擬化方案應用,使其成為一個校企合作的典范,推動更多的教育用戶采用專業的工作站來提升科研教學工作的效率,并通過高校的普及,帶動其他行業的發展。