一、東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院簡(jiǎn)介
東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院有限公司創(chuàng)立于1973年，是湖北省高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)為多元化的股份制公司，為客戶提供項(xiàng)目規(guī)劃咨詢、工程勘察設(shè)計(jì)、工程總承包、工程項(xiàng)目管理、工程監(jiān)理等技術(shù)服務(wù)。近幾年，東風(fēng)院每年完成近百萬(wàn)級(jí)產(chǎn)能的汽車工廠設(shè)計(jì)及項(xiàng)目管理任務(wù)，先后完成了東風(fēng)日產(chǎn)、東風(fēng)本田、神龍汽車、東風(fēng)雷諾、廣汽本田、華晨寶馬、東風(fēng)銳達(dá)起亞、北汽福田、江淮汽車、陜西重型汽車、東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)、東風(fēng)本田發(fā)動(dòng)機(jī)等一批中國(guó)有影響力的重點(diǎn)汽車工程項(xiàng)目。公司在汽車焊裝、涂裝、總裝、自動(dòng)化控制、汽車研發(fā)中心等領(lǐng)域的工藝研究、裝備制造、系統(tǒng)集成、工程化方面具有相應(yīng)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)或?qū)Ｓ屑夹g(shù)。
圖1 東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院
目前，東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院已擁有先進(jìn)的CAD設(shè)計(jì)手段，實(shí)現(xiàn)了全公司計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)和辦公自動(dòng)化，構(gòu)筑了較完善、及時(shí)的信息、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。與韓國(guó)現(xiàn)代重工、美國(guó)SSOE、德國(guó)杜爾、埃斯曼、日本大氣社等國(guó)外工程技術(shù)公司廣泛合作，不斷拓展設(shè)計(jì)范圍和深度，多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)在行業(yè)首次采用。
二、東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院面臨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
當(dāng)前在智能制造戰(zhàn)略的持續(xù)推動(dòng)下，中國(guó)的汽車企業(yè)也在大力推動(dòng)工廠的智能化轉(zhuǎn)型，并參照智能工廠的技術(shù)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工廠的工程土建、自動(dòng)化水平、信息集成以及工藝產(chǎn)線布局提出了新的設(shè)計(jì)需求，使得以往較為粗化的工藝設(shè)計(jì)布局無(wú)法滿足智能化時(shí)代汽車企業(yè)的工廠設(shè)計(jì)需求。在此背景下，為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展并保持東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院在汽車整車及零部件工廠規(guī)劃設(shè)計(jì)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位，東風(fēng)設(shè)計(jì)院煙就算也在通過(guò)提升工藝產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)水平來(lái)滿足汽車企業(yè)的設(shè)計(jì)需求。由于新一代智能工廠對(duì)工藝產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)要求的提升，對(duì)支撐設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)也提出了更高的性能要求。
本次測(cè)試的目的就是想通過(guò)對(duì)新一代HP ZBook 17 G4工作站的性能進(jìn)行測(cè)試，全面評(píng)估該產(chǎn)品對(duì)工藝設(shè)計(jì)的支撐能力，找準(zhǔn)該產(chǎn)品在工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用定位，以期能對(duì)現(xiàn)有硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)部分的替代，為東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院的下一步工作站產(chǎn)品選型提供性能依據(jù)。
三、HP ZBook 17 G4與對(duì)比測(cè)試平臺(tái)
2017年6月19日，惠普正式對(duì)外發(fā)布了新一代旨在滿足電影制片人、建筑師和工程師需求的移動(dòng)工作站HP ZBook Studio G4。該工作站通體采用全鋁合金制造而成，具有鉆石切削邊緣，18mm最大設(shè)計(jì)厚度和2.08Kg最大設(shè)計(jì)重量讓工作站便于攜帶，搭配的15.6英寸的4K惠普DreamColor顯示屏，支持100%的Adobe RGB色域，92Wh電池從理論上可以提供16.5小時(shí)的續(xù)航能力。
圖2 移動(dòng)工作站HP ZBook Studio G4
在硬件配置方面，本次評(píng)測(cè)的機(jī)型采用了Xeon E3-1535M 3.1Ghz處理器，該處理器基于14nm制程工藝，擁有四核心八線程，基礎(chǔ)頻率3.1GHz，TDP功耗35W。配備了NVIDIA Quadro P5000顯卡，搭配64GB雙通道DDR4-2400MHz和512GB東芝M.2 PCIe SSD硬盤，操作系統(tǒng)為Windows 10專業(yè)版。
同時(shí)，為了更加清晰的找準(zhǔn)產(chǎn)品HP ZBook 17 G4的應(yīng)用定位，東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院還選用了兩款內(nèi)部正在使用的工作站進(jìn)行對(duì)比性能測(cè)試，分別為HP ZBook 15 G3移動(dòng)工作站和HP Z640臺(tái)式工作站。目前，HP ZBook 15 G3移動(dòng)工作站主要配備給需要經(jīng)常出差的工程師用于建模和工藝設(shè)計(jì)。HP Z640臺(tái)式工作站主要用于工業(yè)設(shè)計(jì)和工藝仿真。
表1 三款測(cè)試硬件平臺(tái)配置
四、試用流程及軟件功能說(shuō)明
東風(fēng)設(shè)計(jì)研究院主要承接汽車廠房和生產(chǎn)線設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)，數(shù)字化工藝部門的具體工作是：在接到客戶訂單后根據(jù)客戶要求布局四大工藝，包括沖焊、焊裝、涂裝、總裝。按照四大工藝將生產(chǎn)線設(shè)計(jì)出來(lái)，這個(gè)過(guò)程使用到的設(shè)計(jì)軟件包括：3DS MAX 2017、Lumon 6.0、After efferc cc 2017、SolidWorks 2016、FlexSim五個(gè)軟件。
按照公司內(nèi)部的項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程，本次試用工作主要分為三個(gè)階段，第一階段是項(xiàng)目開始之前的建模，先用3DS MAX 2017進(jìn)行工藝建模，對(duì)汽車廠房和生產(chǎn)線進(jìn)行3D效果布局，然后將設(shè)計(jì)好的3D效果文件導(dǎo)入到Lumion 6.0軟件進(jìn)行動(dòng)畫漫游設(shè)計(jì)，也就是通常說(shuō)的生成動(dòng)態(tài)的3D動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)效果。最后利用Adobe After Effects軟件做后期處理，主要是配上片頭和片尾做成視頻文件供客戶方觀看和修改。第二階段是在工藝建模效果在得到客戶方確認(rèn)后，按照建模效果進(jìn)行三維工藝設(shè)計(jì)，這個(gè)過(guò)程主要利用SolidWorks進(jìn)行三維實(shí)體建模。第三階段是工藝仿真，這部分主要利用FlexSim軟件對(duì)三維模型進(jìn)行仿真分析以檢查設(shè)計(jì)是否滿足生產(chǎn)要求。
五、性能測(cè)試
1.模型階段
東風(fēng)設(shè)計(jì)院承擔(dān)的主要是工廠設(shè)計(jì)，所有設(shè)計(jì)項(xiàng)目都需要首先利用3DS MAX對(duì)廠區(qū)的概念效果圖進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)，3DS MAX是一款三維動(dòng)畫制作軟件，包含建模，材質(zhì)，燈光，渲染等工作流程，主要用于設(shè)計(jì)類工作的前期建模階段。由于這部分設(shè)計(jì)工作不3DS MAX涉及過(guò)于細(xì)化的設(shè)計(jì)工作，因此普遍采用中端專業(yè)工作站來(lái)完成。
本次試用選擇的是公司正在為某汽車企業(yè)設(shè)計(jì)的廠房布局規(guī)劃模型，該模型面數(shù)為86萬(wàn)，在專業(yè)的廠房設(shè)計(jì)中屬于中等模型。在測(cè)試過(guò)程中，我們結(jié)合日常的工作流程對(duì)模型進(jìn)行了修改和編輯操作，并導(dǎo)出FBX格式文件。HP ZBOOK 17 G4整個(gè)操作過(guò)程性能表現(xiàn)流暢。在用于測(cè)試的對(duì)比樣機(jī)中HP Z640表現(xiàn)最優(yōu)，HP ZBOOK 15 G3性能則不如HP ZBOOK 17 G4。從本次試用情況看，在前期模型階段HP ZBOOK 17 G4完全能滿足工作需要。
圖3 本次試用選擇的是公司正在為某汽車企業(yè)設(shè)計(jì)的廠房布局規(guī)劃模型
表2 測(cè)試用時(shí)
2.動(dòng)畫漫游階段
Lumion是一款制作漫游動(dòng)畫的軟件，主要用于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，Lumion軟件主要是導(dǎo)入3DS MAX中導(dǎo)出的FBX格式模型，利用GPU渲染技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)編輯3D場(chǎng)景，同時(shí)輸出HD MP4文件，立體視頻和打印高分辨率圖像。在Lumion軟件中，我們進(jìn)行材質(zhì)編輯、鏡頭動(dòng)畫設(shè)定、渲染輸出三個(gè)常用的操作步驟。由于Lumion軟件對(duì)顯卡的GPU性能要求非常高，而且整個(gè)運(yùn)行和輸出過(guò)程都采用高清模式，HP ZBOOK 17 G4在本步驟測(cè)試過(guò)程中略有卡頓。在東風(fēng)設(shè)計(jì)院內(nèi)部，動(dòng)畫漫游基本都是采用HP Z640來(lái)完成。
圖4 動(dòng)畫漫游階段測(cè)試
表3 測(cè)試用時(shí)
3.后期制作環(huán)節(jié)
After efferc cc 2017是Adobe公司的圖形視頻處理軟件，主要用于片頭的制作，包括素材、圖片以及視頻。本次測(cè)試中我們對(duì)素材進(jìn)行導(dǎo)入、修改以及合成渲染出視頻片段，整個(gè)操作過(guò)程非常流暢。視頻制作主要考察的是視頻轉(zhuǎn)碼和解碼能力，考察的是整機(jī)的綜合計(jì)算能力和大內(nèi)存。由于惠普Z(yǔ)Book 17 G4移動(dòng)工作站搭配了64G大內(nèi)存，使得整個(gè)過(guò)程的計(jì)算和處理顯得游刃有余。
圖5 后期制作環(huán)節(jié)測(cè)試
表4 測(cè)試用時(shí)
4.工藝設(shè)計(jì)
SolidWorks主要用于大型三維工廠設(shè)計(jì)，包括工藝設(shè)備建模、工藝廠房自動(dòng)生成、模型裝配等。本次測(cè)試主要對(duì)大型三維工廠設(shè)計(jì)模型進(jìn)行打開及修改、工藝廠房自動(dòng)生成，從整個(gè)操作過(guò)程看，三款機(jī)型基本都能完成工藝設(shè)計(jì)過(guò)程，但HP ZBOOK 15 G3操作過(guò)程略有卡頓，而HP ZBOOK 17 G4過(guò)程操作流暢，但對(duì)比HP Z640，耗時(shí)稍長(zhǎng)。
圖6 工藝設(shè)計(jì)測(cè)試
表5 測(cè)試用時(shí)
5.工藝仿真
Flexsim主要用于大型工廠三維系統(tǒng)仿真模型的構(gòu)建包括三維模型的導(dǎo)入、仿真邏輯的編寫、仿真模型的調(diào)試及仿真數(shù)據(jù)的輸出、仿真運(yùn)行視頻的錄制等。本次測(cè)試主要針對(duì)仿真三維模型的導(dǎo)入、仿真模型的調(diào)試及仿真運(yùn)行視頻的錄制，由于工業(yè)仿真對(duì)機(jī)器的計(jì)算性能要求較高，相對(duì)兩款ZBook移動(dòng)工作站，HP Z640臺(tái)式工作站體現(xiàn)出了其強(qiáng)大的性能。
圖7 工藝仿真測(cè)試
表6 測(cè)試用時(shí)
五、總結(jié)
東風(fēng)設(shè)計(jì)院主要從事的是大型廠房的設(shè)計(jì)工作，主要包括工藝3D設(shè)計(jì)、工業(yè)動(dòng)畫以及虛擬仿真。整體來(lái)說(shuō)對(duì)機(jī)器的計(jì)算性能非常高，目前大多的設(shè)計(jì)工作的都采用了惠普的高端的臺(tái)式工作，但隨著移動(dòng)化工作場(chǎng)景逐漸增多以及移動(dòng)筆記本性能的快速提升，公司也越來(lái)越多的采購(gòu)移動(dòng)工作站，特別在建模和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，用性能更適中的移動(dòng)工作站進(jìn)行設(shè)計(jì)，不但能有效的降低采購(gòu)成本，也能圓滿的支撐起基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)工作。
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