【案例分享】史丹利百得選用Altair HyperWorks Unlimited進行CAE設計研發－Altair Taiwan Blog

史丹利百得公司(Stanley Black & Decker) (NYSE:SWK) 是標準普爾 500 指數企業之一，是一家多元化全球提供商，提供手動工具、電動工具和相關配件、機械存取和電子安全解決方案、醫療保健解決方案、工程緊固系統等。公司供應各種適應苛刻工作條件且功能強大的創新工具，幫助全世界的專業人士構建、維修和保護世界上最具價值之物。史丹利百得公司是工具和安全方面的領導者，旗下品牌包括 Stanley Tools、DEWALT、Mac Tools、Porter-Cable 等。從機場大門到住宅鎖和門栓，再到解救地震中受困倖存者的破碎器，其產品應有盡有。

正如其官網所述，“無論您住在何處，開什麼車，在哪個商店購物，或在哪幢大樓工作，其創建過程中都肯定有我們的參與。而且可以確定的是，在所有這些場所或設備的使用過程中，我們會繼續為您提供支援。”

史丹利百得選用 Altair HyperWorks Unlimited 來優化其電動工具設計的

CAE 流程。此全面支援式 HPC 系統包括市場領先的 HyperWorks 求解器、網格和視覺化產品套件，以及用於管理 HPC 作業負載的 PBS Works 套件。

挑戰

作為一家全球領先的電動工具供應商，史丹利百得 (SBD)始終在努力保持自身的競爭性優勢，並致力於以更快的速度向市場中提供性能更佳的產品。具體來說，在對其暢銷款電錘進行錘擊機構的設計優化時，SBD 工程師知道他們需要採用電腦輔助工程(CAE)的方法。

“電錘行業的競爭極為激烈，而且電錘是市場上最複雜的電動工具，因此我們必須通過現有的最為創新的方法來優化性能，”SBD 全球電腦輔助工程主管 Andreas Syma 說道。

“借助 CAE 來完成優化是實現這一目標的唯一可行方法，因為要求過於複雜，不能僅依靠於經驗知識或純物理測試。”

通過在 CAE 基礎上進行優化，工程師可以實現以下幾點：

處理極為複雜的實體產品

一次性測試幾百個設計

在產品物理工作原理上獲得更深的理解

“我們已經知道，Altair 有一些市場上頂級的求解器，例如 MotionSolve 和 RADIOSS。借助 HyperWorks Unlimited，Altair 推出了一種真正具有突破性意義的解決方案，為設計開發設定了新標準。Altair 證明了， HyperWorks Unlimited 所能帶來的總價值要遠超購買專用 HPC 硬體或續用我們現有軟體許可證。”

Andreas Syma

史丹利百得公司全球電腦輔助工程主管

“真正意義上的優化只能通過電腦輔助方法實現，”Syma 解釋說。“通過物理測試來改善系統時，其作用其實極為有限，我們必須在更高的層次上對物理工作方式進行探索，獲取新的認識並瞭解在改善系統上需要做些什麼，而 CAE 為此提供了可能。就性能、耐久性、成本和重量來說，基於模擬的優化方法對工程設計工作的幫助非常大，它會帶來更具價值的產品。若能在流程的早期階段加以應用，則更是如此。”

SBD 之前一直使用的是採用 LS-DYNA 的工作站，優化的執行期在三周左右。“三周的時間不足以讓我們保持競爭優勢，我們的目標是能夠在一個週末的時間內完成，這樣工程師從週五開始工作，然後在週一便可獲得結果，”Syma表示。

SBD 團隊成員知道，他們需要更高性能的電腦來説明達到所需的性能提升，但是對於投資購買更多的硬體和計算核心，大家都心存顧慮，其原因有三：

高性能計算(HPC) 硬體/核心的成本

複雜的 HPC 系統在維護和支援上的難易程度

必要的軟體許可是否能夠與這一硬體完美配合，並達到較高的利用率

換句話說，即使 SBD 能夠為採購和保有 HPC 系統的費用提供充分的理由，公司能否確保昂貴的 CAE 軟體許可證可在這些硬體上使用？能否最大程度地利用這些許可證？

“我們瞭解過往的業務案例，也知道這勢在必行，但是我們不確定在優化方法的計算時間方面，傳統硬體解決方案是否能為我們帶來所需的結果。我們不希望在進行硬體投資後發現無法得到我們需要的結果，”Syma 說。

解決方案

SBD 獲得了三個領先 HPC 硬體提供商的報價，但是仍擔心真正使用此系統時會產生額外的許可證成本，從而不能經濟高效地利用軟體許可證。另外一個擔憂是 HPC 系統的管理是否會非常複雜。

於是，Altair 為 SBD 推薦了 HyperWorks Unlimited™，這是一款用於 CAE 的全管理型 HPC 產品。此交鑰匙式產品包括預配置的 HPC 硬體和軟體，以及所有 HyperWorks® 應用程式和用於管理 HPC 作業負載的 PBS Works™ 的無限制使用權限。

該團隊之前就已熟悉 Altair 軟體，尤其是結構分析求解器 RADIOSS®以及 HyperMesh®、HyperView®和MotionSolve®。SBD 工程師進行了一次基準研究，證明了 RADIOSS 連同 HyperStudy®一起在準確性和性能方面等同於他們之前一直使用的 LS-DYNA/optiSLang 解決方案。在這些研究結果的基礎上，SBD 決定就 Altair HyperWorks Unlimited 解決方案邁向下一階段。

“經證明，RADIOSS 與 HyperStudy 組合的性能與使用 optiSLang 的 LS-DYNA 解決方案一樣好，”Syma 說。

“我們還研究了 HyperWorks 套件中的更多產品，發現在加入這些產品之後，HyperWorks Unlimited 將更具吸引力。若採用一個傳統的 HPC 系統並單獨購買的求解器許可證，其價值是無法與此相比的。而且由於只有值得信賴的 Altair這樣一個供應商，無論是在硬體或軟體中的任何部分需要支援，我們都只需撥打一個電話。對於所有 CAE 工程師來說，HPC 都應該是這樣，都應如此簡單、如此強大、如此可靠。”

結論

SBD 最終選擇了 160 核的 HyperWorks Unlimited 系統，Altair 在幾天之內便進行了交付和安裝。“該系統十分有效，”Syma 說。“我們已開始應用，而且至今未出現任何性能或維護問題。

“HyperWorks Unlimited 正是我們所需要的，即一個在預配置硬體上封裝和交付的易於安裝和使用的頂級求解器。另外，其中還配備了全套 CAE 及 HPC 產品，進一步滿足了我們全部的優化需求，無需擔心要購買更多許可證。所有配置工作均已為我們準備妥當，我們擁有所需的全部軟體，可進行無限的探索，並且價格也非常合理。這簡直令人有些難以相信，”Syma 說。

Altair 會對 HyperWorks Unlimited 硬體和軟體提供全面支援，這是 SBD 選用 HyperWorks Unlimited 的一個重要的決定性因素。“我們剛開始接觸 HPC，因此必須使我們的 IT 團隊感覺這種解決方案易於管理，從而不必聘用新人，也不會降低工程師的效率。借助 HyperWorks Unlimited，我們不需 HPC 專家就能從 CAE 應用程式中獲得我們需要的頂級性能。”