„Rescale hat es dem Team von ARC ermöglicht, die Art und Weise zu ändern, wie Antriebssysteme entworfen werden, indem es eine simulationsbasierte Entwurfsmethodik ermöglicht, ohne den zusätzlichen Zeit- oder Kostenaufwand, der normalerweise mit große Rechenleistung.“ – Kyle Adriany, Gründer und CTO von ARC

Über Additive Rocket Corporation (ARC)

ARC ist ein innovatives Luft- und Raumfahrtunternehmen, das im 3D-Druckverfahren Metallraketentriebwerke für die expandierende Raumfahrtindustrie herstellt. Das Unternehmen nutzt additive Fertigung und branchenführende Wissenschaftler, um leistungsstarke Antriebskomponenten zu entwickeln. Additive Fertigung ist der Prozess, bei dem Schichten verschiedener Materialien sukzessive miteinander verbunden werden, um komplexe, flüssige Systeme zu schaffen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden bisher nicht realisierbar waren. Für die Entwicklung und Fertigung dieser komplexen Systeme nutzt ARC ANSYS Fluent, Mechanical und Additive Print ermöglicht CFD-, FEA-, thermostrukturelle und thermofluide Simulationen. Durch die Kombination von High Performance Computing (HPC) und additiven Fertigungsverfahren kann ARC Antriebssysteme in einem Zehntel der Zeit der Konkurrenz und zu 50 % der Kosten entwickeln. ARC entwickelt innovative Fertigungs- und Designprozesse für wichtige Komponenten, um die Weltraumforschung weiter voranzutreiben und kostengünstiger zu gestalten.

Die Herausforderung

Um die Produktentwicklung zu beschleunigen und besser mit SpaceX und Blue Origin konkurrieren zu können, musste das Unternehmen eine außergewöhnlich große Zahl von Simulationen durchführen. Es war mit einem lokalen HPC-System vor Ort mit 50–128 Kernen bei 80 % Auslastung ausgestattet. Als Einschränkungen erkannte ARC die mangelnde Skalierbarkeit der Rechenressourcen und die mangelnde Flexibilität bei der Ressourcenvielfalt. Der Mangel an Vielfalt und Kapazität der Rechenressourcen schränkte den Simulationsdurchsatz und die Versuchsplanung (DOE) von ARC erheblich ein. ARC erkannte, dass dieser Engpass in der Produktentwicklungspipeline die potenzielle Markteinführungszeit erheblich verzögerte. Angesichts des dringenden Bedarfs an mehr Rechenressourcen musste ARC sich zwischen der Investition in ein statisches HPC-System vor Ort oder der Umstellung auf ein Cloud-fähiges HPC-System entscheiden.

Warum neu skalieren?

ARC prüfte verschiedene Optionen zur Skalierung seiner Rechenressourcen, beispielsweise die Erweiterung des lokalen HPC-Systems vor Ort oder die Nutzung von Bare-Metal-Cloud-Ressourcen. Letztendlich stellte das Unternehmen fest, dass die alternativen Optionen seinen Anforderungen nicht genügten, und entschied sich aus folgenden Gründen für Rescale:

• Rescale bietet die Möglichkeit, sofort auf einen nahezu unbegrenzten Bestand der neuesten Cloud-Computing-Ressourcen zuzugreifen.
• Der Zugriff auf mehrere Cloud-Anbieter bietet ein vielfältiges Inventar an Computerhardware von AWS, Azure, Google Cloud und IBM, sodass Benutzer die optimalen Computerressourcen für bestimmte Anwendungen auswählen können.
• Durch die Kopplung der neuesten HPC-Cloud-Hardware mit über 350 portierten und optimierten Anwendungen entsteht eine uneingeschränkte HPC-Umgebung.
• Aufgrund umfangreicher Partnerschaften akzeptiert Rescale eine breite Palette von Rechenguthaben von Hardware- und Softwareanbietern.
• Die benutzerfreundliche, simulationszentrierte Plattform von Rescale macht die Softwareintegration, -bereitstellung und -nutzung im Vergleich zu Open-Source-Cloud-Plattformen und lokalen HPC-Systemen extrem einfach.
• Die Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) von Rescale ermöglicht die direkte Interaktion und Änderung von Anwendungen innerhalb der Plattform.
• Rescale automatisiert und vereinfacht über 30 IT-Aktivitäten, die für die Durchführung einer einzigen Simulation erforderlich sind.
• Rescale bietet umfassende Unterstützung während der gesamten Bereitstellung der Plattform und der Übermittlung von Simulationsaufträgen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich ARC für Rescale entschieden hat, weil sie den Wert der Skalierbarkeit, Agilität, Benutzerfreundlichkeit, Kreditübertragbarkeit, Back-End-Programmierbarkeit und des Supportteams der Plattform erkannt haben.

Ergebnisse von ARC und Rescale

Die Erfahrungen von ARC mit der Plattform von Rescale haben zu erheblichen Verbesserungen des Produktentwicklungszyklus geführt:

• Eine Steigerung des Simulationsdurchsatzes um 475 % durch die Nutzung der neuesten Rechenressourcen, die für ihre spezifischen Anwendungen optimiert sind.
• Die Gesamtentwicklungszeit des Motors verringerte sich von 6–12 Monaten auf 2–3 Monate.
• Durch den Zugriff auf Cloud-Ressourcen konnte ARC sofort von 50 Kernen vor Ort auf über 500 Kerne skalieren.
• Unbegrenzte Rechenressourcen und vielfältige Architekturen ermöglichten ARC die Durchführung einer DOE-Simulation mit Tausenden von Design-Iterationen – ein Experiment, das ohne die Rescale-Plattform nicht praktikabel gewesen wäre. Das neue DOE ermöglichte es dem Unternehmen, das Gewicht seiner Triebwerke und Komponenten um 50 % zu reduzieren und seine Simulationsingenieure zu dezentralisieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die benutzerfreundliche Plattform von Rescale die Effizienz der Entwicklungsabteilung von ARC erheblich verbessert, den Personalbedarf neu gestaltet und die Produktentwicklungszeit um ein Drittel verkürzt hat.

„Wir hoffen, in Zukunft die Vorteile der anderen auf der Plattform verfügbaren Softwaretools nutzen zu können und die meisten, wenn nicht alle unserer Simulations-Workflows auf Rescale zu verlagern.“ – Kyle Adriany, Gründer und CTO von ARC