Q&A: SCALE からのシミュレーション データ管理に関する洞察

新製品の設計とテストにおける複雑なデジタル シミュレーションの使用が急速に拡大しており、戦略的に管理する必要がある大量のデータが生成されています。 

計算工学チームがシミュレーションを使用してデータを管理する方法をさらに自動化および簡素化する取り組みの一環として、Rescale は最近、ドイツの自動車製造業界に強い根を持つシミュレーション プロセスおよびデータ管理 (SDM) の大手企業である SCALE と提携しました。 

このパートナーシップのおかげで、SCALE のソフトウェア ソリューション SCALE.sdm は、クラウド内のハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) サービスに即座にアクセスできるようになりました。 エンジニアはワンクリックで、Rescale のマルチクラウド HPC インフラストラクチャ上で実行される新しいシミュレーションを自動的に開始できます。 

最近、SDM で XNUMX 年の経験を持つ SCALE のプロダクト マネージャーである Marko Thiele 氏に、シミュレーション データ管理の重要性の高まりについて話し合いました。 

SDM とは何ですか? SDM はどのような主要な課題を解決しますか?

マルコ・ティーレ： SDM は「シミュレーション データ マネジメント」の略です。 「SPDM」という用語を使用する人もいます。P は「プロセス」を表します。 私たちは、これにはすでにプロセスが含まれていると考えているため、引き続き「SDM」と呼ぶことを好みます。 これは非常に重要な概念です。なぜなら、管理しているのはデータだけではなく、シミュレーションを取り巻くプロセス (前処理作業と後処理の分析と管理の両方) も含まれるからです。 

SDM のデータ部分は通常、ファイル ベースであり、通常はソルバー入力ファイルです。 このデータは、3D ジオメトリ、またはシミュレーションに関連するさまざまな物理パラメータ (材料パラメータ、摩擦パラメータ、タイミング パラメータなど) に関するものであり、実際にはシミュレーションの作成に必要なあらゆる種類の機能データです。  

プロセス部分には、シミュレーションを取り巻くさまざまなプロセスが含まれます。 これは前処理から始まります。通常、これには何らかの方法で入力パラメータを変更して、シミュレーション出力がどのように変化するかを調査することが含まれます。 物体にかかる物理的ストレスなどのパラメーターを変更して、物体がどのように反応するかを確認し、さまざまな条件下で製品をテストします。 

シミュレーション プロセスには、キー値、曲線、画像、ビデオなど、シミュレーションから必要なものを抽出することにより、生のシミュレーション結果データの後処理を行うスクリプトも含まれます。  

SDM の価値は、データとプロセスが非常に密接に関連しているため、これらすべてのプロセスとその結果得られるデータがソース シミュレーション データと一緒に保持されることです。  

シミュレーション データ管理において「プロセス」がなぜそれほど重要なのでしょうか? 

マルコ・ティーレ： 当初、チームはデータ部分に焦点を当てていましたが、プロセス部分が見逃されており、それが実際にシミュレーションの再現性を大幅に制限することが判明しました。 言い換えれば、すべてのプロセス情報がなければ、エンジニアリング チームがシミュレーションに戻って最初にどのように作成されたかをレビューすることは非常に困難でした。  

そのため、XNUMX か月後、XNUMX 年後、エンジニアリング チームはシミュレーションを見て、特定のシミュレーション結果にどのように到達したかを理解できなくなりました。 入力ファイルはまだありましたが、実行可能なシミュレーションを再作成するための適切なバージョンのプロセス スクリプトがすべて揃っていませんでした。 チームは、シミュレーションに関連するテストから新しい結果を見つけることや、古いデータに基づいて新しいシミュレーションを構築することにも苦労しました。 

そのため、エンジニアリング チームは時間が経つにつれて、プロセスをデータの近くに保ち、すべてのバージョンのシミュレーション データをプロセスに接続しておく必要があることに気づきました。 

シミュレーション データ管理のニーズの高まりを促進するトレンドは何ですか? 

マルコ・ティーレ： SDM の必要性は、最新の製品の複雑さの増大とシミュレーションの高度化の両方によって促進されています。 これは、当社の主要な自動車顧客にとって確かに当てはまります。  

計算能力が継続的に向上しているため、シミュレーションはより複雑になり、その結果、管理すべきデータがより多く生成されます。 また、チームは以前よりもはるかに多くのシミュレーションを実行しているため、これらすべてのバージョンの追跡がますます困難になっています。 

たとえば、自動車業界では、車両のさらに多くの部品がデジタル シミュレーション テストを受けています。 文字通り何千もの部品を追跡してテストする必要があり、各部品をモデル化し、より大きな部品システムに結合する必要があります。  

想像するのは難しいかもしれませんが、自動車業界におけるデジタル シミュレーションの初期の頃は、通常、XNUMX 人のエンジニアが車両全体のシミュレーションの実行を担当していました。 今では、チーム全体が車のシートやサスペンション システムなどの設計だけに取り組んでいます。 

これらのエンジニア全員が、個々のシミュレーション データをまとめる必要があります。 各チームは、いつでも他のチームが何をしているかを確認する必要があります。 あるエンジニアは、別のエンジニアが作成したシミュレーションを簡単に使用して、設計の他の側面を調査できる必要があります。 

SDM のもう XNUMX つの側面はプロセス側にあります。 高度に専門化されたスキルを必要とする、非常に複雑なコンピュータ支援エンジニアリング作業があります。 おそらく、こうしたシミュレーションをプログラムできるスキルを持っているエンジニアは、企業内で XNUMX 人か XNUMX 人だけでしょう。 しかし、SDM でスクリプトを利用できるようにすることで、他の誰もがこれらの複雑なシミュレーションを簡単に実行できるようになります。 これにより、プロセスが民主化され、わずか XNUMX 人か XNUMX 人のエンジニアから数百人のエンジニアまでスケールアップされます。 

コンピューター支援エンジニアリングの使用は他にどのような形で進化していますか? 

マルコ・ティーレ： Rescale とのパートナーシップに直接関係するもう XNUMX つの傾向は、新世代のエンジニアに関するものです。  

最近まで、エンジニアはツールを使用してデジタル モデルを作成し、シミュレーションを実行する方法を知っているだけでなく、シミュレーションを実行するためのハイ パフォーマンス コンピューティング バッチ ジョブを設定する技術的にも熟達している必要がありました。 これには、サーバーへの接続方法、キュー システムへのジョブの送信方法、HPC クラウド サービスの起動方法などの知識が必要でした。 

しかし、エンジニアは最終的には、HPC システムのセットアップやメンテナンスに時間を費やすのではなく、自分の仕事に集中したいだけです。 また、グラフィカル ユーザー インターフェイスとローコード開発ツールが広く採用されているため、今日のエンジニアは、最新の直感的なツールを使用して反復的なタスクを自動化し、技術的な複雑さを軽減することに慣れています。 

彼らはただシミュレーション データに取り組みたいだけなのです。 ジョブの送信は、ボタン XNUMX つをクリックするだけでできる限り簡単である必要があります。 

そして今、文字通りその機能が SCALE.sdm プラットフォーム上にあります。 Rescale とのパートナーシップのおかげで、ボタン XNUMX つをクリックしてバッチ ジョブを設定し、Rescale マルチクラウド HPC プラットフォームでシミュレーションを実行できます。 エンジニアはソフトウェア環境を離れる必要はありません。 シミュレーションが完了すると、すべてのシミュレーション結果データが SDM システムに自動的に転送され、関連する後処理タスクが自動的に実行されます。  

これは明らかに計算工学の未来です。 SCALE や Rescale などの組織は、研究開発チームがデータの追跡、技術的問題への取り組み、コンピューティング システムやソフトウェアの管理に時間を費やすのではなく、革新的な製品の作成に集中できるように、シミュレーション プロセスとそのデータの標準化、自動化、統合に取り組んでいます。 この新しいパートナーシップは、その進化における素晴らしい次のステップです。