制造企业在什么场景下可以利用 HPC 进行仿真测试?HPC 的仿真测试相比传统测试有哪些优势?

传统仿真：通过独立工作站进行仿真计算，存在计算资源无法整合、缺乏排队机制、资源无法共享、缺少数据统计分析、无法对接SDM系统等问题，影响研发效率与仿真能力的提升。
1.硬件方面：计算资源无法整合，上限低，不能对精度1以下的模型进行求解。
2.调度方面：工作站无任务排队机制：资源闲置时间超过40%，难以对项目周期的缩短形成有效支撑。
3.集成方面：无法自动对接SDM仿真数据管理系统，难以满足研发数字化流程规划。
HPC仿真：
1.硬件方面：算力扩展：根据业务需求持续上升，须满足算力上限的持续扩展；
算力节点类型：针对计算类型，分为windows区域、linux并行区、显式算力区、隐式算力区等算力分区、GPU加速分区；
算力整合：利用当前高性能的计算服务器，建设为一个X核、X内存、XGPU的高算力、高性能资源池，满足大型、密集型计算作业的需求；
2.调度方面：
调度功能：具备作业、算力的调度能力，对于要求Windows的计算软件，实现作业调度，减少图形化开销；
三维可视化：满足用户线上前、后处理的需求，解决工作站数量不足带来的用户数量限制；
资源池化：对不同部门实现算力限额和临时增资的需求；
监控功能：对对作业、部门的算力分配建设性指导
3.集成方面：满足不同OS限制，第三方集成团队对现有16款、未来的计算软件集成调优；

仿真在整个实验端都有相关的软件，车企中仿真软件应用到结构，碰撞，流体，模态， NVH ，流固耦合，电磁兼容等相关实用场景，目前全球主流车企已经大量采用仿真来替代试验 。
通过仿真测试，可以协助工程技术人员完成产品设计，缩短开发周期，提升产品开发效率、提升开发质量、降低开发成本。

除了汽车行业相关的仿真模拟，在其他行业也有广泛的利用的，如气象模拟，生物基因测序，AI深度学习，版图仿真，光刻修正，掩模等等场景都需要利用HPC集群进行计算。
HPC集群比起传统测试优势很多，比如HPC集群是可以显著缩短测试周期的。传统测试可能需要花费大量时间和资源进行实际试验、收集数据和分析结果。而HPC可以通过并行计算和任务调度，将大型仿真任务分解为多个子任务，在多个计算节点上并行执行，提高计算效率 ，大大加快测试速度，提供更快速的结果和反馈。
还有HPC集群具有良好的可扩展性，可以处理不断增长的计算需求，随着算例规模的增加，传统的计算资源可能无法满足要求，而HPC可以通过动态增加计算节点和并行处理来扩展计算能力，满足不断增长的计算需求。

我以我们汽车企业为例，可以在以下场景下利用HPC进行仿真测试：

1. 车辆设计与优化：
   利用HPC进行车辆设计和优化的仿真测试，包括车身结构、发动机性能、空气动力学等方面的模拟，以评估不同设计方案的性能、安全性和燃油效率。
2. 碰撞模拟与安全性评估：
   通过HPC仿真测试，可以模拟车辆碰撞、安全气囊部署等情况，评估车辆在不同碰撞情况下的安全性能，并优化车辆的结构设计和安全装备。
3. 动力系统优化与电动化：
   利用HPC进行动力系统的优化和电动化的仿真测试，包括电池组设计、电机匹配、充电系统设计等方面的模拟，以提高车辆的动力性能和能源利用效率。
4. 车辆电子系统仿真：
   通过HPC仿真测试，可以模拟车辆的电子系统，如车载通信、自动驾驶、车联网等，评估系统的性能、稳定性和安全性，并优化系统设计和集成方案。
5. 车辆制造过程优化：
   利用HPC进行车辆制造过程的仿真测试，包括焊接、冲压、涂装等方面的模拟，优化生产工艺和流程，提高生产效率和质量。

相比传统测试，HPC的仿真测试在汽车行业具有以下优势：

1. 高精度和准确性：
   HPC系统具有强大的计算能力和并行处理能力，可以进行更详细和全面的仿真模拟，提供更准确和可靠的测试结果，有助于减少实际测试的次数和成本。
2. 快速迭代和优化：
   利用HPC进行仿真测试可以加速产品设计和优化的过程，通过快速迭代和优化，可以更快地推出新产品并不断改进现有产品，提高市场竞争力。
3. 多物理场耦合：
   HPC系统可以同时处理多个物理场景的仿真模拟，如结构力学、流体力学、热传导等，有助于综合考虑不同因素对汽车性能的影响，并优化设计方案。
4. 成本效益：
   虽然搭建和维护HPC系统需要一定的成本投入，但相比传统测试方法，HPC仿真测试可以显著缩短产品开发周期和测试周期，降低成本，提高投资回报率。
5. 灵活性和可扩展性：
   HPC系统具有较强的灵活性和可扩展性，可以根据实际需求进行配置和扩展，适应不同规模和复杂度的仿真任务，满足汽车企业不断增长的需求。