Forskerteam forbedrer koden til gavn for industrielle ingeniører

Ohio Supercomputer Center's (OSC) Karen Tomko, Ph.d., og University of Illinois/Urbana's Robert Dodds, Ph.d., for nylig afsluttet et projekt, der i høj grad vil forbedre produktionsingeniørers simuleringskapacitet.

Tomko og Dodds var medforstander i efterforskningen af ​​Intel Parallel Computer Center-projektet, et toårigt projekt med det mål at kode modernisere WARP3D, en open source-kode, der bruges af ingeniører til at optimere robot svejseprocessen for tungt udstyr. Det er en kode, der bruges i industrien, statslige laboratorier og akademier til 3-D ikke-lineær analyse af faste stoffer ved hjælp af begrænsede elementer.

Intel PCC -programmet giver finansiering til universiteter, institutioner, og forskningslaboratorier til modernisering af vigtige fællesskabskoder, der bruges på tværs af en lang række discipliner til at køre på nuværende state-of-the-art parallelle arkitekturer. Det primære fokus er at modernisere applikationer for at øge parallelisme og skalerbarhed gennem optimeringer, der udnytter kerner, gemmer, tråde, og vektorkapaciteter for mikroprocessorer og coprocessorer.

"Det var bestemt et interessant projekt, fordi WARP3D blev udviklet som en forskningskode, men det har meget praktiske anvendelser i industrien, så det gør det mere givende, "sagde Tomko, direktør for forskningssoftwareapplikationer hos OSC. "Det kommer til at gøre mere end bare at producere et research paper. Det kommer til at hjælpe folk med at designe tungt udstyr, det vil blive brugt af industriens ingeniører, inden for energi og andre sektorer, der arbejder med store strukturer. "

Kodemoderniseringsprojektet var et samarbejde mellem Tomko og Dodds, en kodeudvikler og professor emeritus ved University of Illinois/Urbana, sammen med OSCs Samuel Khuvis, Ph.d., videnskabelig applikationsingeniør, og Jeremy Nicklas, Ph.d., web og interface app ingeniør.

"Dette var et projekt, jeg var interesseret i af to grunde, "Sagde Dodds." Det var en mulighed for at fortsætte arbejdet med OSC -applikationsgruppen, med Karen og hendes personale, samt de interaktioner, vi skulle have med Intel -teknikerne. Det var også en mulighed for at revurdere de centrale dele af vores kode, for at forbedre ydeevnen og pålideligheden. "

Projektets vigtigste mål og gennemførelse var at forbedre koden, så den kunne køre på flere noder på en supercomputer ved hjælp af Message Passing Interface (MPI), et bærbart meddelelsesformidlingssystem, der fungerer på en lang række parallelle computere.

"Vi har aktiveret større, mere komplekse modeller, der skal simuleres "Sagde Tomko." Brugere kan bruge de samme inputfiler, uanset om de kører på to noder, fire noder eller otte noder, og det var ikke tilfældet, da vi kom i gang. "

Evnen til at løse større problemer er en stor fordel for virksomheder som Caterpillar og EMC2, hvormed Dodds arbejder tæt på fremstillingsforskning og udvikling. Disse kodeforbedringer hjælper Caterpillar og andre tunge maskinvirksomheder med at optimere deres svejsesimuleringer.

"Interessen er at forudsige deformationer af disse store komponenter forårsaget af robot svejseprocessen, "Sagde Dodds." Det er en temmelig alvorlig beregningsmæssig udfordring.

"Hvad angår effektiviteten af ​​koden og pålideligheden af ​​koden, vi kan løse betydeligt større tal, end vi var i stand til at håndtere før. Det giver os tillid fremover, at det kan bruges i simuleringer til fremstillingsdesign, men også til fejlvurdering af eksisterende komponenter. "

Fordi denne kode er open source, det giver en stor fordel for mindre og mellemstore virksomheder, ifølge Dodds.

"Teknologioverførselsaspektet ved dette er helt afgørende, "sagde han." Så snart du kommer væk fra de største virksomheder, muligheden for at få adgang til den tekniske ekspertise, der er nødvendig for at forbedre en prøve-og-fejl-metode til fremstilling af design, i modsætning til et simuleringsbaseret design bliver hurtigt en kæmpe udfordring, når du nedskalerer størrelsen på virksomheder. Med faciliteter som OSC, hvor virksomheder kan søge support og bruge open source -software, er absolut kritisk. "

Koden er allerede blevet brugt af en blanding af akademiske, industri, og regeringslaboratorier over hele verden, med tusindvis af downloads i det forløbne år.