JSP améliore les simulations pour la fabrication haute technologie

La technologie Intel® et une appliance de calcul intensif gérée aident JSP à accélérer les performances et à simplifier son environnement de simulation d'ingénierie.

En bref :

  • JSP a inventé les plastiques polypropylène expansés (PPE) ARPRO et occupe une position de leader dans sa production.

  • Ayant besoin de plus de performances pour ses analyses d'ingénierie assistée par ordinateur (IAO), JSP a choisi une appliance TotalCAE équipés de processeurs Intel® Xeon® Gold 6238.

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Synthèse

JSP a inventé les plastiques polypropylène expansés (PPE) ARPRO et occupe une position de leader dans sa production. Ayant besoin de plus de performances pour ses analyses d'ingénierie assistée par ordinateur (IAO), JSP a choisi un serveur applicatif (appliance) TotalCAE équipé de processeurs Intel® Xeon® Gold 6238. JSP affirme que l'appliance améliore la performance du logiciel LS-DYNA d’Ansys de jusqu'à 35 %1 par rapport à son système précédent qui utilisait des processeurs Intel® Xeon® E5-2697 v3 doubles. L'appliance aide JSP à suivre le rythme de ses exigences croissantes en matière d'IAO, tout en permettant à l'équipe IAO de l'entreprise d'obtenir plus rapidement des informations.

Enjeux

JSP est l'un des principaux fournisseurs de matériaux d'ingénierie avancés à base de polymères utilisés dans l'industrie automobile, la construction, le génie civil, l'emballage et d'autres secteurs. La société basée à Tokyo a été la première à utiliser sa technologie phare, le PPE, dans les années 1970, et continue, avec ses clients, à développer des moyens innovants de l'utiliser. Les matériaux en PPE sont appréciés pour leur légèreté, leur résistance structurelle et leur capacité d'absorption d'énergie. Cette technologie tend également à être moins coûteuse et plus rapide à mettre en œuvre que le moulage par injection classique, et elle est recyclable à 100 %.

JSP fabrique de minuscules perles de mousse en PPE qui sont les matières premières de tout, des emballages alimentaires aux meubles en passant par les pare-chocs des voitures. La société fournit également des feuilles, des panneaux et d'autres formats à base d'une gamme de polymères expansés sous la marque ARPRO et autres. Selon les besoins du client, JSP peut fournir les matières premières elles-mêmes ou les mouler en pièces et en produits.

L'IAO est un élément essentiel de la réussite commerciale de JSP. Une petite équipe au siège nord-américain de JSP à Madison Heights, Michigan, effectue tous les travaux d'IAO de la société, en utilisant le logiciel LS-DYNA d'Ansys pour effectuer diverses analyses statiques et dynamiques. Ces études d'IAO portent sur le développement de produits finis ainsi que sur l'optimisation des outils (ou moules) utilisés pour la fabrication des produits. Dans le cadre de son engagement d'assistance à la clientèle, le groupe fournit également à chaque client un modèle d'IAO des matériaux. « Les clients peuvent intégrer ce modèle dans leurs propres efforts de conception et d'ingénierie », explique Nurul Huda, ingénieur en chef du développement des produits chez JSP. « Un client du secteur automobile, par exemple, peut prévoir comment la conception de son pare-chocs gérera l'impact d'une collision à différentes vitesses. »

L'équipe d'IAO a effectué ses analyses sur une grappe de calcul intensif équipée du processeur Intel® Xeon® Scalable, mais le système était vieux de plusieurs générations et la charge de travail de l'équipe augmentait. « Au fur et à mesure que nos activités se développent, nos besoins en matière d'IAO augmentent également », explique Huda. « Nous avons plus de demandes de travail en interne et plus de clients à soutenir. Alors que nous avions l'habitude de travailler avec des modèles qui étaient représentés par des milliers d'éléments, nous construisons maintenant des modèles avec des millions d'éléments. Nous sommes un petit groupe avec une grande responsabilité et le calcul intensif est essentiel pour notre travail. Nous en étions à un point où nous avions besoin d'un processeur beaucoup plus puissant. »

JSP fabrique de minuscules perles de mousse en PPE qui sont les matières premières pour tout, des emballages alimentaires aux meubles en passant par les pare-chocs des voitures.

L'équipe d'IAO voulait également un fournisseur qui puisse les aider à déployer et à gérer un nouveau système HPC. « Notre service informatique prend en charge les calculs de gestion standard pour l'entreprise, mais il manquait de compétence pour répondre aux besoins spécialisés du calcul intensif et de l'analyse technique », explique M. Huda. « Le groupe d'IAO s'en est sorti avec des difficultés. »

Solution

JSP a choisi une appliance pour grappe de calcul intensif gérée par TotalCAE - une solution clé en main qui réside dans le centre de données de JSP dans le Michigan et qui est gérée à distance par TotalCAE. Le matériel est basé sur des serveurs Dell EMC PowerEdge R640 avec des processeurs Intel Xeon Gold 6238, et le logiciel permet la simulation en tant que service en utilisant des applications de simulation d'ingénierie d'Ansys et d'autres sociétés.

« Nous voulions un système qui nous permette de faire des simulations précises et d'obtenir des performances plus efficaces », explique Huda. « Nous avons choisi des processeurs Intel®, des serveurs PowerEdge et TotalCAE pour avoir un système optimisé qui nous donne des résultats plus rapides et corrects. »

L'appliance pour grappe de calcul intensif gérée par TotalCAE donne à JSP une interface unique pour la soumission des travaux, l'analyse de l'utilisation, la gestion des données, la gestion des licences des logiciels de simulation et les sauvegardes de simulation. JSP a également la possibilité de s'étendre au Cloud géré par TotalCAE sur Azure ou Amazon Web Services (AWS).

Le président de TotalCAE, Rod Mach, affirme que les technologies d'Intel offrent une valeur solide à TotalCAE et à ses clients. « Nos clients ont besoin de technologies éprouvées qui offrent des performances élevées, constantes et fiables », déclare Mach. « Comme nous soutenons l'environnement d'ingénierie de production du client, c'est important pour nous aussi. Nous ne pouvons pas nous permettre d'être des cobayes pour une technologie non éprouvée. Nous gardons néanmoins un œil attentif sur tout ce qui pourrait donner à nos clients un avantage concurrentiel. »

TotalCAE teste les performances du système afin de pouvoir conseiller ses clients sur le choix du matériel. TotalCAE a récemment comparé un processeur Intel Xeon Platinum 8168 24 cœurs à 2,7 GHz et un processeur AMD EPYC 7V12 64 cœurs à 2,45 GHz. L'équipe de test a exécuté LS-DYNA sur le banc d'essai car2car.

« Nous avons découvert que les 120 cœurs d'AMD EPYC prenaient un peu plus de temps que les 88 cœurs du processeur Intel Xeon Platinum », explique Mach. « Même s'ils ont des fréquences d'horloge similaires, le processeur Intel a fait le travail en moins de temps et sur moins de cœurs. Cela apporte un avantage en termes de performances et de prix/performances pour les licences de logiciels. Ce sont de bonnes raisons pour nous de continuer à nous appuyer sur les processeurs Intel Xeon pour nos solutions de grappe pour calcul intensif et Cloud. »

Résultats

L'appliance de calcul intensif TotalCAE équipée de processeurs Intel® Xeon® Scalable de 2ᵉ génération a donné à l'équipe d'IAO de JSP un coup de pouce en matière de performances qui aide l'entreprise à atteindre ses principaux objectifs commerciaux. « JSP est un leader et nous sommes déterminés à garder une longueur d'avance sur nos concurrents », déclare Huda. « L'IAO est un outil important pour nous aider à y parvenir. Le nouveau système nous permet de disposer d'un calcul de pointe pour nos charges de travail en IAO. »

Les processeurs Intel® Xeon® Scalable sont optimisés pour les charges de travail à forte intensité de données et de calcul. La flexibilité des performances des processeurs est bien adaptée aux différentes charges de travail que l'équipe d'IAO du JSP rencontre chaque semaine.

L'appliance pour grappe de calcul intensif de TotalCAE, basée sur un système Dell EMC PowerEdge avec des processeurs Intel Xeon Gold, permet la simulation en tant que service en utilisant des applications de simulation d'ingénierie.

« Les produits de JSP étant si polyvalents, nous avons de nombreux types de clients différents », explique Huda. « Cela signifie que chaque poste d'IAO est différent. Aujourd'hui, je fais une demande de pare-chocs. Demain, il pourrait s'agir du remplissage d'une maison en béton Le jour d'après, il pourrait s'agir d'une analyse de choc frontal pour un siège de voiture. Les simulations que nous effectuons sont très variées. Le nouveau système nous permet de gagner du temps dans la mise en place et la gestion de ces emplois variés. »

Les performances des processeurs Intel® Xeon® Scalable ont dépassé les attentes de JSP.

« Nous nous attendions à une augmentation de 15 à 20 % des performances par rapport à notre système précédent. Nous avons fait une comparaison honnête entre l'ancien et le nouveau système, et l'amélioration de la durée d'exécution globale de l'application a atteint 35 %1. » -Nural Huda, ingénieur en chef du développement de produits chez JSP

Selon Huda, l'ancien système de JSP utilisait des processeurs Intel Xeon E5-2697 v3 à 2,60 GHz.

L'amélioration des performances permet à l'équipe du JSP d'avoir un temps de visionnement plus rapide. « Le temps est notre plus grand ennemi », dit Huda. « Pour avoir un système optimisé qui nous donne des résultats corrects et un saut de 35 % dans les performances de simulation, c'est essentiel. »

L'amélioration des performances a également permis d'éliminer un important goulet d'étranglement pour JSP. « L'analyse est le goulot d'étranglement dans notre pipeline, et c'est là que la performance d'Intel compte vraiment », déclare M. Huda. « Cela nous permet de faire face à tous les nouveaux emplois qui se présentent à nous. Elle gère la complexité accrue que nous ajoutons dans notre analyse de simulation. Cela nous permet d'avoir un meilleur rendement et de trouver plus rapidement une solution. Tous ces éléments aident JSP à créer de meilleurs produits et à garder une longueur d'avance sur ses concurrents. »

L'appliance de calcul intensif de TotalCAE a également soulagé JSP des pressions liées au déploiement et à l'administration des grappes de calcul par soi-même. « Il faut beaucoup de travail pour déterminer le matériel dont nous avons besoin, gérer les licences, installer et optimiser le cluster et résoudre les problèmes », explique M. Huda. « Maintenant, ce gros fardeau a été retiré de mes épaules. J'ai plus de temps pour l'analyse. Si des problèmes surviennent, TotalCAE réagit très, très rapidement. »

En plus de libérer le temps qui était auparavant consacré à la gestion du système, l'appliance aide JSP à améliorer la productivité en faisant un meilleur usage des ressources de calcul intensif. « Avec notre grappe précédente, nous pouvions avoir un travail qui utilisait 18 de nos 28 cœurs », se souvient Huda. « Nous ne pouvions pas utiliser les 10 autres avant la fin du premier travail. C'était frustrant. Maintenant, nous pouvons utiliser tous les cœurs en même temps. Nous pouvons créer un script pour mettre en place un maillage, faire un modèle, obtenir les résultats et les analyser, tout cela en quelques clics. Nous faisons un meilleur usage des ressources du système et nous pouvons faire plus de travail. C'est un avantage majeur car notre utilisation de l'IAO continue à se développer. »

Infos sur le produit et ses performances

1Résultats de performance fournis par JSP.