Podczas gdy zwykły komputer potrzebuje ponad 600 lat, aby obliczyć wszystkie symulacje wykonywane w procesie rozwoju nowego modelu marki ŠKODA, Centrum Danych marki używa superkomputera, który potrafi wykonać to samo zadanie w ciągu kilku miesięcy.
Czym dokładnie jest superkomputer? Technicznie rzecz biorąc, superkomputer integruje dużą liczbę wysoko wydajnych komputerów w pojedynczą jednostkę, w której poszczególne części komunikują się ze sobą za pośrednictwem szybkich sieci. Aby dać poczucie skali, moc tego sprzętu jest równoważna około 60.000 szt zwykłych komputerów. Superkomputer w Centrum Danych ŠKODA jest najpotężniejszym pozarządowym centrum obliczeniowym w Europie Środkowej i Wschodniej. Po rozbudowie zaplanowanej na ten rok, jego zużycie energii będzie równe rocznej energii generowanej przez małą elektrownię. System jest przeznaczony do wykonywania wielu skomplikowanych obliczeń jednocześnie.
"Aby superkomputer mógł wykonywać takie obliczenia, musimy karmić go danymi, a jednocześnie utrzymywać wystarczająco dużo miejsca, aby zapisać te dane", wyjaśnia Michał Krupička, analityk biznesowy w dziale systemów komputerowych.
Kluczowi użytkownicy superkomputera to dział Produkcji, a zwłaszcza, Badań Technicznych i Rozwoju. W dzisiejszych czasach, symulacje numeryczne są wykorzystywane na wszystkich etapach procesów badawczych i rozwoju nowego pojazdu, od projektowania i rozwoju poszczególnych elementów konstrukcyjnych i rozwiązań dla całego samochodu po produkt końcowy. Są także wykorzystywane później, przy opracowywaniu ulepszeń dla modernizacji modelu. Superkomputer znajduje zastosowanie głównie w takich dziedzinach jak aerodynamika, symulacje testów zderzeniowych (obejmujące z jednej strony testy funkcjonalne struktury ciała, a z drugiej testy ochrony pieszych), silniki i symulacje rysowania na metalowych blachach, formowanie i odlewanie w wysokiej temperaturze. Działanie superkomputera umożliwia inżynierom i programistom przetestowanie wielokrotnie więcej możliwości, niż to było możliwe w przypadku testów fizycznych, a na dodatek pozwala im wykonywać te testy szybciej i taniej. Nie znaczy to, że tradycyjne metody zostały porzucone całkowicie, ale ich zakres został zmniejszony do wymaganego minimum.
Projektanci wciąż używają glinianych modeli, i nadal rozwijane modele samochodów podlegają testom fizycznym, jest to konieczność ze względu na fakt, że liczne symulacje komputerowe nie są akceptowane zgodnie z obowiązującym prawem. Jednak symulacje komputerowe pozwalają przyspieszyć i usprawnić prace rozwojowe.
"Przy użyciu komputerów, możemy uruchomić wirtualne testy i symulacje zanim uzyskamy rzeczywisty samochód", mówi Tomáš Kubr, szef działu rozwoju funkcjonalności, obliczeń i opieki nad serią. "Pozwalają nam zbadać miejsca w konstrukcji, które są zbyt małe, aby mógł je dosięgnąć aparat lub czujnik. Pozwalają nam też zmieniać różne parametry, dość szybko i skutecznie. Na przykład, wielokrotna zmiana grubości blachy w prawdziwym pojeździe jest złożonym, długotrwałym i kosztownym procesem."
Testy zderzeniowe pozwalają poznać poziom biernego bezpieczeństwa każdego pojazdu. Podczas procesu rozwoju, testy te są przeprowadzane w prawdziwych samochodach, ale ŠKODA wykonuje też o wiele więcej wirtualnych symulacji na komputerze. "Symulacje oferują stosunkowo głęboki wgląd w to, co dzieje się podczas wypadku," wyjaśnia Tomáš Kubr. "Po uruchomieniu testów zderzeniowych przy użyciu prawdziwego samochodu, jedyne co można zrobić to ocena wyników i danych z wstępnie zainstalowanych czujników. Jednak nie możemy zainstalować czujników wszędzie. Co więcej, jeśli po dokonaniu oceny określonego crash testu, postanowię przetestować kilka innych parametrów, zmienić prędkość samochodu, i tak dalej, musiałbym zniszczyć kolejny samochód. Dzięki superkomputerowi, mogę tylko zmienić dane wejściowe i powtórzyć test."
Wyniki mówią same za siebie.
Na przykład 99% testów zderzeniowych przeprowadzane w ciągu procesu rozwoju modelu KODIAQ zostało wykonane na komputerze i tylko 1% przy użyciu prawdziwych samochodów. Niemniej jednak testy przeprowadzane na prawdziwych samochodach nadal odgrywają bardzo ważną rolę, ponieważ idealnie nadają się, aby sprawdzić rozwiązania konstrukcyjne oraz aby dalej rozwijać metody testów wirtualnych.
Mówiąc o bezpieczeństwie, akustyka wnętrza samochodu to także nie tylko kwestia komfortu. Kierowca, który jest rozpraszany przez różne odgłosy i ich intensywność, nie jest w stanie prowadzić pojazdu w bezpieczny sposób. "Podczas tworzenia nowego samochodu, musimy uruchomić całą gamę wirtualnych testów poziomów hałasu w różnych sytuacjach, takich jak przyspieszanie i jazda po nierównych powierzchniach," mówi Tomáš Kubr. "Problemy, którym zajmujemy się w kabinie pasażerskiej są przeciwieństwem tych, z którymi muszą się zmierzyć producenci instrumentów muzycznych. Ich zamierzeniem jest uzyskanie rezonansu przy określonej częstotliwości, który będzie emitować dźwięki. My musimy działać dokładnie odwrotnie. Chcielibyśmy całkowicie wyeliminować rezonans. I jest to obszar, gdzie superkompter mocno się przydaje."
Ponieważ zapobieganie przeciekom paliwa po wypadku jest sprawą o niemałym znaczeniu dla bezpieczeństwa, ŠKODA projektuje specjalne wzmocnienia, które chronią najistotniejsze podzespoły przed uszkodzeniem w czasie awarii. Jak zauważa Tomáš Král z działu rozwoju silników (EPO): "Wszystkie te rozwiązania konstrukcyjne są, oczywiście, zaprojektowane przez komputer i odpowiednio przetestowane oraz podlegają symulacjom uderzeniowym. Symulacje te pozwalają szybko sprawdzić różne rozwiązania konstrukcyjne silnika. Komputer w ten sposób zaoszczędza nasz czas, który w przeciwnym razie byłby pochłonięty przez operacje produkcyjne i fizyczne badania pojazdów w fazie rozwoju. Rozwiązania konstrukcyjne sprawdzone komputerowo są rzecz jasna następnie testowane w rzeczywistych testach zderzeniowych".