Karen Tomko dell'Ohio Supercomputer Center (OSC), dottorato di ricerca, e Robert Dodds dell'Università dell'Illinois/Urbana, dottorato di ricerca, ha recentemente concluso un progetto che migliorerà notevolmente le capacità di simulazione degli ingegneri di produzione.

Tomko e Dodds erano co-investigatori principali del progetto Intel Parallel Computer Center, un progetto di due anni con l'obiettivo di modernizzare il codice WARP3D, un codice open source utilizzato dagli ingegneri per ottimizzare il processo di saldatura robotizzata per attrezzature pesanti. È un codice utilizzato nell'industria, laboratori governativi e accademici per l'analisi non lineare 3D di solidi utilizzando elementi finiti.

Il programma Intel PCC fornisce finanziamenti alle università, istituzioni, e laboratori di ricerca per modernizzare i codici comunitari chiave utilizzati in un'ampia gamma di discipline per l'esecuzione su architetture parallele all'avanguardia. L'obiettivo principale è modernizzare le applicazioni per aumentare il parallelismo e la scalabilità attraverso ottimizzazioni che sfruttano i core, cache, fili, e capacità vettoriali di microprocessori e coprocessori.

"E' stato sicuramente un progetto interessante perché WARP3D è stato sviluppato come codice di ricerca ma ha applicazioni molto pratiche nell'industria, in modo che lo renda più gratificante, " ha detto Tomko, direttore delle applicazioni software di ricerca presso OSC. "Farà di più che produrre un documento di ricerca. Aiuterà le persone a progettare attrezzature pesanti, sarà utilizzato da ingegneri del settore, nell'energia e in altri settori che lavorano con grandi strutture."

Il progetto di modernizzazione del codice è stato uno sforzo collaborativo di Tomko e Dodds, uno sviluppatore di codici e professore emerito presso l'Università dell'Illinois/Urbana, insieme a Samuel Khuvis dell'OSC, dottorato di ricerca, ingegnere delle applicazioni scientifiche, e Jeremy Nicklas, dottorato di ricerca, ingegnere web e app di interfaccia.

"Questo era un progetto che mi interessava per due motivi, " Ha detto Dodds. "È stata un'opportunità per continuare a lavorare con il gruppo di applicazioni OSC, con Karen e il suo staff, così come le interazioni che avremmo avuto con i tecnici di Intel. È stata anche un'opportunità per riesaminare le parti chiave del nostro codice, per migliorare le prestazioni e l'affidabilità."

L'obiettivo principale e la realizzazione del progetto era migliorare il codice in modo che potesse essere eseguito su più nodi su un supercomputer utilizzando Message Passing Interface (MPI), un sistema portatile di scambio di messaggi che funziona su un'ampia varietà di computer paralleli.

"Abbiamo abilitato più grandi, modelli più complessi da simulare, " ha detto Tomko. "Gli utenti possono utilizzare gli stessi file di input se sono in esecuzione su due nodi, quattro nodi o otto nodi, e non era così quando abbiamo iniziato".

La capacità di risolvere problemi più grandi è un grande vantaggio per aziende come Caterpillar ed EMC2, con cui Dodds lavora a stretto contatto nella ricerca e nello sviluppo della produzione. Questi miglioramenti del codice aiuteranno Caterpillar e altre aziende di macchinari pesanti a ottimizzare le loro simulazioni di saldatura.

"L'interesse è prevedere le deformazioni di questi grandi componenti causate dal processo di saldatura robotizzata, " Dodds ha detto. "È una sfida computazionale abbastanza severa.

"In termini di efficienza del codice e di affidabilità del codice, possiamo risolvere numeri significativamente più grandi di quelli che eravamo in grado di gestire prima. Ci dà fiducia in futuro che possa essere utilizzato nelle simulazioni per la progettazione di produzione, ma anche per la valutazione dei difetti dei componenti esistenti."

Poiché questo codice è open source, offre un grande vantaggio alle piccole e medie imprese, secondo Dodd.

"L'aspetto del trasferimento tecnologico è assolutamente cruciale, " disse. "Non appena ti allontani dalle più grandi aziende, la capacità di accedere alle competenze tecniche necessarie per migliorare un metodo per tentativi ed errori di progettazione della produzione, al contrario di un design basato sulla simulazione, diventa rapidamente una sfida enorme man mano che si ridimensionano le aziende. Avere strutture come OSC, dove le aziende possono chiedere supporto e utilizzare software open source, è assolutamente critico".

Il codice è già stato utilizzato da un mix di accademici, industria, e laboratori governativi in ​​tutto il mondo, con migliaia di download nell'ultimo anno.