Le calcul intensif chez Le calcul intensif chez PSA Peugeot

Le calcul intensif chez
PSA Peugeot
g
Citroën
TERATEC
28 juin 2011
Daniel
D i l
ZAMPARINI
1
Le calcul intensif chez PSA Peugeot Citroën
TERATEC - 28 juin 2011
PSA Peugeot Citroën : éléments clés
de la branche automobile
Simulation dans le contexte automobile
Solutions déployées
Bilan et perspectives
2
Le calcul intensif chez PSA Peugeot Citroën
TERATEC - 28 juin 2011
PSA Peugeot Citroën : éléments clés
de la branche automobile
Simulation dans le contexte automobile
Solutions déployées
Bilan et perspectives
3
PSA Peugeot Citroën : la branche automobile
Groupe automobile de taille mondiale,
PSA Peugeot Citroën est fort de deux marques innovantes.
Un chiffre d’affaires de 43,2 Mds€, 1,1 Md€ de résultat opérationnel courant
3 602 200 véhicules vendus dans le monde en 2010 : record historique
123 680 collaborateurs dans le monde (chiffre au 31.12.2010)
(chiffre au 31 12 2010)
123 680 collaborateurs dans le monde 2ème constructeur en Europe avec une part de marché de 14,2%
Leader européen des véhicules utilitaires légers,
avec une part de marché à 21 9%
avec une part de marché à 21,9%
4
Répartition des ventes par zone géographique
Répartition par zones
23%
en France
en France
40%
des ventes hors Europe
37%
en Europe (hors France)
5
Ventes mondiales du Groupe (2010)
Europe 30 *
Autres
185.000
Amérique
é que
latine **
294.000
2 195 000
2.195.000
Russie
Ukraine Russie
CEI
Ukraine CEI59 000
Asie
392 000
392 000
Eléments Détachés
477 000
Ventes mondiales
3 602 000
3 602 000
* Europe occidentale + centrale + orientale
** Argentine + Brésil + Chili + Mexique
6
Deux marques aux identités fortes
et différenciées
7
PEUGEOT en bref
8
CITROËN en bref
9
Conception et R&D
q
6 centres techniques
dont 4 en France
Des équipes en Chine et en Amérique latine
Des équipes, en Chine et en Amérique latine
dédiées à la conception de véhicules adaptés
à nos zones géographiques prioritaires
2 centres d’essais
2 centres de design
2 centres de design
2 1 illi d € consacrés en 2010
2,1 milliards €
é
2010 à la R&D soit 5% du chiffre d’affaires
à l R&D it 5% d hiff d’ ff i
10
1
Introduction : PSA Peugeot
Poissy
Vélizy
Rennes
Etude / Calcul : un groupe mondial
La Garenne
La Garenne
Mulhouse
Sochaux
Shanghai
Vi
Vigo
Porto Real
Buenos Aires
Principaux sites utilisateurs calcul
i i
i
ili
l l
Autres sites utilisateurs calcul
11
.
Le calcul intensif chez PSA Peugeot Citroën
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PSA Peugeot Citroën : éléments clés
de la branche automobile
Simulation dans le contexte automobile
Solutions déployées
Bilan et perspectives
12
2
Simulation en contexte automobile
Des enjeux majeurs
3 enjeux projet fondamentaux …
Réduction du schéma de développement
Réduction du nombre d’essais et de prototypes
p
yp
Amélioration de la qualité de la conception
"Plus vite, moins cher et ... mieux."
… Deux axes importants de travaux en simulation :
Efficacité des processus numériques
Amélioration
é o at o de la
ap
prédictivité
éd ct té des modélisations
odé sat o s
14
2
Simulation en contexte automobile
La simulation en projet
Schéma de développement du projet véhicule
Cycle en V
VALIDATION
PRESTATIONS CLIENTS
Modèles fonctionnels
Système
Sous-systèmes
Constituants
Définition pièces
Modèles de validation 3D - intégration
15
2
Simulation en contexte automobile
Diversité croissante
des calculs à réaliser
Mécanique des fluides
Aérodynamique
Etanchéité eau/neige
Dégivrage
Combustion
essence/diesel
Thermique Habitacle
Architecture moteur
Conception Sous-Systèmes
Thermique
ss capot
p
• GMP et Adaptation GMP
• Caisse
• Habitacle
• Liaisons au sol
Synthèse
Véhicule
Aéro acoustique
Fonderie
Vibratoire
Cataphorèse
Process
Choc piéton
Emboutissage
Choc latéral
Fatigue
Endutance Roulage
Choc frontal
R21 dynamique
Mécanique des structures
16
Simulation en contexte automobile
2008
Assemblage
CAO
Maillage
Assemblage
CAO
Prétraitement
Maillage
Prétraitement
Assemblage
CAO
Maillage
Prétraitement
2001
Assemblage
CAO
Maillage
Prétraitement
S2
S3
S4
S5
S6
17
Semaines
Calcul
S8
S9
8
Semaines
“Fermes”
de calcul
Posttraitement
Calcul
S7
6
Calcul en
environnement CAO
Posttraitement
2006
S1
Gestion
G
ti données
d
é ett
Process de simulation
Posttraitement
Calcul
2011
Réduction des boucles de calcul :
Cas d’un
d un calcul de choc frontal
Calcul
2
Posttraitement
S10
S11 S12
11
Semaines
12
Semaines
2
Simulation en contexte automobile
Croissance des modèles de simulation 3D
État des lieux : évolution rapide des moyens numériques
Contexte industriel : Réduction des coûts et délais de conception
Utilisation intensive des outils de simulation numérique
q
Amélioration continue de prédictivité des modèles
Millions de mailles
1
1.
0.75
Premières
ét d d
étude
de
faisabilité
Première
application
li ti en
conception
405 ((1987-90))
Xantia (1990)
Déploiement
généralisé
é é li é à ttous
les projets
5 millions
A9
C3 (2009)
207 (2004)
806 (2001)
0.5
450 000 Elts
250 000 Elts
8 000 Elts
0.25
5 000 Elts
1986 87
1990
1994
1998
2002
Evolution des moyens de calculs
La taille des modèles double environ tous les deux ans
La puissance des ordinateurs double tous les 18 mois
18
2006
2010
2014
2
Simulation en contexte automobile
Autres facteurs de croissance
des besoins
Réduction des délais de restitution des calculs
Cible : calcul de Crash en 4h fin 2012
Augmentation des calculs d’optimisation multi-disciplinaire
et de robustesse
30% en 2010 de l’ensemble des ressources de calcul
Augmentation du plan produit (fort renouvellement des gammes)
25 véhicules en 4 ans !
Forte augmentation des exigences (x 2 en 4 ans)
Euro 5 / Euro
E
E
6…
6
Choc piéton
Choc réparabilité
p
((impact
p
p
prime assurance))
Augmentation de la complexité des modèles
Prise en compte de plus en plus de composants
d
dans
lles calculs
l l d
de synthèse
thè
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Le calcul intensif chez PSA Peugeot Citroën
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PSA Peugeot Citroën : éléments clés
de la branche automobile
Simulation dans le contexte automobile
Solutions déployées
Bilan et perspectives
20
3
Solutions déployées
Infrastructure High Performance Computing :
fermes serveurs devenues une solution industrielle
Disponibilité et fiabilité
Service 24h/24 - 365j/an – Plan de reprise d’activité
d activité
Engagement avec les projets sur les temps de restitution
Facilité d’usage
d usage
Accès simplifié et uniformisé aux ressources
de calcul pour tous les utilisateurs
Scalabilité et flexibilité
Capacité à gérer un grand nombre
de serveurs
serveurs, mutualisation des ressources
entre domaines de simulation
Parrallélisation
(avec mémoire partagée ou distribuée)
Exploitation
Application
pp cat o de sta
standards
da ds
21
Achères
Bessoncourt
(BE)
3
Solutions déployées
Principales filières du Centre de calcul
CRASH
AERODYNA.
AERO-Interne
AERO
STRUCTURE
STRUCTURE
PROCEDES
AUTRES
Sécurité
Thermique
Habitacle
et sous-capot
sous capot
Combustion
ACOUSTIQUE
Analyse
Analyse linéaire
Emboutissage
CEM
non linéaire
Acoustique
Froge
Vibration
Fonderie
Comportement
moteur
Moyens
de retenu
Thermique
moteur
Aéro-externe
…
RADIOSS
OSS
FLUENT
FIRE
POWERFLOW
O
O
ABAQUS
Q S
NASTRAN
S
PS2G/AUTOFORM
MAGMASOFT / FLOW3D
FEKO
GTPOWER
G ti
Gestion
des
d calculs
l l (LSF) 1500 calculs/jour
l l /j
(Opteron 250/ 2.4-2.8 Gz,
4/8 Go RAM)
(Opteron 250/2.6 Gz,
64 Go RAM)
(Opteron 2218/2.6 Gz,
8/32 Go RAM)
(Xeon 5450 /3.0 Gz,
32 Go RAM, 8 HDD)
20 logiciels de simulation
22
(Opteron 8378 /2.4 Gz,
128 Go RAM, GPU
FX5600)
(Xeon 5560 /2.8 Gz,
36 / 128 Go RAM)
3
Solutions déployées
Le centre de calcul en quelques chiffres
~100 applications dont 20 déployées dans le Centre de calcul
1 500 serveurs Linux, 6 500 cores déployées en
« Fermes de calcul »
Total de 50 TFlops, 3.2 TFlop max (288 cores) par calcul.
Plus grand calcul de production : 128 cores par calcul Aérodynamique.
~800 utilisateurs
« ferme de calcul »
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Le calcul intensif chez PSA Peugeot Citroën
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PSA Peugeot Citroën : éléments clés
de la branche automobile
Simulation dans le contexte automobile
Solutions déployées
Bilan et perspectives
24
4
Bilan et perspectives
Synthèse
Evolution of computing power by schemes
100
Misc.
Ind. Process
80
Structural
70
Aero Acoustics
Tflop Théoriqu
T
ue
90
60
Combustion
50
CFD
40
Crash
Forte augmentation de
la puissance par ajout
de processeurs
Processeurs de plus en
plus performants mais
stagnation au core
Recours au calculs
parallèles (multi-cores)
Fortes contraintes liées :
30
au modèle de licences
logiciel au core !
20
10
0
2005 2006 2007 2008 2009 2010
2011
2012 2013
au parallélisme
des applications
Perspectives: stagnation de la performance au core
Difficultés à prévoir pour améliorer les temps de calcul
Très fort impact sur les coûts logiciel
25
4
Bilan et perspectives
Perspectives
Poursuivre l’amélioration de la performance
et de l’usage des moyens de calcul
Solutions « many cores » ou GPU
Etude et déploiement de solution de post-traitement déporté
(solution HP RGS)
Et d de
Etude
d solution
l ti de
d Cloud
Cl d Computing
C
ti privé
i é
(poursuivre l’accès standardisé aux ressources de calcul)
Accès à des puissances de calcul externes
(activités de recherche – calculs de très grande taille)
Permettre l’accroissement de la couverture du calcul
Accélérer les simulations fonctionnelles ((Matlab, Scilab, AMESIM))
Faciliter les co-simulation
(3D, multi corps, fonctionnelle, multi-physique)
Augmenter la confiance dans l’usage du calcul
Structurer et organiser les données et modèles de calcul
(Simulation Data Mangement)
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RGS
Merci de votre attention !
27