一、东风设计研究院简介
东风设计研究院有限公司创立于1973年，是湖北省高新技术企业，现为多元化的股份制公司，为客户提供项目规划咨询、工程勘察设计、工程总承包、工程项目管理、工程监理等技术服务。近几年，东风院每年完成近百万级产能的汽车工厂设计及项目管理任务，先后完成了东风日产、东风本田、神龙汽车、东风雷诺、广汽本田、华晨宝马、东风锐达起亚、北汽福田、江淮汽车、陕西重型汽车、东风康明斯发动机、东风本田发动机等一批中国有影响力的重点汽车工程项目。公司在汽车焊装、涂装、总装、自动化控制、汽车研发中心等领域的工艺研究、装备制造、系统集成、工程化方面具有相应的自主知识产权或专有技术。
图1 东风设计研究院
目前，东风设计研究院已拥有先进的CAD设计手段，实现了全公司计算机远程联网和办公自动化，构筑了较完善、及时的信息、服务网络。与韩国现代重工、美国SSOE、德国杜尔、埃斯曼、日本大气社等国外工程技术公司广泛合作，不断拓展设计范围和深度，多项先进技术在行业首次采用。
二、东风设计研究院面临的设计挑战
当前在智能制造战略的持续推动下，中国的汽车企业也在大力推动工厂的智能化转型，并参照智能工厂的技术构建标准，对工厂的工程土建、自动化水平、信息集成以及工艺产线布局提出了新的设计需求，使得以往较为粗化的工艺设计布局无法满足智能化时代汽车企业的工厂设计需求。在此背景下，为实现业务的可持续发展并保持东风设计研究院在汽车整车及零部件工厂规划设计行业的领导地位，东风设计院烟就算也在通过提升工艺产线布局设计水平来满足汽车企业的设计需求。由于新一代智能工厂对工艺产线布局设计要求的提升，对支撑设计的硬件平台也提出了更高的性能要求。
本次测试的目的就是想通过对新一代HP ZBook 17 G4工作站的性能进行测试，全面评估该产品对工艺设计的支撑能力，找准该产品在工艺设计中的应用定位，以期能对现有硬件设计平台实现部分的替代，为东风设计研究院的下一步工作站产品选型提供性能依据。
三、HP ZBook 17 G4与对比测试平台
2017年6月19日，惠普正式对外发布了新一代旨在满足电影制片人、建筑师和工程师需求的移动工作站HP ZBook Studio G4。该工作站通体采用全铝合金制造而成，具有钻石切削边缘，18mm最大设计厚度和2.08Kg最大设计重量让工作站便于携带，搭配的15.6英寸的4K惠普DreamColor显示屏，支持100%的Adobe RGB色域，92Wh电池从理论上可以提供16.5小时的续航能力。
图2 移动工作站HP ZBook Studio G4
在硬件配置方面，本次评测的机型采用了Xeon E3-1535M 3.1Ghz处理器，该处理器基于14nm制程工艺，拥有四核心八线程，基础频率3.1GHz，TDP功耗35W。配备了NVIDIA Quadro P5000显卡，搭配64GB双通道DDR4-2400MHz和512GB东芝M.2 PCIe SSD硬盘，操作系统为Windows 10专业版。
同时，为了更加清晰的找准产品HP ZBook 17 G4的应用定位，东风设计研究院还选用了两款内部正在使用的工作站进行对比性能测试，分别为HP ZBook 15 G3移动工作站和HP Z640台式工作站。目前，HP ZBook 15 G3移动工作站主要配备给需要经常出差的工程师用于建模和工艺设计。HP Z640台式工作站主要用于工业设计和工艺仿真。
表1 三款测试硬件平台配置
四、试用流程及软件功能说明
东风设计研究院主要承接汽车厂房和生产线设计业务，数字化工艺部门的具体工作是：在接到客户订单后根据客户要求布局四大工艺，包括冲焊、焊装、涂装、总装。按照四大工艺将生产线设计出来，这个过程使用到的设计软件包括：3DS MAX 2017、Lumon 6.0、After efferc cc 2017、SolidWorks 2016、FlexSim五个软件。
按照公司内部的项目设计流程，本次试用工作主要分为三个阶段，第一阶段是项目开始之前的建模，先用3DS MAX 2017进行工艺建模，对汽车厂房和生产线进行3D效果布局，然后将设计好的3D效果文件导入到Lumion 6.0软件进行动画漫游设计，也就是通常说的生成动态的3D动画运动效果。最后利用Adobe After Effects软件做后期处理，主要是配上片头和片尾做成视频文件供客户方观看和修改。第二阶段是在工艺建模效果在得到客户方确认后，按照建模效果进行三维工艺设计，这个过程主要利用SolidWorks进行三维实体建模。第三阶段是工艺仿真，这部分主要利用FlexSim软件对三维模型进行仿真分析以检查设计是否满足生产要求。
五、性能测试
1.模型阶段
东风设计院承担的主要是工厂设计，所有设计项目都需要首先利用3DS MAX对厂区的概念效果图进行整体的设计，3DS MAX是一款三维动画制作软件，包含建模，材质，灯光，渲染等工作流程，主要用于设计类工作的前期建模阶段。由于这部分设计工作不3DS MAX涉及过于细化的设计工作，因此普遍采用中端专业工作站来完成。
本次试用选择的是公司正在为某汽车企业设计的厂房布局规划模型，该模型面数为86万，在专业的厂房设计中属于中等模型。在测试过程中，我们结合日常的工作流程对模型进行了修改和编辑操作，并导出FBX格式文件。HP ZBOOK 17 G4整个操作过程性能表现流畅。在用于测试的对比样机中HP Z640表现最优，HP ZBOOK 15 G3性能则不如HP ZBOOK 17 G4。从本次试用情况看，在前期模型阶段HP ZBOOK 17 G4完全能满足工作需要。
图3 本次试用选择的是公司正在为某汽车企业设计的厂房布局规划模型
表2 测试用时
2.动画漫游阶段
Lumion是一款制作漫游动画的软件，主要用于建筑设计领域。在设计过程中，Lumion软件主要是导入3DS MAX中导出的FBX格式模型，利用GPU渲染技术来实时编辑3D场景，同时输出HD MP4文件，立体视频和打印高分辨率图像。在Lumion软件中，我们进行材质编辑、镜头动画设定、渲染输出三个常用的操作步骤。由于Lumion软件对显卡的GPU性能要求非常高，而且整个运行和输出过程都采用高清模式，HP ZBOOK 17 G4在本步骤测试过程中略有卡顿。在东风设计院内部，动画漫游基本都是采用HP Z640来完成。
图4 动画漫游阶段测试
表3 测试用时
3.后期制作环节
After efferc cc 2017是Adobe公司的图形视频处理软件，主要用于片头的制作，包括素材、图片以及视频。本次测试中我们对素材进行导入、修改以及合成渲染出视频片段，整个操作过程非常流畅。视频制作主要考察的是视频转码和解码能力，考察的是整机的综合计算能力和大内存。由于惠普ZBook 17 G4移动工作站搭配了64G大内存，使得整个过程的计算和处理显得游刃有余。
图5 后期制作环节测试
表4 测试用时
4.工艺设计
SolidWorks主要用于大型三维工厂设计，包括工艺设备建模、工艺厂房自动生成、模型装配等。本次测试主要对大型三维工厂设计模型进行打开及修改、工艺厂房自动生成，从整个操作过程看，三款机型基本都能完成工艺设计过程，但HP ZBOOK 15 G3操作过程略有卡顿，而HP ZBOOK 17 G4过程操作流畅，但对比HP Z640，耗时稍长。
图6 工艺设计测试
表5 测试用时
5.工艺仿真
Flexsim主要用于大型工厂三维系统仿真模型的构建包括三维模型的导入、仿真逻辑的编写、仿真模型的调试及仿真数据的输出、仿真运行视频的录制等。本次测试主要针对仿真三维模型的导入、仿真模型的调试及仿真运行视频的录制，由于工业仿真对机器的计算性能要求较高，相对两款ZBook移动工作站，HP Z640台式工作站体现出了其强大的性能。
图7 工艺仿真测试
表6 测试用时
五、总结
东风设计院主要从事的是大型厂房的设计工作，主要包括工艺3D设计、工业动画以及虚拟仿真。整体来说对机器的计算性能非常高，目前大多的设计工作的都采用了惠普的高端的台式工作，但随着移动化工作场景逐渐增多以及移动笔记本性能的快速提升，公司也越来越多的采购移动工作站，特别在建模和设计环节，用性能更适中的移动工作站进行设计，不但能有效的降低采购成本，也能圆满的支撑起基础性设计工作。
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