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ThinkStation P5工作站:为数字制造提供强大性能支撑

www.cechina.cn2024.04.15阅读 2926


  在制造业中,电气自动化控制和运动控制已经达到了较高的水平,随着智能制造、工业4.0的出现,为了提高生产效率,提升产品设计和质量,借助CAD,CAE,CAMwww.cechina.cn,以及数字孪生等技术,在提高产品迭代率和生产线精益改造等方面的应用日益增长,这就需要性能强大运行稳定的计算机来支撑。
  联想ThinkStation P5  ,专为“智造”而来
  ThinkStation P5是联想最新推出的面向制造业的一台工作站,性能强大,配备了高性能的处理器、大容量的内存和快速的存储,能够轻松应对复杂的工作负载,如 3D 建模、渲染、仿真等。
  稳定性高,整体散热设计优秀,还有专用的内存风扇组件控制工程网版权所有,能够保证性能最大化的发挥。整机较重,机箱板材用料十足,金属外壳,具有良好的支撑、抗震性能,而且还能提供较强的抗干扰防护能力。整体无防尘设计,在工业场合需要工作在洁净的机房内。联想的工作站系列以可靠性着称,它经过了严格的测试和质量控制,确保在长时间高强度工作下的稳定性。
  机箱黑红配色的外观,显得庄重大方,其免工具模块化设计也很贴心,值得点赞。主板内部排布合理,线缆排布固定均比较规整。

  这款工作站通常搭载了专业级的显卡,最多可达2条NVIDIA RTX 48GB顶级专业显卡,为专业应用提供出色的图形处理能力,满足对图形性能要求较高的工作需求。这款工作站采用了由联想与超级豪华跑车制造商阿斯顿马丁共同打造的全新空气动力学散热设计机箱,前面板为3D蜂窝进气格栅,为高强度工作注入澎湃动力与速度。


  ThinkStation P5工作站可扩展性好,提供了丰富的扩展接口和插槽,方便用户根据自己的需求进行硬件升级和扩展,以适应不同的工作场景,比如可以通过扩展PCI/PICe通讯板卡实现多种数据采集。内存方面具有高达512GB的扩展能力,还支持面板模块扩展,可以使用在实际应用中各种需求。
  工程师的“智造”测试
  本次测试是着重于自动化控制、机械设备和生产线的数字孪生模拟。数字孪生可以是对产品在一个完全虚拟的环境中进行设计和仿真,可以是对自动化设备性能的预调试和优化,可以是对生产规划的生产执行阶段精益优化。通过数字孪生,实现高效、平稳和安全的设计、调试和生产,使得生产效率大大提高。
  ThinkStation P5工作站测试机型配置:
  ● CPU为8核16线程,主频3.10GHz。
  ● 硬盘为512GB M.2 SSD固态硬盘,型号Micron MTFDKBA512TFH。
  ● 配备了4条32G的DDR5内存条,合计128GB内存,毕竟运行的软件基本都对内存要求较高。
  ● 显卡配置较高,为NVIDIA RTX A4500,20GB显存,带有4口DP输出。显示设置为1920x1200 FHD下进行,显卡设置采用默认设置。
  ● 操作系统为Windows 10 专业版22H2。系统只是按照测试软件的要求安装了Windows 10 必须的组件。

  软件安装测试
  由于工业软件一般对内存要求较高,比如TIA Portal对大项目推荐要求为32GB内存,本测试系统采用充裕的内存,从而避免产生不必要的错误和系统不稳的情况。
  首先安装西门子公司的TIA Portal V18,然后顺序安装S7-PLCSIM Advanced V5.0,NX V2206,Tecnomatix Process Simulation V2301,SIMIT V11,以及达索公司CATIA V5-6 Release 2019版。从速度上看,TIA Portal安装包约6.5GB,历时约1个小时,再如CATIA大约安装15分钟,基本属于正常的速度范围。安装过程很平稳有序,表明整体硬件系统、操作系统和各个软件的适配度兼容性良好。另外ThinkStation P5配置的固态硬盘也是这些软件的必备的,高速和稳定是最基本的需求,否则会对安装和运行的速度产生较大的影响。
  TIA Portal测试
  我们先看看TIA Portal的运行情况,这个软件对于系统的要求较高,CPU主频要够高,内存和硬盘都要有足够的容量和速度。
  先打开任务管理器,对使用的资源监控。启动运行TIA Portal,这个软件对显卡要求不高,运行过程中对GPU占用很少,基本都在1~2%左右,毕竟本机的GPU性能强大。对于内存要求较高,启动后就占用了约3GB,打开一个不太复杂的项目,进行编辑和编译,内存使用上升到6GB。CPU在运行最高一刻占用30%多,平均10~20%。可见TIA Portal在ThinkStation P5工作站上运行无压力,操作速度正常。
  启动S7-PLCSIM Advanced,这个软件要求多核和大内存,每运行一个虚拟PLC实例都需要占用CPU一个逻辑内核和1GB内存。先创建虚拟S7-1500 PLC虚拟实例,将TIA Portal组态好的程序下载到虚拟PLC中并切换到运行模式,看到PLC运行正常。
  创建第一个PLC实例,其占用CPU约 8%,0.8G0MB内存,GPU占用约1%。
  创建第二个PLC实例,其占用CPU约12%,1.5GB内存,GPU占用约1%。
  我们继续添加,测试工作站的能力,创建到第五个PLC实例,其占用CPU约36%,3.6GB内存,GPU占用约3%。使用TIA Portal Step7对虚拟PLC进行程序下载、运行监控,整体过程顺利流畅,还可以通过IE浏览器打开虚拟PLC内建的Web页面查看PLC状态。在一般中小型的设备上,CPU模拟实例因项目而异控制工程网版权所有,一般1、2个,二本次测试运行的较多的了。

  启动NX MCD并运行模拟设备文件,对机器设备三维模型进行放大、缩小、平移、旋转等操作,流畅丝滑,没有停滞的感觉,再点击模型模拟运行,画面流畅。NX占用CPU约12%,0.7GMB内存,GPU占用约6%,属于一般范畴。


  以上全部应用都打开运行,模拟一个制造业调试的真实场景,整体看CPU占用60%,大于10GB内存,而对GPU占用不到10%。ThinkStation P5工作站在工作中运行稳定,硬件检测稳定,系统散热处于正常的模式,没有过热,可见还有很大的运行余量,可以轻松实现应用多开或虚拟化运行。
  ThinkStation P5工作站应用于制造业中3D处理软件,得益于强大的系统配置控制工程网版权所有,使用的得心应手,表现优秀。
  下面测试一下生产线的数字孪生,启动TIA Portal打开项目文件,启动自带的HMI仿真运行TP1500触摸屏程序,再启动S7-PLCSIM Advance运行一个CPU S7-1516-3的实例,再运行Process Simulation 2301,打开项目文件,对生产线的三维模型进行放大、缩小、平移、旋转等操作,画面流畅。
  再运行于Line Simulation Mode下,进行产线运行仿真,机器人动作正常。
  CPU利用率在14%,内存占用18GB,GPU同样占用不多,整体运行流畅稳定,没有停滞的感觉。同样可见ThinkStation P5工作站处理能力还有较大余量。将NX等软件同时打开也可以轻松面对。

  达索CATIA测试
  下一项来测试一下达索的CATIA,启动CATIA V5软件,大于40秒,打开一个1.15G的大模型文件(3dsxml),耗时约1分钟,已经是比较快的。对模型进行平移、旋转、放大、缩小,画面流畅顺滑,没有卡顿,CPU平均占用15%左右,GPU约占用20%,占用内存约9GB。
  对模型进行简单背景图片渲染,历时约1分钟,CPU占用率上下波动较大,有一度升到接近100%,GPU占用和波动不大,内存使用升高一倍,可见CATIA是要求CPU有较高性能的。

  ThinkStation P5工作站处理大文件大模型的设计和渲染工作,同样稳定可靠,胜任无疑。
  ThinkVision 27 3D显示器
  本次评测体验除了工作站外,还搭配了联想发布的业内首款4K 27寸裸眼3D显示器——联想ThinkVision 27,这款显示器最引人注目的莫过于其2D/3D可切换的功能。在日常使用中,无论是处理PPT、Word等2D软件,还是浏览网页、观看视频,ThinkVision 27都能提供卓越的显示效果。而当用户需要观看3D内容时,它又能无缝切换到3D模式,无需任何额外的操作,极大地提升了用户的体验。

  按照要求,将DP显示电缆和USB电缆连接到显示器,安装了联想显示管理软件LADM和内置的3D Explorer软件。LADM识别出ThinkVision 27 3D显示器,可以通过鼠标设置显示器的参数,基本功能和高级功能有几十项,十分方便。
  显示技术方面,ThinkVision 27同样表现出色。它拥有99%的Adobe RGB与DCI-P3色域覆盖率,结合4K的超清屏,为用户带来了前所未有的视觉盛宴。而小于2的色场矫正技术,则确保了色彩的准确性,使得每一个细节都纤毫毕现。打开NX文件,经过木纹渲染的模型,在3D显示器的加持下,4K的分辨率提供了更精细的细节,颜色分布的更加均匀。

  3D Explorer中包含的APP支持多种应用、资源实例和3D软件库。我们用其中的3D Master打开了一个左右3D格式的流媒体文件,显示器上的3D指示灯点亮,表明进入到3D显示模式,观察者调正角度和位置,在普通显示器上只能左右同时显示的媒体文件,显示出栩栩如生3D画面,画面清晰,颜色鲜艳。同样应用还提供支持Microsoft 365,3DS Max,Croe等软件的插件。

  下图所示为2D显示3D的画面,可以与上图的裸眼3D照片对比。

  3D播放时可以调节视锥同步、移动补偿、瞳距等参数以改善视觉体验,裸眼3D算法不依赖于Windows操作系统,有效避免软件冲突。
  将NX的设备模型导入到3DS MAX中,在执行3D Display,由于安装了插件,系统自动启用3D Explorer,并可以实现简单的渲染。

  测试总结
  ThinkStation P5搭载3D 4K显示器,不仅为用户提供了更加沉浸式的体验,更为创作、连接和协作提供了无限可能。在联想的3D显示器加持下,用户还可以使用第三方转换工具支持更多专业软件和游戏,如TechWiz XL等控制工程网版权所有,这样可以更好的支持制造业中的应用,尤其是AR、XR以及AI相关的拓展应用。
  在今年3月,西门子宣布将深化与NVIDIA的合作 ,以创建工业元宇宙。基于全新 NVIDIA Omniverse Cloud API 将沉浸式可视化引入西门子 Xcelerator 平台,从而推动 AI 数字孪生技术的更多使用。在NVIDIA年度 GTC 会议期间,西门子与 NVIDIA携手演示了生成式 AI 为复杂数据可视化带来的变革。所以ThinkStation搭载NVIDIA高端显卡,不仅在显示层面提供强大的支撑,还在算力上提供了一个强大的工具,是正在欣欣向荣飞速发展的AI应用的最佳硬件平台。

  联想工作站ThinkStation P5可以应用在制造业的工业自动化控制系统工程师站,如PLC(可编程逻辑控制器)编程、人机界面设计等。工作站提供强大的计算能力和稳定的运行环境,确保自动化系统的高效运行。
  ThinkStation P5可以应用在制造业的SCADA服务器,其运行稳定性可以支持无间断的监控任务,充分的扩展能力可以满足多网络扩展能力。还可以凭借强大的系统资源实现虚拟化监控系统,实现在同一台工作站内通过虚拟机运行多个操作系统,在不同的操作系统上实现监控、能源管理、事件记录、数据记录分析等不同功能的监控工作。
  联想工作站可以收集和分析自动化系统产生的数据,进行多网络互联实现数据的实时采集,通过强大的CPU或GPU的算力实现IOT、EDGE等数据分析。通过数据可视化工具和分析软件,工作人员可以实时了解设备状态、生产效率等关键指标,从而做出及时的决策和调整。
  在自动化生产线上,联想工作站可用于机器视觉检测、图像识别和分析。它能够处理大量的图像数据,并进行快速的图像处理和算法运算,以实现质量检测、目标识别等功能。
  在自动化设计和优化过程中,联想工作站可进行产品、装置和产线对的模拟和仿真。工程师可以利用工作站的强大计算能力来模拟复杂的工艺流程和系统行为,从而验证设计的可行性和性能。
  由于ThinkStation P5提供了强大CPU、GPU和稳定的系统,还可以在制造业数字化转型的应用中大显身手。数字制造趋势还包括如物联网 (IoT)、增强现实 (AR)、人工智能 (AI)、区块链(BlockChain)等,ThinkStation P5对这些正在飞速发展的应用对系统的算力、图像处理的能力的需求均能轻松面对。
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