Étude de cas - Révolutionner les simulations d'ingénierie pour Tractebel avec une solution HPC

Surmonter les limitations computationnelles dans les simulations d'ingénierie

Tractebel, membre du Groupe ENGIE, est un cabinet de conseil en ingénierie mondial spécialisé dans les projets d'énergie, nucléaires, gaziers, industriels et d'infrastructure. Leur équipe d'experts fournit aux clients des solutions d'ingénierie sophistiquées pour des défis complexes dans de multiples secteurs.

L'un des outils critiques de l'arsenal d'ingénierie de Tractebel est la simulation de Computational Fluid Dynamics (CFD), qui permet à leurs ingénieurs de modéliser et d'analyser des flux de fluides complexes, des transferts de chaleur et des phénomènes connexes. Ces simulations sont essentielles pour de nombreuses applications, notamment :

• Analyses de sécurité pour les installations nucléaires et industrielles
• Conception de systèmes de ventilation pour les bâtiments et tunnels
• Études de propagation d'incendie pour l'ingénierie de sécurité
• Évaluations de confort thermique pour les conceptions architecturales
• Modélisation de dispersion de pollution pour les études d'impact environnemental

Cependant, Tractebel faisait face à des défis significatifs avec leur flux de travail de simulation CFD :

• Intensité computationnelle : Les simulations nécessitaient d'énormes ressources informatiques et pouvaient prendre des jours ou des semaines à se terminer sur l'infrastructure existante
• Limitations de capacité : Le besoin d'exécuter plusieurs variantes de simulation simultanément dépassait fréquemment la capacité informatique disponible
• Complexité de gestion des ressources : Les ingénieurs passaient un temps excessif à gérer les ressources de calcul plutôt qu'à se concentrer sur l'analyse d'ingénierie
• Flux de travail inefficaces : Le processus de simulation impliquait de multiples outils logiciels et des configurations complexes, créant des frictions dans le flux de travail
• Gestion des résultats : Les gros fichiers de sortie de simulation étaient difficiles à stocker, organiser et accéder efficacement
• Visibilité des coûts : Les ingénieurs manquaient de visibilité claire sur les implications en termes de coûts des différentes approches de simulation

Ces limitations impactaient la capacité de Tractebel à fournir des résultats en temps opportun aux clients, particulièrement lorsque des projets complexes nécessitaient plusieurs variantes de simulation pour explorer différents scénarios ou paramètres.

Une plateforme HPC complète pour l'excellence en ingénierie

Necko Technologies a conçu et mis en œuvre une solution complète de High Performance Computing (HPC) pour Tractebel qui répondait à leurs défis fondamentaux tout en améliorant considérablement la productivité des ingénieurs. Notre approche a combiné la puissante infrastructure cloud d'AWS avec une expérience utilisateur sur mesure conçue spécifiquement pour les flux de travail d'ingénierie :

1. Implémentation d'AWS ParallelCluster

Nous avons exploité AWS ParallelCluster pour créer un environnement HPC flexible et évolutif qui pouvait être provisionné dynamiquement en fonction des exigences de simulation :

• Configuration de clusters de calcul optimisés pour les charges de travail CFD
• Mise en œuvre de l'auto-scaling pour adapter les ressources de calcul aux besoins de simulation
• Création de configurations modèles pour différents types de simulation
• Établissement de mécanismes efficaces de transfert de données entre les composants de simulation

2. Interface web intuitive et API

Nous avons développé une application web complète et une API qui ont transformé l'expérience des ingénieurs :

• Tableau de bord convivial : Création d'une interface intuitive pour gérer tous les aspects des simulations
• Sélection de ressources en un clic : Simplification du processus de choix des ressources de calcul appropriées
• Gestion de simulation : Permettre aux ingénieurs de préparer, lancer, surveiller et analyser les simulations
• Mises à jour en temps réel : Fournir une visibilité continue sur la progression des simulations
• Transparence des coûts : Mise en œuvre de fonctionnalités claires d'estimation et de surveillance des coûts
• Visualisation des résultats : Incorporation d'outils pour visualiser et explorer les résultats de simulation

3. Intégration sécurisée avec les systèmes d'entreprise

Nous avons veillé à ce que la solution s'intègre parfaitement aux systèmes existants de Tractebel et aux exigences de sécurité :

• Fédération d'identité : Mise en œuvre d'une authentification sécurisée utilisant Okta
• Gestion des permissions : Création de contrôles d'accès basés sur les rôles pour différents types d'utilisateurs
• Sécurité des données : Assurer que toutes les données de simulation soient chiffrées au repos et en transit
• Journalisation d'audit : Mise en œuvre d'un suivi complet des activités

Évolutive, sécurisée et centrée sur l'utilisateur

L'architecture de solution que nous avons conçue pour Tractebel combine plusieurs services AWS pour créer une expérience fluide de la configuration de la simulation à l'analyse des résultats :

Couche frontend

• Application web : Hébergée dans Amazon S3 et distribuée via Amazon CloudFront
• Authentification utilisateur : Sécurisée à l'aide de Lambda Authorizer intégré avec Okta
• Interface responsive : Conçue pour une utilisation sur ordinateur et mobile

Couche API et contrôle

• API REST : Construite en utilisant Amazon API Gateway et AWS Lambda
• Gestion de simulation : Fonctions Lambda pour créer, surveiller et gérer les simulations
• Stockage de données : Métadonnées de simulation stockées dans DynamoDB pour un accès rapide
• Gestion de fichiers : Fichiers d'entrée et résultats gérés via des buckets S3

Couche de calcul

• Orchestration HPC : AWS ParallelCluster pour gérer les ressources informatiques haute performance
• Provisionnement dynamique : Création et configuration automatiques de clusters de calcul
• Optimisation des ressources : Sélection d'instances basée sur les exigences de simulation
• Planification des tâches : Gestion efficace des charges de travail de simulation

Stockage et archivage de données

• Stockage des résultats : Archivage automatisé des résultats de simulation dans S3
• Gestion du cycle de vie : Niveaux de stockage rentables pour différents modèles d'accès aux données
• Intégrité des données : Sommes de contrôle et validation pour assurer la fiabilité des données de simulation

Transformer les capacités d'ingénierie et les résultats clients

La solution HPC fournie par Necko Technologies a fondamentalement transformé les capacités d'ingénierie de Tractebel et la valeur qu'ils peuvent offrir aux clients :

Délais considérablement accélérés

Les ingénieurs peuvent maintenant lancer n'importe quelle simulation CFD en minutes au lieu d'heures, et recevoir les résultats en jours plutôt qu'en mois, permettant une prise de décision plus rapide et une meilleure réactivité aux clients.

Capacité analytique améliorée

La possibilité d'exécuter plusieurs variantes de simulation simultanément permet aux ingénieurs d'explorer plus de scénarios, d'optimiser les conceptions plus minutieusement et de fournir des analyses plus complètes aux clients.

Économies significatives

Tractebel a réalisé des économies allant jusqu'à 24 000 € par projet par rapport aux méthodes traditionnelles, rendant leurs services plus compétitifs tout en maintenant ou améliorant la qualité.

Meilleure utilisation des ressources

Les ingénieurs consacrent maintenant leur temps à des analyses à haute valeur ajoutée plutôt qu'à la gestion des ressources informatiques, augmentant la productivité et la satisfaction au travail.

Gestion améliorée des données

Les gros fichiers de simulation sont maintenant stockés de manière sécurisée et facilement accessibles, permettant aux ingénieurs de référencer efficacement les travaux précédents et de s'appuyer sur les connaissances existantes.

Plus grande transparence des coûts

Les ingénieurs peuvent estimer les coûts de simulation avant le lancement, permettant une meilleure planification et budgétisation de projet tout en évitant les dépenses imprévues.

Expansion des capacités d'ingénierie

S'appuyant sur l'implémentation réussie de la plateforme de simulation CFD, Necko Technologies et Tractebel explorent plusieurs opportunités pour améliorer davantage leurs capacités d'ingénierie :

Intégration du Machine Learning

Incorporation du machine learning pour analyser les modèles à travers de multiples simulations et suggérer des paramètres optimaux pour les scénarios futurs, réduisant le nombre de simulations nécessaires.

Outils de visualisation avancés

Amélioration de la plateforme avec des capacités de visualisation 3D plus sophistiquées pour aider les ingénieurs et les clients à mieux comprendre les résultats de simulation.

Types de simulation supplémentaires

Expansion de la plateforme pour prendre en charge d'autres types de simulations d'ingénierie au-delà du CFD, créant un environnement unifié de gestion de simulation.

Fonctionnalités collaboratives

Ajout de capacités permettant à plusieurs ingénieurs de collaborer sur des simulations, partager des résultats et analyser conjointement les résultats pour des projets complexes.

Services AWS utilisés