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16.02.1996 - 

Server im Vergleich/Werner & Pfleiderer arbeitet mit RS/6000 SP

Ein System fuer Forschung und Technik beim Maschinenbauer

Der Stuttgarter Maschinenbauer Werner & Pfleiderer (WP) wurde 1879 gegruendet. Seit 1986 ist das Haus ein Unternehmen der Friedrich Krupp AG Hoesch-Krupp. Entwickelt und gebaut werden von den rund 800 Mitarbeitern unter anderem Schneckenmaschinen, Systeme und Gesamtanlagen fuer Kunststoff- und chemische Industrie, ferner Kochextruder fuer die Nahrungsmittelindustrie sowie Misch- und Knetextruder zur Herstellung von Tierfutter.

Ein von Lloyd's Register Quality Assurance zertifiziertes Qualitaets-Management-System sorgt fuer die Einhaltung der Qualitaetssicherungsnormen DIN ISO 9001. Bis es aber zu fertigen Produkten kommt, wird haeufig zunaechst einmal eine Forschungs- und Entwicklungsabteilung eingesetzt.

Hier laufen umfangreiche Berechnungen, Analysen und Entwuerfe, die sich ohne leistungsfaehige Rechner kaum in angemessenen Zeitraeumen realisieren liessen und das ist fuer die Stuttgarter ebenso wichtig wie Qualitaet.

Das Projekt "Quantifizierung disperser Mischvorgaenge in Schmelzblends in einen Doppelschneckenextruder", das gemeinsam von Werner & Pfleiderer, dem Institut fuer Polymerforschung in Dresden und der Technischen Universitaet Dresden bearbeitet wird, ist ein solches Forschungsvorhaben, das auf DV-Unterstuetzung angewiesen ist.

Das Projekt hat zum Ziel, nach der Finite-Elemente-Methode ein Berechnungsmodell zu entwickeln und experimentell zu verifizieren. Dieses Modell soll die theoretische Beschreibung und Vorausberechnung der Dynamik der verschiedenen Phasen in unvertraeglichen Polymermischungen erleichtern. Bei diesen Phasen handelt es sich um Erzeugung, Stabilitaet, Umwandlung und Zerfall von Zustaenden, die innerhalb beziehungsweise zwischen den Knet-, Misch- und Foerderzonen eines gleichsinnig drehenden Doppelschneckenextruders auftreten.

Das Projekt, das Anfang 1993 startete, ist in insgesamt drei Arbeitspakete unterteilt, wobei das erste von WP realisiert wurde, das zweite vom Institut fuer Polymerforschung in Dresden und das dritte vom Institut fuer Strahlenschutzphysik an der Technischen Universitaet Dresden bearbeitet wird. Weiterhin haben die Stuttgarter das amerikanische Softwarehaus Fluent Incorporation beauftragt, spezielle Module zur Stroemungsberechnung zu entwickeln. Die einzelnen Arbeitspakete, die wiederum einzelne Arbeitsschritte beinhalten, muessen wegen der gegenseitigen Abhaengigkeiten in sehr enger Kooperation aller Projektbeteiligten bearbeitet werden.

Die Auswahl eines geeigneten Rechners erfolgte bereits im Herbst 1994.

Nachdem sich WP-Mitarbeiter Systeme mehrerer Hersteller angesehen hatten, fiel die Entscheidung auf die massiv-parallele RS/6000 SP. "Erforderlich war ein sehr schneller Rechner", betont Ulrich Burkhardt, Gruppenleiter fuer verfahrenstechnische Grundsatzuntersuchungen und Berechnungen. "Die Alternative war, ueber mehrere Workstations zu arbeiten und diese auch nachts zu nutzen." Doch dann waeren die Laufzeiten unzumutbar gewesen. Denn die Rechenlaeufe bei einzelnen Elementen umfassen auch mit dieser schnellen RS/6000 noch gut fuenf bis sechs Stunden. Die derzeitige Dauer der Rechenlaeufe bei Kombinationen von Schnecken und Knetelementen betraegt immerhin bis zu zwei Wochen - bei einem Rechenbetrieb rund um die Uhr.

Der bei WP eingesetzte Parallelrechner beinhaltet derzeit acht Prozessorknoten. Herzstueck des Systems ist der Hochleistungs-Switch, ein leistungsfaehiges Verbindungsnetzwerk zur Kommunikation und zum Datenaustausch zwischen den Prozessoren. Erst er macht aus dieser Ansammlung von Prozessorknoten in einem gemeinsamen Gehaeuse einen Parallelrechner. Die Endbenutzer sind ueber ein LAN mit dem System verbunden.

Die Forschungsmitarbeiter des Maschinenbauers arbeiten mit zwei Visualisierungs-Workstations RS/6000, Modelle 41T, die ueber FDDI mit dem RS/6000 SP verbunden sind. UEber einen ISDN-Gateway-Rechner HP9000 ist die Tochtergesellschaft in den USA angeschlossen, wo ein weiterer Mitarbeiter nach Belieben und zu unterschiedlichen Zeiten ueber eine Workstation auf die Anwendungen in Stuttgart zugreift.

Ferner dient ein RS/6000, Modell 25T, als Systemkonsole und zur zentralen Steuerung und Verwaltung des Systems. Den sogenannten Single point of control kann sich Herbert Lodahl, Administrator Technisches Rechenzentrum bei WP, jedoch auch an seinen Arbeitsplatz holen. Von dort aus ueberprueft er die Verfuegbarkeit und Belastung des Systems und kann gegebenenfalls eingreifen. "Die Systemadministration des RS/6000 SP wird durch die grafische Bedienerfuehrung und die Funktionalitaet des Betriebssystems erleichtert", so Lodahl.

WP nutzt ausserdem das Speicherverwaltungssystem ADSTAR (Distributed Storage Manager), das fuer Datenverfuegbarkeit und Speicherverwaltung sorgt. Einmal definiert, werden alle Dateien und Sicherungsablaeufe automatisch und fuer den Benutzer transparent verwaltet, unabhaengig davon, ob ein zentrales oder dezentrales Konzept verfolgt wird, wo die Daten gesichert und wie lange sie aufbewahrt werden sollen.

Aufbau einer Ingenieur-Datenbank

Neben einem Bandroboter sind ein RAID-Laufwerk und ein SSA-Hochleistungs-Plattenlaufwerk angeschlossen. Diese sind jedoch noch nicht voll ausgebaut. "Bisher haben wir keinen Systemausfall gehabt. Auch das Auswechseln eines Laufwerks im laufenden Betrieb verlief reibungslos", stellt Lodahl fest.

Das System, das urspruenglich ausschliesslich fuer das Forschungsvorhaben angeschafft wurde, wird seit Anfang Oktober 1995 auch von anderen Abteilungen genutzt. Dadurch sind die bislang acht Prozessorknoten aufgeteilt: Sechs Knoten werden fuer das Forschungsprojekt genutzt, auf einem Knoten wird die Ingenieur-Datenbank (EDB vom IBM-Geschaeftspartner Eigner & Partner) aufgebaut. Diese nutzt die Oracle-Datenbank, die einen weiteren Knoten beansprucht.

Hauptziel dieser Datenbank ist die DV-maessige unternehmensweite Integration der technischen Abwicklungsvorgaenge. Dazu zaehlen im wesentlichen die Angebotserstellung, die Verwaltung der Produkt- und Projektdaten sowie Aufbau und Nutzung eines Dokumentenarchivs.

Vorhandene Systeme wie das CAD-System Catia werden online gekoppelt. Es wird derzeit mit insgesamt drei Servern RS/6000, Modell 520H, und 25 Clients RS/6000, Modell 340H, genutzt.

Diese Server werden demnaechst durch einen weiteren Knoten in der SP2 ersetzt. Die Datenbank wird dem Benutzer unternehmensweit sowohl ueber das PC-Netzwerk (Novell) als auch ueber die vorhandenen AIX-Stationen zur Verfuegung gestellt. Aus Performance-, Sicherheits- und Verwaltungsgruenden wird die Maschine kuenftig um Knoten erweitert, die derzeit dezentrale Rechner mit zentralen Aufgaben ersetzen werden.

*Anne Christina Remus ist freie Fachjournalistin in Kuddewoerde bei Hamburg.

Kurz & buendig

Kostbare Entwicklerzeit galt es bei einem Stuttgarter Knet- und Mischmaschinenbauer einzusparen. Komplexe Berechnungen von unterschiedlichen Materialzustaenden sollten schnell und korrekt unterstuetzt werden. Die massiv-parallele RS/6000 wurde von Werner & Pfleiderer gewaehlt, um die Probleme zusammmen mit Dresdner Forschungsinstituten anzugehen. Inzwischen wird die Maschine auch fuer technische Anwendungen genutzt, beispielsweise eine Ingenieur-Datenbank.