L’argomento della trasformazione digitale, pure al centro dell’attenzione ormai da anni, risulta sempre un po’ ostico alle aziende italiane. Si oscilla, spesso, fra atteggiamenti possibilisti e scrollate di spalle, fra “vorrei ma non posso” e “qui abbiamo sempre fatto così”. Eppure, avviare un percorso di trasformazione digitale è fondamentale per le aziende che vogliono rimanere competitive sui propri mercati. E i casi di successo, anche in Italia, anche fra le Pmi, non mancano. Alcuni poi sono particolarmente eclatanti. Come quello di Dallara Automobili. Se non siete del settore, forse questo nome non vi dice nulla. Ma la Dallara, fondata dall’ingegner Gianpaolo nel 1972 a Varano de Melegari (PR), ai confini della “Motor Valley”, è la più avanzata azienda produttrice di autovetture da competizione al mondo.
Dallara produce tutte le autovetture dei campionati di F3, F2, Indycar, Formula E, più diverse altre macchine per altre categorie, dall’endurance alla Formula 1. Inoltre lavora anche nel segmento delle supercar (auto da strada ad alte prestazioni) e fra i suoi clienti in questa specialità ha marchi come Bugatti, Maserati, Lamborghini, Ferrari, Porsche, Audi eccetera. Tutti questi brand vengono qui per un motivo ben preciso: Dallara è l’azienda che è in grado di portare una vettura dal tavolo da disegno alla pista nel tempo più breve, con le migliori prestazioni, e al costo più basso. Tutto questo è possibile perché gran parte del lavoro necessario per trasformare un progetto in una macchina che gira su un circuito avviene nel dominio digitale. Nei suoi primi 8 mesi di vita, l’auto è solo virtuale, fatta di modelli matematici combinati a formare il digital twin del veicolo, e utilizzati per i test al simulatore.
Al centro di questa vita virtuale troviamo un supercomputer Lenovo, recentemente portato a circa 700 Teraflop di potenza. Si tratta di una macchina che viene usata dai progettisti (in modalità Vdi) per far girare i programmi di progettazione Cad 3D sui quali prende forma il veicolo, poi dagli strutturisti per i calcoli relativi alla resistenza dei telai e l’analisi strutturale, e ancora dagli aerodinamici per la parte relativa alla Fluido Dinamica Computazionale (Cfd), che consente di simulare una vettura composta da 1,2 miliardi di tetraedri nel giro di poche ore – prima del supercomputer, servivano 20 giorni di calcoli. E ancora, il supercomputer scambia dati con il sofisticato simulatore di guida e con la galleria del vento, dove vengono testati i modelli in scala una volta lasciato l’ambito virtuale per approdare a quello fisico. Un punto fondamentale, ribadito durante la nostra visita dall’Ad di Dallara, Andrea Pontremoli (che ha un passato di 27 anni in Ibm), è che l’infrastruttura digitale consente agli uomini di Dallara di sbagliare. Sbagliare tanto, sbagliare in fretta, e sbagliare a basso costo. E questo è uno dei segreti del successo di Dallara: i modelli matematici, i gemelli virtuali, consentono ai progettisti di provare rapidamente migliaia di soluzioni diverse alla ricerca di quella ottimale, cosa pressoché impossibile nel mondo fisico.
Supercomputer e auto da corsa: in comune c’è la potenza! L’Hpc di Lenovo e le supercar Dallara
L’azienda guidata da Andrea Pontremoli da tre anno utilizza un Hpc Lenovo: recentemente aggiornato per l’intelligenza artificiale. Dalla progettazione alla simulazione: Lenovo come fornitore di servizi e consulenza. L’IA nelle imprese: il Gruppo cinese rende flessibili i costi di implementazione e utilizzo dell’infrastruttura. Così l’IA è a portata di Pmi… Ne abbiamo parlato con Alessandro De Bartolo, country general manager Italy, Infrastructure Solutions Group Lenovo
Cosa fa Dallara
Pensavate che i maghi dell’aerodinamica lavorassero in Gran Bretagna? Sbagliato, li trovate qui, sui primi contrafforti dell’appennino parmense. Quasi 800 persone, che progettano le migliori auto da corsa del mondo e non si occupano di motori. Sembra un paradosso, ma non lo è. «In una vettura da corsa, circa il 15% della prestazione la fa il motore – spiega Pontremoli – perché quando fate il giro di pista, oltre il 70% del tempo lo passate in curva. Quindi non è così importante la velocità massima: è importante quanto si va veloci nelle curve, quanto più tardi devi frenare, e quanto prima riesci ad accelerare. Un altro 35% di prestazioni dipende dal peso. E il restante 50% arriva dall’aerodinamica. Dallara non fa motori, quindi noi lavoriamo sull’85% della prestazione, fatta da peso e aerodinamica». Il core business aziendale, quindi, sono le auto da corsa, e circa metà del lavoro riguarda macchine Dallara: tutte le macchine di Formula 2, tutte le macchine di Formula 3, tutte le IndyCar americane, tutta la Nascar, tutte le SuperFormula giapponesi, tutte le auto elettriche della Formula E. Ma non solo. Per esempio, all’ultima edizione della gara di Le Mans, nelle prime 5 posizioni c’erano 4 macchine nate in Dallara (Cadillac, Bmw e la vincitrice Ferrari 499p).
L’altra metà del business Dallara riguarda clienti esterni che comprano consulenza sugli aspetti padroneggiati a Varano: aerodinamica, peso, materiali compositi (fibra di carbonio). Questi clienti vengono in Dallara essenzialmente perché è l’azienda con la maggiore esperienza, che deriva dalla incredibile quantità di dati di cui dispone. Ogni weekend, circa 300 macchine Dallara corrono sui circuiti di tutto il mondo, e i dati delle loro telemetrie vengono immagazzinati e trattati sui supercomputer di Varano. Questi dati consentono di validare i digital twin e i relativi modelli matematici, allineando sempre più il veicolo “virtuale” con quello “fisico” che corre in pista. Sfruttando quindi i dati digitali è possibile migliorare, con un ciclo di feedback molto veloce, la corrispondenza con la parte di progettazione virtuale, ottenendo risultati migliori che portano a macchine più veloci, e innescando quindi un “circolo virtuoso” che permette alle auto Dallara di primeggiare da anni in ogni categoria del motorsport.
Di auto da corsa e degli strumenti per progettarle
La progettazione di un’auto da corsa è da sempre un lavoro lungo e complesso, che richiedeva di mettere insieme vari specialisti e di eseguire tantissime prove su costosi prototipi – destinati quasi sempre alla distruzione. In Dallara, grazie alle tecnologie informatiche, questo processo si svolge in circa 9 mesi. Durante i primi 8, però, la macchina esiste solo nel dominio digitale, prima sotto forma di progetti Cad tridimensionali, che i progettisti disegnano da workstation Lenovo oppure, se vogliono, anche direttamente da casa o da ovunque si trovino (cosa che è stata utilissima per non fermare i progetti durante la pandemia) sfruttando anche semplici tablet collegati in modalità Vdi al supercomputer. Di fatto, in Vdi la macchina “edge” fornisce solo le funzioni di interfaccia grafica e comunicazione, mentre la parte di calcolo, ben più pesante, viene svolta dal supercomputer Lenovo posto nel Data Center di Varano. Quest’ultimo è configurato come un cloud privato, e questo semplifica molto sia le operazioni nel day by day, sia l’utilizzo per differenti carichi di lavoro – una cosa fondamentale, perché alla struttura di supercalcolo fanno capo, in un modo o nell’altro, i progettisti, gli strutturisti, gli aerodinamici, il reparto dell’additive manufacturing, i tecnici della galleria del vento e quelli del simulatore, oltre ai tecnici che si occupano dello scambio di dati con le vetture dopo le gare. E questo perché i digital twin, i modelli matematici aggregati che “simulano” la macchina prima che sia costruita, girano su questo Hpc, e sono implementati su una piattaforma Open Source che permette a Dallara di integrare rapidamente anche modelli di provenienza esterna: per esempio, il modello del motore, quello degli pneumatici e così via.
Solo nell’ultimo mese di lavorazione si passa dal modello virtuale dell’auto a un modello fisico, in scala 1:2, che viene costruito pezzo per pezzo con le stampanti 3D e utilizzato per i test in galleria del vento. Qui inizia una fase critica, dove si vanno a confrontare i dati delle simulazioni digitali con quelli rilevati sul modello fisico, in modo da correlare i dati provenienti dai due mondi e procedere finalmente, se i risultati fisici confermano quelli delle simulazioni, alla realizzazione dell’auto vera e propria da mettere in pista. Ma serve davvero tanta potenza di calcolo? Sì, perché nel mondo delle competizioni il tempo è la merce più preziosa. Bisogna fare tutto di corsa. «Quando sono arrivato in Dallara, i calcoli Cfd che facevamo richiedevano una ventina di giorni – esemplifica Pontremoli -, e per una macchina venivano calcolati 30 milioni di tetraedri, ognuno dei quali è definito da un’equazione di secondo grado. E ognuno influenzava gli altri. Servivano 24 ore di elaborazione per calcolare la macchina da ferma. Ma poi dovevi fare i calcoli con lo sterzo girato di 2, 4, 6 gradi; o in frenata, secondo varie gradazioni, e lo stesso per l’accelerazione, e poi per le diverse deformazioni degli pneumatici. Oggi, quegli stessi calcoli che richiedevano 24 ore li facciamo in meno di 8, ma con 1,2 miliardi di tetraedri. Questa maggiore velocità fa un’enorme differenza. E noi abbiamo chiesto questo al nostro partner Lenovo, di fare questi calcoli con 1,2 miliardi di tetraedri in meno di 8 ore. Se ci vuole più potenza di calcolo, più velocità sulle memorie, più capacità di storage deve saperlo lui». Già, perché da qualche tempo in Dallara si utilizza un nuovo modo di fare innovazione, chiamato “Open Innovation”. L’idea alla base è che l’azienda deve concentrarsi nel definire il suo obiettivo, quello che vuole produrre, e sarà poi compito dei suoi fornitori selezionare le tecnologie e le configurazioni necessarie per ottenere il risultato.
Il supercomputer
Abbiamo detto che una macchina da corsa Dallara passa i suoi primi mesi di vita dentro al supercomputer Lenovo, sotto forma di digital twin. Ma di che calcolatore si tratta esattamente? Installato nel 2019, l’Hpc (High Performance Computer) di Dallara è stato recentemente potenziato per poter supportare l’ultimo e più importante progetto di Dallara, il modello Exp – che è in pratica una versione da pista della Dallara Stradale. Nella configurazione attuale, il cluster Hpc è composto da 142 nodi Lenovo ThinkSystem SR630 V2 e da 8 nodi Lenovo ThinkSystem SR650 V2, che insieme sviluppano una potenza di calcolo intorno ai 720 Teraflop. Tutti i server sono basati su processori Intel Xeon Scalable di terza generazione. In parallelo, Dallara ha introdotto un sottosistema storage costruito sulla soluzione Lenovo Distributed Storage Solution for Ibm Spectrum Scale (DSS-G), insieme a un array di storage ibrido Lenovo ThinkSystem DE6000H ad alta prestazioni. I sistemi di calcolo e di storage sono connessi tramite una rete Ethernet da 1 Gbps per la gestione e il controllo, da una rete interna Ethernet ad alta velocità da 25 Gbps, e da una rete InfiniBand ad alta velocità e bassa latenza da 100Gbps, tutte basate su switch Nvidia-Mellanox.
Il sistema è alloggiato in uno speciale Data Center ricavato nel reparto di progettazione di Dallara, ed è disposto su due corridoi. Grazie alla particolare disposizione dei sistemi di areazione, e all’uso di specifiche tecnologie Lenovo, il data center funziona per la maggior parte del tempo con un sistema di raffreddamento ad aria forzata, e solo per brevissimi periodi dell’anno è necessario attivare i sistemi di condizionamento. Questo a tutto vantaggio della riduzione dei consumi e quindi delle emissioni. L’attuale configurazione del supercomputer ha permesso di ridurre di 6 volte i tempi per il calcolo della Cfd di un’automobile, e di stabilire nuovi record di complessità nei modelli simulati. Durante lo sviluppo della Dallara Exp, per la prima volta è stato possibile simulare un modello composto da 800 milioni di celle, ovvero l’intera autovettura. E dopo otto mesi di calcoli, modifiche, test virtuali e passaggi in galleria del vento, i primi esemplari della nuova vettura di punta di Dallara (accreditata di una velocità massima intorno ai 290 Kmh) hanno iniziato le prove in pista, battendo molto presto i tempi di pole position di vetture classe GT3. La vedremo in gara nei prossimi mesi.
Cosa si è ottenuto
In Dallara attribuiscono gran parte dell’accelerazione del processo di progettazione, sviluppo e collaudo all’infrastruttura Hpc Lenovo: il nuovo cluster ha permesso di migliorare di 6 volte le prestazioni dei carichi di lavoro critici di progettazione e ingegnerizzazione. Allo stesso modo, il robusto back-end di storage ha fornito la scalabilità e la velocità necessarie per aiutare Dallara a elaborare e archiviare volumi di informazioni sempre crescenti in modo estremamente efficace. Questi miglioramenti, in termini di prestazioni ed efficienza, consentono a Dallara di eseguire simulazioni sempre più complesse e produrre un maggior numero di iterazioni di progetti estremamente dettagliati in minor tempo. Grazie a efficienti risorse virtuali che svolgono i task più pesanti, l’azienda ha minore necessità di affidarsi test fisici, più costosi e più lunghi. In definitiva, questo riduce i costi e i tempi necessari per sviluppare progetti di auto di livello mondiale, senza compromettere le prestazioni o la sicurezza, e mantenendo Dallara all’avanguardia dell’innovazione. «Realizzare la nostra visione di creare I’Exp sarebbe impossibile senza la tecnologia Lenovo e Intel – ha dichiarato a tal proposito Pontremoli – Oggi guardiamo al futuro e sogniamo ancora più in grande, senza limiti, alla velocità della tecnologia».
La collaborazione fra Dallara e Lenovo dura ormai da una dozzina d’anni, ma lavorare insieme sul progetto della Exp ha costituito per le due aziende una preziosa opportunità per approfondire la propria partnership. Come spiega Fabrizio Arbucci, Responsabile Innovazione Digitale e Ict di Dallara, «Abbiamo un forte rapporto di collaborazione con Lenovo e abbiamo imparato a conoscere molto bene il suo gruppo di lavoro. Consideriamo questa partnership un vantaggio per entrambi: noi abbiamo accesso alla tecnologia, Lenovo all’innovazione. Inoltre, Lenovo si avvale della nostra esperienza sul campo e del nostro feedback per migliorare ulteriormente questo tipo di soluzioni». In occasione della nostra visita in Dallara abbiamo videointervistato Alessandro de Bartolo, Country General Manager, Italy, Infrastructure Solutions Group, Lenovo, a proposito del ruolo dei supercomputer e delle nuove tecnologie nella trasformazione digitale delle aziende. «Lenovo e Dallara collaborano a 360 gradi, utilizzando tecnologie che vanno dai device fino al cloud, implementato nella forma di cloud privato – ci ha detto – E le tecnologie Lenovo supportano molti degli punti chiave dell’attività di Dallara. Un aspetto certamente importante è quello del supercalcolo, e ci ha colpito positivamente il binomio fra il nostro Hpc e l’utilizzo mirabile che ne fa Dallara».
