Aston Martin Red Bull Racing: A inteligência pronta para trabalhar com a IBM, transformando dados em vantagem competitiva

Velocidade é tudo

A Fórmula 1 é a série de corridas de automóveis mais popular, e tecnicamente mais avançada do mundo, abrangendo 21 corridas a cada ano nos cinco continentes. Embora o órgão dirigente do esporte (FIA) mantenha regulamentos complexos que restringem o desempenho máximo — para garantir a segurança do piloto e manter os custos sustentáveis ​​para equipes menores — os carros de F1 permanecem excepcionalmente poderosos, leves e rápidos.

O chefe de parcerias técnicas da Aston Martin Red Bull Racing, Zoe Chilton, disse: “Nosso objetivo aqui na Aston Martin Red Bull Racing é construir e competir carros vencedores de campeonatos, mas nada na Fórmula 1 é baseado na emoção. Tudo é conduzido através da coleta das informações corretas e da análise de maneira inteligente.”

Para permanecer entre os líderes na F1, a Aston Martin Red Bull Racing mantém profundo conhecimento técnico interno e trabalha com parceiros de inovação para projetar um carro quase inteiramente novo a cada ano e depois o desenvolve continuamente durante toda a temporada de corridas. Desde 2014, os regulamentos da FIA exigem o uso de pequenos motores V6, então as equipes usam uma combinação de turbocompressores avançados, unidades de recuperação de energia e motores elétricos auxiliares para aumentar o desempenho. Eles também possuem características aerodinâmicas extremamente complexas que equilibram a força descendente e o arrasto para permitir altas velocidades nas curvas e retas.

A engenheira de estratégia sênior da Aston Martin Red Bull Racing, Hannah Schmitz, explica: “Nosso trabalho é obter a maior pontuação possível, em cada corrida, para a equipe. Preparamos quase três meses de antecedência para algumas corridas, executando milhões de simulações diferentes. Na semana anterior à corrida, enviamos um documento de visualização exatamente do que esperamos que ocorra com base nos dados mais recentes.”

“Nosso carro possui cerca de 7.500 números de peça únicos e evolui para que projetemos cerca de 100.000 peças ao longo de uma temporada. A velocidade da empresa exige que tenhamos processos de desenvolvimento de produtos muito agressivos”, acrescenta o CIO da Aston Martin Red Bull Racing, Matt Cadieux.

Desafios sem fim

O design e a simulação auxiliados por computador são extremamente importantes na F1, em que os regulamentos limitam estritamente a quantidade de túneis de vento do mundo real e os testes de pista que as equipes podem realizar. De fato, a FIA até limita o número de teraflops que podem ser usados ​​para testes virtuais; portanto, a Aston Martin Red Bull Racing deve extrair a maior eficiência e desempenho possível de seus recursos de TI para continuar evoluindo seus carros ao longo da temporada.

Obviamente, a otimização dos carros não para durante as corridas; A Aston Martin Red Bull Racing reúne e analisa grandes quantidades de dados de centenas de sensores de bordo, que são analisados ​​em tempo real para ajudar os pilotos e a equipe de boxes a tomar decisões sobre como ajustar os carros durante uma corrida. Esses dados também são usados ​​para as táticas e estratégias de corrida importantes, tanto em simulações na sede quanto para responder a desafios emergentes e ameaças competitivas nas pistas durante os fins de semana de corrida.

Zoe Chilton comenta: “Na sexta-feira de um fim de semana de corrida, temos apenas três horas na pista para aprender sobre todas as novas peças que retiramos especificamente para esta corrida. Não se trata apenas de dados, é de alavancar, acessar e utilizar esses dados efetivamente com todos os membros de nossa equipe aqui.”

Construído para o sucesso

O sucesso da Aston Martin Red Bull Racing começa naturalmente com o projeto e a construção de um carro competitivo a cada ano. A simulação virtual do fluxo de ar, usando a Computational Fluid Dynamics (CFD), desempenha um papel importante no projeto inicial e na otimização constante ao longo da temporada de corridas.

O software CFD permite que a Aston Martin Red Bull Racing teste modelos virtuais de novos componentes, montagens ou até mesmo o carro inteiro para ver como a aerodinâmica importante funcionará. Ao analisar os resultados dos cálculos executados em seu cluster gerenciado IBM Spectrum LSF, a Aston Martin Red Bull Racing pode refinar os componentes com muito mais rapidez e flexibilidade do que se fosse prototipá-los fisicamente. Em particular, o IBM Spectrum LSF facilita para a Aston Martin Red Bull Racing usar sua ampla gama de ferramentas de simulação em um fluxo de trabalho padronizado, permitindo que a equipe trabalhe de maneira rápida e eficiente para obter os melhores resultados. O uso da versão mais recente do IBM Spectrum LSF também permitiu à Aston Martin Red Bull Racing criar um ambiente de trabalho extremamente intuitivo para seus engenheiros, permitindo que a equipe embarcasse em novos membros em questão de horas em relação aos seis meses anteriores.

Wayne Glanfield, gerente de HPC da Aston Martin Red Bull Racing, comenta: “Cada simulação compreende mais de 100 milhões de pontos de dados, e uma simulação típica pode gerar gigabytes de dados portanto, quanto mais rápido o armazenamento, mais rápido podemos gravar esses dados e quanto mais rápido chegarmos ao final da simulação. A computação de alto desempenho é importante para a Aston Martin Red Bull Racing e a F1, pois permite que a Aston Martin Red Bull Racing execute muito mais iterações do que poderíamos executar no túnel de vento. É crucial que os trabalhos que executamos operem da maneira mais eficiente possível, e o IBM Spectrum LSF nos permita fazer isso.”

Zoe Chilton acrescenta: “Quando projetamos carros que precisam transportar um motorista a cerca de 320 km/h em torno de uma pista a poucos milímetros da pista, precisamos realmente ter certeza de que os projetos que estamos produzindo serão robustos. O valor para a Aston Martin Red Bull Racing de ter a IBM como parceiro de inovação é que ela nos permite aproveitar ao máximo o poder de computação que temos aqui no local. A capacidade de executar mais simulações de como o carro se comportará na pista nos permite saber mais sobre como o piloto estará conduzindo o veículo, além de termos mais confiança na segurança e no desempenho.”

Resultados

Performance vencedora

As tecnologias IBM Spectrum são a pedra angular dos processos de design e análise orientados a dados da Aston Martin Red Bull Racing, ajudando a equipe a reunir e acessar dados de maneira rápida e confiável, processá-los e analisá-los em alta velocidade e protegê-los de maneira econômica.

O uso do IBM Spectrum LSF para gerenciar seus recursos de computação, alinhado aos padrões de dados, permite que a Aston Martin Red Bull Racing obtenha o trabalho útil máximo por hora de tempo de CPU, o que é extremamente importante, dadas as restrições de recursos impostas pela FIA.

Chris Middleton diz: “As soluções IBM Spectrum nos permitiram entender onde estão os gargalos e usar o melhor hardware para esse aplicativo. Vimos no passado que isso levou a mais de 30% de melhorias em nossa taxa de transferência de fluxo de trabalho. Às vezes, podemos obter execuções no cluster na metade do tempo. Portanto, utilizar muito mais recursos de hardware disponíveis nos permitirá colocá-los no cluster mais rapidamente, o que significa que podemos tomar decisões mais rapidamente. Por fim, isso significa que podemos levar melhores componentes para a pista que ajudam a reduzir o tempo de volta.”

Suportando requisitos de CFD e analíticos, o IBM Spectrum Scale ajudou a reduzir o tempo de acesso aos dados em até 30%, permitindo resultados mais rápidos e uma percepção mais oportuna dos desafios. Chris Middleton comenta: “A implementação do IBM Spectrum Scale foi a escolha natural, porque é escalável, tem um desempenho incrível e integra-se perfeitamente ao Spectrum Protect Suite.”

As soluções específicas IBM Spectrum ajudam a Aston Martin Red Bull Racing a aproveitar ao máximo seus dados para obter vantagens competitivas na fábrica e na pista. Matt Cadieux conclui: “Somos muito orientados por conhecimento aqui. Nós tendemos a ser pioneiros e tentamos nos envolver com as melhores empresas do mundo. Trabalhar com a IBM como um parceiro de inovação nos permite tomar melhores decisões, desbloqueando o potencial de nossos dados, e essas decisões acabam se traduzindo em sucesso na pista.”

Componentes da solução

• IBM Spectrum LSF
• IBM Spectrum Scale
• IBM Spectrum Symphony
• Spectrum Protect