国产自主可控数学软件：北太天元数值计算通用软件

中望软件副总经理兼研发总工程师李会江总工介绍了中望的发展历程，并深入讨论了工业软件中的关键问题及面临的挑战，最后深度思索了工业软件与AI, AR, VR, MR的结合及实现未来仿真驱动的工业设计元宇宙的可能性。i. 可否谈谈您对我国发展自主知识产权的CAD几何引擎的看法？这里我要分两个问题来回答，首先是我对CAD几何引擎的看法。三维几何建模引擎是工业软件的关键根技术，在CAD/CAE/CAM/BIM等研发设计类工业软件中发挥着最核心的作用，是所有相关功能的底层基础。可以说，没有三维几何内核，绝大部分的研发设计类软件就无法 正常工作。三维几何的研发需要大量的真实工业场景验证迭代，也需要收集和提炼在设计制造过程中的巨量工程经验，这么来看，仅仅依赖学术界的针对技术点的局部攻关是不足够的，几何内核的研发需要学术界诸位与我们一起努力，一起合作。再回到国产的问题上来。首先我对于国产CAD几何引擎的发展还是相对充满希望的，一方面是几何引擎的理论、技术、用户群体在国内有一定的积累，虽然相对国外巨头是薄弱的，但是是有基础的，不会有从0到1的那般艰巨。另一方面，近年来国内政界、商界、学界在中美博弈的过程中，逐渐将目光集中在自身核心技术的研发和“卡脖子”问题的解决上来，越来越多的资源会汇集到工业软件领域，为几何引擎的快速发展和追赶国外巨头提供了保障。虽然说，近几年国产几何引擎的发展会以一个百花齐放的状态轰轰烈烈地开始，但这个野蛮生长的状态不会持续太久，最终会在市场的作用下渐渐趋向于专业化和集中化。届时，国内的国产几何内核不会并存很多个，只会有少数头部企业真正掌握能够被工业验证和被市场认可的几何引擎。所以，工业软件这个“卡脖子”问题，破局的方法 会最终演变为通过工业软件头部企业深度研发、应用、迭代，由头部企业牵引来建立国产应用开发生态，加速国产自主几何引擎覆盖低、中、高端各类行业应用。ii. 上面您提到了，工业软件的发展需要高校、科研院所与企业共同努力，那您觉得这种合作是如何对CAD工业软件的发展起到推动作用的？首先我要说，这个推动作用肯定是巨大的，是可持续的，是双赢的。大家都知道，世界上第一个几何内核诞生于英国剑桥大学，起源于Ian Braid教授的论文，最初的代码成于三位剑桥大学教授之手，毋容置疑，高校的理论研究成果是工业软件研发的理论基础，是工业软件新技术的灵感源泉，更是工业软件未来技术形态的风向标。而且，高校对于人才的培养也是工业软件发展的强力支撑。工业软件的研发人员需要的知识体系十分复合，而高校的专业课程、研究课题为未来研发人才在校期间提供了系统性地理论学习，专业性的思维方式训练的良好环境。这种合作是可持续且良性循环，高校推动了工业软件的向高精尖发展，而工业软件企业也会反过来为高校带来更有理论深度的课题，也为毕业生提供了更多的就业和机会，彼此都在合作中成长和健壮。iii. 您所期待的高校、科研院所与企业合作的模式是怎样的？这里我从合作的两个重要维度来说。这两个维度分别是课题的合作，还有人才的联合培养。在课题合作上，高校、科研院所和企业可以进行联合技术攻关，企业为高校和科研院所提供工程反馈和工业场景试点，高校与科研院所为企业输出方法论和理论；这些攻关不仅仅局限于短期或者横向的项目，高校、科研院所和企业也应建立起中长期联合攻关的机制，真正地扶持基础学科的研究，来解决难度高的核心根问题。当然，企业还可以借助自身的研发资源和商业资源参与和助力高校的技术孵化，将实验室产品商业化并落地到真实的产业中去。在人才联合培养上，合作的模式可以是多种多样、因地制宜的，中望也在不同程度地进行着尝试。我认为，最首要的一件事，是高校、科研院所和企业要共同建立起一系列联合人才培养的机制，这不应仅仅是针对应用人才的培养，还要包括更多基础学科学术人才的培养。培养过程中要与企业的实际需求和企业研究课题紧密结合，以解决真实工业问题为目标。我也希望高校和科研院所能够提供更多的再教育机会给企业的在职人员，让企业员工的知识和理论水平能够有进一步地提高。还有就是，我也建议企业的研发部门应该开放更多的实习生岗位，让学生们能够有机会接触到真实的工业软件研发环境，了解到第一手的工业应用需求。iv. 作为中望的总工程师，您觉得几何引擎中哪部分研发相对更加困难？我从两点来说。第一点是理论与实际工业应用两者之间的差距是巨大的。一个建模问题可能有多种解决方案，但各类解决方案又是在不同的场景里有着不同的表现，这需要一一筛选和验证。而且，很多建模功能结果的好坏并没有严格的数学定义，需要与具体工业用户的需求进行磨合，这是一个长期的摸索与迭代过程。第二点是真实的建模场景复杂度高，规模大，且对精度、连续性有十分苛刻的要求。这对于建模算法的健壮性、精确性、高效性有着极高的要求。建模中，像求交、连续性、圆角、布尔、同步建模这些技术点，在算法设计时都要进行十分周全地考量，还要尽最大限度的压榨计算资源。v. 很多人说国产CAD这条路是非常艰难的，您觉得困难具体在哪里？我刚刚说过国产CAD的发展有希望，但是确实，国产CAD这条路也确实非常难。而且，困难的不仅仅是CAD，国产的其他工业软件类型，像CAE/CAM/BIM/EDA这些，发展道路也是困难的。困难是来自于多个方面的，归纳起来是四条：时间久、市场差、场景少、门槛高。“时间久”说的是做国产CAD需要多年的专注坚持，扎实地进行技术积累和人才储备，不是在短期内就能速成的项目，如此，保障稳定的资金和资源是极具挑战的。“市场差”一方面是在面对国外竞争对手的围堵下，市场留给国产CAD企业的空间十分微小；另一方面国外厂商以盗版、OEM等方式混乱了国内市场，使国产CAD厂商的生存环境雪上加霜。“场景少”是指国产CAD的提高十分需要真实的工业用户的需求输入，也需要在大量的工业真实场景中进行迭代，但是工业企业完全开放这些行业的应用场景的意愿并不强烈；“门槛高”说的是CAD技术研发的门槛高，由于国内互联网和金融界的人才虹吸效应，CAD研发所需要复合型人才十分短缺，而且相关人才的培养周期也相对较长。vi. 在工业软件发展过程中，您怎样看待代码开源、生态共建的作用？代码开源这个问题，看国内外的工业软件厂商，无论代码开源还是封闭，有成功的例子也有失败的例子，不好给一个定论。对于中望来讲，我们会根据自身发展进行评估，不排除将来会有开源的可能性。对此，我们更关注的是，开源或封闭能给我们带来怎样的市场资源，是否对我们的发展是有利的。生态共建不一定需要在代码开源的前提下开展。中望以几何引擎为核心，开放API接口或者提供封装库解决方案给行业厂商、工业伙伴，并积极地与这些企业沟通互动，让中望的几何引擎的服务范围更广，服务力度更大。而且，中望也一直在推动平台软件在高校中的使用，进行多次免费 使用、培训；中望也积极配合高校研究组的课题，为他们提供研究工具和定制API工具集。中望也希望能通过这些努力来提高了学生和教师对于国产工业软件的接受度。来源：山涧果子