北京超算科技有限公司 錢華山總工程師 在2018未來裝備創新發展論壇報告分享
一、自主創新打破壟斷 正視差距勇往直前
錢博士：國外從1950年左右就開始做這塊的研發。先後得到了NASA，西屋等一些政府及企業的重要項目的支持，美國在發展先進計算技術這塊一直非常的專注，而且投入也比較大。在60年代的時候，美國採用政府支持的方式，把整個計算軟件提高到一個比較高的水平。通過政府項目和一些部門的項目的實施，使計算能力得到了實踐。所以從起步來說，美國要比我們早。隨著計算機的普及，以及商業化的應用，加上這麼多年的技術積累，總體來說，國外在仿真方面還是處於一個領先的地位。在國內，我們國家從方法原理本身來說，最早是我國的計算數學家馮康院士，獨立於西方提出有限元方法。不過，後續我國在進一步的開發和進一步的應用上面也受制於當時的條件和工業基礎，在軟件系統方面的進展緩慢展。
80年代初，北京大學，中國科學院，鄭州機械研究所，大連理工大學，先後發展了自己的計算系統。這些系統從功能上來講，既有自己研發的，也有消化吸收再創新的功能。從那個時候開始，經過持續的努力，應該說在結構仿真方面，我們與國外水平差不太多。也就是在5-10年之間的差距。在細分的領域，比如固體力學計算領域我們國家整體能力與國外接近。其他方面，在材料，電磁方面我們還是比較落後的。時間大概10年左右的差距。
到90年代之後，隨著引進國外技術，ansys,msc，等；我們國內自主的一些技術的研發受到了衝擊。因為國外（仿真軟件）在商業化、服務、技術成熟度方面確實足夠有吸引力。而且當時我們國家經濟建設從1990年到2005年是一個大的發展階段，從可用性，可靠性來講，國外的軟件先進程度整體上領先於國內。所以，更多的是引進國外的軟件，國家也給予支持和重點輔導。通過引進之後，國內的獲得的市場和政策支持相對就被削弱了。國內對有限元計算及軟件的支持，主要是國家自然科學基金的支持，以及科技部的項目支持，但沒有站在產業的角度去做一個系統的統籌規劃支持。
從2005年到2015年這段時間，是屬於國產工業計算軟件調整和進一步提升的時期。國內在這一領域自主品牌的軟件，逐步積累和發展，代表性企業包括我們北京超算科技，西安前沿動力，大連英特仿真，天津元計算、上海中仿科技等，通過堅持自己的自主發展路線，在各自擅長的領域來積累相應的計算功能。
通過這10年多的積累，國內的總體水平與國外相比也是有所縮短。大概在5-10年的時間。在模型和算法方面，我們國家改革開放30年積累了很多研究成果，這也為我們自主CAE軟件的發展奠定了很好的基礎。所以總體上來講有不到10年的差距。我想這個差距可以通過我們的市場以及快速的協同創新，來加速縮短這個差距。同時在某些特定領域，比如高精度有限元，混合有限元，非線性分析等方面，我們國家積累的專利技術和特徵模型，可以為我們自身的自主軟件開發所用，形成特定優勢。
二、落實《智能製造2025》 超算科技一直在努力
錢博士：下面圍繞這個問題，我想解釋一下：超算在為我國工業智能化，從生產工藝方面做了很多定製研發工作。包括很多核心產品的開發，包括借鑑國外軟件的成熟經驗和案例進行消化吸收再創新的開發。在這些工作當中，也聯合了企業智能化需要的關鍵共性技術。比如說傳感技術，測控技術、材料技術。通過超算技術的融合，形成一些共性化的服務於這些企業的能力。
眾所周知，企業做創新的過程還是比較艱辛的。從人才的儲備，知識的儲備，資金的支持，方向的明確，重點關鍵技術的突破，都需要企業付出很多，在沒有效益之前都是成本項，投入項。如果是基於傳統的設計、製造模式，企業做自主研發和產品創新，付出的代價會很高。
我們圍繞工廠的智能化這塊，綜合的，像傳感技術，測控技術，材料技術、超算技術，3D打印技術等形成一個技術群，來服務於企業智能化的一些共性關鍵需求。有了這樣一個共性關鍵技術支撐之後，用戶關注的點就可以放在市場戰略上面，對標世界上先進的企業，這些企業的產品客戶定位在哪裡，構建的產品優勢在哪裡，還可以改進的地方在哪裡？結合企業自身的生產條件，結合戰略定位瞄準的用戶需求，消化吸收、優化改進。有這樣的關鍵共性技術群的支撐後，企業創新的成本就會降低。好比有一把梯子給了企業，可以直接通過梯子站到更高的層面，可以面向國際化競爭，而不需要企業自己從頭幹，從頭積累。這樣幫助企業節約了大量的時間成本，財務成本，人力資源成本。
那結合企業的共性需求，我們超算科技通過努力建立的超算公共服務平臺可以給用戶提供一個企業智能化關鍵技術支撐的系統，我們通過聯合清華大學在傳感器方面的技術優勢，聯合北京科技大學、航空材料研究院在材料方面的優勢，西北工業大學，西安交通大學在3D打印方面的優勢，聯合共建協同創新平臺，為客戶打造一個敏捷製造、柔性生產的能力。
在整個企業的智慧化上，把企業智慧化的需求分解成：對於材料方面的需求，對於傳感感知方面的需求，對於計算數據挖掘和智能預測方面的需求，對工藝過程進行自適應控制的需求，這些需求通過形成企業智能製造技術群的方式來實現。把這些需求層層分解了來看，我們相信結合我們企業現有的工業基礎，結合國內以中國科學院，清華大學，北京大學，北京航空航天大學、北京科技大學等相關院所的技術優勢，以超算公共服務平臺作為橋樑和紐帶，實現技術群的聯接和融合，圍繞企業的智慧化和智能化，可以實實在在地幫助到我們的企業用戶。在這裡我舉兩個具有代表性的例子：
一個是我們給國有企業服務的例子。以油田開發為例，在它整個生產開發過程中，油水井是油田生產的生命線。採油過程中，採油設備的運行效率，採油工藝的合理性和有效性，注採活動的安全性等，需要通過數據採集、數據處理和挖掘、圖像處理、地應力分析等超算系統支持的數字化、智慧化開發體系。我們在可採儲量評價、提供採收率、智能故障診斷、抽採一體化、注採條件下套管安全預警、套損大數據控制等方面提供了一整套的超算系統支撐，為實現油田持續高效開發提供大數據和模型支撐。這個體系已經在大慶油田建立，目前進一步在勝利、長慶、遼河、冀東和塔里木進行推廣和應用。這套體系可以幫助油田企業在實現精準採油方面形成系統化、數據化、智能化支撐。
另一個例子是我們的廣大的民營企業。民營企業在整個生產當中，它的整個設備涉及到很多工藝參數的管控，比如溫度，流量，壓力等等。企業希望有一整套的，根據它的條件自動反饋的機制。這種機制，我們圍繞它的工藝裝備通過提供超算平臺服務來實現。將採集的數據，通過通訊網絡傳遞到企業的數據中心，通過建立企業實用的超算中心，對採集的數據運用超算平臺進行歸類、聚類、建模、仿真等大數據挖掘，之後，再將挖掘得到的結果反饋到工藝流水線，通過接收反饋的工藝流水線上的智能控制裝置實現自適應控制。我們通過聯合前端感知、通訊，到後臺的數據挖掘，再到工藝流水線的反饋，形成一個閉環。而這個閉環是當前工廠智能化，智慧化要做的一個關鍵環節。
我們目前在這個模式上已經清晰了，並已形成了示範案例。下一步我們將在兩個方面推進超算公共服務平臺的合作。一是在技術上的聯合中國科學院和高校的行業專家，通過超算+的方式實現整體技術輸出。二是我們圍繞客戶的需求，深度密集調研，面向行業大數據拓展超算公共服務平臺共性和個性服務能力，逐步建立起滿足行業大數據挖掘需要的智能化超算服務系統。
三、打造協同創新平臺，超算甘做橋樑和紐帶
錢博士：從廣義上講，對這個平臺的理解是一個支撐。包括專家的支撐、智力的支撐、人才的支撐、還有超算軟硬件系統的支撐，包括傳感器、材料、服務器、數據中心、超算中心、系統創新中心等等。是一種在當前時代背景下，實現智力紅利的產學研體系。
超算是工業創新的皇冠，是聯接技術形成集群效應的橋樑和紐帶。聯合國內多方面的力量共建一個超算公共服務平臺，以用戶的應用為導向，幫助用戶面向國際化的市場需求，站在高處，構建面向國際的企業競爭能力，實現企業核心自主產品打造，核心能力的自主可控。好比站在巨人的肩膀上，站得高，看得遠。
從狹義上來講，超算平臺是一個大數據挖掘平臺，包括數值仿真平臺、人工智能平臺和大系統優化平臺。超算平臺通過軟連接和硬連接，能夠為用戶構建一個從軟件，硬件，人才，科技的綜合運行體系。這個體系能夠實實在在的幫助到客戶。體系以超算公共服務平臺作為抓手，能夠實實在在交付給客戶的交鑰匙服務，能讓客戶很快就可以運用這個平臺進行產品創新設計，提升競爭能力。比如，幫客戶降低了多少成本，增加多少效益；在生產安全上面實現了數據管控，在節能環保方面有了數據支撐。這個平臺以數據化、可視化、系統化、實用化的方式展現出來。企業領導有報表，企業職工知道怎麼做。
四、困難挑戰皆機遇 樂觀奮進天助力
錢博士：總的來講，困難也是機遇，挑戰也是機遇。
在這個超算平臺研發過程中，我們也是堅定信念、明確目標、小步快跑得方式逐步走來。在當前我國創新發展的大好形勢下，抓住機遇，克服困難，接受挑戰，完成時代賦予的使命是超算科技發展的指導原則。正所謂自助者天助。在探索前進的道路上談談我們的幾點心得：第一點是堅持市場導向。我們的產品，服務，滿足企業和國家需求需要服務大量艱苦的智力勞動。一方面我們呼籲，希望更多的人關注，瞭解，知道，重視，支持超算應用這個行業。現在，國家從整個戰略層面發展智能製造，包括從軍民融合，包括創新創業，都想發展自己的自主可控的專業技術和產品。在這個過程中，我們一是保持與產業的溝通、與高校相關專家教授的溝通、與客戶的溝通，通過這樣的溝通和協同，達到了協同創新的目標。同時，從市場中分析機遇、從技術能力上分析機遇、從服務模式上分析技術。日積月累，我們掌握了大量客戶的具體需求場景，也總結歸納出很多共性需求。
第二點是過程也是成果。企業通過超算公共服務平臺來實現企業的創新目標，需要有一個過程。這個過程的速度提升需要兩個方面的結合。一是我們自己的工業軟件企業，能不能真正幫助到客戶，不是僅僅講理論與方法，還要把它落實到位。在這個方面企業更多的是追求現實可直接獲得的效益，對於中長期的研發佈局，需要幫助企業逐步地嚐到甜頭，逐步地提升認識。還有一個方面，超算的公共服務體系在服務當中不斷的提升平臺得價值，不僅是技術價值，還包括數據價值、展示價值、人才培養價值等。在這個過程中我們也做了大量的工作。包括對於客戶需求的理解，對於客戶案列的展示等等。每個過程、每次的交流都有收穫，都有借鑑。
在我們發展得過程中也得到了海淀區、北京市和國家火炬計劃項目的支持和鼓勵。中國工業軟件聯盟、中國工業服務聯盟的領導和專家也給了我們很多寶貴建議。眾所周知，我國已制定《中國製造2025》國家戰略，戰略目標的達成需要一步一個腳印的落實和執行，堅持正確的方向，每步努力都有階段成果，逐步達成戰略目標。
第三點是重點佈局智力的深度挖掘，包括已有知識的挖掘和關鍵技術的突破。這一塊是最難的，也會是最富有成效的。我想應該有好的機制、好的方法、好的合作模式，以市場作為引領，這個路是走得通的。為什麼這麼講呢？因為包括中科院，高校其實有很多很好的成果。那這些成果如何很好的轉化出來，我們在培養人才的過程中，關注到國家的一些重大關鍵前沿技術，哪些是可以突破的，形成一個個的小分隊，一個個的去突破。也許一個突破會在一個面上形成一個引領。那這些面多了，就形成一個體系。在這一塊的溝通，是最難的。我們國家已經在鼓勵創新創業，同時實施包括軍民融合、創新創業、一帶一路等大的戰略。我相信在這樣一個大的市場需求背景引領下，完全有可能把我們的很多技術，圍繞市場的發展融合起來。建立好的機制，探索好的方法，形成好的服務路徑。
五、堅持市場化目標導向 開放包容構建創新體系
錢博士：超算堅持市場化路線，不斷地加強包括專家的溝通，政府的溝通，產業的溝通，也是希望打造這樣一個聯合體。在這個溝通的過程中，我想超算能發揮的優勢有下面3個方面：
第一個方面，就是我們掌握了很多代表性行業的一些典型的應用，包括服務過的典型客戶。這些是我們進一步和這些院校深度聯合創新研發的基礎。因為有了這樣一個基礎，我們和很多專家教授講的是共同語言，我們不是隻講IT的語言，還有專家熟悉的行業大數據語言。這樣專家教授就更容易理解超算如何發揮效能，而且在超算這個大平臺下，專家如何發揮自己的效能可以很好地明確下來。這一點來件，我們和合作過的專家學者有共識。
第二點我們積累了很多行業的資源，我們在積累行業資源的過程中，我們就瞭解很多行業很多代表性的需求。有的可以把它提煉成科學問題，有的可以把它作為技術應用的關鍵攻關問題，有的可以把它作為產業化的項目來進行落地。就在這一塊，我們相對於很多專家學者更瞭解客戶的需求和賦予客戶智能化和智慧化能。很多專家的技術，我們瞭解它具體的應用場景，可以幫到專家學者進一步的轉化出來。這是第二個優勢。
第三我們也是在發展過程中逐步探索了一個好的模式。包括面向園區，面向產業集群的超算服務。包括怎麼樣把項目、資金、以及行業需求很好的結合起來。包括產學研一體化體系的運行。因為構建超算公共服務平臺，單靠超算技術不足以形成體系。可以進一步擴展，在產學研的基礎上，也要構建一個政產學研金介媒體的大協作體系。比如中國計算網、中國測控網，都是很好的行業平臺。我們是希望通過平臺平臺之間的合作，把一些需求進行歸類，聚類，深度挖掘。
通過這三方面的優勢，面向產業智能化和信息化需求，以科技和金融為驅動，專家人才作為保障，不斷聚集協同創新力量，走出一條超算公共服務平臺融合產業發展的創新之路。
六、協同創新產業報國 構建生態永不止步
錢博士：我把我的設想分成幾個方面。
第一個是面向《中國製造2025》，加大人才培養。我們將聯合各個大學、中科院，來形成一個產學研的合作體系。比如我們與清華大學，山東大學，內蒙古工業大學，西安建築科技大學等相關的院校，已建立起相關的合作。這個體系構建起來以後，我們面向產業的需求，加速培養以工業創新設計，自主產品研發的一個整體的人才培養體系。因為沒有人才的梯隊建設，就沒有持續創新的後備力量，創新的速度效率上都會受到制約。
第二個我們想聯合國內工業軟件企業，以工信部作為依託，聯合中國電子科技集團，中國核工業集團等一些重要的產業部門，發掘一些重點行業的關鍵需求，在一些關鍵領域可以突破的地方，形成若干個產學研合作項目。在這裡面，我們貢獻我們的超算力量。在一些共性的需要研發的地方，我們以市場化的方式，企業化的方式真正提供這種交鑰匙的工程計算服務，而不是滿足於寫論文，寫報告的層面。這樣在產業內形成若干個示範效應之後，對整個中小企業的帶動就有影響。在這方面也是希望能夠得到工信部、發改委、經信委等兩化融合方面政策的支持和引導。
第三個想法是想構建一個產業研發協同創新的中心。這個中心是以數據為基礎。每個行業都有行業的數據，每個行業都有相關的專家。我們希望聯合起來，共建超算研究院的設想。共建超算研究院，面向行業的需求，建立研究所，根據行業的細分需求成立研究室。也是參考一些研究院的（組織架構）佈局，形成以超算創新協同的一個研究體系。我們也會聘請相關的專家，擔任我們的名譽院長，指導院長。形成以面向行業需求應用，《中國製造2025》十大新興領域作為目標導向，我們圍繞這個目標來共建一個研究院的體系。圍繞這個研究院，我們提供以超算產業應用為目標的創新體系服務。這個研究院把我們超算從機制創新到服務創新，技術創新的融合。來形成這樣一個共贏的生態體系。因為這樣一個體系，可以綜合利用，挖掘中科院，清華，北大等科研高校的一些前沿的重大關鍵技術。
第四個方面，共同語言的培養。超算是希望通過與政府，專家，人才的溝通。培養共同的語言。通過市場化的機制，資本的槓桿，我們重點培育若干個方向，比如在能源、交通、海洋、智能製造等這幾個重點領域。我們通過產業集群引導，產業孵化，VC,PE，天使投資人等，聚集更多投資人，讓我們更多的優秀項目可以落地孵化，可以進行產業化。
通過這四個方面的目標實現，我想超算的夢想，也是大家的夢想，一定可以把超算技術推進到一個相當高的水平。在重點的領域，在協同創新的機制下，我們在若干個領域，可以形成一個以超算支撐的重點突破。
七、人才培養青出於藍 知行合一奮鬥圓夢
錢博士：對於即將畢業走向工作崗位的青年學生，骨幹人才，從大學到研究生的教育，已經打好了一個很好的基礎。結合我的經歷提出幾點建議，供大家參考。
一是明志。有志者事竟成，面向創新發展，要明確自己的志向。因為在現實世界中會遇到各種因素和各種信息，一旦人有了目標之後，可以把更多的精力聚焦到自己感興趣的領域。可以把時間更有效的利用起來。
第二點是歷練。千里之行始於足下，在行動上以奮鬥者精神指引自己，從小處著手，在小的地方去落腳。勤學苦練，把自己的所學變成所用，在不斷用的過程中提升自己。
第三個是溝通。包括與同事的溝通，與上級的溝通，與客戶的溝通。即使畢業之後，還要加強與導師的溝通，關注一些前沿的技術趨勢。提升自己的眼界。
最後一點堅持。前進中的道路都是有波折，有挑戰的，要樹立信心。不斷地激勵自己把大的目標分解成小的目標，一步一個腳印的一點點的去實現。
我相信把剛才講的這幾個步驟，從樹立目標，再到真抓實幹，再到怎麼溝通和協同，然後再到一步步的目標分解和實現；相信不斷地通過這種螺旋式的上升，一定能達到自己想要的這種目的。實現自己的人生價值。
八、對標一流基業長青 真誠服務不忘初心
錢博士：我認為首先還是要重視用戶的需求。要深入到用戶的需求場景當中去，用戶的需求還是（研發創新）引領的動力。因為整個系統來講，整個超算服務系統構建，分成了很多的行業，每個行業都有不同的維度。
第一個就是深入用戶的場景，瞭解它具體的需求，它現有的生產體系，現有的裝備體系，現有的供應體系，如何數據化，數據化之後如何發掘裡面的數據價值。發掘數據價值之後，如何形成會控制的芯片，會算的超算大腦，會有效地反饋給客戶。最後通過這種方式形成體系化的運行。第一點必須堅持用戶需求為導向。
第二個加強技術的聯合。超算已經聚集起一部分力量。但是支撐《中國製造2025》來說，這個還需要更多，更廣層面的協同。我們也希望也藉助各種機會，與相關的專家，院士，形成一個聯合體。通過密切的溝通，協同和機制的設計，為企業提供技術的集群。把超算人的集群建立起來。
第三個，我想就是構建一個生態。這個生態從政策層面的頂層設計，包括從規劃層面的戰略部署，包括從落地層面的刻畫和細節論證，形成從頂層的設計，到中間層的規劃，到底層的執行。當然也包括媒體層面，宣傳層面的鼓與呼。超算科技希望把力量聯接起來，形成面向國家智能製造的戰略支撐，這需要多家單位的協同。國家需要我們，行業需要我們，做出成績來，所有形成這個體系的各方力量都會從中受益。因為這個體系逐步建立起來，國家的智能製造方面的創新發展也逐步形成強有力的依託，在這個大發展的過程中，把產業蛋糕做大了，自然有我們的一小杯羹。
勇於創新，逐夢新時代，真誠祝福超算科技能夠基業長青，為我國科技進步作出更大的貢獻。
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