城市中的工業領域是元宇宙施展的廣闊天地，工業元宇宙則是工業數字化不斷深化產生的新概念，呈現出“虛擬與現實”“機器與智慧”“數字經濟與實體經濟”互相融合等特點。

在發展工業元宇宙的過程中，工程仿真技術作為關鍵技術之一備受業內關注，其中算力的重要性也愈發凸顯。工業元宇宙未來將如何更好賦能和變革眾多行業？近期，新華社記者專訪國家超算無錫中心工程仿真生態負責人、神工坊創始人任虎，與其交流這一前沿領域的最新發展趨勢。

人物專訪

記者：目前很多地方都在推進新型工業化，您作為工程仿真領域的專家，能否談談工業元宇宙是如何助力高新技術產業發展的？在數字化轉型中起到怎樣的作用？

任虎： 在當今這個日新月異的時代，大多數行業正在經歷數字化的變革。工業元宇宙是比數字化、智能化更宏大的一種概念，更多地聚焦需求側的發展。 簡而言之，發展工業元宇宙就是在數字世界中，圍繞需求方構建起工業全生命周期的閉環。

在這個閉環中，用戶可以在數字世界中定制個性化的產品，并借助智能手段實現自動化的設計研發等。以汽車行業為例，用戶可以根據個性化需求，在設計研發環節實現精準定制，通過智能化的自動設計研發系統，大幅減少工程師投入和試驗成本，這是非常令人神往的工業場景。

記者：作為無錫超算“孕育”而生的神工坊團隊，目前是否有一些成熟的工程仿真技術的應用？

任虎：我們依托超級計算機，運用高性能計算技術賦能工業設計。在高端裝備領域，如航空發動機的研發，在過去缺乏數字化設計手段的時候，需要依賴大量的試驗，后來工業軟件引入使用，現正逐步邁向系統集成化，能夠實現對包含零部件細節的復雜產品整體進行精準把控。在過去的幾年時間里，我們與國內頂尖的航空發動機生產商合作，依托“神威·太湖之光”超算平臺的支持，實現的網格規模高達10億級別，能夠模擬航空發動機燃燒室極端工況。有多極端呢？好比在12級大風中點燃一根蠟燭。

隨著算力的快速發展，更先進的設計方案正不斷涌現。針對新興領域和面向中小企業的垂直場景中，我們基于先進計算技術搭建了一個高性能仿真的SaaS平臺 ，將更多的計算資源和仿真軟件資源通過云服務的方式讓更多中小企業能夠以低成本快速獲取，目前注冊的工業用戶已超過1000個 。

記者：您覺得工業互聯網、工業元宇宙等概念的區別是什么？有遞進關系嗎？

任虎：確實存在遞進關系。隨著數字化進程的深入推進，技術也在不斷迭代更新。我們接入互聯網后，就開始探索工業互聯網的發展路徑，通過把設備和機床等連接起來，實現連續性和高效率的生產。隨后，我們將迎來工業4.0時代，這一時代的要求的不僅僅是連續性和高效率，還需要在低成本的狀態下實現小批量定制化和柔性化的生產。隨著信息化和數字化的進一步發展，工業元宇宙則更加強調構筑一個完整的數字化世界，形成覆蓋工業全生命周期的閉環，這可以說是未來數字工業發展的雛形。在工業元宇宙的框架下，我們能夠在定制化生產的基礎上實現自動化的設計研發，突破生產環節的局限，并追求更高質量滿足個性需求的產品。

記者：在工業元宇宙的布局下，工程仿真技術如何改變了傳統的工程設計和測試流程？近年來取得了哪些重大突破？

任虎：工程仿真技術經過多年的發展，影響也很深遠，能夠通過數字化的設計研發手段大幅減少物理試驗需求，極大程度降低了測試成本。對于一些復雜度較低的產品，僅需做終試就能定型。在未來，隨著技術的不斷進步，有可能實現無需進行終試，所有問題都可以在數字化世界里解決。通過工程仿真技術，從新能源汽車到商用飛機，能夠有效剔除大量冗余的測試環節，從而減少生產時間，進一步提升生產效率、降低成本。

記者：加快推進工業元宇宙，我們還需要克服哪些挑戰？

任虎：要真正實現自動化、智能化研發，現在的工業軟件性能普遍偏低，為此，我們需要不斷優化，致力于提升軟件的性能與速度。先進計算技術的提升是基礎性問題，然后再做到自動化、智能化的設計研發，甚至是無人化的研發。從軟件自身技術層面上來講，也需要不斷取得突破，例如，通過模板化、參數化、自動化等手段，降低工業軟件自動運行過程中接口之間的復雜度，提升軟件的易用性、高效性和便捷性。

當前，我們神工坊團隊也正朝著這些方向努力。以航空發動機領域為例，我們成功開發了高性能數值模擬框架，可以實現低代碼開發，把大量的共性問題放在框架下去解決。展望未來，我們致力于將CAE技術變成“平臺+APP”的模式運行，推動工業軟件的全面升級與發展。

記者：工程仿真技術會與物聯網、云計算、數字孿生等先進計算技術如何融合？形成怎樣的產業生態？

任虎：物聯網作為工業互聯網的物理基礎，強調的是硬件級的對接。在此基礎上，工業互聯網通過嫁接一些生產級的調度，優化相關算法和軟件，進而邁向工業4.0的發展階段，再往上更進一步，就是構建與用戶需求相關的數字模型，建立龐大的工業數字世界，通過與物理世界聯動形成工業元宇宙。這其中，算力作為發展的核心基礎硬件，需要不斷迭代的算法支持。值得一提的是，人工智能與CAE技術各具特色，人工智能以數據為驅動，強調計算的高效性，而CAE技術則側重于知識的運用，雖然計算速度相對較慢，但在專業領域具有深厚的理論基礎。因此，將兩者進行結合，充分發揮各自的優勢，是我們當前在高性能數值模擬框架下著力發展的下一代工業引擎。

記者：談一談神工坊團隊，從2016年來到無錫超算，經歷了哪些過程？通過這些年的不斷深耕，是否有形成核心競爭力？

任虎：我們這個團隊與超算密不可分，也頗具故事性。我本人早年在西北工業大學學習力學相關知識，畢業后投身于航空工業領域。然而，在工作期間，我驚訝地發現很多設計軟件都使用的是國外的，這激發了我內心深處的一個念頭——能否自主研發國產設計軟件。因此，我毅然決定重返校園，繼續深造攻讀研究生學位。

后來，我發現算力和算法的重要性不可或缺，偶然一次機會，我接觸到了超算。當時來加入無錫中心的時候，無錫中心還沒有正式掛牌，后來“神威·太湖之光”聲名大振，也是伴隨著無錫超算中心的成立，我創立了高性能工業仿真方向的部門，當時部門只有我一人。

憑著一腔熱忱與莫大的信心，我們堅信國內一定能自主開發出優質的工業軟件。為了這個心底的信念，我們一步一步探索，不停地在鉆研。

目前，我們神工坊團隊擁有研發人員約15人，都是“大浪淘沙”留下的青年人才，有情懷、有想法、愿意干實事，團隊的平均年齡還不到30歲。大家心中都想著“為國家做科研”、“為國家而創業”。

談到神工坊的核心競爭力，我認為是在于積極擁抱了先進計算技術，包括高性能計算、人工智能和云計算，作為國內少數借助超算做工程仿真的團隊，很多國外知名的商業軟件在計算性能上都遠不及我們。

記者：你們團隊的名字很有意思，為什么叫“神工坊”？

任虎：神工坊的“神”代表“神威·太湖之光”，“工”代表我們聚焦于工程計算領域，“坊”又和工業仿真有諧音關系，這也給人一種務實的感覺。神工坊這個名字一方面講出了我們是以先進計算技術為驅動的出身背景，另一方面，也有人說這名字還有鬼斧神工的意味，我們立志做的事帶著點“未來感”。

記者：現在國家對科研人才培養非常重視，從組建神工坊來說，您最看重青年科研人才的什么能力？

任虎：在當今的這個時代，人才的定義也在經歷變革。在過去，擁有豐富知識的人被稱為人才，但隨著信息化和智能化時代的到來，如果一個人所做的事情和機器類似，那么他就失去了核心競爭力，所以人才必須要有快速學習新事物的能力，能夠快速應變、不斷創新。科研人才不一定要一門心思撲在學術論文上，也可以把“論文”寫進產品里、寫到中華大地上，解決真實問題。

從神工坊來說，我們更看重應用型人才的培養。因為我們研究的領域需要計算機交叉型人才，既要懂工業、計算機，還要懂數學相關知識。當然，個人的技術專長不需要面面俱到，因為團隊協作的精髓在于充分發揮每個成員的優勢。我們不需要每個成員都達到全面均衡的發展水平，而是要以發展的眼光看待人才培養，共同推動團隊的整體進步。

記者：神工坊有哪些未來的規劃或者構想？

任虎：我們近期的計劃是將多年來積累的高性能計算技術進行產品化，中期目標是構建一個以先進計算為核心的研發與應用的生態體系。從長遠來看，我們致力于打造工業4.0或者工業元宇宙中的物理引擎，實現自動化的設計研發。

我們神工坊立志成為國內下一代工業仿真行業的領軍者，致力于打造工業元宇宙時代頂尖的物理引擎。

人物介紹

受訪人：任虎

神工坊創始人&CEO

◎ 西北工業大學工程力學本碩、清華大學計算機系博士、高級工程師

◎ 無錫超算先進制造部部長、工程仿真生態負責人

◎ 牽頭或參與5項國家重點研發計劃課題、國家“工業互聯網創新發展工程”項目及若干江蘇省重點科技計劃

◎ 獲得國家一級學會科技進步一等獎，無錫市“百名科技之星”等多項榮譽