星火燎原创新路 为国而研开拓时

刘有婷

科学发展的大潮滚滚而来，特别是在人工智能时代，摆脱国外的技术压迫，走出一条属于自己的自主创新之路则显得尤为重要。随着几十年科学技术的进步，高性能计算的数值模拟水平已经成为一个国家科学领导地位的关键、经济竞争力的关键、国家安全的关键。衡量企业、高校和研究院所高科技水平的试金石。

高性能计算的关键在于应用、在于软件。在如此关系到国家兴衰存亡的科技领域，做出属于中国自己的高科技科研成果，对于提高我国关键科研领域的国际竞争力有着至关重要的作用。正是在这一背景下，元计算（天津）科技发展有限公司（以下简称“元计算”）这一以发明有限元语言为核心技术的高科技公司应运而生。

自2 0 0 9年成立以来，公司一直在致力于研究高性能数值仿真软件技术，根据我国工程与科学创新的需求，发展了包括大规模与超大规模并行运算、航空航天、新型武器设计、石油勘探开采、地震预报预测等多个领域的有限元软件。十几年的企业发展历程，他们砥砺前行，走出了一条属于自己的自主创新道路，在中国乃至世界的高性能数值仿真软件技术研究中发出了属于元计算的科技之声。

为祖国的需要而研

科学技术是第一生产力，只有科技领先，国力才能强大。习近平总书记曾说过：“让企业真正成为技术创新主体。”作为新世纪科技发展的中坚力量，如何能够打破封锁，研发自主软件；积累关键数据，使技术不必受制于人，提升产品质量和竞争力。十几年来，元计算一直未曾忘却自己的初衷与使命。

“现如今，随着国内外形势的日渐严峻，很多国外的商业软件对我国展开了禁售，即使之前买过，现在也仅限于有使用权，不再提供相关维护以及设计服务。如果有一天国外不给我们提供相关软件，很多高科技企业将面临前所未有的危机。”元计算常务副总经理周永发说。而元计算公司多年来默默无闻，扎根研究领域所做的工作就是致力于解决高新技术领域研究中的“卡脖子”问题。

事实上，软件技术的开发是一个需要长时间积累的储备性工作。它不是单纯的传统意义上的软件，而是需要将很多工业知识集成到其中，是经过长期工程实践和数据积累的知识综合体。在十几年的公司发展过程中，元计算对于技术与数据的积累从未停滞。

他们深知，如果开发软件没有与实际的业务或流程结合起来，软件的生命力就不会长久。为规避国外商业软件“卡脖子”事件再次发生，逐步摆脱国外商业软件制约。元计算公司从工程与科学实际提出的重大技术问题中吸取发展动力，从企业、工农业生产面临的重大工程与科学技术问题入手，解决大规模与超大规模工程与科学计算问题，建设基于知识的企业产品仿真生态系统，构建“软硬一体化生态格局”。通过多年的科研实践与开拓，在领域内产生了一定的影响力。

坚实的企业核心技术支撑

技术创新是企业立足之本，是持续发展之路。“一直以来，国内从事软件开发工作的单位与机构有很多，但是不可否认的是，很多软件技术的先进性与方便性仍与国外相差甚远。”周永发说。在这一背景下，研发出企业独有的技术创新成果，形成自己的技术竞争优势，才能让企业在高新技术的不断发展更替中真正立足。

如今，高性能计算仿真分析发展迎来新的挑战，高性能计算与专用硬件的结合是最优的解决路径。在元计算技术总监郑亮的介绍下，记者了解到，“目前，通用CAE市場是巨头的游戏，如果以我们现在的技术体量与国外诸如西门子之类的大公司相比的话是无法比较的。与其跟他们硬碰硬，不如独辟蹊径，在国产的硬件去发力，为其构建‘软硬一体化生态格局，加速国产化高性能数值仿真应用升级”。而这一目标的实现，便少不了元计算的中坚技术——“有限元语言及其编译器”系统FELAC（Finite Element Language And its Compiler）的支撑。

追根溯源，FELAC是中科院数学与系统科学研究院梁国平研究员数年研究工作的晶核。其设计思想主要是采用元件化（即组件化）的程序设计方法和人工智能技术，根据有限元方法统一的数学原理及其内在规律，类似于数学公式推理方法，由计算机自动产生有限元程序。用户只需输入有限元方法所需的各种表达式和公式，即可由有限元程序自动生成系统自动产生所需的全部有限元计算的源程序。

这一自动生成技术从根本上改变了有限元软件技术的落后局面，把广大工程师和科学家从烦琐、重复的有限元编程劳动中彻底解放了出来。值得一提的是，“有限元程序自动生成系统”这一研究成果还曾于1995年获得国家科技进步奖二等奖，被专家鉴定为具有国际领先水平的有限元软件。

纵观国内外的软件研发历史，一个国产工业应用软件可能需要十几年甚至几十年的持续发展才能完善起来。但是不少软件的获奖也就是它走向消亡的开始。这便是软件行业最为心痛的现状。与前人不同的是，以周永发、郑亮为代表的元计算新一代中坚技术人才，并没有停止对有限元程序自动生成系统相关技术的设计和功能完善。在之前的研究基础上，他们又通过不断创新开拓，相继发展了FELAC2.0、FELAC v3.0等多个升级版本，能够适应从各种PC到各种服务器并行机的有限元计算需求。

如今，FELAC适用于任何领域采用有限元方法求解各种微分方程问题。近年来，该系统已被国内外数十所著名大学和研究机构采用，已广泛应用于钢铁冶炼、石油勘探、铁路运输、水利建设、高温超导等十多个领域。在与华为的合作中，他们还将FELAC与华为鲲鹏生态适配，打造纯国产高性能数值仿真软硬件一体化解决方案，为自主可控高性能工业软件生态建设提供了新的思路。“通过官方统计，这项技术已经解决了约300多个工程问题，而这些问题都是普通的商业软件难以攻克的。如今我们也在利用这一技术参与国家科技部的重点研发计划项目。”周永发说。

十几年未改的企业情怀

在北京的中关村，流传着这样一个笑话：以前在这里，一块牌子掉下来，砸到10个人，9个是卖电子产品的，1个是创业者。2014年，这里新注册科技企业超过1.3万家，创客密度已经超过美国硅谷。多少年风雨变迁，在互联网科技急速发展的现状下，许多企业早已退出了这一创业大潮中，谈及于此，周永发内心十分唏嘘。

“其实最初，有限元程序自动生成系统的提出，是在国际上处于领先地位的。但是随着世界技术的更替，国际上的某些技术成果一直在模仿、超越，这让我们也充满了紧迫感与危机感。”他说。而因为元计算公司所研发的技术所针对的都是一些难以解决的科学性问题，而不是生产线上的流水性工作，所以公司在经费支撑方面遇到了很大困难。

技术难度大、回报率低，导致很多同行转换了自己的研究领域。作为软件开发行业的“黄埔军校”，十几年来他们为领域内培养了许多创新人才，如今，却不得不面临着严重的人才流失，每每谈及这些，元计算的董事长李金强都倍感痛心。

他深知，不管是对于企业还是个人来说，十几年沉下心来，一直坚持做一件事都需要很强的毅力。但元计算却始终坚守在自己的领域中创新开拓，走过了十几载风风雨雨。其最大的心愿便是希望能将自己所研发的技术真正为国为民所用，使其在国际上形成自己的权威技术优势。

“星星之火，可以燎原。”而目前元计算所在的领域正处于星星之火在散去的现状之中。但即使前路面临着诸多困难，元计算的从业者们也从未退却。他们始终坚信：在行业内做翻江倒海的事情，无非就是默默无闻地干，干自己喜欢的事情。今后，他们还将永葆自己内心的炙热情怀，在高性能计算这一关键领域打响企业知名度，为国家与社会发展注入属于元计算的创新力量！