超算科技--自主工业计算创新的实干先锋

2018-05-10 16:06 企业新闻   来源:中国测控网

导读5月7日,在中国电子信息产业集团有限公司主办,中国电子国际展览广告有限责任公司,中国测控网承办的未来装备创新发展论坛期间,记者有幸采访到了来自北京超算科技有限公司的总工程师钱华山博士。  

5月7日,在中国电子信息产业集团有限公司主办,中国电子国际展览广告有限责任公司,中国测控网承办的未来装备创新发展论坛期间,记者有幸采访到了来自北京超算科技有限公司的总工程师钱华山博士。作为自主有限元计算及工程应用的领军企业,超算科技扛起了自主创新的大旗,多年来埋头研发,在强敌环伺的残酷市场环境中创造了多项先例,为我国科研创新及智能制造提供了有力的支撑。以下是采访实录:(因为采访内容较多,分成几个独立的标题,方便大家阅读)


北京超算科技有限公司 钱华山总工程师在2018未来装备创新发展论坛报告分享


北京超算科技有限公司 钱华山总工程师 接受中国测控网记者现场采访

一、自主创新打破垄断 正视差距勇往直前

记者:在工业计算领域,仿真工程应用领域一直是国外的巨头处于垄断地位,比如msc,达索,ansys,西门子等。我们起步比较晚。您能够坚持这么多年做自主创新,首先我是非常佩服您的执着与钻研。装备智能化的实现,离不开超级计算软件平台的支持,这一块我们目前与国外的差距有多大?

钱博士:国外从1950年左右就开始做这块的研发。先后得到了NASA,西屋等一些政府及企业的重要项目的支持,美国在发展先进计算技术这块一直非常的专注,而且投入也比较大。在60年代的时候,美国采用政府支持的方式,把整个计算软件提高到一个比较高的水平。通过政府项目和一些部门的项目的实施,使计算能力得到了实践。所以从起步来说,美国要比我们早。随着计算机的普及,以及商业化的应用,加上这么多年的技术积累,总体来说,国外在仿真方面还是处于一个领先的地位。在国内,我们国家从方法原理本身来说,最早是我国的计算数学家冯康院士,独立于西方提出有限元方法。不过,后续我国在进一步的开发和进一步的应用上面也受制于当时的条件和工业基础,在软件系统方面的进展缓慢展。

80年代初,北京大学,中国科学院,郑州机械研究所,大连理工大学,先后发展了自己的计算系统。这些系统从功能上来讲,既有自己研发的,也有消化吸收再创新的功能。从那个时候开始,经过持续的努力,应该说在结构仿真方面,我们与国外水平差不太多。也就是在5-10年之间的差距。在细分的领域,比如固体力学计算领域我们国家整体能力与国外接近。其他方面,在材料,电磁方面我们还是比较落后的。时间大概10年左右的差距。

到90年代之后,随着引进国外技术,ansys,msc,等;我们国内自主的一些技术的研发受到了冲击。因为国外(仿真软件)在商业化、服务、技术成熟度方面确实足够有吸引力。而且当时我们国家经济建设从1990年到2005年是一个大的发展阶段,从可用性,可靠性来讲,国外的软件先进程度整体上领先于国内。所以,更多的是引进国外的软件,国家也给予支持和重点辅导。通过引进之后,国内的获得的市场和政策支持相对就被削弱了。国内对有限元计算及软件的支持,主要是国家自然科学基金的支持,以及科技部的项目支持,但没有站在产业的角度去做一个系统的统筹规划支持。

从2005年到2015年这段时间,是属于国产工业计算软件调整和进一步提升的时期。国内在这一领域自主品牌的软件,逐步积累和发展,代表性企业包括我们北京超算科技,西安前沿动力,大连英特仿真,天津元计算、上海中仿科技等,通过坚持自己的自主发展路线,在各自擅长的领域来积累相应的计算功能。

通过这10年多的积累,国内的总体水平与国外相比也是有所缩短。大概在5-10年的时间。在模型和算法方面,我们国家改革开放30年积累了很多研究成果,这也为我们自主CAE软件的发展奠定了很好的基础。所以总体上来讲有不到10年的差距。我想这个差距可以通过我们的市场以及快速的协同创新,来加速缩短这个差距。同时在某些特定领域,比如高精度有限元,混合有限元,非线性分析等方面,我们国家积累的专利技术和特征模型,可以为我们自身的自主软件开发所用,形成特定优势。

二、落实《智能制造2025》 超算科技一直在努力

记者:伴随《中国制造2025》国家战略的实施,传统企业面临一个升级转型的问题,那么在目前工业领域数字化,智能化,物联化转型的阶段,超算科技能够为他们提供什么样的服务?

钱博士:下面围绕这个问题,我想解释一下:超算在为我国工业智能化,从生产工艺方面做了很多定制研发工作。包括很多核心产品的开发,包括借鉴国外软件的成熟经验和案例进行消化吸收再创新的开发。在这些工作当中,也联合了企业智能化需要的关键共性技术。比如说传感技术,测控技术、材料技术。通过超算技术的融合,形成一些共性化的服务于这些企业的能力。

众所周知,企业做创新的过程还是比较艰辛的。从人才的储备,知识的储备,资金的支持,方向的明确,重点关键技术的突破,都需要企业付出很多,在没有效益之前都是成本项,投入项。如果是基于传统的设计、制造模式,企业做自主研发和产品创新,付出的代价会很高。

我们围绕工厂的智能化这块,综合的,像传感技术,测控技术,材料技术、超算技术,3D打印技术等形成一个技术群,来服务于企业智能化的一些共性关键需求。有了这样一个共性关键技术支撑之后,用户关注的点就可以放在市场战略上面,对标世界上先进的企业,这些企业的产品客户定位在哪里,构建的产品优势在哪里,还可以改进的地方在哪里?结合企业自身的生产条件,结合战略定位瞄准的用户需求,消化吸收、优化改进。有这样的关键共性技术群的支撑后,企业创新的成本就会降低。好比有一把梯子给了企业,可以直接通过梯子站到更高的层面,可以面向国际化竞争,而不需要企业自己从头干,从头积累。这样帮助企业节约了大量的时间成本,财务成本,人力资源成本。

那结合企业的共性需求,我们超算科技通过努力建立的超算公共服务平台可以给用户提供一个企业智能化关键技术支撑的系统,我们通过联合清华大学在传感器方面的技术优势,联合北京科技大学、航空材料研究院在材料方面的优势,西北工业大学,西安交通大学在3D打印方面的优势,联合共建协同创新平台,为客户打造一个敏捷制造、柔性生产的能力。

在整个企业的智慧化上,把企业智慧化的需求分解成:对于材料方面的需求,对于传感感知方面的需求,对于计算数据挖掘和智能预测方面的需求,对工艺过程进行自适应控制的需求,这些需求通过形成企业智能制造技术群的方式来实现。把这些需求层层分解了来看,我们相信结合我们企业现有的工业基础,结合国内以中国科学院,清华大学,北京大学,北京航空航天大学、北京科技大学等相关院所的技术优势,以超算公共服务平台作为桥梁和纽带,实现技术群的联接和融合,围绕企业的智慧化和智能化,可以实实在在地帮助到我们的企业用户。在这里我举两个具有代表性的例子:

一个是我们给国有企业服务的例子。以油田开发为例,在它整个生产开发过程中,油水井是油田生产的生命线。采油过程中,采油设备的运行效率,采油工艺的合理性和有效性,注采活动的安全性等,需要通过数据采集、数据处理和挖掘、图像处理、地应力分析等超算系统支持的数字化、智慧化开发体系。我们在可采储量评价、提供采收率、智能故障诊断、抽采一体化、注采条件下套管安全预警、套损大数据控制等方面提供了一整套的超算系统支撑,为实现油田持续高效开发提供大数据和模型支撑。这个体系已经在大庆油田建立,目前进一步在胜利、长庆、辽河、冀东和塔里木进行推广和应用。这套体系可以帮助油田企业在实现精准采油方面形成系统化、数据化、智能化支撑。

另一个例子是我们的广大的民营企业。民营企业在整个生产当中,它的整个设备涉及到很多工艺参数的管控,比如温度,流量,压力等等。企业希望有一整套的,根据它的条件自动反馈的机制。这种机制,我们围绕它的工艺装备通过提供超算平台服务来实现。将采集的数据,通过通讯网络传递到企业的数据中心,通过建立企业实用的超算中心,对采集的数据运用超算平台进行归类、聚类、建模、仿真等大数据挖掘,之后,再将挖掘得到的结果反馈到工艺流水线,通过接收反馈的工艺流水线上的智能控制装置实现自适应控制。我们通过联合前端感知、通讯,到后台的数据挖掘,再到工艺流水线的反馈,形成一个闭环。而这个闭环是当前工厂智能化,智慧化要做的一个关键环节。

我们目前在这个模式上已经清晰了,并已形成了示范案例。下一步我们将在两个方面推进超算公共服务平台的合作。一是在技术上的联合中国科学院和高校的行业专家,通过超算+的方式实现整体技术输出。二是我们围绕客户的需求,深度密集调研,面向行业大数据拓展超算公共服务平台共性和个性服务能力,逐步建立起满足行业大数据挖掘需要的智能化超算服务系统。

三、打造协同创新平台,超算甘做桥梁和纽带

记者:我在您的报告当中看到几个关键词:超算科技立志于打造一个平台。那么这个平台,站在产业的角度,站在国家战略的高度,该如何去理解?

钱博士:从广义上讲,对这个平台的理解是一个支撑。包括专家的支撑、智力的支撑、人才的支撑、还有超算软硬件系统的支撑,包括传感器、材料、服务器、数据中心、超算中心、系统创新中心等等。是一种在当前时代背景下,实现智力红利的产学研体系。

超算是工业创新的皇冠,是联接技术形成集群效应的桥梁和纽带。联合国内多方面的力量共建一个超算公共服务平台,以用户的应用为导向,帮助用户面向国际化的市场需求,站在高处,构建面向国际的企业竞争能力,实现企业核心自主产品打造,核心能力的自主可控。好比站在巨人的肩膀上,站得高,看得远。

从狭义上来讲,超算平台是一个大数据挖掘平台,包括数值仿真平台、人工智能平台和大系统优化平台。超算平台通过软连接和硬连接,能够为用户构建一个从软件,硬件,人才,科技的综合运行体系。这个体系能够实实在在的帮助到客户。体系以超算公共服务平台作为抓手,能够实实在在交付给客户的交钥匙服务,能让客户很快就可以运用这个平台进行产品创新设计,提升竞争能力。比如,帮客户降低了多少成本,增加多少效益;在生产安全上面实现了数据管控,在节能环保方面有了数据支撑。这个平台以数据化、可视化、系统化、实用化的方式展现出来。企业领导有报表,企业职工知道怎么做。

四、困难挑战皆机遇 乐观奋进天助力

记者:立足自主创新是一条非常艰难的道路,在您从事有限元计算相关科研创新的这么多年中,您面临的最大的困惑,困难,以及机遇是什么?

钱博士:总的来讲,困难也是机遇,挑战也是机遇。

在这个超算平台研发过程中,我们也是坚定信念、明确目标、小步快跑得方式逐步走来。在当前我国创新发展的大好形势下,抓住机遇,克服困难,接受挑战,完成时代赋予的使命是超算科技发展的指导原则。正所谓自助者天助。在探索前进的道路上谈谈我们的几点心得: 第一点是坚持市场导向。我们的产品,服务,满足企业和国家需求需要服务大量艰苦的智力劳动。一方面我们呼吁,希望更多的人关注,了解,知道,重视,支持超算应用这个行业。现在,国家从整个战略层面发展智能制造,包括从军民融合,包括创新创业,都想发展自己的自主可控的专业技术和产品。在这个过程中,我们一是保持与产业的沟通、与高校相关专家教授的沟通、与客户的沟通,通过这样的沟通和协同,达到了协同创新的目标。同时,从市场中分析机遇、从技术能力上分析机遇、从服务模式上分析技术。日积月累,我们掌握了大量客户的具体需求场景,也总结归纳出很多共性需求。

第二点是过程也是成果。企业通过超算公共服务平台来实现企业的创新目标,需要有一个过程。这个过程的速度提升需要两个方面的结合。一是我们自己的工业软件企业,能不能真正帮助到客户,不是仅仅讲理论与方法,还要把它落实到位。在这个方面企业更多的是追求现实可直接获得的效益,对于中长期的研发布局,需要帮助企业逐步地尝到甜头,逐步地提升认识。还有一个方面,超算的公共服务体系在服务当中不断的提升平台得价值,不仅是技术价值,还包括数据价值、展示价值、人才培养价值等。在这个过程中我们也做了大量的工作。包括对于客户需求的理解,对于客户案列的展示等等。每个过程、每次的交流都有收获,都有借鉴。

在我们发展得过程中也得到了海淀区、北京市和国家火炬计划项目的支持和鼓励。中国工业软件联盟、中国工业服务联盟的领导和专家也给了我们很多宝贵建议。众所周知,我国已制定《中国制造2025》国家战略,战略目标的达成需要一步一个脚印的落实和执行,坚持正确的方向,每步努力都有阶段成果,逐步达成战略目标。

第三点是重点布局智力的深度挖掘,包括已有知识的挖掘和关键技术的突破。这一块是最难的,也会是最富有成效的。我想应该有好的机制、好的方法、好的合作模式,以市场作为引领,这个路是走得通的。为什么这么讲呢?因为包括中科院,高校其实有很多很好的成果。那这些成果如何很好的转化出来,我们在培养人才的过程中,关注到国家的一些重大关键前沿技术,哪些是可以突破的,形成一个个的小分队,一个个的去突破。也许一个突破会在一个面上形成一个引领。那这些面多了,就形成一个体系。在这一块的沟通,是最难的。我们国家已经在鼓励创新创业,同时实施包括军民融合、创新创业、一带一路等大的战略。我相信在这样一个大的市场需求背景引领下,完全有可能把我们的很多技术,围绕市场的发展融合起来。建立好的机制,探索好的方法,形成好的服务路径。

五、坚持市场化目标导向 开放包容构建创新体系

记者:刚才您提到在构建平台的过程中遇到了很多的困难,要逐步缩小与国外领先企业的差距,但是自主创新面临很多的壁垒,比如体制的壁垒,政策的壁垒,在协同的方面面临很多的困难。超算在这一方面是不是有一些灵活的应对措施,比如如何处理好与高校,重点实验室,或者是专家的共研,一些知识产权的问题?

钱博士:超算坚持市场化路线,不断地加强包括专家的沟通,政府的沟通,产业的沟通,也是希望打造这样一个联合体。在这个沟通的过程中,我想超算能发挥的优势有下面3个方面:

第一个方面,就是我们掌握了很多代表性行业的一些典型的应用,包括服务过的典型客户。这些是我们进一步和这些院校深度联合创新研发的基础。因为有了这样一个基础,我们和很多专家教授讲的是共同语言,我们不是只讲IT的语言,还有专家熟悉的行业大数据语言。这样专家教授就更容易理解超算如何发挥效能,而且在超算这个大平台下,专家如何发挥自己的效能可以很好地明确下来。这一点来件,我们和合作过的专家学者有共识。

第二点我们积累了很多行业的资源,我们在积累行业资源的过程中,我们就了解很多行业很多代表性的需求。有的可以把它提炼成科学问题,有的可以把它作为技术应用的关键攻关问题,有的可以把它作为产业化的项目来进行落地。就在这一块,我们相对于很多专家学者更了解客户的需求和赋予客户智能化和智慧化能。很多专家的技术,我们了解它具体的应用场景,可以帮到专家学者进一步的转化出来。这是第二个优势。

第三我们也是在发展过程中逐步探索了一个好的模式。包括面向园区,面向产业集群的超算服务。包括怎么样把项目、资金、以及行业需求很好的结合起来。包括产学研一体化体系的运行。因为构建超算公共服务平台,单靠超算技术不足以形成体系。可以进一步扩展,在产学研的基础上,也要构建一个政产学研金介媒体的大协作体系。比如中国计算网、中国测控网,都是很好的行业平台。我们是希望通过平台平台之间的合作,把一些需求进行归类,聚类,深度挖掘。

通过这三方面的优势,面向产业智能化和信息化需求,以科技和金融为驱动,专家人才作为保障,不断聚集协同创新力量,走出一条超算公共服务平台融合产业发展的创新之路。

六、协同创新产业报国 构建生态永不止步

记者:关于超算的规划,您有没有一个长远的设想?

钱博士:我把我的设想分成几个方面。

第一个是面向《中国制造2025》,加大人才培养。我们将联合各个大学、中科院,来形成一个产学研的合作体系。比如我们与清华大学,山东大学,内蒙古工业大学,西安建筑科技大学等相关的院校,已建立起相关的合作。这个体系构建起来以后,我们面向产业的需求,加速培养以工业创新设计,自主产品研发的一个整体的人才培养体系。因为没有人才的梯队建设,就没有持续创新的后备力量,创新的速度效率上都会受到制约。

第二个我们想联合国内工业软件企业,以工信部作为依托,联合中国电子科技集团,中国核工业集团等一些重要的产业部门,发掘一些重点行业的关键需求,在一些关键领域可以突破的地方,形成若干个产学研合作项目。在这里面,我们贡献我们的超算力量。在一些共性的需要研发的地方,我们以市场化的方式,企业化的方式真正提供这种交钥匙的工程计算服务,而不是满足于写论文,写报告的层面。这样在产业内形成若干个示范效应之后,对整个中小企业的带动就有影响。在这方面也是希望能够得到工信部、发改委、经信委等两化融合方面政策的支持和引导。

第三个想法是想构建一个产业研发协同创新的中心。这个中心是以数据为基础。每个行业都有行业的数据,每个行业都有相关的专家。我们希望联合起来,共建超算研究院的设想。共建超算研究院,面向行业的需求,建立研究所,根据行业的细分需求成立研究室。也是参考一些研究院的(组织架构)布局,形成以超算创新协同的一个研究体系。我们也会聘请相关的专家,担任我们的名誉院长,指导院长。形成以面向行业需求应用,《中国制造2025》十大新兴领域作为目标导向,我们围绕这个目标来共建一个研究院的体系。围绕这个研究院,我们提供以超算产业应用为目标的创新体系服务。这个研究院把我们超算从机制创新到服务创新,技术创新的融合。来形成这样一个共赢的生态体系。因为这样一个体系,可以综合利用,挖掘中科院,清华,北大等科研高校的一些前沿的重大关键技术。

第四个方面,共同语言的培养。超算是希望通过与政府,专家,人才的沟通。培养共同的语言。通过市场化的机制,资本的杠杆,我们重点培育若干个方向,比如在能源、交通、海洋、智能制造等这几个重点领域。我们通过产业集群引导,产业孵化,VC,PE,天使投资人等,聚集更多投资人,让我们更多的优秀项目可以落地孵化,可以进行产业化。

通过这四个方面的目标实现,我想超算的梦想,也是大家的梦想,一定可以把超算技术推进到一个相当高的水平。在重点的领域,在协同创新的机制下,我们在若干个领域,可以形成一个以超算支撑的重点突破。

七、人才培养青出于蓝 知行合一奋斗圆梦

记者:刚才您也提到,无论是创新还是产业的发展,都离不开人才和人才梯队的培养。您作为一个既做科研也做产业化的企业掌舵人,对于即将毕业的学生,您有什么好的建议给他们?

钱博士:对于即将毕业走向工作岗位的青年学生,骨干人才,从大学到研究生的教育,已经打好了一个很好的基础。结合我的经历提出几点建议,供大家参考。

一是明志。有志者事竟成,面向创新发展,要明确自己的志向。因为在现实世界中会遇到各种因素和各种信息,一旦人有了目标之后,可以把更多的精力聚焦到自己感兴趣的领域。可以把时间更有效的利用起来。

第二点是历练。千里之行始于足下,在行动上以奋斗者精神指引自己,从小处着手,在小的地方去落脚。勤学苦练,把自己的所学变成所用,在不断用的过程中提升自己。

第三个是沟通。包括与同事的沟通,与上级的沟通,与客户的沟通。即使毕业之后,还要加强与导师的沟通,关注一些前沿的技术趋势。提升自己的眼界。

最后一点坚持。前进中的道路都是有波折,有挑战的,要树立信心。不断地激励自己把大的目标分解成小的目标,一步一个脚印的一点点的去实现。

我相信把刚才讲的这几个步骤,从树立目标,再到真抓实干,再到怎么沟通和协同,然后再到一步步的目标分解和实现;相信不断地通过这种螺旋式的上升,一定能达到自己想要的这种目的。实现自己的人生价值。

八、对标一流基业长青 真诚服务不忘初心

记者:超算一直对标国际一流有限元计算和仿真企业,做了很多创新性的研发,确实为客户做了很多落地的项目,为企业创造了价值。您认为下一步超算应该怎么做才能更好地为企业服务?

钱博士:我认为首先还是要重视用户的需求。要深入到用户的需求场景当中去,用户的需求还是(研发创新)引领的动力。因为整个系统来讲,整个超算服务系统构建,分成了很多的行业,每个行业都有不同的维度。

第一个就是深入用户的场景,了解它具体的需求,它现有的生产体系,现有的装备体系,现有的供应体系,如何数据化,数据化之后如何发掘里面的数据价值。发掘数据价值之后,如何形成会控制的芯片,会算的超算大脑,会有效地反馈给客户。最后通过这种方式形成体系化的运行。第一点必须坚持用户需求为导向。

第二个加强技术的联合。超算已经聚集起一部分力量。但是支撑《中国制造2025》来说,这个还需要更多,更广层面的协同。我们也希望也借助各种机会,与相关的专家,院士,形成一个联合体。通过密切的沟通,协同和机制的设计,为企业提供技术的集群。把超算人的集群建立起来。

第三个,我想就是构建一个生态。这个生态从政策层面的顶层设计,包括从规划层面的战略部署,包括从落地层面的刻画和细节论证,形成从顶层的设计,到中间层的规划,到底层的执行。当然也包括媒体层面,宣传层面的鼓与呼。超算科技希望把力量联接起来,形成面向国家智能制造的战略支撑,这需要多家单位的协同。国家需要我们,行业需要我们,做出成绩来,所有形成这个体系的各方力量都会从中受益。因为这个体系逐步建立起来,国家的智能制造方面的创新发展也逐步形成强有力的依托,在这个大发展的过程中,把产业蛋糕做大了,自然有我们的一小杯羹。

在与钱博士的深入沟通过程中,他一贯的清晰、严谨的思维逻辑给记者留下了深刻印象。从他身上不仅让我们感受到了企业家的使命担当,更有科技型企业家勇于创新和产业报国的爱国情怀,也更使我们看到了国家自主创新的希望和未来。希望更多的人能够关注超算科技超算科技能够得到更多的助力和发展。

勇于创新,逐梦新时代,真诚祝福超算科技能够基业长青,为我国科技进步作出更大的贡献。


北京超算科技有限公司 钱华山总工程师与中国测控网记者合影

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