用數學回答現實難題！中國人自己的“算法底座”這樣“煉”成

2月11日，臘月二十四，夜。

窗外，山城的萬家燈火次第亮起，像極了嘉陵江畔散落的星子；窗內，北京大學重慶大數據研究院的實驗室里，鍵盤敲擊聲清脆而細密。

張文超從兩排并行的顯示器前微微后仰，揉了揉眉心。屏幕上，密密麻麻的矩陣數據如瀑布般流淌——那是某國產大飛機的機身結構正在經歷一場虛擬的“應力測試”。近億個網格節點互聯、數億個未知數求解，他和團隊要做的，是讓這場看不見的計算風暴，既快如閃電，又穩如磐石。

▲張文超。受訪單位供圖

這位來自河北的90后，身上貼著許多人羨慕的標簽。北京大學數理碩士、同濟大學工學碩士、中共黨員。但在西部（重慶）科學城，他只有一個樸素的身份——解題人。

作為北京大學重慶大數據研究院北達飛易有限元仿真軟件研發中心的產品負責人，四年前，他懷揣著讓數學走出書本賦能生產生活的初心來到了科學城，要讓數學公式從論文里走出來，變成工程師手邊趁手的“工具”，變成大國重器上跳動的“心臟”。

“群中華數學之力量，演世界萬物之發展。” 張文超工作筆記本的扉頁上寫著這句工作的座右銘。“這就是我們在做的事，讓數學，直接回答真實世界的難題。”張文超說。

從“造工具”到“鑄基石”

2024年。那是北達飛易研發歷程中的關鍵分水嶺。

剛來重慶的前兩年，張文超和團隊的目標很簡單，就是要做出一款能用、好用的國產CAE仿真軟件。但當他們真正深入產業一線，一個更殘酷的現實擺在眼前——“卡脖子”最狠的地方，往往不是界面、不是交互，而是最底層、最看不見的那個數值求解。

“那感覺就像你要蓋摩天大樓，卻發現連燒磚的窯都是別人的。”張文超打了個比方。那時，國內幾乎所有工業軟件都踩在國外的開源數學庫上，一旦供應鏈中斷，整個大廈都將面臨地基被抽空的危險。

那一年，他和團隊做了一個重大決定：不做“面子”了，徹底沉下去，攻“里子”。

▲張文超和他的團隊。受訪單位供圖

“當時有人說，你們去做最底層的數學庫，是不是挑戰太大了？”張文超笑了笑，“應用數學最大的‘用’，不就是去解決別人解決不了的問題嗎？”

張文超的角色也隨之發生質變。他不再只是定義“軟件長什么樣”的產品經理，而成了鏈接抽象數學與復雜工程的“翻譯官”。

經過深入論證，北達飛易毅然調整航向：從開發完整的CAE應用軟件，轉向攻堅最底層、最核心的通用算法引擎。

他們的新定位，是成為“賦能者”。通過自研突破“卡脖子”的底層算法，構建高性能的共性技術底座，一方面向上為特定行業提供頂層解決方案，另一方面則向下支撐國內其他CAE軟件廠商，共同構建健康、自主的國產工業軟件生態。

“就像智能手機產業，我們不做整機，但專攻最核心的芯片和操作系統。”張文超如此比喻，“我們要造的，是國產高端制造的‘算法底座’。”

“中國解法”的效率革命

轉型的方向，凝聚于一款版本號為V1.0的產品上。這是由北京大學胡俊教授領銜，深度融合北大在數值算法、高性能計算技術和人工智能算法等領域前沿成果，傾力打造的新一代CAE算法引擎。

“最核心的突破，體現在兩大‘心臟’部件上。”張文超調出一組對比數據，眼神熠熠生輝。

“一個是我們的線性方程組解法器。我們將矩陣計算規模推進到上億自由度的級別。這意味著，它能處理像國產大飛機整機、巨型船舶龍骨這樣超大規模結構的仿真計算。更關鍵的是，在大規模計算場景下，我們的求解效率達到國外主流商業軟件的近3倍，同時結果精度幾乎一致。”

▲解法器性能概況。受訪單位供圖

“還有我們的特征值解法器。我們成功將數值算法與高性能計算技術兩大技術深度融合，實現了綜合性能的質的飛躍。”

這不僅僅是實驗室紙面上的超越。在為某航空公司某型號飛機進行的仿真對比中，北達飛易的引擎將原本需要數十小時的計算任務，壓縮到十小時以內，且計算資源消耗大幅降低。“效率就是生命，精度就是安全。我們的算法，正在把論文上的數學理論，變成生產線上的真金白銀。”張文超說。

數學之光，照進生產一線

“群中華數學之力量，演世界萬物之發展”，是張文超和團隊最真實的寫照。他們的工作，就是讓最抽象的數學，驅動最具體的制造。

目前，這款國產算法引擎已成功應用于航空、汽車、軍工、機械等多個高端裝備制造領域。它幫助一家重型機械企業，將大型機械裝備的結構設計周期縮短了40%；助力一家軍工企業，在軍事戰車的安全仿真中，獲得了更精準、更高效的解決方案。

“過去，企業要么花費巨資購買國外技術，要么受制于代碼黑盒而影響創新。”張文超說，“現在，我們提供了自主可控的新選擇。看到數學家筆下的公式，最終演算出更堅固的機翼、更安全的車身、更高效的葉輪，那種成就感，無以言表。”

更深遠的價值在于生態構建。北達飛易已與國內多家CAE軟件企業達成合作，為其提供底層算法模塊。“我們不做所有人的競爭對手，而是要做盟友。只有底層基礎牢固了，整個國產工業軟件大廈才能建得高、立得穩。”張文超說。

臨近春節，研發任務依然緊張。但張文超覺得，這一切堅守都意義非凡。四年間，他從一個“外來者”變成了“新重慶人”，更見證了西部（重慶）科學城創新生態的蓬勃生長。

▲臨近春節研發任務依然緊張，張文超及其團隊堅守在崗攻克難題。受訪單位供圖

“這里給了我們最好的舞臺。”他感慨，“從高新區精準的產業政策，到研究院提供的跨學科平臺，再到重慶雄厚的制造業家底所催生的海量應用場景，鏈條非常完整。我們不是閉門造車，而是時刻與產業脈搏一起跳動。”

再次看向窗外，山城夜景璀璨；回望窗內，“計算之光”不息。

新春佳節即將到來，對于張文超和北達飛易的研發者們而言，他們的“新年”，在每一個算法被驗證的瞬間，在每一次國產裝備借助他們的“中國心”完成自主仿真的時刻。