新智元报道
当前，中国正处于从「制造大国」向「智造强国」跨越的关键节点，工业软件（如 CAE 仿真、流体力学计算、电磁 EDA 等）是这一转型的核心桥梁。从天气预报到芯片设计，现代工业与科研的突破离不开高性能计算（HPC）软件。
近年来，国产工业软件在算法与建模上进展迅速，但在航空航天、能源勘探等高精尖场景中，常面临核心瓶颈——性能不足，即「跑得慢」。其根源在于底层的 Stencil（模板计算）模式极度消耗显存带宽，若代码与硬件适配不佳，再先进的 GPU 也会陷入等待数据的困境。
传统优化依赖少数 HPC 专家手工精调，耗时数周且人均年优化量不足 20 个，难以匹配国产智造的加速需求。如今，面壁智能联合 OpenBMB 开源社区发布全球首个 Stencil 优化「自动研究 + 自动部署」闭环 AI 系统——ForgeStencil。该系统仅用 1 周便自动完成 100+ 真实工业与科学计算软件的重构优化，全程无需人类专家介入。
作为面壁智能基于 Forge Engineering 新范式的又一成果，ForgeStencil 实现了从「提出优化想法」到「应用无缝部署」的全自动闭环。用户只需提供源码，系统即可自动分析、定位热点、锻造 Kernel、替换算子并验证集成。这不仅证明了 AI 重构代码可成倍释放既有硬件性能，更以算力平替人力，为国产工业软件按下自演化加速键。
开源链接：https://github.com/OpenBMB/ForgeStencil
双 Agent 驱动：0 人工介入的全球首创
Stencil 是工业软件中最基础且分布最广的计算模式，通过对规则网格及其邻域执行局部运算，支撑起大气动力学、电磁场演化等复杂模拟。由于访存密集，它往往占据应用大部分运行时间，成为性能瓶颈。
过去，挖掘硬件极限依赖专家针对不同应用和芯片反复调试，难以规模化。ForgeStencil 通过 Kernel Agent 与 App Agent 的双 Agent 协同，打破了这一困局：
Kernel Agent：逼近硬件物理极限
专注于底层算子优化。针对不同类型的 Stencil、网格形状及精度，自动生成大量候选 Kernel，通过编译运行与性能反馈迭代筛选最优解。测试显示，相比 Halide、Devito 等主流框架：
- 同精度（fp32）下，几何平均加速比达 2.35×；
- 混合精度（fp16）下，额外提速 1.95×；
- 在高难度的「变系数 Stencil」场景下，仍取得 1.34×的几何平均加速。
App Agent：打通从算子到应用的最后一公里
解决算子快但应用不快的难题。App Agent 为每个应用定制方案：定位热点、建立基线、锻造优化策略，并利用应用自带测例进行端到端验证与集成。两者紧密协同，实现了从「自动生成代码」到「自动研究优化」、从「局部提速」到「真实部署」的智能进化，全程 0 人工介入。
效能革命：1 周优化 100+ 真实应用
在双 Agent 驱动下，ForgeStencil 将单个应用的优化周期从数周压缩至小时级。据统计，系统一周内完成了 100+ 真实工业与科学计算应用的自动优化，研发吞吐提升 1-2 个数量级，效率远超人类专家。
此外，AI 优化具备「集体同步进化」优势：多并行 Agent 共享知识库，经验实时流转，克服了人类专家经验难以复制共享的局限。
在优化的 100+ 软件中，约 42% 直接对应真实实体工业生产场景。以下是两个代表性案例：
攻克 CAE 数学心脏：hypre 加速 3.86×
hypre 是全球工业仿真求解器的核心数值库，其内部的「红黑高斯 - 赛德尔」迭代计算因内存不连续导致 GPU 带宽受限。ForgeStencil 在无干预情况下深入源码优化，使 hypre 在 GPU 上实现 3.86×的真实端到端加速，相当于零硬件成本大幅提升 CAE 求解速度。
重构电磁仿真底盘：FDTD 加速 2.47×
FDTD 算法是电磁仿真的数字底盘，代码复杂且极难优化。ForgeStencil 接管该底座后，在标准测例上取得 2.47×加速，意味着电磁仿真迭代周期缩短一半，显著提升了国产探地雷达等设备的研发效率。
此外，minisweep 核反应堆中子学计算获 5.78×加速，RTM 油气地震成像获 1.81×加速，医学成像领域多项任务也获得显著提速。
从应用加速迈向工业软件自主可控
面壁智能曾提出：当 AI 构建速度超越人类，发展将取决于算力与自动化系统。ForgeTrain 验证了大模型基础设施的可能性，而 ForgeStencil 则将这一范式延伸至工业与科学计算。
这标志着软件生产方式的变革：代码可按需现场锻造，工程经验在 Agent 间流动，软件从静态资产转变为持续演进的生产力。短期看，它能快速释放存量软件红利；长期看，它解耦了算法设计与硬件性能，让工程师聚焦创新而非细枝末节的优化。
ForgeStencil 补上了国产工业软件「性能自主」的关键一环：打破对少数专家的依赖，实现软件的持续自我进化。这种效率将传导至制造业全链条，加速设计验证、能源勘探与医疗成像等领域的发展。
工业软件是制造业的「大脑」。当大脑运转不再受限于稀缺专家资源，中国制造业升级才真正拥有了可规模化的技术底座。