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）是核心桥梁。现代工业与科研的突破离不开高性能计算（HPC）软件的支持。
近年来，国产工业软件在算法和建模上进展迅速，但在航空航天、芯片设计等高精尖场景中，常面临“性能不足、跑得慢”的核心瓶颈。其底层最消耗算力的 Stencil（模板计算）模式，因极度依赖显存带宽，若代码与硬件适配不佳，会导致 GPU 性能闲置。
传统优化依赖少数 HPC 专家手工调试，耗时数周且难以规模化。如今，面壁智能联合 OpenBMB 开源社区正式发布全球首个 Stencil 优化“自动研究 + 自动部署”大闭环 AI 系统——ForgeStencil。该系统仅用 1 周时间，在零人类专家介入的情况下，自动完成了 100+ 真实工业和科学计算软件的重构优化。
作为面壁智能基于 Forge Engineering 新范式研发的又一成果，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。这不仅证明了无需追加硬件投资即可成倍释放既有物理性能的可能，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：零人工介入的全球首创
Stencil 是工业软件与科学计算中最基础的核心计算模式，广泛应用于大气动力学、地震波场、电磁场演化等领域。其特点是访存密集、受内存带宽主导，往往占据应用大部分运行时间。由于数据量巨大且读写频繁，一旦路径设计不合理，极易成为性能瓶颈。
过去，挖掘硬件极限速度依赖 HPC 专家针对特定应用和芯片进行定制化代码调整，难以应对庞大的软件优化需求。ForgeStencil 通过Kernel Agent与App Agent的双 Agent 协同，打破了这一困局：
- Kernel Agent（算子优化）：专注于底层算子编写，针对不同类型的 Stencil、网格形状和精度，自动生成大量候选 Kernel。通过编译、运行和性能反馈的多轮筛选，使算子无限逼近硬件物理极限。测试显示，在同精度（fp32）下获得几何平均 2.35×加速；混合精度（fp16）下额外提速 1.95×；即便在最难的“变系数 Stencil"场景下，仍取得 1.34×的加速优势。
- App Agent（工程部署）：解决从“算子快”到“应用快”的关键一环。它负责定位性能热点、建立 GPU 基线、提取待优化算子，并利用应用自带的测例进行端到端评测与集成，确保优化方案在真实场景中有效。
两者紧密协同，实现了从“自动生成代码”向“自动研究优化”、从“局部提速”向“真实应用部署”的智能进化，全程无需人工介入。
一周优化百项应用，效率超越人类专家
在双 Agent 闭环驱动下，ForgeStencil 将单个应用的优化周期从数天压缩至小时级。据统计，系统在一周内完成了 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。
（ForgeStencil 性能效率表）
此外，AI 优化具备“集体同步进化”优势：多个并行 Agent 共享知识库，经验实时流通，避免了人类专家经验难以复制共享的局限。
在优化的 100+ 个软件中，约 42% 直接对应真实的实体工业生产场景。以下是两个代表性案例：
攻克通用 CAE 软件数学心脏：hypre（加速 3.86×）
hypre 是全球工业仿真求解器广泛依赖的数值库，其内部的“红黑高斯 - 赛德尔”迭代计算因内存不连续导致 GPU 带宽吃紧。ForgeStencil 在无干预前提下深入源码优化，使 hypre 在 GPU 上实现 3.86×的真实端到端加速，相当于在不增加硬件成本的情况下显著提升了 CAE 求解器性能。
重构电磁仿真通用底盘：FDTD（加速 2.47×）
FDTD 算法是电磁仿真领域的数字底盘，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×的真实加速，意味着电磁仿真迭代周期缩短一半，大幅提升了国产探地雷达等设备的研发效率。
此外，系统在更多领域表现卓越：minisweep 核反应堆中子学计算加速 5.78×，RTM 油气地震成像加速 1.81×，非笛卡尔 MRI 重建加速 2.45×，DBT 数字乳腺断层成像加速 1.63×。
从真实应用加速到工业软件自主可控
面壁智能此前曾提出：一旦 AI 构建速度超过人类，人工智能发展将更多取决于算力与自动化系统。ForgeTrain 验证了这一判断在大模型基础设施中的可行性，而 ForgeStencil 则将其延伸至工业与科学计算领域。
这标志着一种新的软件生产范式：代码可按需现场锻造，工程经验在 Agent 间持续流动。软件基础设施从“一次性编写、长期维护”转变为“按需生成、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，它将算法设计与硬件性能解耦，让工程师专注于模型与创新，而非被性能优化琐事牵绊。
ForgeStencil 补上了国产工业软件走向“性能自主”的关键一环：打破对少数 HPC 专家的依赖，让工业计算软件具备针对具体应用和硬件持续自我进化的能力。这种效率优势将传导至制造业研发链，加速工程仿真、能源勘探及医学成像等领域的创新进程，为中国制造业升级提供可规模化的技术底座。