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剑指未来 | 仿真科学与技术十大前沿问题发布


2025国际仿真大会召开期间,“仿真科学与技术十大前沿问题”正式发布。这份面向未来十年的问题清单,围绕“从可验证真理到可用之智”的主线,系统提出仿真从理论到工程、从模型到决策的关键瓶颈与突破方向。发布由中国工程院院士赵沁平领衔,亚洲仿真联盟理事长张霖,中国工业合作协会理事长田玉萍,国际数学联盟前副主席、巴西国家理论与应用数学研究所(IMPA)所长马塞洛・维亚纳,杭州市北京航空航天大学国际创新研究院院长董卓宁,天目山实验室执行主任戴彬,达索系统大中华区 SIMULIA仿真技术总监白锐,华大九天研发副总经理周振亚共同登台完成发布仪式。




  • “十大问题”中英文版由亚洲仿真联盟面向国际同行发布,涵盖五大板块:


  • 仿真理论:决策级可信模型与真实性评估体系;端到端不确定性量化与贝叶斯校准;多物理场/多尺度统一建模—耦合—验证范式。

  • 生命与生物医学仿真:个体化、可验证的多尺度器官生理模型与临床可用的高保真/准实时仿真。

  • 工业仿真与数字孪生:超大吨位装备在无样机条件下的疲劳寿命预测;异构硬件上的整机准实时仿真与HIL共仿真体系。

  • AI+仿真:可外推“世界模型”与神经算子、物理嵌入学习的稳定耦合与UQ;可微分仿真在控制与设计优化中的工程化落地。

  • 电子与材料仿真:亿级规模芯片时序签核的物理约束替代模型与不确定性估计;DFT 交换-相关近似的不确定性传递到多尺度材料设计。


仿真科学与技术十大前沿问题


仿真理论
Simulation Theory

问题一

Question 1

如何构建“可用于决策”的可信模型,并形成可追溯、可量化的真实性评估体系?

How can we build decision-grade credible models and establish a traceable, quantitative framework for assessing model truthfulness?


问题二

Question 2

如何将不确定性量化与模型校准深度内嵌进端到端仿真流程?

How can UQ and model calibration be deeply embedded into an end-to-end simulation workflow?


问题三

Question 3

面向多物理场、跨尺度耦合系统,如何建立统一的建模—耦合—验证范式?

For multiphysics, multiscale coupled systems, how can we establish a unified paradigm for modelling, coupling, and validation?



生命科学仿真
Biomedical Simulation

问题四

Question 4

如何构建可个体化、可验证的多尺度人体器官生理模型,并实现临床可用的保真—准实时仿真?

How can we construct individualized, verifiable multiscale physiological models of human organs and achieve clinically usable high-fidelity, near-real-time simulation?



工业仿真与数字孪生
Industrial Simulation & Digital Twin

问题五

Question 5

无物理样机条件下,如何在复杂工况与随机载荷下可信预测超大吨位装备结构疲劳寿命?

Without physical prototypes, how can we credibly predict fatigue life of ultra-large-tonnage equipment under complex operating conditions and random loads?


问题六

Question 6

如何在异构硬件上实现大型复杂装备的 保真“准实时/实时”整机仿真?

How can we realize high-fidelity “quasi-real-time/real-time” full-machine simulation of large complex equipment on heterogeneous hardware?



AI+仿真
Industrial Simulation & Digital Twin

问题七

Question 7

大模型能否成为可泛化的“世界模型”,在物理系统中实现可解释、可外推的建模与推演?

Can foundation models become generalizable “world models” that enable interpretable and out-of-distribution physical modelling and inference?



物质科学仿真
Materials Simulation

问题八

Question 8

如何对 DFT 中的交换-相关近似进行不确定性量化,并传递到多尺度模型与材料设计?

How can we quantify uncertainty from exchange–correlation (XC) approximations in DFT and propagate it into multiscale models and materials design?



电子设计仿真
Electronic Design Simulation

问题九

Question 9

面向亿级规模芯片时序签核,如何构建兼具物理约束与不确定性估计的时序替代模型体系?

For billion-scale timing sign-off, how can we build timing surrogate models that respect physics and provide uncertainty estimates?



社会仿真
Social Simulation

问题十

Question 10

如何以 LLM 为核心引擎构建 逼真社会仿真,同时确保可验证性、可解释性与伦理稳健性?

How can we build high-fidelity LLM-centered social simulations while ensuring verifiability, interpretability, and ethical robustness?