FastCAE AI 辅助开发实践|基于 Agent 与 Skill 体系的 CAE 智能化开发探索
一
引言:当 CAE 软件开发遇上 AI
在工业软件领域,特别是 CAE(计算机辅助工程)软件的开发过程中,大量重复性工作占据了开发人员的精力:新建类时需要遵循特定的命名规范、编码规范和注释规范;CMake 构建配置需要保持与相邻模块的一致性;插件框架的搭建需要遵循特定的生命周期与接口约定;子模块的管理涉及复杂的 Git 操作与依赖关系。这些工作虽然不复杂,但耗时耗力、容易出错,且难以通过传统文档传递。
FastCAE 团队在 AI 辅助开发方面进行了深入探索,构建了一套基于 Agent + Skill 的智能开发体系。这套体系的核心思路是:将团队多年积累的开发规范、最佳实践和工程约定,以结构化的方式沉淀到 AI 可读取、可执行的知识库中,让 AI 真正成为理解项目上下文的“团队成员”,而非只会生成通用代码的工具。
本文将从整体架构、Agent 体系、Skill 体系和实际效果四个维度,介绍 FastCAE 在 AI 辅助开发方面的工作进展。
二
整体架构:Agent + Skill 双轮驱动
FastCAE 的 AI 辅助开发体系采用“角色驱动 + 技能包装”的双层设计:
Agent(智能体)
定义“谁来做”
明确职责边界、工作流程和输出规范。每个 Agent 对应一个明确的开发角色,如架构规划师、开发人员、代码审查员。
Skill(技能包)
定义“怎么做”
将编码规范、命名规范、构建约定、模板与参考信息等知识结构化封装为可复用的技能单元。
这种设计的优势在于:Agent 负责理解“为什么”和“做什么”,Skill 负责规定“怎么做”。两者解耦后,新增规范只需更新 Skill,新增角色只需定义 Agent,而不会相互干扰。同时,Skill 内嵌的 references 体系(命名规范、编码规范、注释规范、模板文件等)使得 AI 的每一次输出都有据可依,而非凭空编造。
三
Agent 体系:三个专业角色的分工协作
FastCAE 当前定义了三个核心 Agent,分别对应开发流程中的三个关键角色:
|
Agent |
职责 |
核心特点 |
|
Architecture Planner |
架构规划 |
只做规划不做开发;复用优先;CAE 核心流程强制覆盖; 分层架构约束 |
|
Developer |
开发实现 |
卡帕西式开发;复用优先;与架构规划协同;最小可验证闭环 |
|
Code Reviewer |
代码审查 |
默认只读;事实优先;六维审查;规范强制审查;固定模板输出 |
3.1
FastCAE Architecture Planner(架构规划师)
架构规划师是开发流程的“先行者”,核心原则是“只做规划,不做开发”。它要求在代码写入前先输出可评审的架构方案,强制遵循“先读全局约束再给结论”“复用优先”“CAE 五段流程强制覆盖”“MVC 分层约束”等原则,输出结构化的 Markdown 规划文档,可直接作为开发型 Agent 的实施输入。
3.2
FastCAE Developer(开发人员)
开发人员 Agent 采用“卡帕西式开发方法”:小步快跑、持续验证,先把任务压缩成最小可验证闭环再逐步扩展;复用优先,优先参考仓库中已有实现和现成模式;与架构规划协同,若发现规划与仓库事实冲突,必须明确指出并建议回流重新评估。
3.2
FastCAE Code Reviewer(代码审查员)
代码审查员是质量守门人,核心特点是“默认只读”和“事实优先”。未经授权不触碰源码,仅输出结构化审查报告。审查覆盖正确性、构建性、静态问题、架构一致性、运行时风险、可维护性六个维度,并强制对照 Skill 中的命名/编码规范进行核对。
四
Skill 体系:16 个技能包覆盖全流程
FastCAE 当前定义了 16 个 Skill,涵盖从代码编写到文档维护的全生命周期。每个 Skill 将项目特定的规范、约定和参考模板结构化封装,使 AI 能够在明确的约束下执行任务,而非凭空编造代码。以下按功能域分类列出全部 Skill:
|
Skill 名称 |
功能说明 |
|
代码开发 |
|
|
fitk-class-addedit |
创建或编辑类,遵循命名/编码/注释规范 |
|
fitk-create-new-codefile |
创建新代码文件,确定文件组合与 API 接口声明 |
|
fitk-declare-lib |
为模块声明库接口头文件,配套导出宏与 CMake 编译定义 |
|
fitk-declare-component-interface |
声明组件接口,接入 FITKComponentInterface 体系 |
|
fitk-declare-singleton |
使用 DeclSingleton 宏声明单例类 |
|
fitk-editadd-operator |
新增/修改 Operator,处理注册、GUI 触发链路与参数传递 |
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构建工程 |
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fitk-addedit-cmakelist |
添加/修改 CMakeLists.txt,保持与相邻模块风格一致 |
|
fitk-add-lib-dependence |
添加库依赖(内部库、Qt、第三方库) |
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fitk-copy-library |
复制运行时依赖库到 output 目录,包括 Qt 插件和 DLL |
|
架构与模块管理 |
|
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fitk-submodules-manager |
增删 Git 子模块、维护参考信息、查询模块能力用于复用评估 |
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fitk-create-plugin-framework |
创建插件框架,输出落地清单、风险验证与 P0/P1/P2 后续建议 |
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fitk-init-fitkappframework-based-app |
初始化基于 FITKAppFramework 的应用,17 步完整流程 |
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Python 接口 |
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fitk-python-wapper |
将 C++ 业务类包装为 Python 可调用接口的标准化流程 |
|
工具与文档 |
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|
fitk-initialize-repository |
初始化仓库子模块并生成 CMake 工程文件 |
|
fitk-update-project-debugInfo |
更新 VS Code 调试配置(c_cpp_properties、launch、settings) |
|
fitk-update-readme |
生成/更新模块、组件、应用程序的 README.md |
其中几个具有代表性的 Skill 值得特别说明:
-
fitk-class-addedit / fitk-create-new-codefile:
最基础的两个 Skill,内嵌命名规范、编码规范和注释规范作为 references,确保每次创建类或新建文件时自动遵循团队约定。
-
fitk-submodules-manager:
最复杂的 Skill,不仅处理 Git 子模块增删,还维护详细的子模块参考信息文档,支持从参考信息中查询模块能力用于复用评估。
-
fitk-init-fitkappframework-based-app:
最宏大的 Skill,定义了从零初始化一个基于 FITKAppFramework 应用的 17 步完整流程,覆盖许可证检查器、主窗口生成器、全局数据工厂、Python 接口、自动保存等可选功能。
-
fitk-python-wapper:
将 C++ 到 Python 的包装流程固化为三层架构(轻量包装类→Decorator 类→PyRegister 注册)。
五
实际效果与价值
通过 Agent + Skill 体系的建设,FastCAE 团队在 AI 辅助开发方面取得了显著成效:
-
零人工编码交付:
在电磁几何引擎等模块中,已实现 AI 独立完成从架构规划到代码实现的全流程交付,无需人工干预。
-
规范一致性大幅提升:
新增代码自动遵循命名、编码和注释规范,消除了不同开发者风格不一致的问题。
-
构建错误显著减少:
导出宏、库依赖、CMake 配置等常见问题被 Skill 的流程化约束大幅减少。
-
新人上手快速:
新团队成员无需通读全部代码即可在 AI 辅助下开始贡献。
-
知识沉淀可维护:
团队的开发规范和最佳实践不再依赖个人经验,而是作为 Skill 被持续维护和迭代。
六
展望与思考
FastCAE 的 AI 辅助开发实践证明了一个关键认知:在工业软件领域,AI 的价值不在于“替代程序员”,而在于“让程序员的经验和规范可编程”。通过将团队知识结构化、流程化、可执行化,AI 能够真正理解项目上下文,生成符合团队约定的代码,而非只是通用的代码片段。
未来,FastCAE 将继续扩展 Skill 体系,覆盖更多业务场景(如网格生成、求解器驱动、后处理可视化等),同时探索 Agent 之间的自动协作与流转机制,让“架构规划→开发实现→代码审查”的全流程能够更加自动化地运转。
我们相信,“人定规则,AI 定执行,人工审核” 将是工业软件领域 AI 辅助开发的核心范式。

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