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我國第一個自主研發的商業求解器,拿的這個“第一”意味著什么-鄭州網站建設

夢之網科技?2019-10-11?文章動態?

我國第一個自主研發的商業求解器,拿的這個“第一”意味著什么-鄭州網站建設

日前,上海杉數科技研發的線性規劃求解器在知名第三方測評網站亞利桑那大學米特爾曼教授的測試集上位列第一,這是我國第一個自主研發的商業級別求解器。

對于求解器,很多人都很陌生。其實,求解器就像是運籌學里的“芯片”,絕大多數復雜系統的決策問題都需要用到數學規劃求解器,來尋求最優化解決方案。比如,幾百家便利店應該如何選址,才能覆蓋盡可能多的人口?幾百個物流機器人的行進路線該如何設計,才能效率最高又不發生碰撞?問題求解規模越大,就越依賴求解器,因此物流交通、電網、航空、金融等行業中有大量核心算法高度依賴求解器這一“黑匣子”算法,但目前的高精度求解器仍依賴進口。

如何在短短數年間躋身世界頂尖商業求解器之列?解放日報·上觀新聞日前采訪了杉數科技的聯合創始人、首席科學官葛冬冬,他還有一個身份是上海財經大學交叉科學研究院院長。

助力300多家永輝便利店覆蓋上海大半數人口

就在不久前,國家電網與杉數科技進行了接洽,達成了合作意向。“美國電網從幾十年前就開始用數學模型結合求解器來解決運籌難題了。”葛冬冬告訴解放日報·上觀新聞記者。

2009年,葛冬冬獲斯坦福大學運籌學博士學位后回國工作。他的導師葉蔭宇教授是馮·諾依曼獎至今唯一的華人獲獎者。在一次談話中,葉蔭宇教授鼓勵葛冬冬要做出中國人自己的求解器。葛冬冬團隊在上海財經大學做出了第一個開源求解器,他們研發的求解器有一個很有寓意的名字LEAVES(葉子),一向葉教授致敬,二取葉子復數之含義,并行計算之意。LEVAES對小規模問題表現不錯,架構也比較穩定,但是性能無法和商業求解器相比。研發過程中,葛冬冬感覺需要借助資本力量來推進。于是,自杉數科技2016年成立起,目標就是提供國產化求解器和運籌學解決方案,四位聯合創始人都是畢業于斯坦福大學的博士。

5G基站信號可以動態、實時、高效、智能地覆蓋用戶,因此需要根據用戶的需求追蹤和預測,進行實時調整,背后的算法涉及到物理定律和復雜不連續系統,一直是國際上的技術難點。在杉數科技幫助下,某科技公司設計了一套獨有的算法,使得效率大為提升。

便利店該如何選址?僅僅看人群熱力圖是不夠的。杉數科技引入了運籌學的全局優化模型,并用求解器作為核心引擎進行計算,助力300多家永輝便利店覆蓋了上海大半數人口。

滴滴打車很早就做到了全空間的優化分單系統,后來系統升級,把時間軸拉進來,與杉數科技合作,考慮到未來幾個小時內的全局優化,提供了新的解決問題邏輯和框架,雖然分配給某位乘客的不一定是距離最近的司機,但對于全城的打車需求做到了削峰填谷,是更大程度的優化。

救護車調度和航班規劃,都可轉化為數學模型求解

今年5月,世界知名求解器公測平臺米特爾曼的測試網頁顯示,上海杉數科技的線性規劃求解器以明顯的優勢占據了榜首的位置,其速度目前已經比第二名快了50%多。由美國亞利桑那州立大學漢斯·米特爾曼教授所維護的這一測試網站,提供了多個商業和開源的數學規劃求解器的測評數據。近年來,這一測評成為了潛在客戶了解和選擇求解器的窗口,也被求解器業界奉為軟件性能排名的事實標準。

盡管由于某種商業原因,英、美的三家知名商業求解器于2018年底退出了該測評,但根據歷史數據推算,作為國內目前唯一一家致力于求解器研發的上海杉數科技,實力不容小覷,其測試速度已躋身世界頂尖商業求解器之列。“國外研究求解器已經有30多年歷史,我們才剛剛起步,有信心做得更好!”葛冬冬說。

關于求解器的應用場景,中國運籌學會理事長胡曉東研究員有這么一個比方:求解器就好比是電腦的操作系統,解決不同問題的數學模型就是一個個軟件。這正說明,一個求解器可以衍生出很多垂直的場景,盡管這些場景看上去差別很大,但本質上相通。“救護車調度、航班規劃、庫存優化,這些從數據到決策的轉化工作,都可以利用運籌學模型與機器學習將實際問題轉化為數學模型求解。我們現在已有三十多項知識產權,計劃一兩年后達到百項。”對于未來的前景,葛冬冬躊躇滿志。

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