这个关系国计民生的“黑盒子” 我们造出来了

大千世界

  

时间：2019-11-26 09:42:47

稿件来源：科技日报

　　在过去30余年中，世界领先的商业求解器一直掌握在一些海外企业及财团手中。对国内企业而言，长期以来只能购买海外进口产品。


　　近日，我国自主研发的“杉数数学规划求解器”在世界知名求解器公测平台、米特尔曼教授的测试集上位列第一，成为我国第一个自主研发的商业级别求解器，我国求解器的测试速度跻身世界顶尖商业求解器之列。


　　“其速度比第二名快了40%多。”中国运筹学会理事长、研究员胡旭东告诉科技日报记者，由美国亚利桑那州立大学汉斯·米特尔曼教授所维护的这一测试平台，提供了多个商业和开源的数学规划求解器的测评数据，这一测评成为人们了解和选择求解器的窗口，也被求解器业界奉为软件性能排名的事实标准。


　　求解器像是运筹学里的“芯片”


　　对于求解器，很多人都很陌生。那么到底什么是求解器？


　　“在运筹学里，对于数学规划求解器的定义是，针对多种已经建立的线性、整数及各种非线性规划模型，进行算法优化的求解器，可以看作一个‘黑盒子’软件系统。”胡旭东说，求解器就像是运筹学里的“芯片”，绝大多数复杂系统的决策问题都需要用到数学规划求解器，来寻求最优化的解决方案。


　　“求解器就好比是电脑的操作系统，解决不同问题的数学模型就是一个个软件。一个求解器可以衍生出很多垂直的场景，尽管这些场景看上去差别很大，但本质上相通。救护车调度、航班规划、库存优化……这些从数据到决策的转化工作，都可以利用运筹学模型与机器学习将实际问题转化为数学模型求解。”胡旭东说。


　　国计民生都需要用到“黑盒子”


　　“大规模数学规划求解器关系到国计民生的众多方面。”制造杉数数学规划求解器的杉数科技公司创始人葛冬冬表示。


　　连锁快餐店应该如何选址，才能覆盖尽可能多的人口？几百个物流机器人的行进路线该如何实时设计，才能实现最高工作效率，又不发生碰撞？在打车系统中，乘客发出叫车需求，把这位乘客分配给哪个司机，才能实现路线最优，让司机和乘客全满意……这些问题的解决都需要求解器来帮忙。而且问题求解规模越大，就越依赖于求解器这一神秘“黑盒子”。


　　葛冬冬举例说，永辉超市现在在上海已经有300多家店。此前，他们与杉数科技合作，用选址软件做智能选址。“比如，今年计划开50家店，明年开100家店，后年开150家店，利用求解器就可以算出这50家店该怎么开、开在哪，明年100家店该怎么开、开在哪，互相之间不会产生恶性竞争。”


　　斯坦福大学李国鼎工程讲座教授、运筹学专家叶荫宇曾表示，云计算、大数据与人工智能的井喷，出现了超大规模的大数据，这正是优化算法繁荣的基础，人工智能想要进入新阶段，也离不开优化算法的进一步发展。而优化算法想要实现自身作用，求解器是不可缺少的一个环节。