二戰(zhàn)期間,盟軍要為規(guī)模空前龐大、結(jié)構(gòu)無比復(fù)雜的潛艇與艦船規(guī)劃路線,制定運(yùn)輸策略,于是軍方請(qǐng)來了數(shù)學(xué)家?guī)椭�破解這個(gè)復(fù)雜的管理難題。一門橫跨數(shù)學(xué)與管理學(xué)的全新學(xué)科體系——運(yùn)籌學(xué)(Operational Research)就這樣誕生了。

中國(guó)翻譯家從“運(yùn)籌帷幄之中,決勝千里之外”里選取了運(yùn)籌這個(gè)詞來意譯OR,真可謂是神來之筆。這門學(xué)科的精髓在于將應(yīng)用數(shù)學(xué)中的求最優(yōu)解方案,帶入到現(xiàn)實(shí)世界中五花八門的問題中來,幫助決策者看破數(shù)量和規(guī)模的迷霧。

上世紀(jì)60年代,運(yùn)籌學(xué)開始與新興的計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合,用自動(dòng)化計(jì)算的方式完成運(yùn)籌推理,顯然比人工更具優(yōu)勢(shì),于是求解器誕生了。

在歐美國(guó)家,大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大規(guī)模企業(yè)背后,基本都有求解器的身影。大到航空軌道計(jì)算、遠(yuǎn)洋船舶路線規(guī)劃,小到一家工廠的供應(yīng)鏈管理、一個(gè)倉(cāng)庫的庫區(qū)規(guī)劃,都可以用求解器得到最佳答案。

在中國(guó),我們也可以看到需要求解器的場(chǎng)景越來越多。“雙11”瘋狂購(gòu)物之后如何處理復(fù)雜的倉(cāng)儲(chǔ)、物流與退換貨系統(tǒng);面對(duì)疫情防控期間訂單暴漲,工廠如何管理上萬個(gè)員工和數(shù)百個(gè)廠房,才能實(shí)現(xiàn)資源最大化利用;在大型機(jī)場(chǎng),如何讓每天上千架航班最大化利用廊橋……這些問題都需要求解器來一錘定音。在產(chǎn)業(yè)智能化的浪潮中,求解器是一道不應(yīng)缺席的身影。

在現(xiàn)實(shí)中,企業(yè)應(yīng)用求解器總有這樣那樣的難題;求解器這棵古樹上,正待綻放出新的花蕊。

不久之前,華為云在華為全聯(lián)接2021期間發(fā)布了新一代天籌(OptVerse)AI求解器。在最新的全球權(quán)威Hans Mittelmann單純形求解器榜單中,華為云天籌AI求解器斬獲第一。一時(shí)間,AI求解器在業(yè)界激發(fā)了無數(shù)討論,讓求解器這個(gè)歷史悠久的概念重新回到產(chǎn)業(yè)一線。而天籌AI求解器也與大模型、知識(shí)計(jì)算一同構(gòu)成了華為云最新的AI前沿技術(shù)序列。

在天籌AI求解器的背后,還有很多故事與價(jià)值值得被看見。智能世界這道迷人的數(shù)學(xué)題,需要AI求解器深深參與其中。

一個(gè)難題,同時(shí)也是一個(gè)希望

在進(jìn)入天籌AI求解器的故事前,我們必須先回答這樣一個(gè)問題:求解器的價(jià)值顯而易見,但為什么企業(yè),尤其是中國(guó)企業(yè)的應(yīng)用率卻并不高?

這個(gè)矛盾點(diǎn)的核心在于求解器使用本身具有高門檻、高成本、高價(jià)值的“三高”特性。雖然對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)、物流規(guī)劃、供應(yīng)鏈管理等決策價(jià)值重大的企業(yè)和部門來說,求解器理論上能夠展現(xiàn)的價(jià)值非常容易理解。但在現(xiàn)實(shí)中,把復(fù)雜的零件、人員、工序以及多種變量表示為求解器的可解數(shù)據(jù)非常困難。這既需要企業(yè)有充分的數(shù)據(jù)化基礎(chǔ),也需要求解器能夠真實(shí)貼近企業(yè)場(chǎng)景。

相比歐美企業(yè)具有悠久的IT建設(shè)歷史以及豐富的企業(yè)決策服務(wù),發(fā)展中國(guó)家企業(yè)對(duì)運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用還是相對(duì)薄弱的。求解器落地,對(duì)企業(yè)的IT基礎(chǔ)設(shè)施與人員技術(shù)水平都有極高的要求,很多企業(yè)甚至很難理解求解器的工作需求。加上歐美求解器產(chǎn)品成熟較早,也有比較完善的商業(yè)化生態(tài),國(guó)內(nèi)做商業(yè)化求解器的公司較少,產(chǎn)業(yè)服務(wù)相對(duì)稀缺。另一方面,求解器是內(nèi)嵌在企業(yè)數(shù)字化體系中的一部分,繼而也對(duì)企業(yè)整體數(shù)字化水平提出了要求,最終導(dǎo)致求解器在中國(guó)落地效果并不理想。即使在物流、倉(cāng)儲(chǔ)、港口等天然適合應(yīng)用求解器的企業(yè),在進(jìn)行重大決策時(shí)也普遍缺少求解器的幫助。

然而換個(gè)角度看待這個(gè)問題,每一個(gè)難題背后都是一個(gè)希望。隨著一些重點(diǎn)行業(yè)的不斷發(fā)展,以及供應(yīng)鏈體系的復(fù)雜,中國(guó)企業(yè)發(fā)展到一定規(guī)模后必然需要應(yīng)用求解器。這既給中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)解放生產(chǎn)力帶來了契機(jī),也給中國(guó)市場(chǎng)涌現(xiàn)出更好用、更富有價(jià)值的求解器產(chǎn)品以時(shí)代機(jī)遇。

畢竟,當(dāng)企業(yè)規(guī)模與管理復(fù)雜度達(dá)到一定程度后,自然就會(huì)去探索求解器的可能性。華為,就是這么做的。

一場(chǎng)華為的求解器探索,變成一個(gè)融合AI的產(chǎn)業(yè)契機(jī)

提起中國(guó)企業(yè)研究與應(yīng)用求解器,就不得不提到華為。十幾年前,華為就開始了求解器的嘗試和研究,當(dāng)時(shí)的華為已然有了求解器的場(chǎng)景需求和技術(shù)基礎(chǔ)。

一方面,華為在通信領(lǐng)域的布局和積累,需要大力研究信號(hào)與數(shù)據(jù)的分配和規(guī)劃,這本身就與運(yùn)籌學(xué)緊密相關(guān)。另一方面,華為擁有著難以想象的超大規(guī)模供應(yīng)鏈,如何管理和規(guī)劃供應(yīng)鏈,也是一個(gè)極有必要應(yīng)用求解器的問題。

在自身技術(shù)布局與產(chǎn)業(yè)需求的雙向加持下,華為看到了一系列問題都必須通過運(yùn)籌規(guī)劃來解決。經(jīng)過十余年的技術(shù)探索與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,華為積累了非常豐富的求解器技術(shù),并且擁有了業(yè)內(nèi)頂尖的求解器落地經(jīng)驗(yàn)。在一年多之前,華為云做出了一個(gè)重要決定:把積累的求解器技術(shù)開放出來,進(jìn)行商用。

這個(gè)戰(zhàn)略決定的背后,不僅僅是華為云自身的技術(shù)迭代與產(chǎn)品考量。統(tǒng)觀整個(gè)求解器市場(chǎng),目前主流的求解器產(chǎn)品已經(jīng)相對(duì)成熟,并且長(zhǎng)時(shí)間缺乏突破。尤其當(dāng)以深度學(xué)習(xí)為代表的AI技術(shù)復(fù)興后,原本具有與AI深度融合必要性的求解器,卻因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)進(jìn)入平緩期、主流廠商缺乏技術(shù)突破意圖而錯(cuò)過了智能化機(jī)遇。這就導(dǎo)致當(dāng)企業(yè)應(yīng)用智能化求解器的需求大幅增長(zhǎng)時(shí),求解器產(chǎn)品卻停滯在不好用、不好學(xué)、不夠智能化的難題中。

而這正是華為云的機(jī)會(huì),也是商業(yè)求解器市場(chǎng)本身的機(jī)遇需求。早在2018年,華為就公布了全棧全場(chǎng)景AI戰(zhàn)略,其中華為云是AI技術(shù)革新與平臺(tái)沉淀的重要載體;華為將十余年的求解器布局與AI技術(shù)能力融合,打造出業(yè)界首款作用于產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景的AI求解器產(chǎn)品——天籌AI求解器。

具體來看,天籌AI求解器相比于傳統(tǒng)求解器產(chǎn)品,差異化主要體現(xiàn)在AI技術(shù)的多方面融入。首先是在上層套件中,AI技術(shù)可以幫助求解器更準(zhǔn)確、靈活地理解企業(yè)使用過程,將生產(chǎn)場(chǎng)景中的真實(shí)情況更簡(jiǎn)單映射到求解器中。從而極大程度降低了求解器的使用門檻,這也解決了傳統(tǒng)求解器應(yīng)用難、推廣難的最主要問題。

另一個(gè)AI求解器的關(guān)鍵提升在于求解過程的智能化。傳統(tǒng)求解器大多基于數(shù)學(xué)經(jīng)典算法來實(shí)現(xiàn),但AI求解器吸納了人工智能的理解能力,極大提高了求解器的解釋速度。從而提升了企業(yè)應(yīng)用求解器的效率。

降低門檻,提升效率,這是AI在投入企業(yè)應(yīng)用時(shí)兩個(gè)恒定的主題。與求解器的結(jié)合也是如此,基于智能化的加持,求解器可以適配更多樣化的企業(yè)場(chǎng)景,并且提升本身的工作能力與工作效,繼而突破了業(yè)界運(yùn)籌優(yōu)化極限。

從天籌AI求解器發(fā)布起,我們可以看到一系列業(yè)界記錄被相繼打破。

在求解規(guī)模上,天籌AI求解器可以支持億級(jí)規(guī)模問題的求解,幫助處理更復(fù)雜場(chǎng)景的優(yōu)化決策;在求解速度上,實(shí)現(xiàn)了面對(duì)億級(jí)規(guī)模問題的求解,速度也能最高提升100倍;在建模效率上,使用AI技術(shù)智能建模后,建模效率最高提升30倍;在求解效率中,利用AI技術(shù)自適應(yīng)調(diào)優(yōu)后,效率最高提升30%。

最終,剛剛問世的華為云天籌AI求解器在全球權(quán)威的 Hans Mittelmann 線性規(guī)劃單純形求解器于9月18日榜單中斬獲第一,刷新了世界紀(jì)錄。

至此,AI求解器的誕生不僅豐富了華為云的AI技術(shù)服務(wù)體系,更為產(chǎn)業(yè)智能化之路打開了一個(gè)全新的機(jī)遇。

一場(chǎng)港口之旅,洞開一場(chǎng)智能化變革

此前我們就討論過天籌AI求解器在天津港的落地實(shí)踐。其實(shí)不僅是港口,物流、工廠、能源等結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要素多樣的產(chǎn)業(yè)在本質(zhì)上都需要運(yùn)籌學(xué)的加持,以達(dá)到生產(chǎn)效率與成本的最優(yōu)解。

但在天籌AI求解器的天津港之旅中,確實(shí)可以看到AI求解器落地背后的很多有趣故事與產(chǎn)業(yè)智慧。

天津港是京津冀的海上門戶,也是一帶一路戰(zhàn)略的重要港口支點(diǎn)。在2021年,天津港這一特大港口的集裝箱年吞吐量已經(jīng)近2000萬標(biāo)準(zhǔn)箱。在不斷發(fā)展壯大的過程中,天津港也涌現(xiàn)出了豐富的數(shù)字化需求,以及對(duì)求解器應(yīng)用的需求。

一方面,天津港在積極探索“智慧港口”的道路,比如5G、無人駕駛集裝箱卡車等。天津港在利用各種智能化技術(shù)將單機(jī)效率達(dá)到極限后,面對(duì)如此龐大的業(yè)務(wù)體量,迫切需要基于全局統(tǒng)籌計(jì)劃,進(jìn)行全鏈路協(xié)同,最大化調(diào)動(dòng)所有資源。

另一方面,隨著天津港的不斷發(fā)展,越來越多的業(yè)務(wù)難以憑借人工進(jìn)行規(guī)劃。人工規(guī)劃只能看到自己負(fù)責(zé)的“一畝三分地”,而全局統(tǒng)籌規(guī)劃需要涉及到千萬個(gè)甚至到億級(jí)的變量和約束條件,僅靠人工根本無法做到;另外,整個(gè)計(jì)劃做完需要耗時(shí)24小時(shí),效率極低,每次只能提前計(jì)劃,難以實(shí)時(shí)調(diào)整。于是,天津港內(nèi)部不斷產(chǎn)生了更新求解器產(chǎn)品的需求。而華為恰好在此時(shí)提供了這一技術(shù)能力的創(chuàng)新。

天津港與華為云合作,開發(fā)了新一代的港口智能計(jì)劃平臺(tái),開始AI求解器的港口落地之旅。

天籌AI求解器在天津港的第一份工作,是從幫助港口進(jìn)行計(jì)劃模塊規(guī)劃開始的,并且很快取得了成果。通過天籌AI求解器,天津港的一些業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)效率與準(zhǔn)確率得到了明顯提升,給港口生產(chǎn)帶來了長(zhǎng)期價(jià)值。例如,華為云天籌AI求解器可實(shí)現(xiàn)全鏈路協(xié)同,最大化地調(diào)動(dòng)所有資源,使天津港設(shè)備利用率提高15%,堆場(chǎng)翻倒率降低20%,大幅度地提升了港口運(yùn)轉(zhuǎn)效率和作業(yè)效率,進(jìn)而縮短船舶在港時(shí)間。通過全局優(yōu)化,真正地實(shí)現(xiàn)了天津港資源調(diào)度最大化。

在此基礎(chǔ)上,隨著雙方合作業(yè)務(wù)的深入與賦能模塊的提升,AI求解器不斷深入到了天津港的方方面面,形成了模塊化、常態(tài)化的落地通道。

合作中有一個(gè)很有意思的故事。在雙方合作剛開始的時(shí)候,華為云相關(guān)團(tuán)隊(duì)在研究了港口業(yè)務(wù)之后滿懷信心,團(tuán)隊(duì)很快入駐天津港,逐條梳理了天津港的業(yè)務(wù)流程與生產(chǎn)數(shù)據(jù),慢慢將問題接手過來。甚至主動(dòng)幫助天津港去發(fā)現(xiàn)問題,糾正此前存在的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,這一點(diǎn)讓天津港的工作人員都感到十分驚訝。

逐步去梳理行業(yè)問題,理解行業(yè)特征,是很多AI技術(shù)落地時(shí)都不得不面對(duì)的問題。華為云與天津港的合作,或許可以帶來很多產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn):對(duì)于流程復(fù)雜、業(yè)務(wù)模塊眾多的重點(diǎn)行業(yè),既不能存在對(duì)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的為難和抵觸心理,也不必過分高估行業(yè)門檻的存在。深入其中,仔細(xì)梳理,以技術(shù)撬動(dòng)需求,或許才是達(dá)成合作,共同創(chuàng)造價(jià)值的最佳方案。

未來,華為云天籌AI求解器還將繼續(xù)深入探索港口行業(yè),同時(shí)也會(huì)向工業(yè)、制造、物流等更多領(lǐng)域拓展。對(duì)于企業(yè)來說,天籌AI求解器不僅意味著強(qiáng)大的求解器支持,還是華為充沛行業(yè)數(shù)字化經(jīng)驗(yàn)的賦能,以及領(lǐng)先AI技術(shù)的加持。

融合運(yùn)籌學(xué)、AI以及行業(yè)智慧,天籌AI求解器得以幫助行業(yè)把握住產(chǎn)業(yè)智能化機(jī)遇。

一座燈塔,就是一個(gè)答案

求解器和運(yùn)籌學(xué)重要嗎?當(dāng)然重要,其在產(chǎn)業(yè)智能化、數(shù)字化中的地位無可替代。

但在中國(guó)以及更多的發(fā)展中國(guó)家,運(yùn)籌學(xué)的人才培養(yǎng)以及就業(yè)、創(chuàng)業(yè)支持都遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到需求水準(zhǔn)。即使是華為,想要招聘運(yùn)籌學(xué)人才都十分困難。

放眼整個(gè)產(chǎn)業(yè),會(huì)發(fā)現(xiàn)大型企業(yè)多數(shù)將運(yùn)籌學(xué)與求解器人才放在IT或者算法崗位中,很少能夠單獨(dú)建立部門或者成立項(xiàng)目。很多非常需要求解器的企業(yè),甚至都不知道運(yùn)籌學(xué)與決策智能的可能性。另一方面,市場(chǎng)需求的寡淡也影響了人才培育。學(xué)生更傾向去學(xué)AI等高需求、高回報(bào)的專業(yè),對(duì)運(yùn)籌學(xué)這樣的重要學(xué)科反而很難全力投入。

天籌AI求解器更深層的意涵,在于華為云通過將內(nèi)部技術(shù)開放出來,走向商業(yè)化與規(guī)�；�,構(gòu)筑了一個(gè)全新的產(chǎn)業(yè)支點(diǎn)。這個(gè)支點(diǎn)就像一個(gè)燈塔,可以讓學(xué)生、老師、從業(yè)者看到運(yùn)籌學(xué)與求解器本應(yīng)具有的重要意義。學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)可以以此為圓點(diǎn)進(jìn)行匯集,天籌AI求解器可以變成一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)力,一個(gè)交流與發(fā)展的平臺(tái)。運(yùn)籌學(xué)這個(gè)學(xué)科,求解器這項(xiàng)技術(shù),并不古老或保守,而是必然在AI時(shí)代必然會(huì)煥發(fā)出全新的生命力。

求解器應(yīng)用是一道難題,于是AI求解器打開了一個(gè)可能。

天籌AI求解器構(gòu)筑了一座燈塔,給運(yùn)籌學(xué)與智能化帶來了一個(gè)全新的答案。

數(shù)字中國(guó)建設(shè)是這個(gè)時(shí)代最重要的任務(wù)之一。在這一目標(biāo)的引領(lǐng)下,各行業(yè)的管理效率提升、數(shù)字化決策、少人化管理是一道必答題。求解器必然會(huì)深深嵌入數(shù)字中國(guó)的根系,成為智能化浪潮不可替代的支柱。

我們可以探索、建設(shè)甚至引領(lǐng)求解器的未來,這就是“天籌”的答案。