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今年8月，阿里巴巴達(dá)摩院宣布，該團(tuán)隊研發(fā)的數(shù)學(xué)規(guī)劃求解器MindOpt參加國際權(quán)威的Mittelmann榜單測評，成功求解出了測評中全部40個線性規(guī)劃問題，以快于第二名10%的速度優(yōu)勢，在單純形法測評中排名第一。

數(shù)學(xué)規(guī)劃，也就是將復(fù)雜的現(xiàn)實問題建模成數(shù)學(xué)問題，并用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解的過程。在人們常說的智能決策之中，“智能”引擎的其中一個就是數(shù)學(xué)規(guī)劃，而求解器則是求解數(shù)學(xué)規(guī)劃問題的軟件。

求解器的技術(shù)壁壘高、研發(fā)難度大，國外已經(jīng)出現(xiàn)了不少成功商業(yè)化的求解器團(tuán)隊，中國具備研發(fā)能力的團(tuán)隊屈指可數(shù)，無論是規(guī)模還是技術(shù)都與國外求解器有一定的差距。受美方的禁令波及，中國制造產(chǎn)業(yè)也正在尋找“國產(chǎn)替代”。因此，這一次達(dá)摩院成功登頂，在中國科技圈引起不小的震動。

不過有趣的是，沒到兩個月，由美國亞利桑那州立大學(xué)漢斯·米特爾曼（Hans Mittelmann）教授維護(hù)的這一權(quán)威榜單，悄悄更換了多個規(guī)模更大更困難的測評問題，并對多個求解器進(jìn)行更新，競爭一直呈白熱化狀態(tài)。

截止最新11月2日，MindOpt在Simplex LP（線性）求解器榜單中排第三，被另一家中國初創(chuàng)企業(yè)——杉數(shù)科技（北京）有限公司（以下簡稱杉數(shù)科技）研發(fā)的“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”所超越，后者已持續(xù)位列該榜單前三近一年半時間，其中絕大部分時間名列榜首。

值得注意的是，“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”不止在線性規(guī)劃單純形法技術(shù)領(lǐng)域，而且在線性規(guī)劃內(nèi)點法（Barrier Method）求解器、大型網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化基準(zhǔn)測試兩個細(xì)分榜單中均排在前三，這兩項MindOpt并不在榜單當(dāng)中。

這項求解器技術(shù)是一家創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊——杉數(shù)科技的核心技術(shù)產(chǎn)品。杉數(shù)科技也正在摸索將這項技術(shù)商業(yè)化，用在人工智能決策領(lǐng)域，幫助企業(yè)在復(fù)雜問題中獲得最優(yōu)解。

11月18日，杉數(shù)科技宣布完成近億元B輪融資，引入萬科集團(tuán)及天任投資兩個重要戰(zhàn)略股東，資金將主要用于產(chǎn)品研發(fā)與推廣、團(tuán)隊建設(shè)等。

在此之前，該公司也獲得了真格基金、北極光創(chuàng)投、聯(lián)想創(chuàng)投、將門創(chuàng)投等知名基金的投資。

杉數(shù)科技聯(lián)合創(chuàng)始人&CSO、斯坦福大學(xué)運(yùn)籌學(xué)博士、上海財經(jīng)大學(xué)教授葛冬冬告訴鈦媒體App，在他看來，工業(yè)4.0和互聯(lián)網(wǎng)時代依靠AI技術(shù)幫助企業(yè)進(jìn)行相關(guān)決策是大勢所趨。杉數(shù)科技利用“求解器”和機(jī)器學(xué)習(xí)引擎，以“企業(yè)決策大腦”優(yōu)化中臺為支撐，可幫助客戶（企業(yè)）在各種復(fù)雜問題下完成最優(yōu)決策，而這也是目前很多公司發(fā)展過程中的迫切需要。

“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”：幫助企業(yè)擁有智慧決策大腦

對于數(shù)學(xué)規(guī)劃求解器來說，它的底層技術(shù)是應(yīng)用數(shù)學(xué)中的運(yùn)籌學(xué)。

運(yùn)籌學(xué)是近代應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個分支，主要是研究如何將生產(chǎn)、管理等事件中出現(xiàn)的運(yùn)籌問題加以提煉，然后利用數(shù)學(xué)方法解決問題的學(xué)科。而在運(yùn)籌學(xué)里，對于數(shù)學(xué)規(guī)劃求解器的定義是，針對多種已經(jīng)建立的線性、整數(shù)及各種非線性規(guī)劃模型，進(jìn)行大量計算，尋求出最優(yōu)解決方案。

由于整個算法優(yōu)化求解過程可以看作是一個“黑盒子”引擎，因此，求解器也被業(yè)界稱為算法上的“芯片”。

在求解器誕生之前，這一步通常是由人工完成——依賴有經(jīng)驗的業(yè)界研究員們手動計算模型的最優(yōu)解。在模型復(fù)雜或者數(shù)據(jù)量龐大的情況下，這個步驟消耗了大量的人力，結(jié)果準(zhǔn)確性也難以保證。

此后，發(fā)展起以一系列龐大算力支撐的啟發(fā)式算法，不過這種做法往往只能尋求一些可行解決方案，求解質(zhì)量和時間難以保證。

當(dāng)下，在世界風(fēng)云突變的市場環(huán)境中，很多企業(yè)決策者都是依靠數(shù)據(jù)簡單分析，進(jìn)而根據(jù)經(jīng)驗判斷做出企業(yè)決策性部署。一旦發(fā)生偏差與失誤，可能會造成企業(yè)處于危機(jī)狀態(tài)。

在這種情況下，如何能更進(jìn)一步利用數(shù)據(jù)為企業(yè)服務(wù)，是行業(yè)亟待解決的問題。

杉數(shù)科技自研了一套名為“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”算法系統(tǒng)，依托企業(yè)提供的過往數(shù)據(jù)，規(guī)劃多種已經(jīng)建立的線性、整數(shù)及各種非線性數(shù)據(jù)模型，并將目標(biāo)和約束以數(shù)學(xué)模型的形式進(jìn)行有效表達(dá)，然后通過對這些數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，自動分析出多種決策方案，最終挑選出一套最佳的方案來供企業(yè)選擇。

以國內(nèi)某ICT巨頭為例，該公司有上千個工廠和供應(yīng)商，包含原材料和組件在內(nèi)的零部件共有5萬多種，相互以復(fù)雜的一個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系出現(xiàn)，材料信息、生產(chǎn)能力、工廠需求等均不相同。在它未來的一個計劃生產(chǎn)周期內(nèi)，需要精確到每個車間要生產(chǎn)哪些東西，要生產(chǎn)多少，每小時要用到哪些零部件，變量和約束大約在5000萬至1億左右，這種體量以及精細(xì)的決策需求顯然需要算法的介入。

葛冬冬表示，利用“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”，整個過程僅需大約2~3小時。通過這種優(yōu)化決策，可以使生產(chǎn)排程訂單滿足率提高20%，產(chǎn)能損失率降低30%，排產(chǎn)排程人工干預(yù)降低70%，非計劃維修降低15%。

除工廠的排程問題外，在連鎖商超企業(yè)面臨擴(kuò)張計劃時，也需要“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”來解決相關(guān)復(fù)雜問題。

葛冬冬介紹可永輝超市的案例。永輝超市現(xiàn)在在上海已經(jīng)有300多家店，他們與杉數(shù)科技合作，用選址軟件做智能選址。

簡單來說，這些問題的解決，可能需要一個大的動態(tài)規(guī)劃系統(tǒng)來建模，而最后的求解，往往需要“求解器”這樣的計算系統(tǒng)來線性規(guī)劃(LP)、混合整數(shù)規(guī)劃(MIP)逼近正確值，求得最優(yōu)解。

葛冬冬介紹，“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”的使命，就是讓企業(yè)擁有“智慧決策大腦”能力，高效地解決一些復(fù)雜問題，并得到最優(yōu)解。

此外，依托“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”衍生的決策模型算法能力，以及物流倉儲等場景中的客戶需求，杉數(shù)科技還自主研發(fā)了“杉數(shù)智慧鏈”優(yōu)化解決方案平臺，這是公司的另一產(chǎn)品業(yè)務(wù)。

杉數(shù)科技介紹，該平臺利用企業(yè)級大數(shù)據(jù)處理能力、決策模型算法模塊以及業(yè)務(wù)場景解決方案的一站式整合，為企業(yè)提供收益管理、庫存優(yōu)化、倉儲優(yōu)化、運(yùn)輸優(yōu)化、生產(chǎn)制造、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與選址等行業(yè)性智能系統(tǒng)解決方案，解決企業(yè)所遇到的供應(yīng)鏈管理難題。

目前，杉數(shù)科技依靠自研的“求解器”以及優(yōu)化中臺，基于供應(yīng)鏈產(chǎn)品平臺經(jīng)驗，已經(jīng)在物流、交通、零售、金融以及智能制造等多個領(lǐng)域的的工業(yè)場景中推出成熟解決方案，服務(wù)的對象也包括蘋果、小米、滴滴、京東、永輝、海爾、上汽通用、順豐等多家頭部企業(yè)。

自主研發(fā)“國產(chǎn)求解器”，打造公司核心競爭力

過去30余年中，世界領(lǐng)先的“商業(yè)求解器”一直由歐美三巨頭Gurobi、IBM Cplex以及FICO Xpress所壟斷，而中國由于研發(fā)時間太長、投入資金數(shù)額巨大、運(yùn)籌學(xué)人才稀少等諸多原因，一直沒有自主研發(fā)的國產(chǎn)“商業(yè)求解器”。

自2018年起，中美關(guān)系緊張，中興、華為、?？低暤榷嗉抑袊萍计髽I(yè)先后被美國列入實體清單或被采取打壓措施。今年6月初，傳出哈工大與哈工程被禁止使用美國MathWorks公司的科學(xué)計算工具M(jìn)atlab事件，讓整個軟件行業(yè)變得人心惶惶。

盡管歐美求解器三巨頭依然與中國企業(yè)正常來往，但多家在美實體清單中的科技企業(yè)都開始尋找國產(chǎn)替代，防止這些軟件未來將要通過美方許可審批。且加上國外軟件的售后服務(wù)欠佳等因素，研發(fā)“國產(chǎn)求解器”變得迫在眉睫。

在如今國際競爭環(huán)境下，國產(chǎn)求解器已成為中國需要突破的“卡脖子”工程。

葛冬冬認(rèn)為，求解器是優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈、為復(fù)雜生產(chǎn)場景提供智慧決策的“引擎”，也是事關(guān)國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能級提升、敏感戰(zhàn)略資源調(diào)度與部署的核心技術(shù)之一。

2016年，葛冬冬聯(lián)合他在斯坦福讀博時的三位同學(xué)羅小渠、王子卓、王曦共同成立杉數(shù)科技，嘗試發(fā)展國產(chǎn)商業(yè)求解器，避免受制于人，并且將其作為公司最核心的任務(wù)和未來的技術(shù)支撐。

經(jīng)過三年的研發(fā)、試錯、迭代下，2019年，杉數(shù)科技正式發(fā)布“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”。

與國外頂級求解器相比，杉數(shù)科技的“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”也已達(dá)到國際第一梯隊水平，與頂級商業(yè)求解器之間的差距越來越小。

據(jù)鈦媒體App了解，目前中國也有一些企業(yè)通過收購現(xiàn)有的開源求解器，從事國產(chǎn)求解器的研發(fā)；而阿里云在今年8月發(fā)布MindOpt線性規(guī)劃求解器；包括北大的國際數(shù)學(xué)中心，中科院，上海財經(jīng)大學(xué)等高校機(jī)構(gòu)近幾年也在做相關(guān)研發(fā)嘗試，不過都未超過“COPT數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器”的技術(shù)水平。

杉數(shù)科技現(xiàn)階段共有100多名員工，其中超70%為技術(shù)出身人員。核心團(tuán)隊成員具有豐富的行業(yè)實踐經(jīng)驗，此前曾為谷歌、IBM、波音、美國能源部等機(jī)構(gòu)解決運(yùn)營決策優(yōu)化問題。

杉數(shù)科技介紹，自2016年成立至今，公司始終保持著每年翻一番的業(yè)績。2020年在疫情影響下，實際營業(yè)收入依然基本實現(xiàn)了翻番的增長。

有行業(yè)人士指出，隨著中國經(jīng)濟(jì)開始進(jìn)入平穩(wěn)增長期，各行各業(yè)對精細(xì)化運(yùn)營需求提升，對商業(yè)優(yōu)化求解的需求也日益提升。而杉數(shù)科技等企業(yè)剛好踩在需求點上，隨著數(shù)據(jù)的優(yōu)勢逐步鞏固，競爭壁壘將會逐漸提高。

葛冬冬對鈦媒體App表示，接下來杉數(shù)科技將基于成熟的技術(shù)平臺、高效率的服務(wù)方案和亮眼的頭部案例，向下獲取客戶，快速復(fù)制實現(xiàn)業(yè)務(wù)的規(guī)?；鲩L，一步一步、扎扎實實做技術(shù)。

當(dāng)談及未來5-10年規(guī)劃，葛冬冬表示，預(yù)期行業(yè)內(nèi)也許將會再出現(xiàn)2-3家企業(yè)，杉數(shù)科技屆時應(yīng)該預(yù)期將達(dá)50%左右的份額。

他強(qiáng)調(diào)，杉數(shù)科技的目標(biāo)并不是要“占領(lǐng)”市場，更多是與國外的頂級智能決策企業(yè)達(dá)到同一水平，做求解器行業(yè)的“領(lǐng)頭羊”。（本文首發(fā)鈦媒體App，作者 | 林志佳，編輯 | 趙宇航）

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