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在一家工厂有几千种零件,数以万计的工人,几百家工厂,在疫情期间订单猛增,如何安排产能资源来消化更多订单?
在一家大机场,每天要降落上千个航班,在廊桥机位与远机位比例1:3的情况下,如何让更多的航班停靠在廊桥?
在一家港口,年集装箱吞吐量近两千万箱,恶劣天气后影响港口船舶进出港及货物装卸作业,大型船舶多等1小时将浪费近万元,如何快速调整计划以缓解压港现象?
对制造业、零售业、物流等行业的从业人员来说,这些问题应该很熟悉。在日常生活中,他们都会做出类似的决策,但如何达到最佳的资源配置?
在数字化转型过程中,企业发现不仅要提高单点效率,更要考虑系统整体链路协同和资源调度最大化。实现整体优化,就需要综合考虑各种制约因素,各环节的交叉融合,以及当前与未来变量相互制约等。
例如交通一样,要实现交通效率优化,不仅要考虑一条路段的交通灯和路况,还要考虑整个城市的交通状况和交通指挥的协同。
若场景简单,变量和限制条件都很少,那么企业可以手工解决大多数问题。但是,随着企业规模的扩大,此类优化问题的复杂性将不断增加,可能达到百万级、千万级的变量和约束条件。在海量因素环境下,复杂问题的求解难度大、规模大,仅靠人工难以实现。
为了解决这些复杂的运筹优化问题,企业需要引入一种决策优化领域的根技术—数学规划求解器,将全局因素和人类经验转化为数学模型,再用求解器求出最优解。
求解器并非横空出世的,但为什么在企业级应用中没有得到普及?
第一,求解器技术壁垒高、研发难度大,长期以来,高性能商用求解器的核心技术一直以欧美公司为主导的。
其次,求解器也有一定的使用门槛。求解器实质上是将经验转化为数学模型,再求最优解的过程。用数学形式准确有效地表达一个问题,如同为一个应用题建立一个方程组,但是如何将问题转化为求解器能理解的数学问题却不简单,求解器对数学基础和工程学能力的要求都很高,企业往往缺乏这类人才。
最后,在产业层面上,求解器主要用于解决工业上的优化问题,需要针对上亿级变量的复杂问题进行求解,对性能要求极高;企业业务状态、数据实时变化、求解速度若是跟不上,就会影响业务运行效率。
此外,求解器也需要根据历史数据不断调整,这涉及到很多参数的调整,因此想要在一个业务场景中正确使用求解器并不容易。
怎样才能让企业用上求解器这个好东西?
“华为全联接”2021,华为高级副总裁、华为云 CEO、消费者云服务总裁张平安发布了天筹 AI求解器。
华为云天筹求解器首先解决的是“好用”问题:
「
“更好用是解决求解器在适应不同场景问题下的最佳参数和策略的配置问题,让客户不需要反复试验不同的配置参数和策略;
更智能是解决固定场景下结合历史数据来优化求解器性能的问题,让求解器不断适应客户场景和问题,求解效果越来越好。”
」
华为云AI与求解器的结合主要是更好用、更智能的角度出发:
第一,上层套件的智能化。求解器只能理解特定的输入,但是如何将具体的问题转化为这样的输入往往难住一大批实践者。
所以,天筹 AI求解器首先要做的就是充当“翻译官”的角色,通过上层套件、工具的智能化来帮助用户简化求解器的使用过程,使具体生产问题到求解器映射更简单,从而降低求解器的使用门槛。
第二,求解过程的智能化。传统的求解器大部分都是基于数学经典的算法,但华为云发现,求解的过程实际上也可以加入人工智能,从而提高求解的速度,这就是所谓“AI”求解器的另一个含义。
华为云将求解器技术、 AI技术和运筹优化技术深度融合,推出了第一款商用 AI求解器——华为云天筹 AI求解器,突破了业界运筹优化极限:
求解规模极限:可支持亿级规模问题的求解,能处理更复杂场景的优化决策;
求解速度极限:采用分布式并行加速技术,即使面对一个上亿级规模的问题,速度也可以达到100倍;
建模效率极限:用 AI技术进行智能建模,建模效率最高提高30倍;
求解效率极限:经过 AI技术的自适应调整,效率最大提高30%。
华为云天筹 AI求解器在全球权威机构 Hans Mittelmann线性规划单纯形求解器最新榜单上斩获首个世界纪录。
第二,华为云天筹 AI求解器解决了行业客户“易用”的问题:
华为云将天筹 AI求解器与行业场景相结合,推出一系列的工业智能决策平台,帮助各行各业的客户快速应用 AI求解器,解决企业优化决策问题。
在金融业:通过最佳投资组合的搭配,可使收益风险比提高15%;
在制造业:科帮助工业配料快速优化,效率提高30倍;
在交通业:可以优化航班调度,让260万旅客不再乘坐摆渡车;
在供应链场景:基于 AI解算器的生产排班,可以实现超大规模的计划排产,最大限度地提高供应能力,使库存齐套率提高37%,每年节约巨额资金。
在物流业:天津港与华为云合作,开发了基于天筹 AI求解器的新一代港口智能计划平台,可在10分钟内完成整个港口计划,速度提高144倍,大大提高了作业效率和资源利用率。
华为云将不断开放 AI求解器开发团队十余年积累的经验和 AI能力,通过云服务的方式提供给千行百业,让创新触手可及,帮助客户在数字上快速实现最优。