杉數(shù)科技:做國(guó)人自己的“求解器”

2016年7月,由4位斯坦福大學(xué)博士共同創(chuàng)立的杉數(shù)科技(北京)有限公司,是國(guó)內(nèi)最早布局“求解器”賽道的企業(yè)。“真正讓每一個(gè)企業(yè)擁有定制最優(yōu)化決策的能力”,這是杉數(shù)科技打動(dòng)客戶的核心價(jià)值。而這背后,是依托于世界領(lǐng)先的深層次數(shù)據(jù)優(yōu)化算法和復(fù)雜決策模型的求解能力。

近日,杉數(shù)科技榮登人工智能應(yīng)用最具商業(yè)價(jià)值排行榜——智能制造TOP10。作為人工智能獨(dú)角獸企業(yè)之一,如何在1800家人工智能企業(yè)中脫穎而出,記者近日走進(jìn)杉數(shù)科技,解讀其發(fā)展背后的耕耘。

從斯坦福大學(xué)歸國(guó)創(chuàng)業(yè),深耕求解器賽道

求解器在工業(yè)發(fā)展中意義非凡。例如,中國(guó)戰(zhàn)略布局上亟待解決的“卡脖子”難題EDA (電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)需要用到 SAT 求解器進(jìn)行快速驗(yàn)證,制造、物流與供應(yīng)鏈優(yōu)化等則需要用到整數(shù)規(guī)劃求解器。近兩年,華為與阿里等互聯(lián)網(wǎng)大廠都踏入求解器研究。

什么是求解器?這是個(gè)國(guó)內(nèi)鮮有人問津的領(lǐng)域。從“解題”的角度看,一切人工智能系統(tǒng)都可以歸結(jié)為“問題求解”(Problem Solving)系統(tǒng),即為了實(shí)現(xiàn)給定目標(biāo)而展開的動(dòng)作序列的過程。求解器(solver),被譽(yù)為“工業(yè)軟件之魂”,它類似于計(jì)算器,給定輸入模型和數(shù)據(jù),求解器計(jì)算出最優(yōu)結(jié)果。

杉數(shù)科技:做國(guó)人自己的“求解器”

作為杉數(shù)科技的首席科學(xué)家,葛冬冬回憶當(dāng)年從斯坦福大學(xué)學(xué)成回國(guó),驚訝于國(guó)內(nèi)沒有人做求解器,了解到的原因是:高校不做求解器,是因?yàn)樵趯W(xué)術(shù)上的性價(jià)比低,工具研發(fā)不能算科研;企業(yè)不做求解器,根源上是認(rèn)為這是一個(gè)浩大而困難的工程,技術(shù)實(shí)力不可能做得到。

在國(guó)內(nèi)求解器領(lǐng)域一片空白的時(shí)候,葛冬冬猶豫:“在中國(guó),求解器能不能做?前景如何?”但是中國(guó)總得有自己的求解器,總得有人挑頭干。于是,葛冬冬成了挑頭的那個(gè)人。2016年,葛冬冬聯(lián)手同門師兄弟羅小渠、王子卓與王曦,聯(lián)合創(chuàng)立了杉數(shù)科技。

談及當(dāng)年4人的創(chuàng)業(yè)計(jì)劃,斯坦福大學(xué)運(yùn)籌學(xué)博士、杉數(shù)科技首席技術(shù)官王子卓說(shuō):“從創(chuàng)業(yè)的第一天,我們幾位合伙人就堅(jiān)信,我們的底層技術(shù)是非常重要的。在2016年杉數(shù)科技成立之前,國(guó)內(nèi)沒有一家企業(yè)做求解器,而國(guó)際上也并不多,全球求解器市場(chǎng)被IBM、FICO、GUROBI3家歐美公司壟斷,這3家公司構(gòu)筑起極高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)門檻。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)也有使用國(guó)外求解器的,但是跨國(guó)交流、地域限制等原因?qū)е吕速M(fèi)時(shí)間太多。而這正是國(guó)內(nèi)求解器發(fā)展的契機(jī)。”

在求解器誕生之前,學(xué)者和業(yè)界研究員們只能自主開發(fā)求解算法對(duì)問題進(jìn)行求解,不但求解效率難以保證,還存在高度重復(fù)開發(fā)的情況,消耗了大量的時(shí)間和精力。

因此,求解器應(yīng)運(yùn)而生,在用戶建模之后能夠高效地得到最優(yōu)解,是求解器的使命。作為斯坦福大學(xué)運(yùn)籌學(xué)博士的葛冬冬,2013年成為上海財(cái)經(jīng)大學(xué)教授,隨著研究的深入,葛冬冬開始琢磨的就是求解器的研發(fā)。

打破國(guó)外壟斷,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)自主研發(fā)空白

2015年,葛冬冬和王子卓當(dāng)時(shí)還是大學(xué)老師,基于他們?cè)谒固垢4髮W(xué)的研究和學(xué)術(shù)能力,經(jīng)常會(huì)有企業(yè)向他們咨詢,希望他們通過運(yùn)籌學(xué)幫企業(yè)解決問題。“當(dāng)時(shí)包括滴滴、京東來(lái)找我們做一些事情,當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)懂運(yùn)籌學(xué)的人不多,特別是在企業(yè)里,懂運(yùn)籌學(xué)特別是用運(yùn)籌學(xué)的,基本是空白。很多人甚至都沒聽說(shuō)過‘運(yùn)籌學(xué)’這個(gè)名詞。” 王子卓坦言。

談起求解器,要先說(shuō)運(yùn)籌學(xué)。運(yùn)籌學(xué)研究問題的基本步驟,首先是確定問題目標(biāo)和約束,然后是建模,將現(xiàn)實(shí)中的問題通過算法建成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型(如線性不等式),而后再對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解,從而解決現(xiàn)實(shí)問題。對(duì)于求解器的深入研究,就是運(yùn)籌學(xué)的范疇。

求解器的開發(fā),是一個(gè)高門檻、大規(guī)模系統(tǒng)工程,動(dòng)輒上百萬(wàn)行代碼。求解器軟件對(duì)開發(fā)人員的數(shù)學(xué)能力要求很高,而國(guó)內(nèi)的情況是:同時(shí)精通數(shù)學(xué)與大規(guī)模軟件開發(fā)能力的人幾乎不存在。葛冬冬與創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)自學(xué)、找專家、找導(dǎo)師,花了很多精力和時(shí)間琢磨求解器開發(fā),比如單純形法與內(nèi)點(diǎn)法如何在軟件開發(fā)上走通全流程,弄清楚求解器開發(fā)的核心部件,矩陣數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化等。

中國(guó)企業(yè)在求解器這條賽道生存乃至發(fā)展都是摸著石頭過河。從廣義上看,求解器的意義不僅僅在于工業(yè)的發(fā)展,國(guó)內(nèi)應(yīng)該形成一個(gè)將數(shù)學(xué)與代碼相結(jié)合的研究生態(tài),而開發(fā)求解器是一個(gè)很好的結(jié)合點(diǎn)。通過研究求解器,可以培養(yǎng)一大批既精通數(shù)學(xué)又擅長(zhǎng)編程的技術(shù)型人才。葛冬冬也說(shuō):“我們鼓勵(lì)大家去研究求解器。所以其他大廠或者高校做求解器,有時(shí)遇到棘手的問題跑來(lái)問我們,只要不涉及核心機(jī)密,我們都會(huì)給他們義務(wù)解答。”

2019年5月,杉數(shù)科技發(fā)布中國(guó)第一款大規(guī)模商用求解器COPT,登上世界求解器權(quán)威公測(cè)平臺(tái)線性規(guī)劃單純形法榜單榜首。COPT的出現(xiàn),給國(guó)內(nèi)大廠傳遞了一個(gè)重要信息:開發(fā)求解器的難度極高,但也不是全無(wú)可能。隨著企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,需要進(jìn)行更多量化的精細(xì)的智能決策,借助一些數(shù)學(xué)模型來(lái)建模,求解器的用途也越來(lái)越大。

杉數(shù)科技:做國(guó)人自己的“求解器”

成立不久的杉數(shù)科技,是我國(guó)第一家擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商用求解器公司。由于我國(guó)求解器仍然處于起步階段,杉數(shù)科技在求解器以及基于求解器的智能決策技術(shù)領(lǐng)域的突破才格外具有意義。

  專注決策優(yōu)化技術(shù),希望為國(guó)家戰(zhàn)略服務(wù)

隨著業(yè)界對(duì)求解器的了解和認(rèn)可,投資人也對(duì)杉數(shù)科技信心倍增。2020年3月,杉數(shù)科技完成萬(wàn)科領(lǐng)投的B輪融資,融資額近1億元。今年6月,杉數(shù)科技又獲得由中銀國(guó)際領(lǐng)投、天任投資跟投的近2億元C輪融資。

“從2016年成立到現(xiàn)在,經(jīng)過5年的艱苦發(fā)展,我們?cè)絹?lái)越堅(jiān)信當(dāng)初選的賽道是正確的。”杉數(shù)科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO 羅小渠博士說(shuō)。

求解器在零售、快消、物流、工業(yè)制造、能源、航空等多個(gè)行業(yè)有著天然的場(chǎng)景需求,尤其是隨著這些行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)的加速,基于求解器等相關(guān)技術(shù)的智能決策正在迅速成為行業(yè)用戶的強(qiáng)勁需求。目前,杉數(shù)科技的決策優(yōu)化解決方案已在20多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域落地應(yīng)用,服務(wù)包括工業(yè)富聯(lián)、上汽通用、海爾、百威英博、好麗友、順豐科技、滴滴出行、中外運(yùn)、京東、萬(wàn)達(dá)、德邦、永輝超市、國(guó)家電網(wǎng)以及南方航空等超百家國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)。

王子卓坦言,在求解器領(lǐng)域,如果以前我們與國(guó)外有20年差距的話,現(xiàn)在通過杉數(shù)科技等企業(yè)的不懈努力,這個(gè)差距已經(jīng)縮小到5年甚至更短;在有些細(xì)分領(lǐng)域,我們和國(guó)際相關(guān)企業(yè)持平甚至領(lǐng)先。

在過去的5年,杉數(shù)科技填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)自主研發(fā)求解器的空白,更為多家企業(yè)在海量數(shù)據(jù)環(huán)境下的復(fù)雜問題提供解決方案,用數(shù)據(jù)為企業(yè)帶來(lái)收益及成本端的顯著變化。

“如果一個(gè)企業(yè)在求解器的幫助下,能夠節(jié)省10%-15%的成本,或者在現(xiàn)有情況下資源得到了更合理配置,對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)都是非常有價(jià)值的。特別是每年幾個(gè)億甚至上百億規(guī)模的大企業(yè),這個(gè)作用可想而知。”王子卓說(shuō),“未來(lái)我們希望更標(biāo)準(zhǔn)化、更高效地去服務(wù)我們的客戶,在行業(yè)的深入度、產(chǎn)品的成熟度上做進(jìn)一步提升。我們希望除了企業(yè),我們可以有機(jī)會(huì)為國(guó)家戰(zhàn)略服務(wù)。我們目前服務(wù)的企業(yè)有央企和國(guó)企,但是占少數(shù)。如果求解器可以更多使用在國(guó)家層面,會(huì)讓資源利用更高效,最大程度地節(jié)約資源,這也是我們的愿景。”

對(duì)于未來(lái),杉數(shù)科技信心滿滿。

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