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潛心數(shù)學(xué)工業(yè)軟件創(chuàng)新 服務(wù)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
高質(zhì)量發(fā)展是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的首要任務(wù)。制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體,推動(dòng)制造業(yè)向高端化轉(zhuǎn)型升級(jí)、建設(shè)制造強(qiáng)國(guó),是高質(zhì)量發(fā)展的重要體現(xiàn)。工業(yè)軟件被譽(yù)為工業(yè)制造的大腦和神經(jīng),隨著全球“傳統(tǒng)制造”加快向“智能制造”轉(zhuǎn)型升級(jí),工業(yè)軟件正在成為智能制造的核心基礎(chǔ)性工具。
“工業(yè)軟件在現(xiàn)代制造業(yè),以及更廣泛意義上的工業(yè)智能中,往往都承擔(dān)著核心技術(shù)和核心系統(tǒng)的角色。”杉數(shù)科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)官葛冬冬在做客人民網(wǎng)《人民會(huì)客廳》時(shí)表示,高端制造和設(shè)計(jì)軟件一直是國(guó)內(nèi)技術(shù)攻關(guān)的重點(diǎn),數(shù)學(xué)工業(yè)軟件則為這些軟件提供了底層支持。
大規(guī)模生產(chǎn)和制造系統(tǒng)中的排產(chǎn)排程、生產(chǎn)調(diào)度;交通工具和乘務(wù)的調(diào)度排班、路線(xiàn)規(guī)劃;供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)銷(xiāo)協(xié)同……“這些現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的調(diào)度、優(yōu)化、仿真等行業(yè)系統(tǒng),往往都需要各種各樣的模型和算法來(lái)進(jìn)行底層支持。”葛冬冬介紹,軟件的底層算法涉及到大規(guī)模線(xiàn)性和非線(xiàn)性復(fù)雜系統(tǒng)的求解和優(yōu)化,這離不開(kāi)數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)軟件的高效配合。
當(dāng)前,我國(guó)工業(yè)正處于經(jīng)濟(jì)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)深刻演變,石油、電力等國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)行業(yè)面臨產(chǎn)業(yè)能級(jí)提升的巨大挑戰(zhàn),隨著需要經(jīng)營(yíng)和管理的體系越來(lái)越大,對(duì)管理的精細(xì)度和效率要求水漲船高,這需要向智能化轉(zhuǎn)型要答案。
葛冬冬認(rèn)為,我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)行業(yè)在轉(zhuǎn)向智能化的過(guò)程中,主要面臨以下三方面挑戰(zhàn):運(yùn)營(yíng)體系復(fù)雜度大幅上升。產(chǎn)業(yè)鏈全球化及生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大帶來(lái)協(xié)同難度放大,產(chǎn)業(yè)進(jìn)步又使得各個(gè)環(huán)節(jié)的交叉及融合程度大大加深;響應(yīng)靈敏度要求更高。在現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)中,為了達(dá)到最優(yōu)效益,對(duì)生產(chǎn)和決策的響應(yīng)度要求提高;技術(shù)壁壘高。基礎(chǔ)工業(yè)行業(yè)具有技術(shù)密集型和資本密集型的特點(diǎn),技術(shù)壁壘和研發(fā)成本較高,而我國(guó)在這方面的技術(shù)積累和人才儲(chǔ)備都不足。
加快工業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,充分釋放智能制造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,對(duì)于助力我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。將繁雜的智能化轉(zhuǎn)型問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行求解優(yōu)化,為工業(yè)制造企業(yè)裝上“決策大腦”,成為當(dāng)前業(yè)內(nèi)助力制造業(yè)降本增效,拉動(dòng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型的重要抓手。
據(jù)了解,杉數(shù)科技將運(yùn)籌優(yōu)化和機(jī)器學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等前沿人工智能技術(shù)深度融合,以自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)求解器Cardinal Optimizer(COPT)為核心計(jì)算引擎,所面向產(chǎn)業(yè)推出的“引擎+決策中臺(tái)+場(chǎng)景”的新一代智能決策技術(shù)平臺(tái),致力于解決企業(yè)生產(chǎn)、供應(yīng)、物流等業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的大規(guī)模復(fù)雜決策問(wèn)題,可以在全局協(xié)同的情況下,幫助工業(yè)企業(yè)進(jìn)行資源配置、成本控制、產(chǎn)能規(guī)劃等多方面決策優(yōu)化,全面提升生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的管理柔性。
葛冬冬介紹,當(dāng)下企業(yè)的業(yè)務(wù)應(yīng)用所面臨的問(wèn)題,有近80%的問(wèn)題需要用到混合整數(shù)規(guī)劃(MIP)求解模塊來(lái)解決。隨著國(guó)產(chǎn)求解器實(shí)現(xiàn)從零到一的突破,核心引擎技術(shù)不斷取得進(jìn)展,國(guó)產(chǎn)化程度加速提升。混合整數(shù)規(guī)劃(MIP)求解模塊研發(fā)難度大,而目前COPT已穩(wěn)定在世界前二水平。同時(shí),杉數(shù)智能決策技術(shù)平臺(tái)的算法和模型組件源于廣泛的業(yè)務(wù)場(chǎng)景,具備較強(qiáng)的適用性和擴(kuò)展性,包括生產(chǎn)、工藝、人員、設(shè)備、物料、產(chǎn)能、環(huán)境等組件,這些組件可靈活配置,助力企業(yè)快速構(gòu)建智能決策系統(tǒng)。
如今,數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)軟件在制造業(yè)領(lǐng)域已有廣泛和深入應(yīng)用。例如,空間飛行器在飛行時(shí),每秒要進(jìn)行高達(dá)幾十次的姿態(tài)調(diào)整,數(shù)學(xué)軟件則會(huì)在短短幾十分之一秒的時(shí)間內(nèi)作出計(jì)算;在機(jī)器人“主導(dǎo)”的智能工廠(chǎng)內(nèi),數(shù)百個(gè)機(jī)器人在數(shù)學(xué)決策的指令分配下,有序高效的“跑來(lái)跑去”。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,信息安全和數(shù)據(jù)主權(quán)成為國(guó)家安全的重要方面,加快軟件國(guó)產(chǎn)化替代的重要性不言而喻。《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提到,要補(bǔ)足國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈短板弱項(xiàng),形成具有生態(tài)影響力的新興領(lǐng)域軟件產(chǎn)品,其中工業(yè)軟件將是重點(diǎn)補(bǔ)強(qiáng)環(huán)節(jié)。
“在錯(cuò)綜復(fù)雜的世界局勢(shì)背景下,國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件一方面可以保障自己的軟件安全能力,另一方面可以有效保障數(shù)據(jù)安全,對(duì)事關(guān)國(guó)計(jì)民生的重要領(lǐng)域、基礎(chǔ)設(shè)施等命脈行業(yè)進(jìn)行自主把控。”葛冬冬表示,國(guó)產(chǎn)數(shù)學(xué)工業(yè)軟件不僅能提供安全保障,還可為復(fù)雜的企業(yè)場(chǎng)景提供定制化服務(wù),進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)軟件的深層改造,根據(jù)不同版本硬件進(jìn)行求解器的重新編譯,做嵌入式系統(tǒng)改造,提供并更加便捷和及時(shí)的支持服務(wù)。
“COPT求解器對(duì)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)的數(shù)字化、精細(xì)化及最優(yōu)化管理有著最直接的支持。如果沒(méi)有數(shù)學(xué)工業(yè)軟件,那么交通、能源等有關(guān)國(guó)計(jì)民生行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展都將會(huì)面臨運(yùn)營(yíng)管理柔韌性上的重大考驗(yàn)。”葛冬冬表示,基于求解器決策優(yōu)化模式的大規(guī)模應(yīng)用,可以全面激活數(shù)據(jù)價(jià)值,優(yōu)化要素配置,有效降低能源及資源浪費(fèi),助力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。(實(shí)習(xí)生楊家玨對(duì)此文亦有貢獻(xiàn))
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