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世界智能大会 迈进大智能时代 2017.06.29-07.01 中国 天津
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这家公司正在影响大公司决策,还开发了一款机器学习优化引擎

在斯坦福运筹学博士、杉数科技联合创始人兼 CTO 王子卓看来,人工智能和运筹学都能通过数据帮助人们解决实际问题。但与人工智能专注于预测、识别等功能的准确性相比,运筹学更在意的是给出商业、金融等场景下完整的解决方案,解决具体的行业问题。

杉数将自己定义为在数据科学和运筹学之间的数据化决策公司

在供应链、物流、车辆调配等具体应用场景中,人工智能技术正在与运筹学等学科共同协作。或许以数据化决策公司杉数科技为例,可以一窥两者的相似与不同。

以 TSP 问题为例,了解运筹学的决策方式

在 Wikipedia 中,对运筹学的解释是「一门应用数学学科,利用统计学和数学模型等方法,寻找复杂问题中的最佳或近似最佳的解答」。具体来说,运筹学是一门研究怎样处理事情更有效的学科(因此达成「优化」或「最优化」常常是运筹学的目标),关注的往往是当今社会经济发展的热点,如航空公司的定价、超售问题,物流中的调度问题,共享经济中的资源调配问题等等。

但凡涉及「决策」,就会有运筹学的用武之处。起源于第二次世界大战的运筹学,是因英美两国为有效配置资源,召集科学家研究军事作业规划而诞生。团队的研究成果帮助盟军打赢「不列颠空战」、「北大西洋战争」、「太平洋岛屿战争」,战后研究成果转移为和平用途。如今,从管理、金融、计算机、军事到日常生活的具体问题,运筹学都能给出可实施的解决方案。

想要更形象的理解运筹学,旅行推销员问题(Travelling salesman problem, TSP)是个不错的例子。作为运筹学经典模型之一,它描述的是「给定一系列城市和每对城市之间的距离,求解访问每一座城市一次并回到起始城市的最短回路」。

1930 年,TSP 问题被首次形式化,成为最优化中研究最深入的问题,许多优化方法都以此为基准

运筹学的解决方法,是先将 TSP 问题用数学形式写出,即构建模型;第二步则是通过模型算出哪个线路可以达成预定目标,如优化时间、遍历所有城市等等,即算法。在现实生活中,TSP 问题往往有很多附加条件,比如必须在某时间窗口前往某城市,或者必须先前往 A 城市才能去 B 城市等等,这些约束条件同样需要反应在构建的模型中。

「对于现实中的项目,需要根据实际业务场景需求提出的合适模型,这些模型往往是在经典模型上作修改。怎么修改模型会最有效、能求解,正是决策学背景的用武之处。」

设计食品摊点网络同样是运筹学适用场景之一,杉数的成员曾帮助美国著名橄榄球队 49 人队的主场球馆 Levis Stadium 设计最优的食物快送摊点网络, 解决食品摊点位置的部署、送货员的数量和安排等问题除了 TSP,运筹学还有不少适用于不同情况和场景的模型,如多目标规划模型、整数规划模型、存储模型、排队模型等等。这些模型对应着商品定价、电网的布局和分配、空铁的时刻表安排、信用卡额度评估、业务转化率提升等等重要的实际应用。

电商、金融、供应链,杉数的「三大首选行业」

在上世纪 90 年代,人们认为用运筹学解决问题最为耗时的部分,是收集数据和建立模型。如今数据量大幅提升,不仅收集数据不再是困扰,更是运筹学能在近几年快速发展的原因之一。