葛冬冬:走出围墙的运筹学拓荒者
在最近召開(kāi)的中國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)規(guī)劃分會(huì)理事會(huì)年會(huì)上,葛冬冬站上講臺(tái),第一次向外界報(bào)告他們團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)的優(yōu)化求解器。講到最后,想起這些年的開(kāi)發(fā)經(jīng)歷,已近不惑之年的漢子情難自抑,聲音哽咽,雙眼泛紅。
優(yōu)化求解器是運(yùn)籌學(xué)的概念,是用來(lái)解決運(yùn)籌建模問(wèn)題的基礎(chǔ)支撐軟件。2013年,葛冬冬來(lái)到上海財(cái)經(jīng)大學(xué),擔(dān)任管理科學(xué)與量化信息研究中心主任,著手求解器開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。
目前,上財(cái)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成國(guó)內(nèi)第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開(kāi)源線(xiàn)性?xún)?yōu)化求解器的初步技術(shù)工作,其運(yùn)行效率和數(shù)值穩(wěn)定性已經(jīng)堪比當(dāng)前主流的開(kāi)源求解器。并針對(duì)大數(shù)據(jù)問(wèn)題特點(diǎn),探索用一階算法求解超大規(guī)模線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題。
圍墻里的運(yùn)籌學(xué)?
葉蔭宇是斯坦福大學(xué)教授,華人運(yùn)籌學(xué)的領(lǐng)袖級(jí)學(xué)者,同時(shí)也是葛冬冬的導(dǎo)師。2013年與國(guó)家電網(wǎng)合作,探索全國(guó)電力的實(shí)時(shí)調(diào)度和匹配問(wèn)題。解決方案中,采用的是國(guó)外公司的求解器,但是源代碼被封裝,很難根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的特點(diǎn)做針對(duì)性改良加速。
不只是電網(wǎng),幾乎所有的管理優(yōu)化項(xiàng)目都可以歸結(jié)為數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題的求解,而求解器包含了解決問(wèn)題的核心算法,決定著問(wèn)題解決的效率。國(guó)外的商業(yè)求解器代碼不對(duì)外公開(kāi),且售價(jià)極高,開(kāi)源的求解器又不穩(wěn)定,國(guó)內(nèi)運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,對(duì)求解器的訴求越來(lái)越迫切。
另一方面,隨著大數(shù)據(jù)的興起,計(jì)算任務(wù)越來(lái)越繁重,基于單一處理器的傳統(tǒng)算法漸漸無(wú)法滿(mǎn)足需求。基于GPU架構(gòu)的算法并行化是解決大數(shù)據(jù)問(wèn)題的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)所有經(jīng)典優(yōu)化算法,開(kāi)發(fā)并行計(jì)算版本的求解器,這在國(guó)際上也才剛剛起步。
“中國(guó)不能沒(méi)有自己的求解器!”于是葉蔭宇教授提出了開(kāi)發(fā)并行版本優(yōu)化求解器的意向。葛冬冬一聽(tīng),覺(jué)得這不僅是在國(guó)內(nèi)開(kāi)荒,還能占領(lǐng)國(guó)際研究高地,是個(gè)機(jī)會(huì),非常高興地主動(dòng)應(yīng)了下來(lái)。
但隨即葛冬冬就發(fā)現(xiàn),這事兒非常難做,是個(gè)大“坑”。
和國(guó)外氛圍不同,國(guó)內(nèi)的運(yùn)籌學(xué)被看作是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支,鎖在大學(xué)的圍墻里。“注重理論,和工業(yè)結(jié)合不緊密,企業(yè)對(duì)于運(yùn)籌學(xué)的認(rèn)識(shí)普遍薄弱。”葛冬冬覺(jué)得,相比國(guó)外,國(guó)內(nèi)運(yùn)籌學(xué)的工業(yè)應(yīng)用,特別在一些新生的商務(wù)企業(yè)里,近乎荒地,相對(duì)空白。
葛冬冬團(tuán)隊(duì)身在圍墻內(nèi),卻要在圍墻外開(kāi)墾。推動(dòng)運(yùn)籌學(xué)的工業(yè)應(yīng)用,也是他們做求解器的目的之一。看到近幾年國(guó)內(nèi)電商發(fā)展迅猛,葛冬冬和導(dǎo)師葉蔭宇計(jì)劃著幫這些企業(yè)做點(diǎn)事情,幫助他們認(rèn)識(shí)運(yùn)籌學(xué)的作用和價(jià)值,為實(shí)際應(yīng)用開(kāi)個(gè)頭。
去年,葛冬冬等人東奔西走。三伏天也要頂著大太陽(yáng)出門(mén),和很多小公司的技術(shù)員討論他們的問(wèn)題,反復(fù)跟他們講運(yùn)籌學(xué)的用處。而面對(duì)的通常是一張張年輕、懷疑的臉,他們壓根不知道葛冬冬在講什么,對(duì)他們意味著什么。
全世界招兵買(mǎi)馬
除了讓企業(yè)了解運(yùn)籌學(xué)遇到了很大阻力之外,組建團(tuán)隊(duì)時(shí)葛冬冬也遇到了問(wèn)題,“運(yùn)籌學(xué)在國(guó)內(nèi)是個(gè)非常小眾的學(xué)科。”就葛冬冬所知,全國(guó)做優(yōu)化算法杰出的專(zhuān)家很少,分散在各個(gè)高校。相對(duì)重理論輕應(yīng)用,既精通理論、又代碼純熟的人鳳毛麟角。
開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)的求解器是件吃力不討好的事。要想提升求解器的運(yùn)算速度,就必須對(duì)代碼的每一個(gè)細(xì)節(jié)反復(fù)優(yōu)化,耗時(shí)又耗力,還不見(jiàn)得能出論文,很難說(shuō)服人來(lái)干。
于是葛冬冬將視線(xiàn)投向了海外。
素有“科研狂人”之稱(chēng)的何斯邁是葛冬冬從香港挖回來(lái)的。兩人是研究生同學(xué),相識(shí)已有15年之久。何斯邁曾是國(guó)際數(shù)學(xué)奧林匹克競(jìng)賽金牌得主大學(xué)畢業(yè)后赴美求學(xué)。為人低調(diào)、不善言辭,但學(xué)術(shù)熱情近乎偏執(zhí):很少出門(mén),遇到科研難題就開(kāi)始和外界“失聯(lián)”,短信不回、電話(huà)不接。和葛冬冬一起在紐約州立大學(xué)計(jì)算機(jī)系求學(xué)的一年多內(nèi),他展露的才華令葛冬冬震驚:一口氣在國(guó)際一流期刊和會(huì)議上發(fā)表了五六篇高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文。
2014年,應(yīng)葛冬冬之邀,何斯邁放棄港校百萬(wàn)年薪,拖家?guī)Э趤?lái)到內(nèi)地,成為求解器開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的最初班底。
如何勸那些可以輕松在google、facebook找到工作的博士回國(guó)?葛冬冬煩白了頭。東奔西走,想盡辦法找開(kāi)發(fā)資金,找人幫忙,搭建集群,反復(fù)給各種人解釋這件事的意義……
幸好上財(cái)對(duì)這件事非常支持。“千萬(wàn)級(jí)別的資金,說(shuō)批就批。”葛冬冬還和學(xué)校溝通,減少引進(jìn)人才的科研和教學(xué)任務(wù),解決團(tuán)隊(duì)的后顧之憂(yōu)。
目前,團(tuán)隊(duì)共有10人左右,匯聚了全球眾多該領(lǐng)域的專(zhuān)家。葉蔭宇、葛冬冬、何斯邁、江波,何斯邁和江波的博士生導(dǎo)師、明尼蘇達(dá)大學(xué)工業(yè)與系統(tǒng)工程系系主任張樹(shù)中,以及佐治亞理工運(yùn)籌學(xué)終身副教授、青年學(xué)者藍(lán)光輝等。
“我們需要相信年輕人的力量。”葛冬冬感慨地說(shuō)。兩周前剛從佛羅里達(dá)大學(xué)博士畢業(yè),歸國(guó)報(bào)道的鄧琪,第一周就開(kāi)始在他的油漆味未散的辦公室加班。一些上財(cái)管科中心的學(xué)生,目前已經(jīng)是求解器開(kāi)發(fā)的主力,如在復(fù)旦讀本科期間得過(guò)很多編程比賽大獎(jiǎng)的博士生謝天,研究生畢業(yè)于牛津,又要到伯克利讀博士的林天逸。各種背景的年輕人,在中心里幾乎每一天都廢寢忘食,心無(wú)旁騖地為了求解器工作。
為國(guó)鑄器不惜身
招人、找錢(qián)、談判……瑣事越來(lái)越多,葛冬冬每天都忙到深夜。他覺(jué)得自己不像學(xué)者,倒像個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理。?
女兒所在的幼兒園叫家長(zhǎng),3歲的女兒拼命擺手,跟老師說(shuō):“我爸爸很忙的,不可能來(lái)。”
葛冬冬不僅沒(méi)時(shí)間陪家人,更沒(méi)時(shí)間做科研。“科研是我的本能,長(zhǎng)期不碰,心慌得很。”葛冬冬心情愈發(fā)煩躁,已經(jīng)到了必須找醫(yī)生的地步。醫(yī)生要他多休息,葛冬冬苦笑,哪有時(shí)間休息!
導(dǎo)師葉蔭宇因?yàn)榧胰松?#xff0c;飛回美國(guó)。和導(dǎo)師通電話(huà),被批評(píng)開(kāi)發(fā)進(jìn)程慢。葛冬冬覺(jué)得很委屈,他的師兄弟都在美國(guó)當(dāng)教授,忙時(shí)發(fā)論文,余暇陪孩子,只有他在國(guó)內(nèi),一直忙著雞毛蒜皮。
去年春天,葛冬冬去了一次斯坦福,看到導(dǎo)師滿(mǎn)頭白發(fā),瞬間鼻子泛酸。?
葉蔭宇在財(cái)大給他的幾十萬(wàn)年薪合同簽訂后,轉(zhuǎn)頭就讓葛冬冬分給學(xué)校的貧困生和開(kāi)發(fā)人員;曾經(jīng)連續(xù)3天,通宵達(dá)旦和團(tuán)隊(duì)檢查開(kāi)發(fā)計(jì)劃的每個(gè)細(xì)節(jié);曾經(jīng)堅(jiān)持搬進(jìn)設(shè)施還未完善的學(xué)校公寓,只為了“能給你們省一點(diǎn)是一點(diǎn)”;曾執(zhí)拗地說(shuō),國(guó)內(nèi)的企業(yè),需要意識(shí)到運(yùn)籌與量化的重要性……
想到自己之前的委屈和抱怨,葛冬冬忽然覺(jué)得羞愧無(wú)比,導(dǎo)師年近70,不圖名、不為利,他都能這么拼,自己的一點(diǎn)付出又算得了什么?
“有君子如此,不惜此身,為國(guó)鑄器。那我當(dāng)以命相隨!”
漸漸的,葛冬冬和葉蔭宇的奔走有了收獲。京東成了他們團(tuán)隊(duì)的合作伙伴,在他們的幫助下,京東的定價(jià)系統(tǒng)越來(lái)越智能,越來(lái)越出色。運(yùn)籌學(xué)是什么,可以做什么,開(kāi)始漸漸植入京東的科研文化里。現(xiàn)在京東的人見(jiàn)到葛冬冬,都會(huì)問(wèn)他:還有沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的運(yùn)籌學(xué)人才推薦給我們?
運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用開(kāi)門(mén)紅的同時(shí),求解器的開(kāi)發(fā)也一直在穩(wěn)步推進(jìn)。今年5月份,上財(cái)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將葉蔭宇提供的開(kāi)源求解器進(jìn)行深度改造,基本完成國(guó)內(nèi)第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開(kāi)源線(xiàn)性?xún)?yōu)化求解器。
未來(lái),上財(cái)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃購(gòu)入更多帶有強(qiáng)大GPU的服務(wù)器,開(kāi)發(fā)多個(gè)整數(shù)規(guī)劃,非線(xiàn)性規(guī)劃的并行算法,推出第二版求解器。并適當(dāng)外延,開(kāi)發(fā)針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的計(jì)算套件。
數(shù)學(xué)規(guī)劃理事會(huì)年會(huì)前夜,葛冬冬回想這幾年和求解器的故事,輾轉(zhuǎn)難眠。思前想后,爬起來(lái)在幻燈片最后加了一頁(yè):感謝他(葉蔭宇)對(duì)中國(guó),對(duì)運(yùn)籌學(xué)的堅(jiān)持、激情、熱愛(ài)。
然后安心睡去……
源網(wǎng)頁(yè):http://sj.shufe.edu.cn/structure/xwzz/mtkcd_con_184104_1.htm
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的葛冬冬:走出围墙的运筹学拓荒者的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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