葛冬冬:走出围墙的运筹学拓荒者
在最近召開的中國運籌學(xué)會數(shù)學(xué)規(guī)劃分會理事會年會上,葛冬冬站上講臺,第一次向外界報告他們團(tuán)隊正在開發(fā)的優(yōu)化求解器。講到最后,想起這些年的開發(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)化求解器是運籌學(xué)的概念,是用來解決運籌建模問題的基礎(chǔ)支撐軟件。2013年,葛冬冬來到上海財經(jīng)大學(xué),擔(dān)任管理科學(xué)與量化信息研究中心主任,著手求解器開發(fā)項目。
目前,上財團(tuán)隊已經(jīng)完成國內(nèi)第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的開源線性優(yōu)化求解器的初步技術(shù)工作,其運行效率和數(shù)值穩(wěn)定性已經(jīng)堪比當(dāng)前主流的開源求解器。并針對大數(shù)據(jù)問題特點,探索用一階算法求解超大規(guī)模線性規(guī)劃問題。
圍墻里的運籌學(xué)?
葉蔭宇是斯坦福大學(xué)教授,華人運籌學(xué)的領(lǐng)袖級學(xué)者,同時也是葛冬冬的導(dǎo)師。2013年與國家電網(wǎng)合作,探索全國電力的實時調(diào)度和匹配問題。解決方案中,采用的是國外公司的求解器,但是源代碼被封裝,很難根據(jù)國家電網(wǎng)的特點做針對性改良加速。
不只是電網(wǎng),幾乎所有的管理優(yōu)化項目都可以歸結(jié)為數(shù)學(xué)規(guī)劃問題的求解,而求解器包含了解決問題的核心算法,決定著問題解決的效率。國外的商業(yè)求解器代碼不對外公開,且售價極高,開源的求解器又不穩(wěn)定,國內(nèi)運籌學(xué)的發(fā)展,對求解器的訴求越來越迫切。
另一方面,隨著大數(shù)據(jù)的興起,計算任務(wù)越來越繁重,基于單一處理器的傳統(tǒng)算法漸漸無法滿足需求。基于GPU架構(gòu)的算法并行化是解決大數(shù)據(jù)問題的一項關(guān)鍵技術(shù)。針對所有經(jīng)典優(yōu)化算法,開發(fā)并行計算版本的求解器,這在國際上也才剛剛起步。
“中國不能沒有自己的求解器!”于是葉蔭宇教授提出了開發(fā)并行版本優(yōu)化求解器的意向。葛冬冬一聽,覺得這不僅是在國內(nèi)開荒,還能占領(lǐng)國際研究高地,是個機(jī)會,非常高興地主動應(yīng)了下來。
但隨即葛冬冬就發(fā)現(xiàn),這事兒非常難做,是個大“坑”。
和國外氛圍不同,國內(nèi)的運籌學(xué)被看作是數(shù)學(xué)的一個分支,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)對于運籌學(xué)的認(rèn)識普遍薄弱。”葛冬冬覺得,相比國外,國內(nèi)運籌學(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,相對空白。
葛冬冬團(tuán)隊身在圍墻內(nèi),卻要在圍墻外開墾。推動運籌學(xué)的工業(yè)應(yīng)用,也是他們做求解器的目的之一。看到近幾年國內(nèi)電商發(fā)展迅猛,葛冬冬和導(dǎo)師葉蔭宇計劃著幫這些企業(yè)做點事情,幫助他們認(rèn)識運籌學(xué)的作用和價值,為實際應(yīng)用開個頭。
去年,葛冬冬等人東奔西走。三伏天也要頂著大太陽出門,和很多小公司的技術(shù)員討論他們的問題,反復(fù)跟他們講運籌學(xué)的用處。而面對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,對他們意味著什么。
全世界招兵買馬
除了讓企業(yè)了解運籌學(xué)遇到了很大阻力之外,組建團(tuán)隊時葛冬冬也遇到了問題,“運籌學(xué)在國內(nèi)是個非常小眾的學(xué)科。”就葛冬冬所知,全國做優(yōu)化算法杰出的專家很少,分散在各個高校。相對重理論輕應(yīng)用,既精通理論、又代碼純熟的人鳳毛麟角。
開發(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算速度,就必須對代碼的每一個細(xì)節(jié)反復(fù)優(yōu)化,耗時又耗力,還不見得能出論文,很難說服人來干。
于是葛冬冬將視線投向了海外。
素有“科研狂人”之稱的何斯邁是葛冬冬從香港挖回來的。兩人是研究生同學(xué),相識已有15年之久。何斯邁曾是國際數(shù)學(xué)奧林匹克競賽金牌得主大學(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,遇到科研難題就開始和外界“失聯(lián)”,短信不回、電話不接。和葛冬冬一起在紐約州立大學(xué)計算機(jī)系求學(xué)的一年多內(nèi),他展露的才華令葛冬冬震驚:一口氣在國際一流期刊和會議上發(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年薪,拖家?guī)Э趤淼絻?nèi)地,成為求解器開發(fā)團(tuán)隊的最初班底。
如何勸那些可以輕松在google、facebook找到工作的博士回國?葛冬冬煩白了頭。東奔西走,想盡辦法找開發(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……
幸好上財對這件事非常支持。“千萬級別的資金,說批就批。”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)隊的后顧之憂。
目前,團(tuán)隊共有10人左右,匯聚了全球眾多該領(lǐng)域的專家。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)工程系系主任張樹中,以及佐治亞理工運籌學(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。兩周前剛從佛羅里達(dá)大學(xué)博士畢業(yè),歸國報道的鄧琪,第一周就開始在他的油漆味未散的辦公室加班。一些上財管科中心的學(xué)生,目前已經(jīng)是求解器開發(fā)的主力,如在復(fù)旦讀本科期間得過很多編程比賽大獎的博士生謝天,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,心無旁騖地為了求解器工作。
為國鑄器不惜身
招人、找錢、談判……瑣事越來越多,葛冬冬每天都忙到深夜。他覺得自己不像學(xué)者,倒像個項目經(jīng)理。?
女兒所在的幼兒園叫家長,3歲的女兒拼命擺手,跟老師說:“我爸爸很忙的,不可能來。”
葛冬冬不僅沒時間陪家人,更沒時間做科研。“科研是我的本能,長期不碰,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,哪有時間休息!
導(dǎo)師葉蔭宇因為家人生病,飛回美國。和導(dǎo)師通電話,被批評開發(fā)進(jìn)程慢。葛冬冬覺得很委屈,他的師兄弟都在美國當(dāng)教授,忙時發(fā)論文,余暇陪孩子,只有他在國內(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)師滿頭白發(fā),瞬間鼻子泛酸。?
葉蔭宇在財大給他的幾十萬年薪合同簽訂后,轉(zhuǎn)頭就讓葛冬冬分給學(xué)校的貧困生和開發(fā)人員;曾經(jīng)連續(xù)3天,通宵達(dá)旦和團(tuán)隊檢查開發(fā)計劃的每個細(xì)節(jié);曾經(jīng)堅持搬進(jìn)設(shè)施還未完善的學(xué)校公寓,只為了“能給你們省一點是一點”;曾執(zhí)拗地說,國內(nèi)的企業(yè),需要意識到運籌與量化的重要性……
想到自己之前的委屈和抱怨,葛冬冬忽然覺得羞愧無比,導(dǎo)師年近70,不圖名、不為利,他都能這么拼,自己的一點付出又算得了什么?
“有君子如此,不惜此身,為國鑄器。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)隊的合作伙伴,在他們的幫助下,京東的定價系統(tǒng)越來越智能,越來越出色。運籌學(xué)是什么,可以做什么,開始漸漸植入京東的科研文化里。現(xiàn)在京東的人見到葛冬冬,都會問他:還有沒有專業(yè)的運籌學(xué)人才推薦給我們?
運籌學(xué)應(yīng)用開門紅的同時,求解器的開發(fā)也一直在穩(wěn)步推進(jìn)。今年5月份,上財團(tuán)隊已經(jīng)將葉蔭宇提供的開源求解器進(jìn)行深度改造,基本完成國內(nèi)第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的開源線性優(yōu)化求解器。
未來,上財團(tuán)隊計劃購入更多帶有強(qiáng)大GPU的服務(wù)器,開發(fā)多個整數(shù)規(guī)劃,非線性規(guī)劃的并行算法,推出第二版求解器。并適當(dāng)外延,開發(fā)針對機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計學(xué)習(xí)的計算套件。
數(shù)學(xué)規(guī)劃理事會年會前夜,葛冬冬回想這幾年和求解器的故事,輾轉(zhuǎn)難眠。思前想后,爬起來在幻燈片最后加了一頁:感謝他(葉蔭宇)對中國,對運籌學(xué)的堅持、激情、熱愛。
然后安心睡去……
源網(wǎng)頁: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內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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