基础理论研究所-最优化核心通用软件的自主研发

2021-01-27 科研项目

负责人：罗效东

意义：优化软件/求解器是许多现代科技和管理领域的必备核心技术之一。它可以是优化产业链与供应链的引擎，为复杂生产场景提供智慧决策，为国家基础设施建设能级提升以及军事战略资源调度与部署提供最佳途径。这些广泛应用与需求包括但不限于金融、能源、制造、通信、国防、交通和医疗保健等领域。

现状：市场上三个最好的商业优化软件Gurobi，CPLEX（IBM）和Xpress（FICO）均来自美国。中国求解器的发展是近年来才开始的，起步要落后于美国和欧洲数十年。虽然中国自主研发的LP求解器求解速度可能已经达到了目前最好的商业求解器的水准，但是在其他众多领域，比如说混合整数优化、非凸的非线性优化方面，依然落后。目前，国内在优化建模的人才资源和整体技术水平上也相对落后。华为、京东、小米等许多企业以及其他许多科技公司正在进行大规模升级转型，迫切需要有一款新的、好用的、国内研发的求解器能够实现弯道超车，逼近甚至追平西方雄霸多年的传统求解器。

研发目标：开发先进的，具有中国自主知识产权的商用求解器.逼近甚至追平雄霸多年的美欧传统求解器. 在这个领域获得竞争力和主导权，打破三个商业解算器寡头的格局.与工业界和学术界合作，与杉数科技竞争和互补，推动产业向前进步，培养未来技术人才，解决产业发展问题 (特别是通信问题)。

队伍建设：项目初期计划引进5名C++开发人员，其中包括2名算法工程师，3名支持人员，团队规模约为8人。目前已有4名核心成员，3名参加人员，还有一名核心成员真在签约之中。随着项目的进展，逐步扩大团队规模，根据需要持续引进所需的人才。团队核心成员兼顾了老中青结合，工业界与学术界结合，不同专业方向结合。

项目发展计划：项目的第一期已经在开展之中了，计划阶段研发任务如下，根据具体进度调整。

初始阶段（1.5年）：开发基本的LP/MIP求解器，一个单纯形法LP求解器器，一个内点LP求法解器，在 MILP 上建立良好的开端，与 SCIP/COINOR (CBC) 竞争。开发 40% 的商业化的必要功能。

第二阶段（2年）：产品化阶段，不断改进基础LP/MIP求解器， MILP 求解器需要超越 SCIP/COIN CBC或与商业求解器竞争，开发 80% 的商业化的必要功能。并行化和稳定化求解器。开始将解算器应用于内部项目，团队增长到 12。

第三阶段（2年）：商业化阶段，把产品推向市场，完成 98% 的商业化的必要功能的开发，增加MINLP （QP/QCQP，凸的和非凸的问题），查看源代码库的各个方面，并寻找使用AI去改进算法机会。把产品推向市场，团队增长到15-20人。