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排程與調度:從學術到實踐

來源:智匯工業

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:排程與調度 從學術到實踐

    大學是人類知識的圣殿。但有一些領域,工業界反而領先于學術界,諸如軟件工程,項目管理等需要大量實踐的領域,特別是需要“動腦”更需要“動手”的領域,工業界往往比學術界更有優勢。


    那么“排程與調度”這個領域呢?實際上,學術界并沒有一個專門的學科與之對應。這是一個多學科交叉的領域,應用數學、統計、計算機算法、企業管理和工業管理等眾多學科都會研究的領域。




    很多知識領域,從運籌學、最優化、控制理論、模糊混沌、規劃、專家系統、數據挖掘甚至最時興的人工智能和大數據,都在研究“排程和調度”相關問題。


    盡管,眾多學術論文的模式都是:用一半甚至更多篇幅,描繪一個宏大而有意義的問題場景,大談意義作用,然后寫幾個公式或算法的偽代碼以示高大上,然后就神奇般的得到了一些結論……




    當然,這些論文一般都出自管理類學科(苦笑),數學和算法背景的論文多數還是相對嚴謹。但問題是,盡管邏輯推導是嚴謹的,但這些學術和技術在現實中的作用仍然有限。為什么?


    人類從愚昧發展出科學和文明,重要的是邏輯思維及建構在此基礎上的一項關鍵能力:抽象和建模。筆者認為,在公開資料中,對這種能力最精彩的解釋是 MIT 的公共課《電路和電子學》(第一課),從原子分子尺度,到模擬數字信號,最終到程序里的變量……可以說,沒有抽象與建模就沒有人類從農業、工業到信息時代的跨越。




    抽象和建模也是目前“排程和調度”相關學術成果很難在實踐中產生廣泛、深入、有效作用的原因。比如,多數基于數學的方法對現實問題的抽象和建模都過于簡化。這是“后續推理全對但實際結論沒什么大作用”的原因。基于一個錯誤(過分簡單片面)的假設是不可能得出正確的結論的。當然,過分簡化本不是學者們的錯,因為工具和時代有其局限性。但拿這些有本質缺陷的工具包裝成產品賣就是另外的問題了。


    多說一句,過分簡化不好,但另一個極端 —— 過分復雜 —— 也是不對的。所謂“抽象”,還是要有概括取舍。保留有效因素,去掉無關因素。現實中的工商業場景是極其復雜的,如果不做抽象,目前沒有計算機能進行運算。所以,看似簡單的“抽象”二字,實則非常考驗研究人員或工程師的專業水平和敬業態度。




    其實人類很早就認識到了像數學等一些高大上模型的局限性,加之確實有很多棘手問題要解決,因而出現很多樸素但有效的模型,比如決策樹、規則引擎和專家系統。這些技術雖然古老(上世紀80年代),聽上去也不高大上,但反而在軍事,這個實際上比工業更嚴苛的領域取得了顯著作用。


    而且關鍵是,這些技術客戶在經過學習后也能懂,不違反直覺。這一點的好處真是再怎么強調也不過分。比如,不像所謂 AI 技術是一個黑箱,規則可以被理解,于是人可以參與決策過程。現實中,沒有一個企業可以完全不加入人工決策而全部靠系統指揮生產活動。一方面最靈活的還是人而不是系統。另一方面,只有人“懂事”,可以做出看似非最優,但實際上是系統是不會考慮采購經理是老板的小舅子這種事的。簡單也是一種美。再復雜也復雜不過人性。




    說到這里,必須解釋下,仙工智能不是排斥高大上的技術。我們只是比較務實的看待各種技術的實際價值。我們對“智能”的理解是比較謙卑的:公司內部始終強調,首先要做到的是“不比人笨”,而這已經是“高”智能了。我們非常慎重的對待“超越人”這件事 —— 這當然是終極目標 —— 但絕不是現狀。


    作為仙工智能企業數字化中臺的子產品 —— SEED RDS —— 機器人及自動化設備統一資源調度系統 —— 是一個比較務實的系統。它不是一個憑空出現,而是對公司目前調度類、設備控制類及流程優化類產品和功能的總結提升。在經過足夠數量和足夠多類型的項目歷練后,我們在架構上做出了重大調整,為的就是讓其更靈活和通用。




    實話講,目前我們并沒有“一招鮮吃遍天”的技術,沒有一個高大上的統一技術或模型可以適配所有行業。即,我們仍然沒有足夠的能力做出強大的“抽象”和“建模”統一全部工商業場景。實際上,站在真正為客戶負責的角度,客戶需要的是解決問題,也不是系統本身多高大上多精美。所謂“大小型企業數字化路徑不同”,我們為客戶提供的,是一個統一但靈活的架構,在此基礎上可以方便擴展從簡單到復雜的算法和策略,解決從單車單任務、多車多任務到多設備多產線的全局最優;特別的,當遇到技術瓶頸時,可以通過 ad-hoc 策略“貼身肉搏”地解決問題。


    關鍵要把問題解決!

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    系統內部已經內置一些經典的、經過多年項目驗證的策略,開箱即用。此外,對于寫代碼比配置更快更好的策略, RDS 還可提供 C++、C#、Java、Python、Rust、Node.js 等主流語言的 SDK;用戶可以利用 SEED 的強大的基礎設施進行二次策略開發。


    限于篇幅,本文不能展開介紹 SEED RDS 的設計理念、產品思想和全系列功能。期待下期請見:《解決數字化最后一公里:從安燈、手持端和呼叫器說起》。


    仙工智能是一家從浙大走出來的企業。浙大的校訓過去一直只有兩個字——求是。后來又增加了兩個字——創新。但遭到了眾多浙大師生的激烈反對,辯論一度白熱化。筆者也是工作多年后才(痛苦)領悟到——談什么創新,前人的東西都充分消化吸收了嗎?所謂創新是站在巨人肩膀上,那咱們先爬上去吧。先求是,再創新。與君共勉!


    有關仙工智能(SEER)

    上海仙工智能科技有限公司(簡稱 SEER)是一家專注于智能生產和智慧物流的高新技術企業,業務涵蓋了通用 AMR 控制器、自動叉車、可視化工業系統軟件及智能視覺方案,為各行業的客戶提供一站式解決方案和服務,致力于推動工業的信息化、數字化、智能化轉型升級。


    從發現需求到解決需求,從解決需求到創造需求,SEER 堅持在客戶需求與自身的多層次需求中尋找突破,聚焦工業智能化,進行開放式創新,為合作伙伴創造價值。


    (審核編輯: 小王子)

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