Gurobi Optimization、HiGHS、SimpleRose、COPT 和其他行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者利用 NVIDIA 加速計(jì)算和 cuOpt 軟件完成復(fù)雜的決策制定和供應(yīng)鏈優(yōu)化。

全球企業(yè)每分每秒鐘都在進(jìn)行關(guān)鍵決策。物流公司決定貨運(yùn)卡車的調(diào)度方案，零售企業(yè)思考貨架的最優(yōu)配置，航空公司在暴風(fēng)雨后緊急改變航線。這些絕非是簡單的路線選擇，更是包含數(shù)百萬個(gè)變量的高風(fēng)險(xiǎn)謎題，一旦出錯(cuò)，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)造成客戶流失。

然而，這種情況正在發(fā)生改變。

NVIDIA 宣布開源其 AI 決策優(yōu)化引擎 NVIDIAcuOpt，讓開發(fā)者能夠免費(fèi)獲得功能強(qiáng)大的軟件，實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模的實(shí)時(shí)優(yōu)化。

優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)者 COPT、FICO 的 Xpress 團(tuán)隊(duì)、HiGHS、IBM 和 SimpleRose 正在集成或評(píng)估 cuOpt，從而加速各行各業(yè)的決策制定。

Gurobi Optimization 正在評(píng)估和測試 cuOpt 求解器，以改進(jìn)一階算法，實(shí)現(xiàn)更高水平的性能。

NVIDIA 正在與 COIN-OR 基金會(huì)合作將 cuOpt 開源，后者被廣泛認(rèn)為是歷史最悠久、規(guī)模最大的運(yùn)籌學(xué)軟件庫。

與此同時(shí)，亞利桑那州立大學(xué)、康奈爾大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、帕維亞大學(xué)和柏林 Zuse 研究所的一組研究人員正在探索其功能，開發(fā)下一代求解器，以超快速度解決復(fù)雜的優(yōu)化問題。

借助這項(xiàng)技術(shù)，航空公司可以在飛行途中調(diào)整航班計(jì)劃，防止延誤連鎖反應(yīng)；電網(wǎng)可以實(shí)時(shí)負(fù)荷平衡，規(guī)避斷電風(fēng)險(xiǎn)；金融機(jī)構(gòu)則能依托實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)分析優(yōu)化投資組合管理。

優(yōu)化提速，決策升級(jí)

最知名的 AI 應(yīng)用都與預(yù)測相關(guān)，無論是天氣預(yù)報(bào)還是句子中的下一個(gè)單詞生成。然而，預(yù)測只是挑戰(zhàn)的一半。真正的價(jià)值在于對(duì)信息的實(shí)時(shí)處理。

這正是 cuOpt 的用武之地。

cuOpt 會(huì)動(dòng)態(tài)評(píng)估數(shù)十億個(gè)變量（庫存水平、工廠產(chǎn)量、運(yùn)輸延誤、燃料成本、風(fēng)險(xiǎn)因素和法規(guī)），并近乎實(shí)時(shí)地提供最佳舉措。

隨著 AI 智能體和大語言模型驅(qū)動(dòng)的模擬技術(shù)承擔(dān)起越來越多的決策任務(wù)，對(duì)實(shí)時(shí)優(yōu)化的需求已達(dá)到空前高度。依托 NVIDIA GPU 的支持，cuOpt 可將這些計(jì)算任務(wù)提速數(shù)個(gè)量級(jí)。

與傳統(tǒng)優(yōu)化方法按順序或有限并行地遍歷解空間不同，cuOpt 利用 GPU 加速，可同時(shí)評(píng)估數(shù)百萬種可能性，從而以指數(shù)級(jí)速度為特定實(shí)例找到最優(yōu)解。

cuOpt 并非取代現(xiàn)有技術(shù)，而是對(duì)其實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)。通過與傳統(tǒng)求解器協(xié)同工作，cuOpt 可以快速確定優(yōu)質(zhì)解，幫助基于 CPU 的模型更高效地排除無效路徑。

優(yōu)化為何困難重重？

cuOpt 如何實(shí)現(xiàn)更優(yōu)解？

每一個(gè)決策，包括卡車調(diào)度、安排工班以及平衡電網(wǎng)負(fù)荷，都是一個(gè)具有指數(shù)級(jí)可能性答案的復(fù)雜優(yōu)化問題。

從這個(gè)角度來看，以醫(yī)院排班為例：給 100 名護(hù)士安排下月班次，其可能的排列組合數(shù)量甚至超過了可觀測宇宙中的原子數(shù)量。

傳統(tǒng)求解器通常采用順序或有限并行的搜索方式，就像用手電筒探索巨大的迷宮，每次只能探查一條路徑。而 cuOpt 改變了這一模式，它能夠智能評(píng)估數(shù)百萬種可能性，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化速度的指數(shù)級(jí)提升。

在過去，人員排班調(diào)度、物流路徑規(guī)劃和供應(yīng)鏈優(yōu)化等任務(wù)往往需要數(shù)小時(shí)乃至數(shù)天的計(jì)算時(shí)間。

NVIDIA cuOpt 改變了這一現(xiàn)狀，具體性能數(shù)據(jù)如下：

線性規(guī)劃加速：在大規(guī)模基準(zhǔn)測試中，平均求解速度比基于 CPU 的 PDLP 求解器提升 70 倍，加速比區(qū)間為 10 倍至 3000 倍。

混合整數(shù)規(guī)劃 (MIP)：如 SimpleRose 案例，混合整數(shù)規(guī)劃求解速度提升達(dá) 60倍。

車輛路線規(guī)劃：如 Lyric 的案例所示，動(dòng)態(tài)路線規(guī)劃速度提高了 240 倍，賦能服務(wù)成本優(yōu)化以及近實(shí)時(shí)路線調(diào)整。

過去需要數(shù)小時(shí)或數(shù)天才能做出決策，而現(xiàn)在只需幾秒鐘。

優(yōu)化創(chuàng)造更美好的世界

更好的優(yōu)化不僅能提高企業(yè)運(yùn)營效率，還能讓世界更具可持續(xù)性、韌性和公平性。

智能決策可以降低資源浪費(fèi)。電網(wǎng)得以優(yōu)化電力調(diào)配，減少停電事故，并實(shí)現(xiàn)風(fēng)能、太陽能等可再生能源的高效并網(wǎng)。供應(yīng)鏈通過動(dòng)態(tài)調(diào)整，在最小化過剩庫存的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)成本和排放的雙重優(yōu)化。

在服務(wù)不足的地區(qū)，醫(yī)院可以實(shí)時(shí)分配床位、醫(yī)生和藥物，加速患者獲取救命治療的進(jìn)程。應(yīng)對(duì)災(zāi)難的人道主義援助組織可以迅速重新規(guī)劃，確定分發(fā)食物、水和藥品的最佳方式，減少關(guān)鍵時(shí)刻的延誤。公共交通系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)時(shí)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，為數(shù)百萬乘客緩解擁堵，縮短出行時(shí)間。

cuOpt 不僅依賴于硬件的強(qiáng)大，更在于其智能的搜索策略。它不會(huì)窮舉各種可能的解決方案，而是通過智能地探索龐大的搜索空間，專注于關(guān)鍵的約束條件，從而更快速地找到最優(yōu)解。通過使用 GPU 加速，cuOpt 可以并行評(píng)估多個(gè)解決方案，實(shí)現(xiàn)高效、實(shí)時(shí)的優(yōu)化處理。

行業(yè)支持 —— 決策智能的新時(shí)代

FICO、Gurobi Optimization、IBM 和 SimpleRose 等優(yōu)化領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)正在探索 GPU 加速的優(yōu)勢，或評(píng)估將 cuOpt 集成到其工作流程中的可能性，以及其在工業(yè)規(guī)劃、供應(yīng)鏈管理和調(diào)度等領(lǐng)域的潛力。

明智決策，強(qiáng)大系統(tǒng)，卓越成果

cuOpt 重新定義了大規(guī)模優(yōu)化。

如上所述，對(duì)于企業(yè)而言，這意味著 AI 優(yōu)化可以實(shí)時(shí)重置日程表、規(guī)劃車隊(duì)路線并重新分配資源，從而降低成本并提高靈活性。

對(duì)于開發(fā)者而言，它提供了高性能 AI 工具包，在處理復(fù)雜的優(yōu)化挑戰(zhàn)時(shí)，例如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路由（優(yōu)化視頻、語音和網(wǎng)絡(luò)流量，以減少擁塞并提高效率）或電力分配（平衡電網(wǎng)的供需，最小化損失并確保穩(wěn)定傳輸）等，其解決決策問題的速度比傳統(tǒng) CPU 求解器快 3000 倍 。

對(duì)于研究人員來說，這是一個(gè)將 AI 決策推向新高度的開放實(shí)驗(yàn)場。

cuOpt 將于今年晚些時(shí)候以開源形式發(fā)布，供開發(fā)者、研究人員和企業(yè)免費(fèi)使用。

cuOpt 的應(yīng)用

對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)部署，cuOpt 作為 NVIDIA AI Enterprise 軟件平臺(tái)的一部分提供支持，還可以作為 NVIDIA NIM 微服務(wù)進(jìn)行部署，從而輕松地跨云、本地和邊緣環(huán)境進(jìn)行集成、擴(kuò)展和部署。

憑借其開源版本，開發(fā)者將能夠輕松訪問、修改 cuOpt 源代碼并將其集成到自己的解決方案中。