數字化加速時刻，天津港解鎖了“天工開物”新篇

在諸多基礎技術中，有一個重要而隱秘的存在：求解器。

上個世紀開始，求解器就被用於複雜數學問題的計算與決策，大到戰爭中的作戰部署，小到碼頭集裝箱的調配管理。求解器成為各行各業最佳化業務、提升工作效率和資源利用率的幕後英雄，可以算是名副其實的“產業重器”。

隨著數字化程式的加快，許多業務場景都產生了海量的資料，讓計劃工作變得前所未有地複雜。因此，求解器也需要與時俱進。

9月23日的華為全聯接2021上，華為雲重磅釋出了“天籌”AI求解器。當AI與求解器碰撞在一起，會給政企數字化轉型帶來哪些新的價值?作為數字技術基石中的基石，AI求解器會是新的國之重器嗎?

我們從天籌AI求解器已經落地的場景——天津港出發，看世界前十的港口如何在數字化浪潮中，書寫“天工開物”的新篇。

天工人代：天津港的數字化航程

宋應星的《天工開物》中，“天工”一詞最初的含義“天工人其代之”，意思就是，人的責任是完成天的事功，也就是時代和國家賦予的使命。

那麼，對於天津港來說，需要完成怎樣的“天工”呢?

我們知道，海運貿易量佔全球貿易總量90%，海運業也是國內經濟與國際市場互通有無的視窗之一。而天津港作為北方的航運中心，是京津冀協同發展的重要支撐，自然也在國家戰略大局中佔有重要地位。

與此同時，天津港也面臨著三個具體的“重擔”：

1.當下之重。目前，天津港對外，同200多個國家和地區的800多個港口保持航運貿易往來，集裝箱班輪航線達到131條，每月航班550餘班;對內，輻射力腹地面積近500萬平方公里，佔全國52%。這也使得港口作業尤其繁忙，往來船舶眾多，而有些船舶的離港時間比較著急，有些船舶離崗時間比較晚，如果沒有安排好作業計劃，很可能出現擁堵的情況，造成經濟損失。

2.未來之重。天津港將充分發揮京津冀協同發展的重要支撐，服務“一帶一路”，起到現代化的國際航運樞紐作用。目前年吞吐量達到了4.5億噸，集裝箱吞吐量近2千萬箱，未來將會再創新高。面對未來如此龐大的業務體量，更加考驗天津港的統籌規劃最佳化能力。

3.數字之重。為了更好地提供服務、不斷升級，天津港也在積極探索“智慧港口”的道路， 5G技術、自動駕駛集裝箱卡車、智慧堆場車道、智慧車路協同系統、電子運單、網上結算等等功能都開始落地應用。

欲善其事，計劃先行。天津港在探索智慧、綠色、樞紐港口的道路上，發現在單機效率達到極限後，需要基於全域性的統籌計劃，進行全鏈路協同，才能最大化調動所有資源。

以前天津港主要是透過人工方式來進行泊位計劃、岸橋作業計劃、配載計劃、堆場計劃等。但隨著業務規模的增多，這種計劃方式變得十分耗時耗力，如果涉及到全域性調優，就需要考慮千萬種約束條件和變數，這僅靠人力也很難將所有因素都考慮充分，各個計劃之間沒有聯動，無法做到全域性協同。人工方式整個計劃做完需要耗時24小時，一旦現場情況出現臨時變動，很難適時調整。這種計劃模式，越來越不適配大規模數字化帶來的資源高效規劃配置的需求了，也讓港口運轉、效益提升變得滯緩。

想要橫渡數字之海，預先做好業務規劃，就需要引入一項根技術——求解器。

工善其事：智慧時代的解題利器

求解器(solver)到底是什麼?簡單來說，就是數學規劃軟體，用於實現複雜規劃決策問題的演算法求解。當數學模型涉及到百萬級、千萬級變數，就必須藉助求解器軟體來計算了。

對於產業來說，求解器的好處很明顯，統籌全域性，能夠找到資源配置的最佳方式、最優決策。數字化之路上，沒有求解器這把利器是萬萬不行的，但並不是每個企業都能用好它。目前來看，企業使用求解器主要存在幾個障礙：

1.沒得用。

求解器屬於運籌學這樣的基礎學科，技術壁壘高、研發難度大。既需要數學基礎，還要具備軟體工程能力，這樣的人才十分稀缺，所以很長一段時間裡，國內都很少有人開發高效能商用求解器，企業只能選擇成本高的海外產品，或者一些開源軟體，不能處理大規模的計算。

2.用不好。

求解器在產業方面主要被用來解決最佳化問題，需要針對千萬級變數的複雜問題進行求解，要求極高的效能;企業業務狀態、資料實時變動，求解速度如果跟不上，會影響業務運轉效率。

3.不會用。

對很多企業來說，求解器的使用門檻也很高，甚至可能根本沒人會用。首先要把一個現實的業務問題，轉換成求解器可以理解的數學問題，就需要專業人士。對於專業人才搜尋，就已經難倒了不少企業。如果要將求解器用到港口計劃平臺，往往需要在求解器外層層封裝，變成容易被呼叫的API應用，企業才能夠使用，這又會增加不少額外的成本。

這就是為什麼求解器已經很早出現了，很多港口使用的計劃方式，依然是Excel表或者其他的簡易方式。

而就在這一條基礎跑道上，華為雲剛剛邁出了重要的一步。

開物之道：華為雲的求解思路

《易經》中提到，“夫易開物成務，冒天下之道”，變化催生了物品，成就了事物，這是涵蓋天地的“道”。明曉了產業變化，瞭解了天津港的數字困境和應用求解器的現實難點，自然就需要有人來改變和“開物”了。

天津港與華為雲攜手，引入更符合智慧時代需求的天籌AI求解器，助力港口計劃排程的全域性最佳化。從中，我們可以看到兩種開物思維：

1.AI以致用。

前面提到，求解器在產業數字化程式中的核心問題就是“用”，而AI本身又是一項致用性技術，二者的結合水到渠成，華為雲天籌AI求解器，是首個商用的AI求解器。

首先，對於天津港來說，天籌AI求解器要能夠支撐千萬級規模的問題求解，滿足國際性港口在當下和未來的規劃需求，為此華為雲也進行了大量技術研發，利用分散式並行加速技術，讓天籌AI求解器的速度即便在億級規模的問題求解也能最高提升了100 倍。

其次，透過AI技術將產業問題變成求解器能夠理解的數學問題。華為雲在上層搭建了智慧化套件，企業可以用自然語言描述，自己想要在什麼場景下、解決哪些路徑問題或最佳化問題，AI就能自動識別這是哪一類數學問題，並將它程式設計翻譯輸出給底層的求解器。

另外，天籌可以用人工智慧對相關問題自動分類，為不同場景的問題配置最佳引數和策略，從而加速求解過程，求解效果也更好。藉助AI的自適應調優，讓求解效率最高提升了30%。

AI與求解器的結合，降低了求解器的使用門檻，提升了規劃能力，未來華為雲天籌AI求解器將幫助天津港實現跨越式發展。基於華為雲天籌AI求解器賦能的智慧港口計劃平臺，完成整個計劃僅僅需要10分鐘，對比原來傳統規劃時間24小時，計劃速度提升144倍。

2.服務以致遠。

更智慧的計劃方式，最終就是為了實現港口資源利用率大化，服務好港口的客戶，提升港口運轉效率。

天津港股份有限公司的副總裁吳強表示：AI求解器賦能的智慧計劃平臺，可實現全鏈路協同，最大化地調動所有資源。使裝置利用率提高15%，堆場翻倒率降低20%，大幅度地提升了港口運轉效率和作業效率，進而縮短船舶在港時間。透過全域性最佳化，真正地實現了天津港資源排程最大化。

造化神秀：數字時代的大國工匠

一組埃森哲最新的全球調研資料顯示，從2018年到2021年，全球的8300家標杆企業中，全面地擁抱數字化技術的前10%的企業，相比後25%的企業，營收增速快了5倍。可以預見，藉助數字化來提質增效，已經成為千行百業的必然選擇。

但是，提質增效雖是結果、目的，但它的實現還需要更細緻的工具圖，一步步指引產業，開啟數字化專案成功的關鍵點。華為雲天籌AI求解器，正是這樣的“工具”。

從這個角度看，華為雲和天津港的探索，正在書寫一段大國工匠的故事：

1.畫圖。深深紮根在產業場景，梳理產業邏輯和需求，才能夠層層剝離出求解器這樣的基礎痛點，將行業Konw-How與AI結合，畫出產業技術升級的細節圖。

2.造器。積極佈局商用求解器，並引入AI等新技術，改變了求解器的商業格局。除了大型製造業，金融、物流、零售等各行各業的領軍企業，都需要AI求解器來幫助實現全域性協同和資源排程。

3.試煉。在尋求解決方案的過程中，華為始終堅持“自己的降落傘自己先跳”，保證了技術產品落地產業時更加可靠可用。以華為南方工廠為例，就基於AI求解器進行生產排班，實現了超大規模計劃排產，庫存齊套率提升37%，每年能節省巨大資金。

所謂匠心，或許就是沒有捷徑，沒有妥協，一步一腳印地鍛造出數字時代的神兵利器。也正是這樣細緻入微的“工匠精神”，才能奪天工造化，讓更多天津港這樣的領先企業，在“十四五”開局之年，開啟新的時代征途。