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Gurobi 10.0新功能和新亮点

发布时间:2024-04-28 15:32:47人气:63


  无论在经济蓬勃发展、还是低迷不振的时代,推动运筹学优化软件在实际应用落地的最重要原因,都是运筹学工具创造了良好的投资回报率(ROI),为企业创造了实实在在的效益。这一点在最近ForresterConsulting公司发布的行业调查报告中进一步得到证实,Gurobi软件的三年投资回报率达到了518%。作为在商业求解器领域拥有全球最大开发和工程化团队的公司,Gurobi持续不断提升优化速度、扩展软件功能,让用户使用得更舒心、放心和安心。


  Gurobi10.0在各类数学规划优化问题上继续保持领先优势,在常用的混合整数规划领域,继续成为科研和应用的标杆。


  01请介绍一下Gurobi版本10.0的新功能和新亮点


  Gurobi已经形成每年11月推出大版本的惯例。今年也不例外。Gurobi10.0在连续问题、整数问题、线性和二次凸问题、二次非凸问题、广义非线性问题等已有领域继续不断提升,以下是平均提升比例。

       Gurobi 10.0比9.5提升比例.png 

  除了性能之外,在功能和易用方面,也有非常多的亮点。


  机器学习和运筹优化融合,走向实质性落地


  Gurobi10.0将是第一个允许将用户的机器学习模型嵌入到数学规划模型中的商业求解器。Gurobi在Github上建立了开源平台,提供将多种主流机器学习软件包训练过的模型嵌入到Gurobi数学模型中的方法,并且随着用户的反馈,不断进行扩展。


  求解功能的提升


  (1)全面完善Python矩阵操作接口。在版本10.0中,用户可以定义和使用任何维度的矩阵变量、矩阵表达式、矩阵约束等,支持矩阵变量和常规变量混合操作,快速建立基于矩阵操作的数学模型。


  (2)增加了网络单纯形算法(NetworkSimplexAlgorithm),求解网络规划问题时充分利用网络结构,让求解速度更快。


  (3)重新组织了并发LP算法(ConcurrentLPAlgorithm),更好地利用先进多核的计算机架构和更好地进行内存管理。


  (4)增加了基于优化的边界紧缩算法(OBBT,OptimizationBasedBoundTightening),显著提升了非线性模型,特别是神经网络模型的求解速度。


  (5)完善了QUBO启发式算法,对于MIQP/MIQCP有很好的加速作用。


  (6)新增逻辑函数广义约束,可以应用在化工、制药、机器学习、统计等领域。


  系统架构的提升


  (1)Gurobi10.0继续强化企业优化资源管理综合平台的角色。运算服务器许可新增了很多仪表盘功能,让任务进展、资源利用、用户使用情况实时记录、图表显示、一目了然。


  (2)新增网络许可服务功能,支持管理全球更广泛的容器运行环境,同时也支持常规物理机和虚拟机。


  其他效率工具


  (1)GurobiPython接口更方便容易地利用Pandas结构直接创造变量和约束。后续将会开源发布在Github上。


  (2)允许.NET用户直接从NuGetServer下载Gurobi软件包。


  (3)新增了SoftMemLimit参数,允许用户达到一定内存限度后优雅退出。


  (4)还有其他更多功能,可以参考官网介绍www.gurobi.com


  02Gurobi的商业用户的三年投资回报率达到518%,您可以对这个行业调查做一些说明吗?


  ForresterConsulting公司最近对采购和使用Gurobi的公司做了一个广泛的行业调查,发现Gurobi正在为企业创造实实在在的效益。调查显示,使用Gurobi软件的三年投资回报率达到518%,也就是1元的投入三年内可以收获5元以上的经济回报,软件投入回收期平均为6个月。除此之外,还有众多非量化收益,例如促进企业持续改善、降低优化等待时间、决策实验等。


  这个报告是非常重要的,因为它以量化地方式告诉Gurobi用户和潜在用户,运筹优化技术不但可以带来回报,而且是具体的、可量化的。投资优化技术显然在商业决策上是值得的,具备优越的性价比。


  03为什么Gurobi强调要创造卓越的投资回报率?


  Gurobi对于学术用户是免费的,只对商业用户收费。因此商业用户是否买单的最重要依据就是这个软件是否能给企业带来良好的回报和收益。


  优化求解器软件经常被比喻为企业决策的动力引擎。当企业把重要的商业决策交给优化求解器去运算的时候,往往涉及到的物料、人工、时间等成本是巨大的,具有广泛的财务和经济影响力,优越的求解器软件可以在更短的时间内取得更好的优化结果。每一个更好的可行解或者最优解对企业来说,都意味着不同的成本降低和市场创收。为了提升品质,Gurobi具备一支在商业求解器领域全球最大的开发和工程化团队,始终如一注重研发投入,打造可以信赖、全球一流的综合优化平台。


  ForresterConsulting所作的报告从量化、客观的角度让更多用户了解到运筹优化技术降本增效的能力,从而可以更好地评估项目的投入,包括求解器的费用、项目实施费用、维护费用等,更好地理解不同求解器的性能差异、功能差异和费用差异。


  04Gurobi10.0在打造卓越ROI综合优化平台中做了哪些工作?


  功能广泛、性能卓越、求解稳定、维护方便、容易使用、关键时候能处理高负载业务,能给企业内部的各个部门带来信心和安心,这些都是创造卓越ROI的具体表现。Gurobi一直努力成为值得信赖的综合优化平台,不但给企业创造经济效益,更能以一以贯之的稳健性给客户带来放心和安心。


  举个例子,在和客户交往过程中,我们发现客户在选择求解器软件的时候,都会货比多家,用自己的数据测试多家求解器软件的性能。这也是我们一直鼓励的做法。在测试过程中,经常会出现不同求解器结果不一致、波动性大、功能缺失等情况,用户的态度也会发生变化,这是一个非常必要的磨合和教育的过程。用户最终都会意识到一个优秀的求解器软件不止是速度快,更要一以贯之地稳定、好用、可信。偶然的速度快并不能胜任项目落地后的长期责任。因此,相比于一般商品需要体现商家的诚信一样,求解器软件更需要体现开发者的严谨和诚意,让用户信赖,才能让用户采用。


  Gurobi10.0用了大量的代码让Gurobi更稳定、更好用、更丰富。在稳定性方法,Gurobi推出了众多和精度调整、优化质量相关的分析函数和属性、数值问题评估工具、不可行分析工具、敏感度分析工具和多场景实验工具等;在建模方面,Gurobi提供了MIN,MAX,ABS,AND,OR等表达函数,矩阵操作,以及众多非线性函数,10.0版本增加了机器学习模型的嵌入功能;在功能方面,Gurobi支持多目标优化、多解解池、参数自动调优、回调函数、内存和线程控制、各种部署架构等。不论处于开发、科研、测试、部署哪个环节,不论个人、团队何种规模,Gurobi都提供了可信赖的支撑环境。


  05Gurobi的六项竞争优势,这些竞争优势中哪些在Gurobi10.0当中进一步强化?


  去年在介绍Gurobi9.5功能的时候,我们总结了六项Gurobi竞争优势,也就是速度和广度优势、功能优势、性价比优势、服务优势、应用优势和合规优势。Gurobi10.0继续强化了这些优势。速度和广度优势,以及功能优势、性价比优势在前面的介绍中已经说明了。在过去的一年中,Gurobi拓展的用户数量和领域继续增加,以往小众的领域,例如智能建筑设计和智能家装,都在导入Gurobi加速智能化升级,这是一个可喜的现象,充分证明了运筹优化无行业界限,只要有数据、有能力、有业务场景,就有优化技术的应用空间。



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