华为天筹求解器技术白皮书

文档版本v1.0 华为技术有限公司 编委会 主编毛坤 副主编 夏青郑迥之朱方舟王维洲 编写组 杨沐明安志武陆嵩李建树寸文璟熊国桢詹红鑫王紫菁赫荣华苑晗戴伟民康钊林铭倩戴新晨张维洋于程洋赵成曾梓涛代轩黄泯胜林轩童夏良钟韬张志宇陈志堂袁明轩 前言 求解器作为现代工业软件的核心引擎，是连接数学模型与工程应用的桥梁，广泛应用于运筹优化、控制决策、科学计算等领域，在智能制造、金融风控、能源调度等国民经济关键行业与国防安全领域中具有不可替代的战略地位。求解器是一种基于数学算法的软件系统或算法程序包，旨在通过运筹优化、数值计算等技术，在给定约束条件下寻找复杂工程与科学问题的最优解或精确解。高性能求解器研发是保障产业链供应链安全与韧性的必然要求，同时也是驱动企业智能决策系统升级、实现复杂系统优化与运行效率跃升的技术路径。 当前求解器技术体系涵盖基础理论、智能增强与垂直应用三大维度，逐步从通用算法扩展至行业垂域专业领域。求解器作为工业软件与智能决策的核心引擎，通过将复杂业务问题建模为可计算的优化与数值模型，依托高性能算法驱动关键场景自动决策，提升资源配置效率。然而在迈向规模化应用的进程中面临诸多挑战：将业务问题转化为数学模型的门槛高、NP-Hard问题的计算性能瓶颈、算法稳定性不足、系统集成复杂、成本高昂以及求解策略灵活性有限等问题，制约了求解器在实践中的广泛落地。 面对上述挑战，以华为天筹求解器为代表的先进技术路径，正持续融合超参数优化、策略嵌入与AI辅助算法发现等方法，在数学规划、大规模稀疏矩阵求解等经典与前沿问题上实现国际领先的求解能力，并已在电力调度、智能制造、智慧物流、散热设计等行业实现规模化商业落地。展望未来，随着业务模型复杂度与实时性要求的持续攀升，求解器技术将呈现五大关键演进方向：超大规模问题的求解效率突破、实时决策响应速度的不断压缩、与企业业务流程的深度耦合、AI与传统优化算法的进一步协同增强，以及云化、平台化部署模式的广泛普及，为产业智能化升级注入持续动力。 求解器技术正迎来历史性拐点，华为携带系统性思考以身入局，发布《天筹求解器技术白皮书》，系统梳理求解器的技术框架、核心方法与典型应用，内容涵盖通用求解器与领域求解器的关键技术、华为天筹求解器的实现方案与实践案例，并 对未来技术发展方向进行展望，为产业注入新动能。本白皮书面向多元读者群体，学术界研究人员、产业界伙伴及行业决策者。对于学术界研究人员，书中完整呈现了技术演进脉络、关键原理与前沿趋势，以期激发学术探索与创新；对于科技企业及解决方案供应商等产业界伙伴，书中公开了通用求解器的关键技术，并深入剖析了一批生产调度、批量计划、运输规划、流场仿真等领域求解器的具体技术方案，旨在推动行业技术交流、良性竞争与生态协作，共同提升产业技术水准；对于优化决策相关的行业客户与企业管理者，书中通过典型应用案例展示了求解器技术如何助力解决实际业务中的复杂优化问题并实现业务价值，从而帮助读者理解求解器的技术潜力、评估适用场景、制定智能化业务决策方案。 以求解器为擎，擎动智能未来。本白皮书致力于构筑技术研发与产业应用的坚实桥梁，汇聚产学研智慧，携手全球伙伴共推求解器技术标准化与产品化进程，共同定义下一代求解器的技术范式，让每一次矩阵运算都承载产业变革的重量，让每一个算法都成为自主创新的注脚，共启智能决策新纪元。 目录 编委会...........................................................................................................................................2前言...............................................................................................................................................3目录...............................................................................................................................................5概述.............................................................................................................................................121求解器技术发展背景.............................................................................................................171.1求解器定义......................................................................................................................171.2求解器价值......................................................................................................................201.3求解器技术架构..............................................................................................................221.3.1数学优化技术体系...................................................................................................221.3.2数值计算技术体系...................................................................................................231.3.3 AI增强技术体系.......................................................................................................251.4求解器技术现状..............................................................................................................261.5求解器技术挑战..............................................................................................................272通用求解器关键技术.............................................................................................................292.1数学优化求解技术..........................................................................................................292.1.1数学规划求解器技术...............................................................................................292.1.2约束规划求解器技术...............................................................................................482.1.3黑箱优化求解器技术...............................................................................................622.2数值计算求解技术..........................................................................................................762.2.1线性方程组求解器技术...........................................................................................762.2.2非线性方程组求解器技术.....................................................................................1072.2.3特征值求解器技术.................................................................................................1122.3 AI辅助求解技术............................................................................................................1172.3.1求解器超参优化技术.............................................................................................1182.3.2求解器策略嵌入技术.............................................................................................1242.3.3求解器算法发现技术.............................................................................................1323领域求解器关键技术...........................................................................................................142 第6页,共332页3.1批量计划求解技术........................................................................................................1423.1.1批量计划应用背景.................................................................................................1423.1.2批量计划问题分类.....................................................................