量化決策模型 聚力商務(wù)智能

杜月嬌

西漢時(shí)期，著名史學(xué)家司馬遷在《史記·高祖本紀(jì)》中曾記載：“夫運(yùn)籌策帷幄之中，決勝于千里之外，吾不如子房?！奔s兩千年后，后人取其中“運(yùn)”“籌”二字分別作“運(yùn)算”“籌策”之意，創(chuàng)立“運(yùn)籌學(xué)科”。

廣義上講，運(yùn)籌學(xué)是現(xiàn)代管理學(xué)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要目的是在決策時(shí)為管理人員提供科學(xué)依據(jù)，是實(shí)現(xiàn)有效管理、正確決策和現(xiàn)代化管理的重要方法之一。該學(xué)科應(yīng)用于數(shù)學(xué)和形式科學(xué)的跨領(lǐng)域研究，一般利用統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)模型和算法等方法，尋找最佳或趨向最佳的解法。運(yùn)籌學(xué)常見于現(xiàn)實(shí)生活中的復(fù)雜問題，特別是改善或優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)的效率。研究運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)包括實(shí)分析、矩陣論、隨機(jī)過程、離散數(shù)學(xué)和算法基礎(chǔ)，在應(yīng)用方面，多與倉儲(chǔ)、物流、算法等領(lǐng)域相關(guān)。因此，運(yùn)籌學(xué)通常與應(yīng)用數(shù)學(xué)、工業(yè)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理等專業(yè)密切相連。

在領(lǐng)域內(nèi)深耕多年，何斯邁長期從事基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃、魯棒優(yōu)化和離散凸優(yōu)化等理論方法的研究工作，并針對收益管理、庫存動(dòng)態(tài)優(yōu)化及聯(lián)合采購中的合作及競爭博弈等常見應(yīng)用場景進(jìn)行深入探索，取得了一定的學(xué)術(shù)成績。截至目前，何斯邁已基于上述系列代表性研究工作在領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的期刊上發(fā)表了十余篇研究成果;并且應(yīng)斯普林格（Springer）出版社邀請，參與了《斯普林格·優(yōu)化設(shè)計(jì)》（Springer Briefs in Optimization）系列叢書的撰寫，出版了《多項(xiàng)式優(yōu)化的近似方法》（Approximation Methods for Polynomial Optimization）一書。成績斐然，光環(huán)累筑，但這一切在何斯邁的心中，都不及做出經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的基礎(chǔ)理論成果，以及親眼看到研究成果落地為企業(yè)提高實(shí)際生產(chǎn)效率所帶來的歡欣與慰藉。

“塞翁失馬，焉知非?！?/p>

如果要用一個(gè)形容詞來概括何斯邁的性格特征，非“堅(jiān)毅”二字莫屬?！皬谋究飘厴I(yè)到攻讀博士，我花了12年時(shí)間”，從最初的“代數(shù)幾何”轉(zhuǎn)向如今的“理論計(jì)算機(jī)”，這段悠長的學(xué)習(xí)歲月為何斯邁帶來了“動(dòng)心忍性”的磨煉，在夯實(shí)了基礎(chǔ)理論的同時(shí)，更讓他形成了明確的科研觀與人生觀。

1992年，何斯邁懷揣希望踏入了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，開啟自己的求學(xué)篇章。在求知若渴的學(xué)生時(shí)代，何斯邁便已經(jīng)逐漸形成了“科研面向應(yīng)用”的思想。于是，在數(shù)學(xué)系攻讀時(shí)，“如何將抽象且看起來‘不接地氣’的數(shù)學(xué)理論與復(fù)雜模型應(yīng)用于實(shí)際生活”成了縈繞在他心頭首要思考的問題。幸運(yùn)的是，前輩的智慧結(jié)晶助他很快探尋到了前行的方向。據(jù)悉，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)數(shù)學(xué)系由著名數(shù)學(xué)家華羅庚教授親自主持創(chuàng)立并擔(dān)任首任系主任。在學(xué)科建設(shè)的道路上，華羅庚先生創(chuàng)造性地提出了“一條龍”教學(xué)方法，并一直強(qiáng)調(diào)“應(yīng)用數(shù)學(xué)”的理論思想，在開拓了一條數(shù)學(xué)人才培養(yǎng)的創(chuàng)新之路的同時(shí)，也讓中國科技大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院逐漸形成了“理論聯(lián)系實(shí)際”的教學(xué)特色，這恰與何斯邁彼時(shí)所想不謀而合?！白x書時(shí)，線性代數(shù)課程的導(dǎo)師——李尚志教授給我們講述過一件發(fā)生在他身上、令他記憶猶新的事情。在裝修的時(shí)候，需要切割玻璃進(jìn)行修飾，然而工人是按照以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行切割的，并未經(jīng)過任何計(jì)算。李老師立刻發(fā)現(xiàn)那樣的切割方法十分浪費(fèi)，于是借由自己的專業(yè)知識(shí)，通過縝密的計(jì)算，提供了一套最節(jié)省原材料的切割方法，最后節(jié)省下來大量的原材料?！毕嚓P(guān)的球垛格點(diǎn)數(shù)（Kissing Number）問題四維空間特例在2008年被穆辛（Musin）發(fā)表在數(shù)學(xué)四大期刊之一的《數(shù)學(xué)年刊》（Annals of Mathematics）上，而更高維度的相關(guān)問題至今依然是領(lǐng)域內(nèi)的開放性問題。時(shí)隔多年再回憶起這件事，何斯邁仍舊感慨不已，“當(dāng)時(shí)這件事給了我很多啟發(fā)，也在某種程度上刷新了我對科研的認(rèn)知，原來科研距離生活，就只有那么近”。

在何斯邁的自評之中，時(shí)常提到“好奇心”這一特質(zhì)，“我認(rèn)為這是科研的起點(diǎn)”。誠然，探索未知是科研工作的本質(zhì)，也是科研人的原動(dòng)力。在本能的驅(qū)使下，何斯邁從未放松對自我的要求，他很快便在美國布朗大學(xué)數(shù)學(xué)系完成了碩士階段的學(xué)習(xí)。

然而有時(shí)運(yùn)氣是人生中十分重要的“一味輔料”。碩士畢業(yè)之后，當(dāng)何斯邁在數(shù)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行更深入的探索時(shí)，卻遭遇了前所未有的阻力，課題方向進(jìn)展一度有些緩慢。面對巨大壓力的突襲，何斯邁不做他想，他只知道，絕不能就此輕言放棄。于是，堅(jiān)守之下，何斯邁人生中一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)適時(shí)出現(xiàn)——與“運(yùn)籌學(xué)”的相遇。研究方向的轉(zhuǎn)換也為何斯邁帶來了新的征程。2009年，他在香港中文大學(xué)系統(tǒng)工程與工程管理學(xué)系順利獲得博士學(xué)位。更為重要的是，在挫折的考驗(yàn)之下，何斯邁堅(jiān)定了自己的科研信心并描繪出了一幅完整的科研藍(lán)圖。他深知，未來的每一步都要腳踏實(shí)地、穩(wěn)步前行。

“塞翁失馬，焉知非福。”何斯邁如此形容自己的整個(gè)求學(xué)生涯。12年不短，足夠一個(gè)孩子完成自己的基礎(chǔ)教育;12年不長，與科技發(fā)展的悠悠歲月相比，彈指一瞬而已。對何斯邁而言，遑論時(shí)間長短，這段被機(jī)緣“意外”延長的求學(xué)時(shí)光，每分每秒都是助他“走過迷茫、收獲信仰”的寶貴沉淀。

“量化模型，智能決策”

“根據(jù)傳統(tǒng)的管理理論，很多時(shí)候給出的是一些很好的策略性建議，但它未必能給出一個(gè)面面俱到的量化管理決策。”但是，運(yùn)籌學(xué)卻可以。

2014年，何斯邁正式加入上海財(cái)經(jīng)大學(xué)信息管理與工程學(xué)院，開啟基于運(yùn)籌學(xué)理論的各項(xiàng)基礎(chǔ)研究。在其后的數(shù)年光陰中，他陸續(xù)主持了多項(xiàng)諸如國家自然科學(xué)基金等重大研究課題，而其中聚焦的關(guān)鍵詞，大多離不開“離散凸規(guī)劃理論”與“魯棒決策模型”。簡單來說，凸規(guī)劃是指問題的約束集合是一個(gè)凸集，目標(biāo)函數(shù)是凸函數(shù)的非線性規(guī)劃，而離散凸規(guī)劃包含的變量則可能是離散的情況。由于這類規(guī)劃問題更加貼近現(xiàn)實(shí)情況，所以往往可以通過其離散凸性較好地刻畫事物之間的聯(lián)系。

現(xiàn)實(shí)中，不同產(chǎn)品之間往往存在某種聯(lián)系，大致可分為替代性和互補(bǔ)性。其中，相似類型的產(chǎn)品之間一般是競爭關(guān)系，顧客可采用其他類似產(chǎn)品代替相關(guān)產(chǎn)品;互補(bǔ)性則體現(xiàn)為某些產(chǎn)品提升相關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的銷量，比如房產(chǎn)的銷售會(huì)帶動(dòng)家具裝修等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。在管理及經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，這些關(guān)系一般被抽象為效應(yīng)函數(shù)的次模性和超模性，而離散凸性（包括次模性、超模性、L-自然模等）也因此被大量用來建模表達(dá)相關(guān)特性。在經(jīng)濟(jì)與管理領(lǐng)域的重要分析工具——博弈論領(lǐng)域，次模非合作博弈及次模合作博弈作為兩類具備良好性質(zhì)的博弈模型也成為眾多研究者分析各種經(jīng)濟(jì)及管理問題的利器，而這也是離散凸性的一種具體應(yīng)用。

當(dāng)然，何斯邁也是上述理論眾多研究者中的一分子。在了解到目前物流管理已不再局限于公司內(nèi)部的控制與管理之后，何斯邁立刻意識(shí)到，供應(yīng)鏈中不同的公司抑或是公司內(nèi)部的不同部門間的合作正在不可避免地逐步加深，也正因如此，聯(lián)合管理供應(yīng)鏈的實(shí)際需求正在逐步提升?；诖朔N態(tài)勢，他立刻在團(tuán)隊(duì)內(nèi)提出“將次模聯(lián)合博弈應(yīng)用至聯(lián)合補(bǔ)貨”的相關(guān)思路。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)的緊密協(xié)作與無間配合，最終他們利用對偶方法將問題化解為一個(gè)具有廣泛意義的理論問題：參量陣優(yōu)化下函數(shù)的次模性，且突破性地對非線性函數(shù)條件下的參量陣優(yōu)化進(jìn)行了理論分析，并由此刻畫出了所有可能的費(fèi)用分配機(jī)制。

然而，隨著研究的不斷深入，新的問題又在逐步顯現(xiàn)：雖然何斯邁及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明了參與者之間存在著合理的費(fèi)用分擔(dān)機(jī)制，但相關(guān)機(jī)制需要所有參與者之間的高度協(xié)作，包括完全共享物流及費(fèi)用信息、嚴(yán)格按照整體最優(yōu)方案協(xié)調(diào)庫存管理策略。正所謂，理想是純粹的，可現(xiàn)實(shí)卻是復(fù)雜多變的，于是，在后續(xù)的學(xué)術(shù)討論之中，諸如“參與者是否樂意共享相關(guān)信息，尤其是合作方甚至包括其直接競爭對手”“參與者是否會(huì)提供錯(cuò)誤信息誤導(dǎo)他人”“在他們無法共享這些相關(guān)信息時(shí)應(yīng)該如何合作”“他們會(huì)因?yàn)闊o法全面合作而付出多大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，以及此代價(jià)與共享信息帶來的風(fēng)險(xiǎn)、合作產(chǎn)生的管理費(fèi)用之間孰輕孰重”的實(shí)際問題不斷叩問著何斯邁團(tuán)隊(duì)，這令何斯邁切身體會(huì)到了機(jī)遇與挑戰(zhàn)的一體兩面。

這一切該怎么辦？何斯邁清楚地知道，這些問題的答案對于合作的所有參與者均有著重要的指導(dǎo)意義及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。重任在肩，何敢懈怠。于是，他“呼朋引伴，集結(jié)智慧”：與美國哥倫比亞大學(xué)杰伊·塞圖拉曼（Jay Sethuraman）、紐約大學(xué)張家偉及中國香港科技大學(xué)王譞等領(lǐng)域內(nèi)知名學(xué)者進(jìn)行積極地探討與交流，考慮能否設(shè)計(jì)某種部分協(xié)調(diào)與合作機(jī)制，在保留個(gè)體極大自主權(quán)的情況下依然有效地達(dá)成庫存補(bǔ)充協(xié)調(diào)以降低訂貨費(fèi)用。最終經(jīng)過不懈努力，他再創(chuàng)佳績：何斯邁終攜團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了依賴于最低程度信息共享（只共享各自的訂貨周期）的協(xié)調(diào)與合作機(jī)制，在保留個(gè)體極大自主權(quán)的情況下依然有效地達(dá)成庫存合作。此外，他們證明了此機(jī)制社會(huì)效率的理論界限為緊致界限，因此在合理的起始狀態(tài)下，此機(jī)制下的均衡點(diǎn)幾乎必然會(huì)被實(shí)現(xiàn)。不得不提的是，此項(xiàng)工作給出了一個(gè)切實(shí)可行、參與者自主權(quán)高、只需共享必要信息、無撒謊動(dòng)機(jī)并且高效率的聯(lián)合補(bǔ)貨機(jī)制，最大限度地保障了各方權(quán)益。

此外，何斯邁在“魯棒優(yōu)化”理論上也頗有建樹。普遍來講，魯棒優(yōu)化是研究不確定優(yōu)化問題的一種新建模方法，它源自魯棒控制理論，是隨機(jī)優(yōu)化和靈敏度分析的補(bǔ)充替換，其目的是尋求一個(gè)對不確定輸入的所有實(shí)現(xiàn)都能有良好性能的解。這一方法與隨機(jī)優(yōu)化的不同之處在于，它沒有假設(shè)不確定參數(shù)的分布，即每個(gè)可能值都同等重要。在過去的幾十年中，魯棒優(yōu)化方法在自然科學(xué)、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，深受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，也因此得以飛速發(fā)展。在此基礎(chǔ)之上，何斯邁再度創(chuàng)新，他采用多目標(biāo)決策模型和魯棒決策模型與國內(nèi)電商巨頭合作開發(fā)了動(dòng)態(tài)收益管理（定價(jià)）系統(tǒng)，目前已上線近兩年。成果十分顯著：此系統(tǒng)在多次大規(guī)模（數(shù)萬及數(shù)十萬SKU規(guī)模）的對照測試中顯示，營收和利潤至少分別提升了3%和10%。

敏銳的科研判斷力與腳踏實(shí)地的作風(fēng)最終澆灌出了累累碩果：何斯邁及團(tuán)隊(duì)奪得了中國運(yùn)籌協(xié)會(huì)青年科技獎(jiǎng)、教育部人文社科優(yōu)秀成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)及入選2018年度國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目等。但對一眾榮譽(yù)光環(huán)何斯邁卻無暇顧及，只是云淡風(fēng)輕地留下短短6個(gè)字：“榮耀屬于團(tuán)隊(duì)”，便響應(yīng)國家“將科研轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力”的號召，又投入下一個(gè)科研項(xiàng)目之中了。

“扁平團(tuán)隊(duì)，合作融洽”

“團(tuán)隊(duì)只是一個(gè)形式，大家彼此獨(dú)立，只不過是為了同一個(gè)目標(biāo)而相互合作。”何斯邁團(tuán)隊(duì)的科研工作，更多時(shí)候是在一片其樂融融、輕松愉快的氛圍之中展開，走在社會(huì)潮流前端的“扁平化管理模式”賦予了每位成員更高的自由度，以至于每一份天馬行空的靈感都有處安放。

據(jù)何斯邁坦言，他其實(shí)并未參與太多的管理工作，在多年好友——中國運(yùn)籌學(xué)會(huì)理事、上海財(cái)經(jīng)大學(xué)教授葛冬冬的多年密切配合下，二人就團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面已然達(dá)成高度默契，這在某種程度上，也是團(tuán)隊(duì)內(nèi)部成員間“人際溫度”的來源。

閑暇之際，何斯邁總喜歡攜三五好友一起交流科研心得。前路悠長，任重道遠(yuǎn)，聚力科研，賦能實(shí)業(yè)，同赴未來。