南航积极应对数字化转型自主研发优化系统 用优化算法打破国外求解器的垄断

  在数字化转型的浪潮下,航空业不仅需要技术上的升级,更需要运营模式和思维方式的革新。面对这一历史性机遇与挑战,南航展现出超前的战略眼光和坚定的行动力,通过一系列创新举措,积极应对数字化转型带来的影响,攻克了一个又一个的“卡脖子问题”。

  航班计划和运行控制业务中核心系统的性能对南航生产有着巨大的影响,如果速度过慢,公司整体运转流程和对外部环境变化的响应能力就会变慢,进而可能造成如运行成本增加、品牌受损等影响。这些核心系统很多都需要通过应用求解器的求解线性规划(LP)和混合整数规划(MIP)问题的功能,结合优化算法来进一步的优化。

  近年来,尽管我国求解器正在飞速发展,但由于起步较晚,现阶段国产求解器在性能上与国际最先进求解器相比仍存在较大差距,无法满足南航实际生产需要。因此,如何打破国外求解器的垄断成为了南航面临的“卡脖子问题”。面对这“硬骨头”,南航迎难而上,以赵明宇博士工作室为核心,以算法中心为利器,联合用户部门组建30多人的团队进行技术攻关,经过1000多天的不懈努力,终于在优化系统上取得突破。

  攻关团队先是利用南航机组搭班、排班等优化问题对国产求解器进行单独测试,得出其性能比国外求解器慢15倍的结果。后在单独测试的基础上,采用自主研发的方式,深挖航空数学模型,面向具体的应用提出更优的算法。经多次试点应用验证,该优化算法基本可抵消国产求解器速度慢带来的影响,在典型场景下,新系统计算所得方案的各项成本总和,如出勤天数,过夜成本,置位成本,换飞机成本等,与国际先进水平基本持平,能够满足南航日常生产需要,成功打破国外求解器的垄断优势。

  未来,南航的优化系统还将在公司所有生产领域投产应用,通过分析需求、运力、市场、客流、政策等因素,及时提供最优化的解决思路和应对方案,为战略规划、营销、运控等业务场景提供全方位、多维度、高效率的决策支持,在保障安全、降本增效、优化流程、提升服务等方面起到重要作用,进一步助力公司应对航空业复杂市场环境、低利润率以及高昂成本,助力南航世界一流航空运输企业建设。


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