量化決策模型 聚力商務智能
——記上海財經大學信息管理與工程學院及交叉學院教授何斯邁

杜月嬌

何斯邁

西漢時期，著名史學家司馬遷在《史記·高祖本紀》中曾記載：“夫運籌策帷幄之中，決勝于千里之外，吾不如子房。”約兩千年后，后人取其中“運”“籌”二字分別作“運算”“籌策”之意，創立“運籌學科”。

廣義上講，運籌學是現代管理學的一門重要專業基礎課，其主要目的是在決策時為管理人員提供科學依據，是實現有效管理、正確決策和現代化管理的重要方法之一。該學科應用于數學和形式科學的跨領域研究，一般利用統計學、數學模型和算法等方法，尋找最佳或趨向最佳的解法。運籌學常見于現實生活中的復雜問題，特別是改善或優化現有系統的效率。研究運籌學的基礎知識包括實分析、矩陣論、隨機過程、離散數學和算法基礎，在應用方面，多與倉儲、物流、算法等領域相關。因此，運籌學通常與應用數學、工業工程、計算機科學、經濟管理等專業密切相連。

在領域內深耕多年，何斯邁長期從事基于動態規劃、魯棒優化和離散凸優化等理論方法的研究工作，并針對收益管理、庫存動態優化及聯合采購中的合作及競爭博弈等常見應用場景進行深入探索，取得了一定的學術成績。截至目前，何斯邁已基于上述系列代表性研究工作在領域內公認的期刊上發表了十余篇研究成果；并且應斯普林格（Springer）出版社邀請，參與了《斯普林格·優化設計》（

Springer Briefs in Optimization

）系列叢書的撰寫，出版了《多項式優化的近似方法》（

Approximation Methods for Polynomial Optimization

）一書。成績斐然，光環累筑，但這一切在何斯邁的心中，都不及做出經得起時間考驗的基礎理論成果，以及親眼看到研究成果落地為企業提高實際生產效率所帶來的歡欣與慰藉。

“塞翁失馬，焉知非福”

如果要用一個形容詞來概括何斯邁的性格特征，非“堅毅”二字莫屬。“從本科畢業到攻讀博士，我花了12年時間”，從最初的“代數幾何”轉向如今的“理論計算機”，這段悠長的學習歲月為何斯邁帶來了“動心忍性”的磨煉，在夯實了基礎理論的同時，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技術大學，開啟自己的求學篇章。在求知若渴的學生時代，何斯邁便已經逐漸形成了“科研面向應用”的思想。于是，在數學系攻讀時，“如何將抽象且看起來‘不接地氣’的數學理論與復雜模型應用于實際生活”成了縈繞在他心頭首要思考的問題。幸運的是，前輩的智慧結晶助他很快探尋到了前行的方向。據悉，中國科學技術大學數學系由著名數學家華羅庚教授親自主持創立并擔任首任系主任。在學科建設的道路上，華羅庚先生創造性地提出了“一條龍”教學方法，并一直強調“應用數學”的理論思想，在開拓了一條數學人才培養的創新之路的同時，也讓中國科技大學數學學院逐漸形成了“理論聯系實際”的教學特色，這恰與何斯邁彼時所想不謀而合。“讀書時，線性代數課程的導師——李尚志教授給我們講述過一件發生在他身上、令他記憶猶新的事情。在裝修的時候，需要切割玻璃進行修飾，然而工人是按照以往的經驗進行切割的，并未經過任何計算。李老師立刻發現那樣的切割方法十分浪費，于是借由自己的專業知識，通過縝密的計算，提供了一套最節省原材料的切割方法，最后節省下來大量的原材料。”相關的球垛格點數（Kissing Number）問題四維空間特例在2008年被穆辛（Musin）發表在數學四大期刊之一的《數學年刊》（

Annals of Mathematics

）上，而更高維度的相關問題至今依然是領域內的開放性問題。時隔多年再回憶起這件事，何斯邁仍舊感慨不已，“當時這件事給了我很多啟發，也在某種程度上刷新了我對科研的認知，原來科研距離生活，就只有那么近”。

在何斯邁的自評之中，時常提到“好奇心”這一特質，“我認為這是科研的起點”。誠然，探索未知是科研工作的本質，也是科研人的原動力。在本能的驅使下，何斯邁從未放松對自我的要求，他很快便在美國布朗大學數學系完成了碩士階段的學習。

然而有時運氣是人生中十分重要的“一味輔料”。碩士畢業之后，當何斯邁在數學領域進行更深入的探索時，卻遭遇了前所未有的阻力，課題方向進展一度有些緩慢。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，堅守之下，何斯邁人生中一個重要的轉折點適時出現——與“運籌學”的相遇。研究方向的轉換也為何斯邁帶來了新的征程。2009年，他在香港中文大學系統工程與工程管理學系順利獲得博士學位。更為重要的是，在挫折的考驗之下，何斯邁堅定了自己的科研信心并描繪出了一幅完整的科研藍圖。他深知，未來的每一步都要腳踏實地、穩步前行。

“塞翁失馬，焉知非福。”何斯邁如此形容自己的整個求學生涯。12年不短，足夠一個孩子完成自己的基礎教育；12年不長，與科技發展的悠悠歲月相比，彈指一瞬而已。對何斯邁而言，遑論時間長短，這段被機緣“意外”延長的求學時光，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”

“根據傳統的管理理論，很多時候給出的是一些很好的策略性建議，但它未必能給出一個面面俱到的量化管理決策。”但是，運籌學卻可以。

2014年，何斯邁正式加入上海財經大學信息管理與工程學院，開啟基于運籌學理論的各項基礎研究。在其后的數年光陰中，他陸續主持了多項諸如國家自然科學基金等重大研究課題，而其中聚焦的關鍵詞，大多離不開“離散凸規劃理論”與“魯棒決策模型”。簡單來說，凸規劃是指問題的約束集合是一個凸集，目標函數是凸函數的非線性規劃，而離散凸規劃包含的變量則可能是離散的情況。由于這類規劃問題更加貼近現實情況，所以往往可以通過其離散凸性較好地刻畫事物之間的聯系。

現實中，不同產品之間往往存在某種聯系，大致可分為替代性和互補性。其中，相似類型的產品之間一般是競爭關系，顧客可采用其他類似產品代替相關產品；互補性則體現為某些產品提升相關聯產品的銷量，比如房產的銷售會帶動家具裝修等相關產業。在管理及經濟領域，這些關系一般被抽象為效應函數的次模性和超模性，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相關特性。在經濟與管理領域的重要分析工具——博弈論領域，次模非合作博弈及次模合作博弈作為兩類具備良好性質的博弈模型也成為眾多研究者分析各種經濟及管理問題的利器，而這也是離散凸性的一種具體應用。

當然，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部的控制與管理之后，何斯邁立刻意識到，供應鏈中不同的公司抑或是公司內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，聯合管理供應鏈的實際需求正在逐步提升。基于此種態勢，他立刻在團隊內提出“將次模聯合博弈應用至聯合補貨”的相關思路。經過團隊的緊密協作與無間配合，最終他們利用對偶方法將問題化解為一個具有廣泛意義的理論問題：參量陣優化下函數的次模性，且突破性地對非線性函數條件下的參量陣優化進行了理論分析，并由此刻畫出了所有可能的費用分配機制。

然而，隨著研究的不斷深入，新的問題又在逐步顯現：雖然何斯邁及其團隊已經證明了參與者之間存在著合理的費用分擔機制，但相關機制需要所有參與者之間的高度協作，包括完全共享物流及費用信息、嚴格按照整體最優方案協調庫存管理策略。正所謂，理想是純粹的，可現實卻是復雜多變的，于是，在后續的學術討論之中，諸如“參與者是否樂意共享相關信息，尤其是合作方甚至包括其直接競爭對手”“參與者是否會提供錯誤信息誤導他人”“在他們無法共享這些相關信息時應該如何合作”“他們會因為無法全面合作而付出多大的經濟代價，以及此代價與共享信息帶來的風險、合作產生的管理費用之間孰輕孰重”的實際問題不斷叩問著何斯邁團隊，這令何斯邁切身體會到了機遇與挑戰的一體兩面。

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意義及經濟價值。重任在肩，何敢懈怠。于是，他“呼朋引伴，集結智慧”：與美國哥倫比亞大學杰伊·塞圖拉曼（Jay Sethuraman）、紐約大學張家偉及中國香港科技大學王譞等領域內知名學者進行積極地探討與交流，考慮能否設計某種部分協調與合作機制，在保留個體極大自主權的情況下依然有效地達成庫存補充協調以降低訂貨費用。最終經過不懈努力，他再創佳績：何斯邁終攜團隊構建了依賴于最低程度信息共享（只共享各自的訂貨周期）的協調與合作機制，在保留個體極大自主權的情況下依然有效地達成庫存合作。此外，他們證明了此機制社會效率的理論界限為緊致界限，因此在合理的起始狀態下，此機制下的均衡點幾乎必然會被實現。不得不提的是，此項工作給出了一個切實可行、參與者自主權高、只需共享必要信息、無撒謊動機并且高效率的聯合補貨機制，最大限度地保障了各方權益。

此外，何斯邁在“魯棒優化”理論上也頗有建樹。普遍來講，魯棒優化是研究不確定優化問題的一種新建模方法，它源自魯棒控制理論，是隨機優化和靈敏度分析的補充替換，其目的是尋求一個對不確定輸入的所有實現都能有良好性能的解。這一方法與隨機優化的不同之處在于，它沒有假設不確定參數的分布，即每個可能值都同等重要。在過去的幾十年中，魯棒優化方法在自然科學、工程技術、經濟管理等各個領域得到了廣泛的應用，深受國內外學者的關注，也因此得以飛速發展。在此基礎之上，何斯邁再度創新，他采用多目標決策模型和魯棒決策模型與國內電商巨頭合作開發了動態收益管理（定價）系統，目前已上線近兩年。成果十分顯著：此系統在多次大規模（數萬及數十萬SKU規模）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地的作風最終澆灌出了累累碩果：何斯邁及團隊奪得了中國運籌協會青年科技獎、教育部人文社科優秀成果獎二等獎及入選2018年度國家杰出青年科學基金項目等。但對一眾榮譽光環何斯邁卻無暇顧及，只是云淡風輕地留下短短6個字：“榮耀屬于團隊”，便響應國家“將科研轉化為生產力”的號召，又投入下一個科研項目之中了。

“扁平團隊，合作融洽”

“團隊只是一個形式，大家彼此獨立，只不過是為了同一個目標而相互合作。”何斯邁團隊的科研工作，更多時候是在一片其樂融融、輕松愉快的氛圍之中展開，走在社會潮流前端的“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。

據何斯邁坦言，他其實并未參與太多的管理工作，在多年好友——中國運籌學會理事、上海財經大學教授葛冬冬的多年密切配合下，二人就團隊建設方面已然達成高度默契，這在某種程度上，也是團隊內部成員間“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，聚力科研，賦能實業，同赴未來。