【一Dian分享】国产EDA算法之光——吕志鹏教授团队分享智能优化与决策算法

【一Dian分享】国产EDA算法之光

——吕志鹏教授团队分享智能优化与决策算法

文| 预备队员 李泽森

2022年3月11日晚19时，Dian团队例会在启明学院七楼703会议室联合线上平台举行。本次例会非常荣幸地邀请到计算机学院吕志鹏教授率团队一起为我们进行“智能优化与决策算法”主题分享。吕志鹏教授现任人工智能与优化研究所所长、智能决策与系统优化实验室主任。吕志鹏教授所在实验室自成立至今的40余年来，一直聚焦于NP难问题的求解算法与工业应用研究，曾多次获得国际算法竞赛全球前三名。2021年，吕教授团队首次参加全球顶级EDA（电子设计自动化）赛事ICCAD，便斩获CAD Contest布局布线（Routing with Cell Movement Advanced）算法竞赛冠军。

吕志鹏教授团队共有三名成员参与了本次来访，分别是：吕志鹏教授、黄冲工程师、苏宙行博士。下面，对来访者作出简要介绍：

吕志鹏，教授、博导，现任华中科技大学计算机学院人工智能与优化研究所所长。2007年于华中科技大学计算机软件与理论专业获博士学位，师从黄文奇教授。2007至2011年在昂热大学（法国），先后与法国大学研究院（IUF）会士、法国国家特级教授Jin-Kao Hao，美国工程院院士、冯诺依曼理论奖获得者Fred Glover进行博士后合作研究。研究方向为复杂系统建模、工业优化、EDA算法、拟物拟人算法、调度与规划等。长期致力于为工业界提供智能优化解决方案，所研制的一系列优化算法在国际算法竞赛中多次获得全球前三。

黄冲，华中科技大学计算机学院人工智能与优化研究所工程师、算法研究员。美国数学学会（AMS）特邀评论员，人工智能顶级会议AAAI、IJCAI审稿人，2014年国际FLoC Olympic Games算法竞赛SAT问题（逻辑电路可满足性问题）随机组全球第2（14个国家、79支代表队）。曾负责量子芯片结构优化、模拟电路性能优化、航司航班编排、机场智慧保障、成品油物流配送、光网络路径规划等系统，以及某所火箭液压发动机与我国空间站项目的仿真模拟与模型求解。

苏宙行，华中科技大学计算机学院人工智能与优化研究所博士后。2014年本科毕业于华中科技大学计算机科学与技术学院，2020年于华中科技大学计算机软件与理论专业获博士学位。研究方向以求解NP难组合优化的智能优化算法为中心，面向集成电路、制造、通信、物流、化工、医疗、航空、云计算等多个行业，解决其中的物理设计、测试验证、生产排程、通信路由、交通运输、人员排班、生产排程、设施选址、路径规划、时刻表调度、装配切割、作业调度等核心业务难题，致力于为促进高水平学术成果在工业应用中的实际落地。参与设计研发的若干智能优化算法在多个国际算法竞赛中取得全球前三名的成绩，包括2021年计算机辅助设计国际会议（ICCAD）布局布线算法竞赛第一名、2021年国际物理设计研讨会（ISPD）有限元硬件加速器切分布局算法竞赛第三名、2020年国际遗传与进化计算会议（GECCO）摄像机布局算法竞赛第一名、2016年欧洲运筹学学会ROADEF/EURO液化气库存路由算法竞赛第三名。主持了一项国家自然科学基金青年基金项目， 于运筹优化领域高水平期刊发表论文1篇（Transportation Science），于人工智能领域高水平会议发表论文3篇（AAAI、IJCAI）。

冠军之路：注重基础，坚定方向，长期积累

吕教授首先分享了其团队在全球顶级EDA赛事ICCAD中取得冠军的经历。吕教授指出，ICCAD作为EDA领域国际顶会，由IEEE和ACM共同主办，连接了学术界和工业界，其赛题往往与商业应用，工业落地息息相关。

然而，吕教授也指出顶级赛事离我们同学并不是那么遥不可及。ICCAD虽然是顶级赛事，但其中涉及的大多数核心知识对于本科的同学其实已经接触过或学习过了，比如数据结构的知识、最短路径、最小斯坦纳树等。而本次比赛吕教授团队的参赛队伍也是由一位研一学生和两名大四学生组成。而对于选手的培养，吕教授以本科知识为基础，在此之上做延伸，注重基础，脚踏实地。在这种思想的指导下，带队老师苏宙行带领学生设计了启发式优化算法，在冗余导线检测、布线环路消除、并行化邻域评估加速、布局调整最优移动区域识别等多项关键技术上实现了突破。他们从开始学习上手，到最终夺得桂冠，只用了三个月时间。

图1 在场师生与吕教授积极讨论

在分享最后，吕教授指出，对于年轻人的发展最重要的问题是找到一个合适方向，第二就是选定方向后要坚持下去，第三就是要动手、要实践。

EDA成果工业化：年轻人应当“抬头看路”，接过打破技术垄断接力棒

EDA作为我国“卡脖子”关键技术之一，算法成果如何进一步应用于业界真实场景也是极受关注的问题。因此，黄老师面向关于EDA方向成果工业化课题，进一步向现场师生做了分享。黄老师首先询问了现场同学对未来五年、十年乃至一生的大致规划。在听完几位同学发言后，引出当下我们高校学生在“低头走路”，做好自己的事情上表现不错，但少有人去“抬头看路”，缺少全局眼光，缺少长远规划。

接着黄老师为大家分析了当前EDA相关工业软件的市场规模和国产可替代率的关系。并指出在当前EDA相关软件市场上，国外产品占据着高端市场，而高端市场占据着整个行业大部分市场规模。黄老师指出，在座同学作为华中大人，要从工业应用出发，将个人命运和国家命运紧密联系在一起。

当前西方国家已经通过技术领先，建立科技霸权，进而建立军事霸权，再进一步建立美元霸权。要打破西方国家多方面的垄断，首要任务就是打破技术垄断，而黄老师希望年轻人要有能力也有勇气接过这打破技术垄断的接力棒。

十分期待后续故事

会上刘老师表达了希望与吕教授团队合作的想法，对吕教授团队40年的技术积累表示高度认同，希望能在比赛等各方面达成合作。吕教授也表达了合作意愿，希望在Dian团队内寻找对其团队方向感兴趣的，能坚持的优秀同学，并在会议最后留给同学们了名为“24点游戏算法挑战赛”的算法题和小奖品。相信大家通过这次分享不仅深入了解到了冠军背后的故事，也对个人命运与国家命运的关联有了更多思考，也希望同学们利用自己所学，为这道吕教授布置的“课后作业”提交一份满意答卷。

图2 会后师生合照