×

高维不确定性源分位数优化问题的贝叶斯方法。 (英语) 兹比尔1506.74257

概述:稳健优化策略通常旨在最小化不确定目标函数的一些统计信息,当在每个设计点估计统计信息的成本很高时,解决这些统计信息的代价可能很高。不确定目标函数的替代模型可以用来减少这种计算成本。然而,这种替代方法经典地要求不确定性的低维参数化,限制了它们的适用性。这项工作集中于从有限数量的训练样本中最小化分位数和在设计空间中直接构建分位数回归模型。采用贝叶斯分位数回归程序构建分位数模型的完全后验分布。对这种分布进行抽样,我们可以评估估计误差,并根据可用数据调整回归模型的复杂性。贝叶斯回归被嵌入到贝叶斯优化过程中,该过程按顺序生成新样本,以改进分位数最小值的确定。具体来说,样本填充策略使用分位数估计器样本集的最佳点。该优化方法在简单的分析函数上进行了测试,以证明其收敛于全局最优。在高维几何和操作不确定性下,翼型冲击控制凸块的稳健设计证明了该方法处理工业相关问题的能力。最后,我们对该方法的未来发展和改进提出了建议。

MSC公司:

第74页第10页 固体力学中其他性质的优化
90 C90 数学规划的应用
2015年1月62日 贝叶斯推断
62G08号 非参数回归和分位数回归
65千5 数值数学规划方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 链接

参考文献:

[1] Beyer,H.-G。;Sendhoff,B.,稳健优化——综合调查,计算。方法应用。机械。工程,196,33-34,3190-3218(2007)·Zbl 1173.74376号
[2] Bettis,R.A。;Hitt,M.A.,《新的竞争格局》,Strateg。管理。J.,16,S1,7-19(1995)
[3] Swan,K.S。;科塔贝,M。;Allred,B.B.,探索稳健的设计能力,它们在创造全球产品中的作用,以及它们与公司绩效的关系,J.Prod.Inov。管理。,22, 2, 144-164 (2005)
[4] 欢,Z。;郑宏,G。;方,X。;Yidian,Z.,飞行器鲁棒气动设计优化综述,Arch。计算。方法工程,26,3,685-732(2018)
[5] Maruyama,D。;刘,D。;Görtz,S.,《使用替代模型进行翼型稳健设计的高效气动形状优化框架》,(第七届欧洲应用科学与工程计算方法大会(ECCOMAS大会2016)(2016),NTUA希腊)
[6] 塞沙德里,P。;君士坦丁,P。;艾卡里诺,G。;Parks,G.,《不确定性下优化的密度匹配方法》,计算。方法应用。机械。工程,305,562-578(2016)·Zbl 1425.74368号
[7] 穆斯塔法,M。;苏德雷特,B。;Bourinet,J.-M。;Guillaume,B.,使用自适应kriging代理模型的不确定性下基于分位数的优化,结构。多磁盘。最佳。,54, 6, 1403-1421 (2016)
[8] Sabater,C。;Görtz,S.,《优化不确定性冲击控制颠簸的有效双层替代方法》(AIAA Scitech 2019 Forum(2019),美国航空航天研究所)
[9] 拉扎利,N。;佩西科,G。;戈里,G。;Congedo,P.M.,基于分位数的有机朗肯循环涡轮机超声速喷嘴稳健优化,应用。数学。型号。,82, 802-824 (2020) ·Zbl 1481.90328号
[10] 舒勒,G。;Jensen,H.,《考虑不确定性的优化计算方法——概述》,《计算》。方法应用。机械。工程,198,1,2-13(2008)·Zbl 1194.74258号
[11] 多德森,M。;Parks,G.T.,使用多项式混沌进行鲁棒气动设计优化,J.Aircr。,46, 2, 635-646 (2009)
[12] 凯沙瓦尔扎德,V。;Ghanem,R.G。;Tortorelli,D.A.,水平轴风力涡轮机转子叶片不确定性下的形状优化,计算。方法应用。机械。工程,354,271-306(2019)·Zbl 1441.74150号
[13] 斯威勒,L.P。;Eldred,M.S.,《混合随机-遥感不确定性量化的高效算法及其在抗辐射电子设备中的应用》。第一部分,算法和基准测试结果。(2009)
[14] 皮奇尼,V。;金斯堡,D。;里奇特,Y。;Caplin,G.,基于分位数的可调精度噪声计算机实验优化,Technometrics,55,1,2-13(2013),arXiv:https://doi.org/10.1080/00401706.2012.707580
[15] 张杰。;塔夫兰迪斯,A。;Medina,J.,在扩充输入空间中利用克里格元模型的不确定性问题下设计的顺序近似优化,Comput。方法应用。机械。工程,315369-395(2017)·Zbl 1439.74260号
[16] 《航空工业稳健设计的不确定性管理》(2019),斯普林格国际出版公司
[17] 刘,D。;Maruyama,D。;Görtz,S.,《几何不确定性——参数化的准确性及其对UQ和RDO结果的影响》,(航空稳健工业设计的不确定性管理(2018),斯普林格国际出版公司),785-798
[18] Wunsch,D。;尼格罗,R。;议会,G。;Hirsch,C.,工程实践中操作、几何和制造不确定性的非侵入式概率配置方法,(航空工业稳健设计的不确定性管理(2018),施普林格国际出版公司),143-167
[19] Clarich,A。;Russo,R.,《利用模式前沿面对大量不确定性进行稳健设计优化的创新方法》,(应用科学中的计算方法(2018),施普林格国际出版公司),335-351
[20] 康斯坦丁,P.G。;埃尔德雷德,M.S。;Phipps,E.T.,稀疏伪谱近似方法,计算。方法应用。机械。工程,229-232,1-12(2012),http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782512000953 ·Zbl 1253.65117号
[21] Maruyama,D。;刘,D。;Görtz,S.,基于替代模型的UQ方法及其适用范围,(航空稳健工业设计的不确定性管理(2018),Springer国际出版公司),703-714
[22] 尚,C。;You,F.,《支持向量聚类在高维数据空间中的稳健优化》,IFAC-PapersOnLine,51,18,19-24(2018)
[23] 拉塔尼奥蒂斯,C。;马雷利,S。;Sudret,B.,《通过监督降维将经典替代模型扩展到高维:数据驱动方法》,《国际不确定性杂志》。数量。(2020)
[24] Pisaroni,M。;Nobile,F。;Leyland,P.,可压缩无粘空气动力学不确定性量化的连续多层蒙特卡罗(c-MLMC)方法,计算。方法应用。机械。工程,326(2017)·Zbl 1439.76135号
[25] Pisaroni,M。;Nobile,F。;Leyland,P.,稳健气动外形设计的连续多级蒙特卡罗进化算法,J.Aircr。,56, 1-16 (2018)
[26] 麦地那,J.C。;Taflanidis,A.A.,不确定性问题下优化的自适应重要性抽样,计算。方法应用。机械。工程,279,133-162(2014),URLhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782514002114 ·Zbl 1423.74733号
[27] Koenker,R。;Bassett,G.,回归分位数,计量经济学,46,1,33(1978)·兹伯利0373.62038
[28] Koenker,R.,分位数回归(2010),剑桥大学公共关系,URLhttps://www.ebook.de/de/product/349890/roger_koenker_quantile_regression.html
[29] 莫斯特勒,F。;Tukey,J.W.,《数据分析与回归:统计学第二课程》(1977),皮尔逊出版社,网址https://www.amazon.com/Data-Analysis-Regression-Second-Statistics/dp/02104854X?订阅Id=AKIAIOBINVZYXZQZ2U3A&tag=chimbori05-20&linkCode=xm2&camp=2025&creative=165953&creativeASIN=020104854X
[30] van der Vaart,A.W.,《渐进统计》(2011),剑桥大学公共关系,网址https://www.ebook.de/de/product/3338604/a_w_van_der_vaart_asymptotic_statistics.html ·Zbl 0910.62001号
[31] Koenker,R。;Hallock,K.F.,分位数回归,J.Econ。透视。,15, 4, 143-156 (2001), https://www.aeaweb.org/articles?id=10.1257/jep.15.4.143
[32] 凯德,B.S。;Noon,B.R.,生态学家分位数回归简介,Front。经济。环境。,1, 8, 412-420 (2003)
[33] Duchon,J.,《斑块弯曲原则下的双重变量函数插值》,ESAIM:数学。模型1。数字。分析-模式。数学。分析。Numérique,10,R3,5-12(1976),网址http://www.numdam.org/item/M2AN_1976__10_3_5_0
[34] Schaback,R.,通过径向基函数改进离散数据插值的误差界,数学。公司。,225, 68, 201-216 (1999) ·Zbl 0917.41011号
[35] 斯托恩,R。;Price,K.,差异进化。连续空间上全局优化的一种简单有效的启发式算法,J.global Optim。,11, 4, 341-359 (1997) ·Zbl 0888.90135号
[36] Sobol,I.,《关于立方体中点的分布和积分的近似计算》,苏联计算机。数学。数学。物理。,7, 4, 86-112 (1967) ·Zbl 0185.41103号
[37] Feng,Y。;陈,Y。;He,X.,具有近似似然的贝叶斯分位数回归,Bernoulli,21,2,832-850(2015)·Zbl 1320.62047号
[38] Yu,K。;Moyeed,R.A.,贝叶斯分位数回归,统计概率。莱特。,54, 4, 437-447 (2001) ·Zbl 0983.62017号
[39] Benoit,D.F。;den Poel,D.V.,《贝叶斯QR:分位数回归的贝叶斯方法》,J.Stat.Softw。,76, 7 (2017)
[40] Sriram,K。;Shi,P。;Ghosh,P.,《保险公司成本数据的贝叶斯分位数回归模型》,J.R.Stat.Soc.Ser。A、 1791177-202(2015年)
[41] Sriram,K。;Ramamoorthi,R。;Ghosh,P.,基于错误指定的不对称拉普拉斯密度的贝叶斯分位数回归的后验一致性,贝叶斯分析。,8,2479-504(2013年)·Zbl 1329.62308号
[42] Andrieu,C。;德弗里塔斯,N。;Doucet,A。;Jordan,M.I.,机器学习MCMC简介,马赫。学习。,50, 1, 5-43 (2003) ·Zbl 1033.68081号
[43] Hastings,W.K.,《使用马尔可夫链的蒙特卡罗采样方法及其应用》,《生物统计学》,57,1,97-109(1970)·Zbl 0219.65008号
[44] 北卡罗来纳州大都会。;罗森布鲁斯,A.W。;罗森布鲁思,M.N。;出纳员,A.H。;Teller,E.,快速计算机器的状态方程计算,J.Chem。物理。,21, 6, 1087-1092 (1953) ·兹比尔1431.65006
[45] Roberts,G.O。;Rosenthal,J.S.,各种Metropolis-Hastings算法的最佳缩放,统计师。科学。,16, 4, 351-367 (2001) ·Zbl 1127.65305号
[46] Jones,D.R。;Schonlau,M。;Welch,W.J.,《昂贵黑盒函数的高效全局优化》,J.global Optim。,13, 4, 455-492 (1998) ·Zbl 0917.90270号
[47] Rousseeuw,P.J.,《Silhouettes:聚类分析的解释和验证的图形辅助》,J.Comput。申请。数学。,20, 53-65 (1987) ·Zbl 0636.62059号
[48] P.Ashill,J.Fulker,J.Shires,《控制层流翼型截面冲击强度的新技术》,摘自:《第一届欧洲层流技术论坛论文集》,汉堡,1992年,第175-183页。
[49] 布鲁斯,P.J.K。;Colliss,S.P.,《冲击控制颠簸研究综述》,冲击波,25,5,451-471(2014)
[50] Mazaheri,K。;Nejati,A.,超临界翼型Flow Turbul吸力和吹气增强恒升约束冲击控制通气的多点优化。库布斯特。,96, 3, 639-666 (2015)
[51] 田,Y。;刘,P。;冯,P.,超临界翼型冲击控制凸点参数研究,科学。中国科技。科学。,54, 11, 2935-2944 (2011) ·Zbl 1421.76144号
[52] 塔塔科夫斯基,D.M。;Xiu,D.,粗糙壁管内输运的随机分析,J.Compute。物理。,217, 1, 248-259 (2006), https://doi.org/10.1016/j.jp.2006.02.029 ·Zbl 1146.76651号
[53] 吉格纳德,D。;Nobile,F。;Picasso,M.,随机域中稳态Navier-Stokes方程的后验误差估计,计算。方法应用。机械。工程,313483-511(2017)·Zbl 1439.76022号
[54] 哈布雷希特,H。;彼得斯,M。;Siebenmorgen,M.,随机域上椭圆扩散问题的域映射方法分析,数值。数学。,134, 4, 823-856 (2016) ·Zbl 1479.35969号
[55] 库克,P。;麦克唐纳,M。;Firmin,M.,《翼型RAE 2822:压力分布、边界层和尾流测量技术》。代表138(1979),AGARD
[56] R.J.Adler,J.E.T.,《随机域和几何》(2009),Springer-Verlag GmbH,URLhttps://www.ebook.de/de/product/12469889/r_j_adler_jonathan_e_taylor_random_fields_and_geometry.html
[57] 服务,A.S.C.,空客A330飞机特征-机场和维护规划技术。代表(2005),空中客车公司客户服务
[58] 刘,D。;Görtz,S.,随机几何扰动引起的气动不确定性的有效量化,(数值流体力学和多学科设计注释(2014),Springer国际出版公司),65-73
[59] Gerhold,T.,混合RANS代码TAU概述,(MEGAFLOW-飞机设计数值流模拟(2015),施普林格-柏林-海德堡),81-92·Zbl 1273.76313号
[60] Gerhold,T。;Neumann,J.,DLR TAU代码的平行网格变形,(数值流体力学和多学科设计注释(NNFM)(2006),Springer Berlin Heidelberg),162-169·Zbl 1409.76074号
[61] 梅内尔,M。;Einarsson,G.,大规模并行CFD应用的流动模拟器框架,PARA 2010(2010)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。