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通过逐步减少不确定性,使用高斯过程模拟器进行多目标优化。 (英语) Zbl 1331.90102号

摘要:借助高斯过程模拟器优化昂贵的计算机模型现在很常见。然而,当考虑多个(竞争)目标时,选择合适的抽样策略仍然是一个悬而未决的问题。本文提出了一种基于逐步减少不确定性原理的新算法。优化被视为偏移集的体积在当前最佳解(帕累托集)以下的连续减少,我们的采样策略选择产生最大预期减少的点。该方法在几个数值例子和一个农学问题上进行了测试,表明它在探索和强化之间提供了一种有效的权衡。

MSC公司:

90 C59 数学规划中的近似方法和启发式
65立方厘米60 统计中的计算问题(MSC2010)
62页99 统计学的应用
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参考文献:

[1] Banerjee,A.、Dunson,D.B.、Tokdar,S.T.:大型数据集的高效高斯过程回归。Biometrika 100(1),75-89(2013)·Zbl 1284.62257号 ·doi:10.1093/biomet/ass068
[2] Bect,J.、Ginsbourger,D.、Li,L.、Picheny,V.、Vazquez,E.:用于评估失效概率的计算机实验的顺序设计。统计计算。22(3), 773-793 (2012) ·Zbl 1252.62081号 ·doi:10.1007/s11222-011-9241-4
[3] Chevalier,C.,Bect,J.,Ginsbourger,D.,Vazquez,E.,Picheny,V.,Richet,Y.:基于快速平行克里金的逐步不确定性减少,应用于偏移集的识别(2014a)。
[4] Chevalier,C.,Picheny,V.,Ginsburger,D.:Kriginv:一种基于克里格的批量序列反演策略的高效且用户友好的实现。计算。统计数据分析。711021-1034(2014年b)·Zbl 1471.62043号 ·doi:10.1016/j.csda.2013.03.008
[5] Collette,Y.,Siarry,P.:多目标优化:原则和案例研究。柏林施普林格出版社(2003)·Zbl 1103.90088号
[6] Conti,S.,O'Hagan,A.:复杂多输出和动态计算机模型的贝叶斯仿真。J.统计计划。推理140(3),640-651(2010)·Zbl 1177.62033号 ·doi:10.1016/j.jspi.2009.08.006
[7] Costes,E.、Smith,C.、Renton,M.、Guédon,Y.、Prusinkiewicz,P.、Godin,C.:MAppleT:使用混合随机和生物力学模型模拟苹果树的发育。功能。植物生物学。35(10), 936-950 (2008) ·doi:10.1071/FP08081
[8] Couckuyt,I.,Deschrijver,D.,Dhaene,T.:快速计算帕累托优化的多目标改进概率和预期改进标准。J.全球。最佳方案。第1-20页(2013)·Zbl 1303.90093号
[9] Craig,P.S.、Goldstein,M.、Rougier,J.C.、Seheult,A.H.:使用计算机模拟器对复杂系统进行贝叶斯预测。《美国法律总汇》第96卷(454)、717-729页(2001年)·Zbl 1017.62019年 ·doi:10.1198/016214501753168370
[10] Cressie,N.:《空间数据统计》,修订版,第928卷。威利,纽约(1993)·Zbl 0799.62002号
[11] Da Silva,D.,Boudon,F.,Godin,C.,Sinoquet,H.:树木光截获建模和分析的多尺度框架。多尺度模型。模拟。7(2), 910-933 (2008) ·Zbl 1173.93323号 ·网址:10.1137/08071394X
[12] Da Silva,D.,Han,L.,Faivre,R.,Costes,E.:几何和拓扑特征的变化对苹果树光截获效率的影响:概念型定义的敏感性分析和元建模。《植物学年鉴》(2014)。
[13] Dubourg,V.:可靠性分析和基于可靠性的设计优化的自适应替代模型。法国克莱蒙·费勒德布莱斯·帕斯卡大学博士论文(2011年)。
[14] Fang,K.T.,Li,R.,Sudjianto,A.:计算机实验的设计和建模。CRC出版社,纽约(2010)·Zbl 1093.62117号
[15] Forrester,A.,Jones,D.:利用稀疏采样对欺骗性函数进行全局优化。参见:第十二届AIAA/ISSMO多学科分析和优化会议,加拿大不列颠哥伦比亚省维多利亚市,第10-12页(2008年)。
[16] Gramacy,L.,Lee,H.:未知约束下的优化。贝叶斯。统计9,229(2011)
[17] Gramacy,R.B.:laGP:局部近似高斯过程回归。统一资源定位地址http://CRAN.R-project.org/package=laGP。(2013)R包版本1.0
[18] Gramacy,R.B.,Lee,H.K.:贝叶斯树高斯过程模型及其在计算机建模中的应用。《美国统计协会期刊》103(483),1119-1130(2008)·Zbl 1205.62218号 ·doi:10.1198/0162145000000689
[19] Hansen,M.P.,Jaszkiewicz,A.:评估非支配集合的近似质量。IMM,丹麦技术大学数学建模系(1998年)·Zbl 0917.90270号
[20] Hennig,P.,Schuler,C.:信息效率全局优化的熵搜索。J.马赫。学习。1809-1837年第13(6)号决议(2012年)·Zbl 1432.65073号
[21] Jones,D.R.:基于响应曲面的全局优化方法分类。J.全球优化。21(4), 345-383 (2001) ·Zbl 1172.90492号 ·doi:10.1023/A:1012771025575
[22] Jones,D.R.,Schonlau,M.,Welch,W.J.:昂贵的黑盒函数的高效全局优化。J.全球优化。13(4), 455-492 (1998) ·Zbl 0917.90270号 ·doi:10.1023/A:1008306431147
[23] Keane,A.J.:多目标设计优化中使用的统计改进标准。美国农业协会期刊44(4),879-891(2006)·Zbl 1063.62034号
[24] Kenkel,B.:pbivnorm:矢量化双变量正常CDF。统一资源定位地址http://CRAN.R-project.org/package=pbivnorm。(2012)R包版本0.5-1
[25] Kennedy,M.C.,O'Hagan,A.:计算机模型的贝叶斯校准。J.R.Stat.Soc.系列B Stat.Methodol。63(3), 425-464 (2001) ·Zbl 1007.62021号
[26] Knowles,J.:Parego:一种用于昂贵的多目标优化问题的带有在线横向近似的混合算法。IEEE传输。进化。计算。10(1), 50-66 (2006) ·doi:10.1109/TEVC.2005.851274
[27] Mersmann,O.:emoa:进化多目标优化算法。统一资源定位地址http://CRAN.R-project.org/package=emoa。(2012)R包版本0.5-0
[28] Picheny,V.、Ginsbourger,D.、Richet,Y.、Caplin,G.:基于分位数的含噪计算机实验优化,精度可调。技术计量学55(1),2-13(2013)·doi:10.1080/00401706.2012.707580
[29] 庞威瑟,W。;Wagner,T。;比尔曼,D。;Vincze,M.,《使用模型辅助s度量选择对有限评估预算进行多目标优化》,784-794(2008),海德堡·doi:10.1007/978-3-540-87700-4_78
[30] Rasmussen,C.,Williams,C.:机器学习的高斯过程。麻省理工学院出版社,柏林(2006)·Zbl 1177.68165号
[31] Roustant,O.,Ginsbourger,D.,Deville,Y.:Dicekriging,diceoptim:基于kriging-based元建模和优化的计算机实验分析的两个r包。J.统计软件。51(1), 1-55 (2012) ·doi:10.18637/jss.v051.i01
[32] Rubinstein,R.Y.,Kroese,D.P.:模拟和蒙特卡罗方法,第707卷。威利,纽约(2011)·Zbl 1147.68831号
[33] Schmidt,A.M.,O'Hagan,A.:通过空间变形对非平稳空间协方差结构进行贝叶斯推断。J.R.Stat.Soc.系列B Stat.Methodol。65(3),743-758(2003)·Zbl 1063.62034号 ·数字对象标识代码:10.1111/1467-9868.00413
[34] Scott,W.,Frazier,P.,Powell,W.:使用高斯过程回归模拟优化连续参数的相关知识梯度。SIAM J.Optim公司。21(3), 996-1026 (2011) ·Zbl 1229.62018号 ·doi:10.1137/100801275
[35] Segura,V.,Cilas,C.,Costes,E.:将苹果树结构分解为遗传、个体发育和环境影响:重复空间和时间度量的混合线性模型。新植物醇。178(2), 302-314 (2008) ·doi:10.1111/j.1469-8137.2007.02374.x
[36] Sekhon,J.,Mebane,W.:使用导数的遗传优化。政治分析。7(1), 187 (1998) ·doi:10.1093/pan/7.1.187
[37] Stein,M.:《空间数据插值:克里格理论》。Springer Verlag,纽约(1999)·Zbl 0924.62100号 ·doi:10.1007/978-1-4612-1494-6
[38] Svenson,J.D.:计算机实验:多目标优化和灵敏度分析。俄亥俄州立大学博士论文(2011年)。
[39] Svenson,J.D.,Santner,T.J.:通过预期最大值改进对昂贵的黑盒函数进行多目标优化。俄亥俄州立大学技术代表(2010年)·Zbl 1177.62033号
[40] Villemonteix,J.,Vazquez,E.,Walter,E.:费用评估函数全局优化的信息方法。J.全球优化。44(4), 509-534 (2009) ·Zbl 1180.90253号 ·doi:10.1007/s10898-008-9354-2
[41] Wagner,T。;艾默里奇,M。;Deutz,A。;Ponweiser,W.,基于模型的多目标优化的预期改进标准,718-727(2010),柏林
[42] Wang,G.G.,Shan,S.:支持工程设计优化的元建模技术综述。J.机械。设计。129, 370 (2007) ·数字对象标识代码:10.1115/1.2429697
[43] 而L.、Hingston、P.、Barone、L.、Huband、S.:计算超体积的更快算法。IEEE传输。进化。计算。10(1), 29-38 (2006) ·doi:10.1109/TEVC.2005.851275
[44] Zitzler,E.,Thiele,L.,Laumanns,M.,Fonseca,C.M.,Da Fonseca-V.G.:多目标优化器的性能评估:分析与综述。IEEE传输。进化。计算。7(2), 117-132 (2003) ·doi:10.1109/TEVC.2003.810758
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