Paretoratkaisujen visualisointi

Samankaltaiset tiedostot
Paretoratkaisujen visualisointi. Optimointiopin seminaari / Kevät 2000 Esitelmä 11 Petteri Kekäläinen 45305L

Referenssipiste- ja referenssisuuntamenetelmät

Mat Optimointiopin seminaari kevät Monitavoiteoptimointi. Tavoitteet

Additiivinen arvofunktio

ClassPad 330 plus ylioppilaskirjoituksissa apuna

Yhteistyötä sisältämätön peliteoria

ClassPad 330 plus ylioppilaskirjoituksissa apuna

Luento 6: Monitavoiteoptimointi

M 1 ~M 2, jos monikulmioiden vastinkulmat ovat yhtä suuret ja vastinsivujen pituuksien suhteet ovat yhtä suuret eli vastinsivut ovat verrannolliset

Casion fx-cg20 ylioppilaskirjoituksissa apuna

4.1 Urakäsite. Ympyräviiva. Ympyrään liittyvät nimitykset

a) Sievennä lauseke 1+x , kun x 0jax 1. b) Aseta luvut 2, 5 suuruusjärjestykseen ja perustele vastauksesi. 3 3 ja

Osakesalkun optimointi. Anni Halkola Turun yliopisto 2016

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ Merkitään f(x) =x 3 x. Laske a) f( 2), b) f (3) ja c) YLIOPPILASTUTKINTO- LAUTAKUNTA

Polttoaineen kulutus kauppalaatuisilla bensiineillä 95E10 ja 98E5

Monitavoiteoptimointi

Mat Optimointiopin seminaari

Tasogeometriaa GeoGebran piirtoalue ja työvälineet

Preliminäärikoe Tehtävät A-osio Pitkä matematiikka kevät 2016 Sivu 1 / 4

Eräs tyypillinen virhe monitavoitteisessa portfoliopäätösanalyysissa + esimerkkitapaus

Kolmion kulmien summa. Maria Sukura

Luento 6: Monitavoitteinen optimointi

Harjoitus 12: Monikriteerinen arviointi

b 1. b m ) + ( 2b Ax) + (b b)

kartiopinta kartio. kartion pohja, suora ympyräkartio vino pyramidiksi

Tässä osassa ei käytetä laskinta. Kaikkiin tehtäviin laskuja tai perusteluja näkyviin, ellei muuta ole mainittu.

Tekniset tiedot Mallivuosi Caddy

Helsingin seitsemäsluokkalaisten matematiikkakilpailu Ratkaisuita

Harjoitus 12: Monikriteerinen arviointi

Casion fx-cg20 ylioppilaskirjoituksissa apuna

Opetusmateriaali. Tarvittavat välineet: KUVA 1. Rullakko 1. KUVA 2. Rullakko 2, jossa kiekoissa on kuhmu

4. Lasketaan transienttivirrat ja -jännitteet kuvan piiristä. Piirielimien arvot ovat C =

Matematiikan ilmiöiden tutkiminen GeoGebran avulla

MATEMATIIKKA 5 VIIKKOTUNTIA

Python-ohjelmointi Harjoitus 5

Harha mallin arvioinnissa

Laskuharjoitus 9, tehtävä 6

Aloitusohje versiolle 4.0

Preference Programming viitekehys: epätäydellisen preferenssi-informaation elisitointi ja mallintaminen, dominanssi

30A01000 Taulukkolaskenta ja analytiikka Luku 8: Lineaarinen optimointi ja sen sovellukset

Tilastojen visualisointi Excelillä. PiKe-kehittämiskirjasto Leena Parviainen

3. Harjoitusjakso I. Vinkkejä ja ohjeita

Machine Silver (9S) metalliväri. Sand Track (D5U) metalliväri. Dark Gun Metal (E5B) metalliväri. Space Blue (J3U) metalliväri.

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

Data Envelopment Analysis (DEA) - menetelmät + CCR-DEA-menetelmä

Luento 7: Lokaalit valaistusmallit

Peilaus pisteen ja suoran suhteen Pythonin Turtle moduulilla

Lauseen erikoistapaus on ollut kevään 2001 ylioppilaskirjoitusten pitkän matematiikan kokeessa seuraavassa muodossa:

Inversio-ongelmien laskennallinen peruskurssi Luento 4

Laskennallinen data-analyysi II

ME-C2400 Vuorovaikutustekniikan studio

Projektin arvon määritys

Tekniset tiedot Mallivuosi Caddy

sin x cos x cos x = sin x arvoilla x ] π

läheisyydessä. Piirrä funktio f ja nämä approksimaatiot samaan kuvaan. Näyttääkö järkeenkäyvältä?

9. Vektorit. 9.1 Skalaarit ja vektorit. 9.2 Vektorit tasossa

Harjoituksia MAA4 - HARJOITUKSIA. 6. Merkitse lukusuoralle ne luvut, jotka toteuttavat epäyhtälön x 2 < ½.

Tekniset tiedot Mallivuosi Transporter

Differentiaalilaskennan tehtäviä

Visualisointi kansanedustajista neljässä eri ulottuvuudessa

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

Ei välttämättä, se voi olla esimerkiksi Reuleaux n kolmio:

5.3 Suoran ja toisen asteen käyrän yhteiset pisteet

Mat Research Course in Systems Science: Trends and Developments in Decision Analysis. Home Assignment

Ympyrä 1/6 Sisältö ESITIEDOT: käyrä, kulma, piste, suora

Sovelluksia additiivisen arvofunktion käytöstä projektiportfolion valinnassa

Henkilötunnus Sukunimi Etunimet

1 Funktiot, suurin (max), pienin (min) ja keskiarvo

POHDIN - projekti. Funktio. Vektoriarvoinen funktio

Vanhoja koetehtäviä. Analyyttinen geometria 2016

Helsingin seitsemäsluokkalaisten matematiikkakilpailu Ratkaisuita

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

Geogebra -koulutus. Ohjelmistojen pedagoginen hyödyntäminen

2.3 Voiman jakaminen komponentteihin

TYÖPAJA 1: Tasogeometriaa GeoGebran piirtoalue ja työvälineet

I Geometrian rakentaminen pisteestä lähtien

Tampereen yliopisto Tietokonegrafiikka 2013 Tietojenkäsittelytiede Harjoitus

Projektiportfolion valinta

Oppimateriaali oppilaalle ja opettajalle : GeoGebra oppilaan työkaluna ylioppilaskirjoituksissa 2016 versio 0.8

2 Raja-arvo ja jatkuvuus

Osakesalkun optimointi

Sovellusohjelmointi Matlab-ympäristössä: Vertaisverkon koneiden klusterointi

Interaktiiviset menetelmät

1. a) b) Nollakohdat: 20 = c) a b a b = + ( a b)( a + b) Derivaatan kuvaajan numero. 1 f x x x g x x x x. 3. a)

UUSI CORSA OPC -HINNASTO

TIES592 Monitavoiteoptimointi ja teollisten prosessien hallinta. Yliassistentti Jussi Hakanen syksy 2010

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

Platonin kappaleet. Avainsanat: geometria, matematiikan historia. Luokkataso: 6-9, lukio. Välineet: Polydron-rakennussarja, kynä, paperia.

Tampereen yliopisto Tietokonegrafiikka 2013 Tietojenkäsittelytiede Harjoitus

Kartio ja pyramidi

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

Toledo North Assembly Plant, Ohio, USA

Jeep Wrangler ja Jeep Wrangler Unlimited

Oppimistavoitematriisi

Oppimistavoitematriisi

MAA4 - HARJOITUKSIA. 1. Esitä lauseke 3 x + 2x 4 ilman itseisarvomerkkejä. 3. Ratkaise yhtälö 2 x x = 2 (yksi ratkaisu, eräs neg. kokon.

Hannu Mäkiö. kertolasku * jakolasku / potenssiin korotus ^ Syöte Geogebran vastaus

Lieriö ja särmiö Tarkastellaan pintaa, joka syntyy, kun tasoa T leikkaava suora s liikkuu suuntansa

Sekä A- että B-osasta tulee saada vähintään 7 pistettä. Mikäli A-osan pistemäärä on vähemmän kuin 7 pistettä, B-osa jätetään arvostelematta.

Symmetrioiden tutkiminen GeoGebran avulla

Transkriptio:

Paretoratkaisujen visualisointi Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 1 Esityksen sisältö Vaihtoehtoisten kohdevektorien visualisointi Arvopolut Palkkikaaviot Tähtikoordinaatit Hämähäkinverkkokaavio Terälehtidiagrammi Hajapiirtomatriisi Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 2 1

Esityksen sisältö Muita visualisointimenetelmiä GRADS Harmoniset talot GAIA Huomioita Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 3 Miksi visualisoida? Visualisointi on tärkeä apuväline optimointiongelmien hahmottamisessa Visualisointi voi auttaa Ongelman kuvaamisessa Parametrien asettamisessa Parhaan ratkaisun löytämisessä Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 4 2

Paretoratkaisujen joukon visualisointi Kaksi kohdefunktiota Paretoratkaisujen joukko voidaan piirtää tasoon Vähintään kolme kohdefunktiota Kolmella kohdefunktiolla P-ratkaisujen joukko voidaan projisoida tasoon Vaikea tulkita Kiinnitetään yhden kohdefunktion arvo Esim. Päätöskartat (toimii jopa 7:llä kohdefunktiolla) Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 5 Vaihtoehtoisten kohdevektorien visualisointi Päätöksentekijällä on useita vaihtoehtoisia ratkaisuja Yritetään visualisoimalla ratkaisut havainnollistaa ratkaisujen hyvyyttä Esimerkeissä kolme kohdefunktiota ja kolme vaihtoehtoista ratkaisua Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 6 3

Arvopolut Kohdefunktioiden arvot eri ratkaisuvaihtoehdoissa esitetään viivoilla Ei-Pareto-optimaaliset ratkaisut helppo erottaa Suurikaan määrä kohdefunktioita ei tuota ongelmia Vaihtoehtojen ja kohdefunktioiden roolit voidaan myös vaihtaa keskenään Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 7 Arvopolut z 1 z 2 z 3 Vaihtoehto 1 Vaihtoehto 2 Vaihtoehto 3 Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 8 4

Palkkikaaviot Ryhmä palkkeja edustaa kohdefunktion vaihtoehtoisia arvoja Kullakin vaihtoehdolla oma väri Vaihtoehtojen ja kohdefunktioiden roolit voidaan vaihtaa keskenään Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 9 Palkkikaaviot z 1 z 2 z 3 Vaihtoehto 1 Vaihtoehto 2 Vaihtoehto 3 Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 10 5

Tähtikoordinaatit Ratkaisuvaihtoehdot monitahokkaita ympyrän sisällä Tarkastellaan monitahokkaiden pinta-alaa Täytyy tuntea Ideaalinen kohdevektori Nadir-kohdevektori (voi olla approksimoitu) Ideaalinen kohdevektori ympyrän keskipisteessä Nadir-vektori ympyrän piirillä Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 11 Tähtikoordinaatit Vaihtoehto 1 Vaihtoehto 2 Vaihtoehto 3 z 1 z 1 z 1 z 2 z 3 z 2 z 3 z 2 z 3 Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 12 6

Hämähäkinverkkokaavio Kolme sisäkkäistä monikulmiota Uloin monikulmio nadir-vektori Sisin monikulmio ideaalinen kohdevektori Keskimmäinen monikulmio tarkasteltava ratkaisuvaihtoehto Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 13 Terälehtidiagrammi Piirretään ympyrä jokaiselle ratkaisuvaihtoehdolle Kohdefunktion arvot ympyrän sektoreita Ympyrän kehällä nadir-vektori ja keskipisteessä ideaalinen kohdevektori Painokertoimet voidaan helposti ottaa mukaan Nadir- ja ideaalivektorin paikat voidaan vaihtaa keskenään Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 14 7

Hajapiirtomatriisi Koostuu paneleista jotka esittävät kohdefunktiopareja Matriisin kertaluku = kohdefunktioiden määrä Kullakin kohdefunktiolla oma väri ja/tai symboli Kukin funktiopari piirretty kahdesti peilikuvana Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 15 Hajapiirtomatriisi z 1 Vaihtoehto 1 z 2 Vaihtoehto 2 Vaihtoehto 3 z 3 Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 16 8

GRADS Muita visualisointikeinoja Tehdään ensin yksi arvopolku (kaksi funktiota) Muodostetaan sitten erivärisiä ja -kokoisia kolmioita muiden kohdefunktioiden arvojen perusteella Harmoniset talot Liitetään kohdefunktion arvot talon osiin, esim. kulmiin Kulmat suorempia kun arvot lähestyvät ideaalipistettä Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 17 Muita visualisointikeinoja GAIA Sisällytetään kohdefunktioihin informaatiota päätöksentekijän preferensseistä ja normalisoidaan funktiot Uusissa kohdefunktioissa arvojen vaihtelut korostuvat Etsitään pääkomponenttianalyysillä taso johon uudet kohdefunktiot projisoidaan Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 18 9

Muita visualisointikeinoja GAIA (jatkoa ) Uusien kohdefunktioiden ja ratkaisuvaihtoehtojen keskinäiset suhteet voidaan nähdä projektioista (jos taso on valittu tarpeeksi hyvin ) Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 19 Huomioita ja päätelmiä Eri menetelmät sopivat eri tarkoituksiin Taulukot hyviä tarkkojen arvojen etsimisessä Graafinen esitys auttaa jos tarkkaillaan suurta määrää tietoa kerrallaan Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 20 10

Huomioita ja päätelmiä Asioiden väliset suhteet paremmin havaittavissa graafisesta esityksestä Värien käyttöön kiinnitettävä huomiota Suositeltavaa on esittää sama data useammassa eri muodossa Mikään visualisointimenetelmä ei auta jos dataa on liian paljon! Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 21 Kotitehtävä Olet hankkimassa uutta autoa ja päätät käyttää auton valinnassa hyväksesi eräällä seminaarikurssilla oppimiasi menetelmiä. Kriteereinä valinnassa käytät auton huippunopeutta, kiihtyvyyttä, sisätilan määrää, polttoaineen kulutusta, moottorin tehoa, ovien määrää sekä hintaa. Keräät em. tiedot suuresta joukosta myytäviä autoja, kirjoitat ylös vain autojen tekniset tiedot koska et halua merkin, värin tai muun mahdollisesti harhaan johtavan yksityiskohdan häiritsevän puhtaan matemaattista valintaasi, ja ratkaiset valintatehtävän saaden neljä Paretoratkaisua: Huippunopeus Kiihtyvyys Tila/(cm 3 ) Kulutus/ Teho/ Ovia Hinta/mk (0-100km/h) (l/100km) kw Auto 1 160 km/h 9,7 s 5 6,8 62 5 84 000 Auto 2 186 km/h 8,8 s 4,7 7,6 70 3 90 000 Auto 3 158 km/h 12 s 7 5,7 56 5 75 000 Auto 4 224 km/h 6,9 s 3,9 10,9 96 3 120 000 Visualisoi em. ratkaisut käyttäen: a) arvopolkuja b) hämähäkinverkkokaaviota c) terälehtidiagrammia painottaen eri ominaisuuksia haluamillasi painokertoimilla Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 22 11

Sanastoa Arvopolku = Value path Palkkikaavio = Bar chart Tähtikoordinaatit = Star coordinate system Hämähäkinverkkokaavio = Spider web chart Terälehtidiagrammi = Petal diagram Hajapiirtomatriisi = Scatterplot matrix Pääkomponenttianalyysi = Principal component analysis Optimointiopin seminaari - Kevät 2000 / 23 12