Tchebycheff-menetelmä ja STEM

Samankaltaiset tiedostot
Tchebycheff-menetelmä ja STEM

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

Painotetun metriikan ja NBI menetelmä

Tavoitteet skaalaavan funktion lähestymistapa eli referenssipiste menetelmä

Painokerroin-, epsilon-rajoitusehtoja hybridimenetelmät

4. A priori menetelmät

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Johdatus diskreettiin matematiikkaan (Syksy 2008) 4. harjoitus Ratkaisuja (Jussi Martin)

MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 7: Lagrangen kertojat. Pienimmän neliösumman menetelmä.

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

Flow shop, työnvaiheketju, joustava linja, läpivirtauspaja. Kahden koneen flow shop Johnsonin algoritmi

Mat Lineaarinen ohjelmointi

Jakaumien tunnusluvut. Jakaumien tunnusluvut. Jakaumien tunnusluvut: Mitä opimme? 2/2. Jakaumien tunnusluvut: Mitä opimme? 1/2

Vakuutusmatematiikan sovellukset klo 9-15

Frégier'n lause. Simo K. Kivelä, P B Q A

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 23: Usean vapausasteen vaimenematon ominaisvärähtely osa 1

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 1. viikolle /

Monte Carlo -menetelmä

9 Lukumäärien laskemisesta

3 Tilayhtälöiden numeerinen integrointi

VERKKOJEN MITOITUKSESTA

Automaattinen 3D - mallinnus kalibroimattomilta kuvasekvensseiltä

3.5 Generoivat funktiot ja momentit

Mat /Mat Matematiikan peruskurssi C3/KP3-I Harjoitus 2, esimerkkiratkaisut

FYSA220/2 (FYS222/2) VALON POLARISAATIO

KUNTIEN ELÄKEVAKUUTUS VARHAISELÄKEMENOPERUSTEISESSA MAKSUSSA LÄHTIEN NOUDATETTAVAT LASKUPERUSTEET

1. Luvut 1, 10 on laitettu ympyrän kehälle. Osoita, että löytyy kolme vierekkäistä

Bernoullijakauma. Binomijakauma

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 24: Usean vapausasteen vaimenematon ominaisvärähtely osa 2

Epälineaaristen pienimmän neliösumman tehtävien ratkaiseminen numeerisilla optimointimenetelmillä (valmiin työn esittely)

Naulalevylausunto Kartro PTN naulalevylle

Työn tavoitteita. 1 Johdanto. 2 Ideaalikaasukäsite ja siihen liittyvät yhtälöt

AquaPro Bedienungsanleitung Operating instructions Gebruiksaanwijzing Käyttöohje FIN Rev.0607

1. YKSISUUNTAINEN VARIANSSIANALYYSI: AINEISTON ESITYSMUODOT

Hanoin tornit. Merkitään a n :llä pienintä tarvittavaa määrää siirtoja n:lle kiekolle. Tietysti a 1 = 1. Helposti nähdään myös, että a 2 = 3:

( ) ( ) Tällöin. = 1 ja voimme laskea energiatason i. = P n missä

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

M 2 M = sup E M 2 t. E X t = lim. niin martingaalikonvergenssilauseen oletukset ovat voimassa, eli löydämme satunnaismuuttujan M, joka toteuttaa ehdon

Naulalevylausunto LL13 naulalevylle

Interaktiiviset menetelmät

HASSEN-WEILIN LAUSE. Kertausta

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

1 0 2 x 1 a. x 1 2x c b 2a c a. Alimmalta riviltä nähdään että yhtälöyhmällä on ratkaisu jos ja vain jos b 3a + c = 0.

Yrityksen teoria ja sopimukset

[ ] [ 2 [ ] [ ] ( ) [ ] Tehtävä 1. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2( ) = 1. E v k 1( ) R E[ v k v k ] E e k e k e k e k. e k e k e k e k.

6. Stokastiset prosessit (2)

Moraalinen uhkapeli: N:n agentin tapaus eli moraalinen uhkapeli tiimeissä

8 USEAN VAPAUSASTEEN SYSTEEMIN VAIMENEMATON PAKKOVÄRÄHTELY

Naulalevylausunto LL13 Combi naulalevylle

ABTEKNILLINEN KORKEAKOULU

Luento 6 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

Kaupunkisuunnittelu

MALLIVASTAUKSET S Fysiikka III (EST) (6 op) 1. välikoe

Törmäysten havaitseminen tietokoneanimaatiossa. Jyrki Rasku

r i m i v i = L i = vakio, (2)

PPSS. Roolikäyttäytymisanalyysi Tämän raportin on tuottanut: MLP Modular Learning Processes Oy Äyritie 8 A FIN Vantaa info@mlp.

Uuden eläkelaitoslain vaikutus allokaatiovalintaan

menetelmän laskennalliset tekniikat

Taustaa. Sekventiaalinen vaikutuskaavio. Päätöspuista ja vaikutuskaavioista. Esimerkki: Reaktoriongelma. Johdantoa sekventiaalikaavioon

Mat Tilastollisen analyysin perusteet, kevät 2007

Jaetut resurssit. Tosiaikajärjestelmät Luento 5: Resurssien hallinta ja prioriteetit. Mitä voi mennä pieleen? Resurssikilpailu ja estyminen

COULOMBIN VOIMA JA SÄHKÖKENTTÄ, PISTEVARAUKSET, JATKUVAT VARAUSJAKAUMAT

Aamukatsaus

Mat Lineaarinen ohjelmointi

SU/Vakuutusmatemaattinen yksikkö (5)

3D-mallintaminen konvergenttikuvilta

Markov-prosessit (Jatkuva-aikaiset Markov-ketjut)

. C. C Kirjoitetaan sitten auki lineaarisuuden määritelmän oikea puoli: αt{i c1 } + βt{i c2 } = α

ER-kaaviot. Ohjelmien analysointi. Tilakaaviot. UML-kaaviot (luokkakaavio) Tietohakemisto. UML-kaaviot (sekvenssikaavio) Kirjasto

Talousmatematiikan verkkokurssi. Koronkorkolaskut

Moderni portfolioteoria

J1 (II.6.9) J2 (X.5.5) MATRIISILASKENTA(TFM) MALLIT AV 6

Hallin ilmiö. Laatija - Pasi Vähämartti. Vuosikurssi - IST4SE. Tekopäivä Palautuspäivä

Kynä-paperi -harjoitukset. Taina Lehtinen Taina I Lehtinen Helsingin yliopisto

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 18: Yhden vapausasteen pakkovärähtely, transienttikuormituksia

Kansainvälisen konsernin verosuunnittelu ja tuloksenjärjestely

Sekatuotantoverstas Job shop. Flow shop vs. Job shop Esko Niemi

Maanhintojen vikasietoisesta mallintamisesta

APTEEKKIEN ELÄKEKASSAN TEL:N MUKAISEN LISÄ- ELÄKEVAKUUTUKSEN LASKUPERUSTEET

Joulukuun vaativammat valmennustehtävät ratkaisut

Sisältö. Tosiaikajärjestelmät Luento 9: Moniprosessorijärjestelmät. Järjestelmämalli. Keskeiset kysymykset

K-KS vakuutussumma on kiinteä euromäärä

Matematiikan tukikurssi

Ennen kuin mennään varsinaisesti tämän harjoituksen asioihin, otetaan aluksi yksi merkintätekninen juttu. Tarkastellaan differenssiyhtälöä

854/2017. Liitteet 1 2. Muutos laskuperusteisiin työntekijän eläkelain mukaista toimintaa harjoittaville eläkesäätiöille

Mittausepävarmuus. Mittaustekniikan perusteet / luento 7. Mittausepävarmuus. Mittausepävarmuuden laskeminen. Epävarmuuslaskelma vai virhearvio?

Todennäköisyyslaskenta IIa, syys lokakuu 2019 / Hytönen 1. laskuharjoitus, ratkaisuehdotukset

Kokonaislukuoptimointi

Työn tavoitteita. 1 Johdanto. 2 Ideaalikaasukäsite ja siihen liittyvät yhtälöt

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Tilastollinen päättely II, kevät 2018 Harjoitus 7B Ratkaisuehdotuksia.

S , FYSIIKKA III (ES), Syksy 2002, LH 4, Loppuviikko 39. Partitiofunktiota käyttäen keskiarvo voidaan kirjoittaa muotoon

7. Keko. Tarkastellaan vielä yhtä tapaa toteuttaa sivulla 162 määritelty tietotyyppi joukko

HY, MTO / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Tilastollinen päättely II, kevät 2018 Harjoitus 6A Ratkaisuehdotuksia.

S Hahmontunnistus ihmisläheisissä käyttöliittymissä Kasvojen tunnistus ja identiteetin tarkistus: ZN-Face

Rahastoonsiirtovelvoitteeseen ja perustekorkoon liittyvät laskentakaavat. Soveltaminen

Yksikköoperaatiot ja teolliset prosessit

1. (Monisteen teht. 5.16) Eräiden kuulalaakereiden kestoa (miljoonaa kierrosta) on totuttu kuvaamaan Weibull-jakaumalla, jonka tiheysfunktio on

Tehtävä 2 Todista luennoilla annettu kaava: jos lukujen n ja m alkulukuesitykset. ja m = k=1

Yrityksen teoria. Lari Hämäläinen S ysteemianalyysin. Laboratorio. Teknillinen korkeakoulu

menetelmän laskennalliset tekniikat Epäkäyvän kantaratkaisun parantaminen

855/2017. Liitteet 1 2. Laskuperustemuutokset eläkekassoille työntekijän eläkelain mukaista kustannusten jakoa

Transkriptio:

Mat-2.142 Optmontopn semnaar K-2000 Montavoteopmont Semnaarestelmän tvstelmä Pentt Säynätjo 22.3.2000 Tchebycheff-menetelmä ja STEM

1. Johdanto Tchebycheff-menetelmä ja STEM ovat vuorovauttesa montavoteoptmontmenetelmä. Molemmssa pyrtään shen, että päätösentejän rool on mahdollsmman helppo el hän saa päätösvahtoehdot tselleen ysnertasessa ja ymmärrettävässä muodossa. Molemmssa menetelmssä päätösentejälle estetään anoastaan Pareto-optmaalsa ratasuja, jota on tuotettu äyttäen panotettua Tchebycheff-metraa. 2. Tchebycheff-menetelmä Vuonna 1983 Steuer ja Choo esttelvät uuden vuorovauttesen montavoteoptmontmenetelmän, Tchebycheff-menetelmän. Menetelmä perustuu Tchebycheff-metran panoerronvetoravaruuden penentämseen. Tchebycheff-menetelmä e äytä arvofuntota ja päätösentejän rool on pyrtty teemään helpos. Tässä estän ohdefuntoden mnmontn tarotetun Tchebycheff-algortmn tomntaperaatteen. Tchebycheff-menetelmä e aseta ratastavalle tehtävälle ovnaan suura oletusa. Anoat oletuset ovat 1) Kohdefuntota pyrtään mnmomaan 2) Kohdefuntot ovat alhaalta rajotettuja äyvässä alueessa S. Menetelmän johtamsessa oletetaan lsäs, että globaal deaalpste ja utopapste tunnetaan ja metrosta vodaan jättää tsesarvomert pos. Metra, jolla mtataan psteden etäsyyttä utopapsteestä on panotettu Tchebycheff-metra. Mnmotava funto on ss { w ( f ( x) )},mssä w W = { w R 0 < w < 1, w }. =1, Κ, = 1 w vo vahdella, joten tämä on oeastaan metraperhe. Tchebycheff-tehtävällä utopapsteen suhteen löydetään a Paretopsteet muuttelemalla panoerronvetora. Ongelmas tulee se, että osa pstestä vo olla heoja Paretopstetä Tämän ongelman ertämses äytetään etäsyyden mnmonnssa lesografsta Tchebycheff-tehtävää, joa määrtellään seuraavast: lex mn = 1, Κ, { w ( f ( x) )}, f ( x) = 1 ( ), ehdolla x S. Allaolevassa uvassa on havannollstettu lesografsen Tchebycheff-tehtävän ratasua ahden ohdefunton tehtävällä. Alus mnmodaan Tchebycheff-metralla mtattua etäsyyttä utopapsteestä äypään alueeseen. Ratasuna saadaan ys ta useampa pstetä. Mäl ratasu on ysästtenen, on ysenen pste Pareto-optmaalnen. Yleensä utenn ratasun ysästtesyys on vaea todeta, joten tonenn mnmont on suortettava. Tosessa mnmonnssa mnmodaan ensmmäsen mnmonnn tuottamen psteden etäsyydet utopapsteeseen L 1 -metran muaan. Tämä mnmont tuottaa Pareto-optmaalsen ratasun. Seuraavat lauseet yhdstävät lesografsen Tchebycheff-tehtävän ja Pareto-optmaalset ratasut Lause 1: Lesografsen Tchebycheff-ongelman ratasu on Pareto-optmaalnen. Lause 2: Oloon x S Pareto-optmaalnen. Tällön on olemassa sellanen panoerronvetor w, 0 < w R, että x on lesografsen Tchebycheff-tehtävän ysästtenen ratasu.

2 Z 2. mnmont 1. mnmont 1 Tchebycheff-menetelmässä luodaan erlasa Paretoratasuja muuttelemalla panoerronvetora. Joa teraatolla äytettävää panoerronavaruuden osajouoa penennetään. Tällön samalla rajotutaan yhä penempään osaan Pareto-optmaalsten ratasujen jouosta. Ensmmäsellä teraatolla otetaan otos oo Pareto-optmaalsesta jouosta ratasemalla lesografnen panotettu Tchebycheff-tehtävä jouolla panoertoma jota ovat tasasest jaautuneta oo panoerronavaruuteen. Päätösentejä valtsee nän saadusta Paretoratasusta omasta melestään parhaan ja tätä vastaava panoerronvetor otetaan mustn. Seuraavalla teraatolla otetaan panoerronavaruudesta vetoreta jota ovat esttyneet tämän panoerronvetorn ympärlle. Tätä teronta jatetaan, unnes saavutetaan ratasu. Päätösentejälle estettäven päätösvahtoehtojen luumäärän päättää yleensä päätösentejä. Luumäärä vo muuttua teraatoden välllä. Mtä suuremp määrä vahtoehtoja vodaan ästellä yhdellä teraatolla, stä luotettavamp algortm on. Tosaalta hmnen e yene teemään luotettava päätösä ovn suuresta vahtoehtojouosta joten jonnlanen ompromss tässä suhteessa on tehtävä. Redutoertomella määrätään una paljon panoerronavaruutta penennetään teraatoden välllä. Mtä suuremp erron on stä nopeammn avaruus penenee ja stä vähemmän mahdollsuusa muuttaa meltään esen prosessn päätösentejälle jää. Tchebycheff-menetelmässä on syytä äyttää lasennassa normalsotuja tavotefuntota, osa tällön Paretoavaruudesta saadaan tasapanosn otos. Vahtoehdot annattaa utenn esttää päätösentejälle aluperäsessä, saalaamattomassa muodossa. Menetelmän onvergensssta arvofunton suhteen e vo sanoa mtään varmaa. Tchebycheff-menetelmässä vodaan äyttää metrana myös muta varaatota Tchebycheff-metrasta un lesografsta Tchebycheffä. Tchebycheff-menetelmän etuja ovat, että päätösentejän rool on helppo ymmärtää ja a ratasuvahtoehdot ovat Pareto-optmaalsa. Hattapuola ovat menetelmän vaatma rasas lasenta ja se, että suurssa ongelmssa vahtoehtojen määrä saattaa asvaa päätösentejälle lan suures. Lsäs lasennan aana hylättyä vahtoehtojouoa e saada enää taasn, vaa päätösentejä muuttasn meltään esen prosessn. Lasentaongelmaa helpottaa tosn se, että menetelmän raenne mahdollstaa rnnaaslasennan.

3.STEM STEM, jona esttel Benayoun et al. jo 1971 on ys ensmmässtä vuorovauttessta montavoteoptmontmenetelmstä. STEMn vodaan atsoa tyytyvän shen, että löydetään päätösentejää tyydyttävä ratasu eä optmoda taustalla olevaa arvofuntota. Tässä esteltävä menetelmä on tarotettu ohdefunton mnmontn. STEMssä oletetaan, että päätösentejä pystyy saamastaan Paretoratasusta lmottamaan, mtä ohdefuntosta ovat häntä tyydyttävällä tasolla (hyväsyttävä) ja mtä evät (e-hyväsyttävä). Tämän jäleen päätösentejän ptää päättää, mtä hyväsyttäven ohdefuntoden arvoja vodaan suurentaa, jotta e-hyväsyttäven funtoden arvot saadaan hyväsyttävs. STEMssä äytetään panotettua Tchebycheff-tehtävää Paretoratasujen generomseen. Vertalupsteenä äytetään deaalpstettä. STEM olettaa että 1) Kohdefuntota pyrtään mnmomaan 2) Kohdefuntoden arvot ovat rajotettuja äyvässä alueessa S. Metran panoertomen arvojen määrttämsessä äytetään hyväs tetoa ohdefuntoden arvojen vahteluvälestä. Tässä äytetään hyväs rpstettä, joa approsmodaan saantotaulun avulla. Panoerronvetor lasetaan seuraavast: w e e =, = 1, Κ = e 1 = j 1 j ta e,, mssä analyyton valnnan muaan Algortm etenee seuraavast: = [, ] 1) Lasetaan deaalpste, rpste ja panoertomet. Asetetaan h=1.ratastaan panotettu Tchebycheff-tehtävä lasetulla panoertomlla ja mertään ratasua x h :lla ja vastaavaa ohdefuntovetora h :lla. 2) Pyydetään päätösentejää jaamaan ohdefuntoden arvot h :ssa hyväsyttävn (I > ) ja ehyväsyttävn (I < ). Mäl e-hyväsyttävä e ole, mennään ohtaan 4. Muuten pyydetään päätösentejää antamaan helpotetut ylärajat ε hyväsyttävlle funtolle. 3) Ratase seuraava tehtävä, jossa ylärajat otetaan huomoon. mnmo ehdolla f f ( x) [ w ] ( f ( x) ), h < ( x) f ( x ), I, x S I < ε I Mertse ratasua x h+1 :llä ja vastaavaa ohdefuntovetora h+1 :llä. Aseta h=h+1. Palaa ohtaan 2. >

4) Lopeta. Ratasu on x h. Alus etstään mnmetäsyys deaalpsteen ja äyvän alueen välllä panotetun Tchebycheffmetran muaan. Saatu ratasu estetään päätösentejälle. Tästä ratasusta päätösentejä määrttää, mtä rteerejä vodaan huonontaa muden parantamses ja una paljon. Nämä helpotuset otetaan huomoon olmannen vaheen optmonttehtävän ensmmäsessä rajotusehtoryhmässä. Tosella ryhmällä estetään se, että jon e-hyväsyttävstä funtosta huonons. Proseduura jatetaan unnes tyydyttävä ratasu löytyy. Mäl päätösentejä e ole tyytyvänen mnään tavotefunton arvoon, prosess täytyy myös lopettaa ja todeta että ratasua e löydy. STEM e oleta päätösenteon taustalla olevan arvofuntota ja vaa arvofunto tedettäsnn, stä e ols apua ysymysn vastaamsessa. Tämän vuos e myösään voda sanoa mtään menetelmän onvergensssta arvofunton suhteen. Kutenn menetelmä löytää ratasun nopeast, mäl helpotuset määrtetään prosessn uluessa sten, että lsähelpotusa e voda tehdä. Päätösentejälle menetelmä on melo helppo ja vahtoehdot ovat seletä. Ongelmas vo utenn muodostua helpotusten suuruuden määrttämnen nn, että e-hyväsyttävät funtot muuttuvat hyväsyttävs. Menetelmä vo myös tuottaa ratasus heon Paretopsteen. 4. Yhteenveto Tchebycheff-menetelmän ja STEMn välllä on jonn verran yhtäläsyysä, vaa ne perustuvatn er deolle. Molemmat äyttävät Tchebycheff-metraa Paretopsteden luomseen ja molemmssa päätösentejän roola on pyrtty helpottamaan. Tchebycheff-menetelmässä päätösentejälle vo ongelmas tulla vahtoehtojen suur määrä, jollon valnnan teemnen on vaeaa. STEMssä taas ongelmana on määrttää sopvansuuruset helpotuset, jolla pyrtään oht hyväsyttävää ratasua. Vtteet: [1] Kasa Mettnen, Nonlnear Multobjectve Optmaton, Kluwer Academc Publshers, Norwell, Massachusetts, 1999.