• شماره ركورد
    31588
  • پديد آورنده

    سميه دانش عسگري

  • عنوان
    بهبود روش هاي بهينه سازي استوار داده محور با استفاده از الگوريتم هاي يادگيري ماشين
  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    مهندسي صنايع
  • سال تحصيل
    1397
  • تاريخ دفاع
    1403/08/29
  • استاد راهنما
    عمران محمدي
  • استاد مشاور
    احمد ماكويي- مصطفي جعفري
  • دانشكده
    مهندسي صنايع
  • چكيده
    در سال‌هاي اخير، تلفيق يادگيري ماشين و علم داده با بهينه‌سازي رياضي تحت شرايط عدم قطعيت عميق، تحولات شگرفي به همراه داشته و منجر به ايجاد حوزه جديدي با عنوان "بهينه‌سازي استوار داده محور" شده است. در اين شاخه از بهينه‌سازي، پيچيدگي داده‌ها، اطلاعات پنهان و ساختار ذاتي آن‌ها در ايجاد مجموعه‌هاي عدم قطعيت داده محور در نظر گرفته مي‌شوند. يكي از الگوريتم‌هاي موثر در ايجاد اين مجموعه‌ها، خوشه‌بندي بردار پشتيبان است كه بدون نياز به فرضيات ساده كننده در مورد بازه نوسان سناريوهاي محتمل و يا شكل پيش فرض مجموعه‌ها قادر است تا مجموعه‌هاي تصميم‌گيري با شكل دلخواه ايجاد كند. با وجود مزيت‌هاي فراوان اين الگوريتم در ساخت مرزهاي تصميم‌گيري در شرايط عدم قطعيت عميق، بكارگيري آن با چالش‌هايي همراه است كه در اين رساله به بحث پيرامون دو مورد از اين چالش‌ها پرداخته و براي رفع آن‌ها تدابيري انديشيده شده است. چالش اول مربوط به مديريت حجم انبوه سناريوهاي تصميم‌گيري و يا عدم دسترسي به همه سناريوها از ابتداي فرآيند حل مسئله است. نبود روشي سيستماتيك در اين الگوريتم مانع استفاده موثر از آن در برخورد با مجموعه داده‌هاي بزرگ مي‌شود. براي رفع اين چالش رويكرد "خوشه‌بندي بردار پشتيبان افزايشي" پيشنهاد مي‌شود كه به صورت تدريجي و كارآمدي به مديريت حجم انبوه سناريوها در ساخت مجموعه‌هاي عدم قطعيت مي‌پردازد. اين الگوريتم تضمين مي كند كه هنگام به‌روزرساني مجموعه‌هاي عدم قطعيت دانش آموخته‌شده قبلي حفظ شده و فراموشي اطلاعات رخ نمي دهد. همچنين، در مواجهه با مجموعه داده‌هاي بزرگ، الگوريتم با سرعتي به مراتب بيشتر نسبت به خوشه‌بندي بردار پشتيبان، مجموعه‌هاي عدم قطعيتي مشابه توليد مي‌كند، بدون آنكه تفاوت معناداري در نتايج بهينه‌سازي افزايشي و غير افزايشي مشاهده شود. چالش دوم مربوط به انتخاب مقدار مولفه كنترل اين الگوريتم براي ايجاد تعادل ميان اندازه مجموعه عدم قطعيت و ميزان از دست دادن اطلاعات است. براي رفع اين چالش نيز "خوشه‌بندي بردار پشتيبان مبتني بر موقعيت" پيشنهاد شده است كه ميزان اهميت هر داده را در تعيين مولفه كنترل لحاظ مي‌كند. نتايج بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه رويكرد پيشنهادي، در مقايسه با الگوريتم خوشه‌بندي بردار پشتيبان عملكرد و كارايي بهتري دارند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/09/05
  • عنوان به انگليسي
    Improving Data-Driven Robust Optimization Methods Using Machine Learning Algorithms
  • تاريخ بهره برداري
    11/21/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سميه دانش عسگري

  • چكيده به لاتين
    In recent years, integrating machine learning and data science with mathematical optimization under deep uncertainty has led to significant transformations, resulting in a new field called "Data-Driven Robust Optimization" (DDRO). In this branch of optimization, the complexity of data, hidden information, and their inherent structure are considered when constructing data-driven uncertainty sets. One of the practical algorithms for creating these uncertainty sets is Support Vector Clustering (SVC), which, without requiring simplifying assumptions about the range of potential scenarios or predefined shapes of the sets, can generate decision sets with arbitrary geometries. Despite the many advantages of this algorithm in constructing decision boundaries under deep uncertainty, its application comes with challenges, two of which are discussed in this dissertation, along with proposed solutions. The first challenge relates to managing the large volume of decision-making scenarios or the inability to access all scenarios at the start of the problem-solving process. This algorithm's lack of a systematic approach hinders its effective use of large datasets. The "Incremental Support Vector Clustering" approach is proposed to address this issue, which incrementally and efficiently manages many scenarios in constructing the uncertainty sets. This algorithm ensures that the previously learned knowledge is preserved when updating uncertainty sets, preventing information loss. Additionally, when dealing with large datasets, the algorithm forms uncertainty sets much faster than the support vector clustering algorithm while producing similar results. Importantly, there is no significant difference between the optimal solutions obtained from the incremental and non-incremental approaches. The second challenge pertains to selecting the control parameter of this algorithm to balance the size of the uncertainty set and the amount of information loss. To address this challenge, the "position-based support Vector Clustering" approach is proposed, which takes into account the importance of each data point in determining the control parameter. The results of the eva‎luations demonstrate that the proposed approach outperforms the traditional support vector clustering algorithm in terms of performance and efficiency.
  • كليدواژه هاي فارسي
    بهينه‌سازي استوار داده محور , مجموعه عدم قطعيت داده محور , عدم قطعيت عميق , يادگيري ماشين , خوشه‌بندي بردار پشتيبان افزايشي , خوشه بندي بردار پشتيبان مبتني بر موقعيت
  • كليدواژه هاي لاتين
    Data-driven robust optimization , Data-driven uncertainty set , Deep uncertainty , Machine learning , Incremental support vector clustering , Position-regulated support vector clustering
  • Author
    Somayeh danesh Asgari
  • SuperVisor
    Emran Mohammadi