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dc.creatorPavelski, Lucas Marcondes-
dc.date.accessioned2022-04-08T13:52:33Z-
dc.date.available2022-04-08T13:52:33Z-
dc.date.issued2021-12-13-
dc.identifier.citationPAVELSKI, Lucas Marcondes. Per-instance algorithm configuration: from meta-learning to multi-objective decomposition. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27906-
dc.description.abstractThe search for the best algorithm and its configuration is a difficult task on most optimization scenarios, especially on NP-hard problems, since different proposed metaheuristics exist, and testing many parameters demands high computational costs. Moreover, the understanding of such parameters and their relation to problem instances is of great importance in the field of algorithm configuration. The literature on Automatic Algorithm Configuration (AAC) proposes several strategies to find out the best configuration, although the focus is usually less on explainability and more on the performance of the different configurations. Based on past experience obtained from data, Per-Instance Algorithm Configuration (PIAC) focuses on the mapping built to recommend the best configurations. This work aims at proposing and analyzing two PIAC approaches. The first, namely MetaL PIAC, is an extension of the algorithm selection problem and uses meta-learning to recommend metaheuristics and their configuration parameters. The other, namely MOAAC/D is based on a brand new multi-objective formulation of the AAC problem, that decomposes the problem space and uses a decomposition-based framework to provide generalist and specialist configurations at the same time. For each objective, there is a set of problems related to it, and a decomposition based multi-objective algorithm is proposed to find good trade-off configurations. As the main study case, the work addresses flowshop problems. Extensive experiments performed on more than 6000 instances, consider MetaL PIAC to tune the parameters of different metaheuristics, and MOAAC/D to tune iterated local search and iterated greedy configurations. The results show that both strategies outperform the generalist solution provided by irace – one of the best well-known AAC – with a slight advantage of MOAAC/D over MetaL PIAC.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectAlgoritmospt_BR
dc.subjectOtimização matemáticapt_BR
dc.subjectHeurísticapt_BR
dc.subjectAprendizado de máquinaspt_BR
dc.subjectAlgorítmos genéticospt_BR
dc.subjectOtimização combinatóriapt_BR
dc.subjectAlgorithmspt_BR
dc.subjectMathematical optimizationpt_BR
dc.subjectHeuristicpt_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.subjectGenetic algorithmspt_BR
dc.subjectCombinatorial optimizationpt_BR
dc.titlePer-instance algorithm configuration: from meta-learning to multi-objective decompositionpt_BR
dc.title.alternativeConfiguração de algoritmos baseada em instância: do meta-aprendizado à decomposição multiobjetivopt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoA busca pelo melhor algoritmo e sua configuração é uma tarefa difícil na maioria dos cenários de otimização, especialmente em problemas NP-difíceis, uma vez que existem diferentes metaheurísticas propostas, e testar muitos parâmetros demanda um alto custo computacional. Além disso, o entendimento de tais parâmetros e sua relação com as instâncias do problema é de suma importância para a área de configuração de algoritmos. A literatura sobre Configuração Automática de Algoritmos (AAC do inglês Automatic Algorithm Configuration) propõe várias estratégias para encontrar a melhor configuração, embora o foco geralmente seja menos na explicabilidade e mais no desempenho dessas diferentes configurações. Com base em experiências anteriores obtidas a partir de dados, a área de Configuração Automática Baseada em Instância (PIAC, do inglês Per Instance Algorithm Configuration) foca no mapeamento construído para recomendar as melhores configurações. Este trabalho tem como objetivo propor e analisar duas abordagens PIAC. A primeira, chamada de MetaL PIAC, é uma extensão do problema de seleção de algoritmo e usa meta-aprendizado para recomendar meta-heurísticas e seus parâmetros de configuração. A segunda abordagem, chamada de MOAAC/D, é baseada em uma nova formulação multiobjetivo do problema AAC, que decompõe o espaço do problema e usa uma plataforma baseada em decomposição para fornecer configurações generalistas e especialistas ao mesmo tempo. Para cada objetivo, existe um conjunto de problemas relacionados a ele, e um algoritmo multiobjetivo baseado em decomposição é proposto para encontrar configurações com bons balanceamentos. Como estudo de caso principal, o trabalho considera problemas Flowshop. Experimentos extensivos realizados em mais de 6000 instâncias, consideram o MetaL PIAC para ajustar os parâmetros de diferentes meta-heurísticas, e o MOAAC/D para ajustar configurações da busca local iterativa e busca gulosa iterativa. Os resultados mostram que ambas as estratégias superam a solução generalista fornecida pelo irace – uma das abordagens de AAC mais conhecidas na área – com uma ligeira vantagem do MOAAC/D sobre o MetaL PIAC.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-5622-392Xpt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9287626771427206pt_BR
dc.contributor.advisor1Delgado, Myriam Regattieri de Biase da Silva-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2791-174Xpt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4166922845507601pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Kessaci, Marie Eleonore-
dc.contributor.referee1Pozo, Aurora Trinidad Ramirez-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/ 0000-0001-5808-3919pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2815946827655352pt_BR
dc.contributor.referee2Almeida, Carolina Paula de-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-4939-6432pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8586489892942437pt_BR
dc.contributor.referee3Dhaenens, Clarisse-
dc.contributor.referee3Lattes.pt_BR
dc.contributor.referee4Delgado, Myriam Regattieri de Biase da Silva-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-2791-174Xpt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4166922845507601pt_BR
dc.contributor.referee5Luders, Ricardo-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/ 0000-0001-6483-4694pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/5158617067991861pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
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