清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Smart “Predict, then Optimize”

计算机科学 数学优化 组分(热力学) 功能(生物学) 最优化问题 算法 数学 进化生物学 生物 热力学 物理
作者
Adam N. Elmachtoub,Paul Grigas
出处
期刊:Management Science [Institute for Operations Research and the Management Sciences]
卷期号:68 (1): 9-26 被引量:33
标识
DOI:10.1287/mnsc.2020.3922
摘要

Many real-world analytics problems involve two significant challenges: prediction and optimization. Because of the typically complex nature of each challenge, the standard paradigm is predict-then-optimize. By and large, machine learning tools are intended to minimize prediction error and do not account for how the predictions will be used in the downstream optimization problem. In contrast, we propose a new and very general framework, called Smart “Predict, then Optimize” (SPO), which directly leverages the optimization problem structure—that is, its objective and constraints—for designing better prediction models. A key component of our framework is the SPO loss function, which measures the decision error induced by a prediction. Training a prediction model with respect to the SPO loss is computationally challenging, and, thus, we derive, using duality theory, a convex surrogate loss function, which we call the SPO+ loss. Most importantly, we prove that the SPO+ loss is statistically consistent with respect to the SPO loss under mild conditions. Our SPO+ loss function can tractably handle any polyhedral, convex, or even mixed-integer optimization problem with a linear objective. Numerical experiments on shortest-path and portfolio-optimization problems show that the SPO framework can lead to significant improvement under the predict-then-optimize paradigm, in particular, when the prediction model being trained is misspecified. We find that linear models trained using SPO+ loss tend to dominate random-forest algorithms, even when the ground truth is highly nonlinear. This paper was accepted by Yinyu Ye, optimization. Supplemental Material: Data and the online appendix are available at https://doi.org/10.1287/mnsc.2020.3922
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
休斯顿发布了新的文献求助10
11秒前
搜集达人的应助被jackone采纳,获得10
15秒前
陈粒完成签到 ,获得积分10
23秒前
zj完成签到 ,获得积分10
30秒前
认真太阳完成签到,获得积分10
38秒前
shangnanabcd123完成签到,获得积分10
40秒前
标致的三娘完成签到,获得积分10
44秒前
RYYYYYYY233完成签到 ,获得积分10
45秒前
54秒前
Ray完成签到 ,获得积分10
56秒前
Carrido发布了新的文献求助10
59秒前
失眠的白云完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
快乐碱基对完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小狮子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
坚强飞扬完成签到,获得积分10
1分钟前
宇文雨文完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jackone发布了新的文献求助10
1分钟前
guoguo1119完成签到 ,获得积分10
1分钟前
追寻麦片完成签到 ,获得积分10
1分钟前
默默问芙完成签到,获得积分10
1分钟前
坚强冷荷完成签到,获得积分10
2分钟前
clm完成签到 ,获得积分10
2分钟前
yqt完成签到,获得积分10
2分钟前
久晓完成签到 ,获得积分10
2分钟前
烟花的应助被追寻青柏采纳,获得10
2分钟前
大胆的夜白完成签到,获得积分10
2分钟前
超男完成签到 ,获得积分10
2分钟前
cadcae完成签到,获得积分10
2分钟前
TT完成签到 ,获得积分10
2分钟前
孤独晓绿完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
汉堡包的应助被jackone采纳,获得10
2分钟前
慧子完成签到 ,获得积分10
2分钟前
十里桃花发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
iman发布了新的文献求助10
2分钟前
wayne完成签到 ,获得积分0
2分钟前
瑾sir完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7970275
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9436614
关于积分的说明 21043331
捐赠科研通 7546939
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3373194
关于科研通互助平台的介绍 2508115
邀请新用户注册赠送积分活动 2405769