Change in web publishing of Aalto publication series for Aalto University Business School from beginning of 2014

Information and pdf-files of Business School publications in the Aalto series are now located in the Aaltodoc publication archive

eDiss - School of Business dissertations

Author:

Eskelinen, Petri

Title:

Reference point based decision support tools for interactive multiobjective optimization

Series:

Acta Universitatis oeconomicae Helsingiensis. A, ISSN 1237-556X; 334

Series no:

A-334

Year:

2008 Thesis defence date: 2008-10-31

Discipline:

Quantitative Methods

Index terms:

decision making; matematiikka; mathematics; optimization; optimointi; päätöksenteko

Language:

eng

Bibid:

396516

ISBN:

978-952-488-282-8

Abstract (eng):

In this thesis we propose a set of reference point based decision support tools for interactive multiobjective optimization. The tools can be considered as an supplementary methods that can be used to extend the possibilities of existing interactive methods. These tools are designed for computationally demanding problems and special attention is paid to reduction of all unnecessary computation as far as possible. All proposed methods are learning-oriented in the sense that they allow the decision maker to do free-search. The thesis contains four independent essays.

In the first essay we survey interactive multiobjective optimization methods that utilize so-called objective trade-off information in a way or another. We discuss theoretical issues behind these methods and study them from the trade-off utilization point of view. We also point out some major benefits and drawbacks that can be related to objective trade-off information in general. In addition we make some analysis related to the methods presented.

In the second essay a trade-off analysis tool with an applicability study is presented. The development of the tool is based on the findings made in the first essay. The trade-off analysis tool can be connected to some existing reference point based method, and the decision maker can use this tool to make local trade-off analysis related to Pareto optimal solutions obtained in an interactive method. The supplementary applicability study method can be used to notify the decision maker if the trade-off analysis produces unrealistic approximated Pareto optimal solutions.

In the third essay we suggest methods which can be used to incorporate preference information into an achievement scalarizing function. This allows us to take into account preferences of the decision maker when we are projecting a given reference point into the set of Pareto optimal solutions. Three methods are proposed which can be utilized based on amount of preference information the decision maker is willing to give.

The fourth essay proposes a Pareto navigator method that can be seen as a nonlinear extension to the Pareto race method. The idea is to produce polyhedral approximation for the Pareto optimal set in the objective space. The decision maker is able to navigate on this approximation by using a specially designed intuitive user interface. When the decision maker has located an interesting area in the objective space the obtained approximated Pareto optimal solution can be used, for instance, as a reference point to produce the corresponding actual Pareto optimal solution.

Keywords: Multiobjective optimization, Reference point method, Decision support, Multiple criteria decision making, Pareto optimality

Thesis defence announcement:

Oppimisen mahdollistavia työkaluja päätöksentekijän tueksi

Petri EskelinenFM Petri Eskelisen taloustieteiden kvantitatiiviset menetelmät -aineeseen kuuluva väitöskirja "Reference Point Based Decision Support Tools for Interactive Multiobjective Optimization” tarkastetaan Helsingin kauppakorkeakoulussa perjantaina 31. lokakuuta.

Väitöskirja esittelee tutkimusta, jossa on kehitetty uusia vuorovaikutteisia, päätöksentekoa tukevia monitavoiteoptimointimenetelmiä. Ehdotetut menetelmät poikkeavat tyypillisistä alan menetelmistä lähinnä siinä, että niitä voi käyttää täydentämään jo olemassa olevia menetelmiä.

Monitavoiteoptimoinnin menetelmät auttavat päätöksentekijää ymmärtämään useita ristiriitaisia tavoitteita sisältävän päätöksenteko-ongelman rakennetta siten, että jokainen ongelmaan liittyvä tavoite tulee parhaalla mahdollisella tavalla huomioitua. Päätöksentekijä on vastuussa ongelman lopullisesta ratkaisusta, mutta hyvä menetelmä auttaa löytämään ratkaisun, joka vastaa päätöksentekijän mieltymyksiä. Vuorovaikutteisesti toimivat menetelmät sopivat tähän tarkoitukseen hyvin, ja ne ovat erityisen käyttökelpoisia silloin kun tarkasteltava ongelma on erittäin monimutkainen ja tavoitteiden väliset suhteet ovat vaikeasti hahmotettavissa.

Väitöskirjassa esitellyissä vuorovaikutteisesti toimivissa menetelmissä on olennaista se, että ennen lopullisen päätöksen tekemistä päätöksentekijälle tarjotaan mahdollisuus oppia millaisia ratkaisuja on ylipäätään tarjolla, ja miten ne suhteutuvat toisiinsa. Näin lopullista päätöstä tehdessään päätöksentekijä voi olla vakuuttuneempi siitä, että tehdyt päätökset ovat päätöksenteko-ongelman erityispiirteet huomioon ottaen parhaita mahdollisia.

Laajat sovellusmahdollisuudet

Uudet menetelmät on kehitetty yleisen päätöksenteon teorian näkökulmasta, ja ne ovat näin ollen sovellusriippumattomia. Esimerkkeinä lukuisista monitavoiteoptimoinnin sovelluskohteista ovat vaikkapa osakesalkun sisällön, teknisten rakenteiden ja muotojen tai syövän sädehoidon suunnittelu. Lisäksi on olemassa paljon sovellusalueita, joissa ongelmien monitavoitteista luonnetta ei ole vielä toistaiseksi osattu ottaa huomioon, ja tästä syystä ongelmia saatetaan käsitellä epätarkoituksenmukaisesti yksinkertaistettuina yhden tavoitteen ongelmina.

Käytännössä päätöksentekijällä on usein suuri vastuu tekemistään päätöksistä. On siis tärkeää, että päätöksentekijä voi varmistua siitä, että lopullinen päätös on käytettävissä olevan tiedon valossa paras mahdollinen kompromissi, joka ottaa huomioon kaikki ongelmaan liittyvät ristiriitaiset tavoitteet. Tämän näkökulman mukaisesti väitöskirjassa esitettyjen menetelmien merkitys, ja laajemmassa mittakaavassa koko monitavoitteisen tarkastelun mielekkyys on ilmeinen.

Opponents:

Wierzbicki, Andrzej P.
professor
JAIST, Japan Advances Institute of Science and Technology, Japan

Chairperson:

Korhonen, Pekka
professor

» List all School of Business dissertations | Search dissertations