The Max-Min algorithm for maximising the spread of Pareto...

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The Max-Min algorithm for maximising thespread of Pareto fronts.

Arturo Hernández Aguirre

ERCOFTAC 2006DESIGN OPTIMIZATION:

METHODS AND APPLICATIONSApril 5 – 7, 2006

Gran Canaria, Spain

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

A joint work with:

Dr. Salvador Botello Rionda

Dr. David Greiner Sánchez

Sergio Ivván Valdéz Peña

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

Index

Issues in spreading vectors on the Pareto front

How do (some) EMO algorithms promote thespreading of vectors on the Pareto front?

A view of Pareto front – Pareto set

The Max-Min Algorithm

Experiments

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Issues in spreading vectors alongthe Pareto front

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Two main goals of EMO algorithms

-Pareto front convergence.reach the true Pareto front

-Pareto front spread.- two components:

end vectors of the frontuniform distribution along the front

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Spread over the front

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Desired spreading over the front

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Two issues of spreading over the front

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A Spreading measure (Deb)

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

How do EMO algorithms promotespreading on the Pareto front?

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

NSGA-II Algorithm

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

NSGA-II spreading strategy

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

SPEA-2 Algorithm

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

SPEA-2 spreading mechanism

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

PAES, ISPAES, PASSSS Algorithms

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

PAES, ISPAES, PASSSS spreading strategy

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

Experiment: the spreading mechanisms

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

A view ofPareto front – Pareto set

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A plane truss optimization problem

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The objective functions

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The constraint functions

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Pareto fronts and Pareto setsreturned by non-dominated sorting

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Pareto fronts and Pareto setsreturned by non-dominated sorting

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Relationship Pareto set – Pareto front

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MAX-MIN

The Max of Min distanceAlgorithm.

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MAX of the MIN of distances

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MAX-MINAlgorithm

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BASIC APPROACH TOenhance an EMO algorithm with MAXMIN

EE(µ+λ)Pt ~ initial populationRepeatλ ~ reproduction of µ padresλ ~ mutation of λ hijosP ~ determine Pareto SetPt+1 ~ MAXMIN(P)

Until termination

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EXPERIMENTS

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Function ZDT6. MaxMin vs NSGA-IIPopulation: 16 - 16

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

Function ZDT6. MaxMin vs NSGA-IIPopulation: 32 - 32

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Bycicle frame design experiment

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Bycicle frame design experiment

Design front Reference front

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Simple supported plate

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Simple supported plate

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Final remarks

-Max Min is easy to program-We are working on a proof of theuniformity of the spread-Max Min is being compared to algorithmsbased on epsilon dominance

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATEMÁTICAS

Thank you !!

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