The design of algorithms that leverage machine learning alongside combinatorial optimization techniques is a young but thriving area of operations research. If trends emerge, the literature has still not converged on the proper way of combining these two techniques or on the predictor architectures that should be used. We focus on operations research problems for which no efficient algorithms are known, but that are variants of classic problems for which ones efficient algorithm exist. Elaborating on recent contributions that suggest using a machine learning predictor to approximate the variant by the classic problem, we introduce the notion of structured approximation of an operations research problem by another. We provide a generic learning algorithm to fit these approximations. This algorithm requires only instances of the variant in the training set, unlike previous learning algorithms that also require the solution of these instances. Using tools from statistical learning theory, we prove a result showing the convergence speed of the estimator, and deduce an approximation ratio guarantee on the performance of the algorithm obtained for the variant. Numerical experiments on a single machine scheduling and a stochastic vehicle scheduling problem from the literature show that our learning algorithm is competitive with algorithms that have access to optimal solutions, leading to state-of-the-art algorithms for the variant considered.


翻译:利用机器学习与组合优化技术相结合的算法设计使机器学习与组合优化技术相结合的算法是一个年轻但繁荣的操作研究领域。 如果趋势出现,文献仍未在将这两种技术或应使用的预测结构结合起来的适当方式上趋同。 我们侧重于那些没有高效算法但有高效算法存在的经典问题的变种。 详细阐述最近的贡献,其中表明使用机器学习预测法将变量与经典问题相近,我们引入了一个操作研究问题的结构近似概念。 我们提供了一种适合这些近似的通用学习算法。 这种算法仅要求培训组的变异法实例,而以往的学习算法也要求这些实例的解决办法。 我们从统计学学理论中可以证明一个结果,显示了估计算法的趋同速度,并推断了为变异法获得的算法绩效的近似比率保证。 在单一机器时间安排上的数值实验和文献中发现的一个随机车辆调度问题表明,我们学习的算法与具有竞争性,能够找到最佳解决办法,从而导致国家变式算法。

0
下载
关闭预览

相关内容

【如何做研究】How to research ,22页ppt
专知会员服务
108+阅读 · 2021年4月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
186+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
49+阅读 · 2021年5月9日
Arxiv
3+阅读 · 2018年11月19日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月5日
Arxiv
5+阅读 · 2018年4月22日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月24日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
11+阅读 · 2018年4月27日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员