The large-scale multiobjective optimization problem (LSMOP) is characterized by simultaneously optimizing multiple conflicting objectives and involving hundreds of decision variables. {Many real-world applications in engineering fields can be modeled as LSMOPs; simultaneously, engineering applications require insensitivity in performance.} This requirement usually means that the results from the algorithm runs should not only be good for every run in terms of performance but also that the performance of multiple runs should not fluctuate too much, i.e., the algorithm shows good insensitivity. Considering that substantial computational resources are requested for each run, it is essential to improve upon the performance of the large-scale multiobjective optimization algorithm, as well as the insensitivity of the algorithm. However, existing large-scale multiobjective optimization algorithms solely focus on improving the performance of the algorithms, leaving the insensitivity characteristics unattended. {In this work, we propose an evolutionary algorithm for solving LSMOPs based on Monte Carlo tree search, the so-called LMMOCTS, which aims to improve the performance and insensitivity for large-scale multiobjective optimization problems.} The proposed method samples the decision variables to construct new nodes on the Monte Carlo tree for optimization and evaluation. {It selects nodes with good evaluation for further search to reduce the performance sensitivity caused by large-scale decision variables.} We compare the proposed algorithm with several state-of-the-art designs on different benchmark functions. We also propose two metrics to measure the sensitivity of the algorithm. The experimental results confirm the effectiveness and performance insensitivity of the proposed design for solving large-scale multiobjective optimization problems.


翻译:大规模多目标优化问题(LSMOP)的特点是同时优化多个冲突目标并涉及数百个决策变量。许多工程领域的实际应用程序都可以作为LSMOP的模型;同时工程应用需要性能不敏感。这通常意味着算法运行的结果不仅在性能方面对于每次运行都很好,而且多次运行的性能不应该波动太大,即算法显示出很好的不敏感性。考虑到每次运行需要大量的计算资源,因此改进大规模多目标优化算法的性能以及算法的不敏感性至关重要。然而,现有的大规模多目标优化算法仅关注于改善算法的性能,而忽略了不敏感性特征。在这项工作中,我们提出了一种基于蒙特卡罗树搜索的进化算法来解决LSMOPs,称为LMMOCTS,旨在改进大规模多目标优化问题的性能和不敏感性。所提出的方法采样决策变量以构建新的节点进行优化和评估。它选择具有良好评估的节点进行进一步搜索,以减少由大规模决策变量引起的性能灵敏度。我们将所提出的算法与多项最新设计进行比较,并在不同的基准函数上进行测试。我们还提出了两个度量算法灵敏度的指标。实验结果证实了所提出的设计在解决大规模多目标优化问题时的有效性和性能不敏感性。

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