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Type: Tese de Doutorado
Title: The NN-DM method: an artificial neural network model for decision-makers preferences
Authors: Luciana Rocha Pedro
First Advisor: Ricardo Hiroshi Caldeira Takahashi
First Referee: Hani Camille Yehia
Second Referee: Frederico Gadelha Guimaraes
Third Referee: Antonio Gaspar Lopes da Cunha
metadata.dc.contributor.referee4: Helio Jose Correa Barbosa
Abstract: Este trabalho apresenta uma metodologia baseada na teoria da utilidade multi-atributo para aproximar a função de utilidade de um tomador de decisão: o método NN-DM. A informação de preferencia extraída do tomador de decisão (DM) envolve apenas descrição ordinal e é estruturada por um procedimento de ordenação parcial. Uma rede neural artificial é então construída para aproximar a ordenação parcial reproduzindo as preferencias do DM em um domínio específico. O método NN-DM é apropriado em situações em que um processo de decisao recorrente deve ser realizado considerando diferentes conjuntos de alternativas e um mesmo DM. Uma hibridização entre os métodos NN-DM e iTDEA também é desenvolvida neste trabalho. Considerando-se a mesma quantidade de informação de preferência, o método NN-DM é capaz de construir um modelo para as preferências do DM para guiar o iTDEA. Deste ponto em diante não são mais necessárias perguntas ao DM relacionadas a tomadas de decisao semelhantes. Adicionalmente, o algoritmo INSPM, inspirado no NSGA-II, é proposto. Uma ligeira modificação na estratégia de manutençao da diversidade do NSGA-II possibilita ao INSPM distinguir regiões preferíveis em uma estimativa da fronteira Pareto-ótimo. Um parâmetro permite o controle da densidade nas regiões preferíveis e fornece desde fronteiras em que não há nenhuma interferência do DM até fronteiras em que a solução preferida é aparente. Em todas as situações a extensão da fronteira Pareto é garantida. Finalmente, o método de NN-DM é adaptado para encontrar um modelo para as preferências do DM em um processo de extrusão de polímeros. O requisito ao DM é preencher uma matriz que expressa suas preferências considerando comparações ordinais. O método NN-DM é capaz de fornecer um modelo que classifica as alternativas da melhor para a pior de acordo com as preferencias do DM em um cenário real.
Abstract: This work presents a methodology based on the multi-attribute utility theory to approximate the decision-makers utility function: the Neural Network Decision-Maker method (NN-DM method). The preference information extracted from the Decision-Maker (DM) involves ordinal description only and is structured by a partial ranking procedure. An artificial neural network is then constructed to approximate the partial ranking reproducing the DMs preferences in a specific domain. The NN-DM method is suitable in situations in which a recurrent decision process must be performed considering different sets of alternatives and the same DM. A hybridization between the NN-DM method and the Interactive Territory Defining Evolutionary Algorithm (iTDEA) is also developed in this work. Considering the same amount of preference information, the NN-DM method is able to construct a model for the DMs preferences to guide iTDEA. Henceforth, no further queries are required from the DM related to similar decision-making problems. Additionally, an Interactive Non-dominated Sorting algorithm with PreferenceModel (INSPM) based on NSGA-II is proposed. A slight modificationin the diversity maintenance strategy inside NSGA-II enables INSPM to distinguish preferable regions within an estimate of the Pareto-optimal front. A parameter allows the control of the preferable regions density and provides from fronts in which there is no interference from the DM until fronts in which the preferred solution is apparent. In all situations the Pareto-front extent is guaranteed. Finally, the NN-DM method is adapted to find a model for the DMs preferences in a polymer extrusion process. The DMs requirement is filling a matrix expressing the preferences considering ordinal comparisons. The NNDM method is able to provide a model which sorts the alternatives from the best to the worst one according to the DMs preferences in a real scenario.
Subject: Engenharia elétrica
Algoritmos genéticos
Processo decisório por critério múltiplo
language: Inglês
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AHJP3G
Issue Date: 20-Dec-2013
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