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When designing or developing optimization algorithms, test functions are crucial to evaluate
performance. Often, test functions are not sufficiently difficult, diverse, flexible or relevant to real-world
applications. Previously,
test functions with real-world relevance were generated by training a machine learning model based on
real-world data. The model estimation is used as a test function.
We propose a more principled approach using simulation instead of estimation.
Thus, relevant and varied test functions
are created which represent the behavior of real-world fitness landscapes.
Importantly, estimation can lead to excessively smooth test functions
while simulation may avoid this pitfall. Moreover, the simulation
can be conditioned by the data, so that the simulation reproduces the training data
but features diverse behavior in unobserved regions of the search space.
The proposed test function generator is illustrated with an intuitive, one-dimensional
example. To demonstrate the utility of this approach it
is applied to a protein sequence optimization problem.
This application demonstrates the advantages as well as practical limits of simulation-based
test functions.
An essential task for operation and planning of biogas plants is the optimization of substrate feed mixtures. Optimizing the monetary gain requires the determination of the exact amounts of maize, manure, grass silage, and other substrates. Accurate simulation models are mandatory for this optimization, because the underlying chemical processes are very slow. The simulation models themselves may be time-consuming to evaluate, hence we show how to use surrogate-model-based approaches to optimize biogas plants efficiently. In detail, a Kriging surrogate is employed. To improve model quality of this surrogate, we integrate cheaply available data into the optimization process. Doing so, Multi-fidelity modeling methods like Co-Kriging are employed. Furthermore, a two-layered modeling approach is employed to avoid deterioration of model quality due to discontinuities in the search space. At the same time, the cheaply available data is shown to be very useful for initialization of the employed optimization algorithms. Overall, we show how biogas plants can be efficiently modeled using data-driven methods, avoiding discontinuities as well as including cheaply available data. The application of the derived surrogate models to an optimization process is shown to be very difficult, yet successful for a lower problem dimension.
Multi-criteria optimization has gained increasing attention during the last decades. This article exemplifies multi-criteria features, which are implemented in the statistical software package SPOT. It describes related software packages such as mco and emoa and gives a comprehensive introduction to simple multi criteria optimization tasks. Several hands-on examples are used for illustration. The article is well-suited as a starting point for performing multi-criteria optimization tasks with SPOT.
Benchmark experiments are required to test, compare, tune, and understand optimization algorithms. Ideally, benchmark problems closely reflect real-world problem behavior. Yet, real-world problems are not always readily available for benchmarking. For example, evaluation costs may be too high, or resources are unavailable (e.g., software or equipment). As a solution, data from previous evaluations can be used to train surrogate models which are then used for benchmarking. The goal is to generate test functions on which the performance of an algorithm is similar to that on the real-world objective function. However, predictions from data-driven models tend to be smoother than the ground-truth from which the training data is derived. This is especially problematic when the training data becomes sparse. The resulting benchmarks may not reflect the landscape features of the ground-truth, are too easy, and may lead to biased conclusions.
To resolve this, we use simulation of Gaussian processes instead of estimation (or prediction). This retains the covariance properties estimated during model training. While previous research suggested a decomposition-based approach for a small-scale, discrete problem, we show that the spectral simulation method enables simulation for continuous optimization problems. In a set of experiments with an artificial ground-truth, we demonstrate that this yields more accurate benchmarks than simply predicting with the Gaussian process model.
Es ist schon lange bekannt, dass es ein Nachwuchsproblem im Versicherungs-vertrieb gibt. Die Versicherer haben mit Imageproblemen zu kämpfen – Schlagzeilen über Lustreisen, Falschberatungen oder Provisionsexzesse machen die Runde. Auch der demografische Wandel macht es den Versicherern schwer, geeigneten Nachwuchs für den Vertrieb zu rekrutieren. Da liegt es nahe, dass die Branche sehr daran interessiert ist, mehr Frauen für den Vertrieb zu ge- winnen, zumal sie die erforderlichen Vertriebskompetenzen besitzen. Für Frauen ist die Tätigkeit im Vertrieb allerdings nicht besonders attraktiv; die geringe Sicherheit und die Arbeit am Abend sind die größten Hindernisse, die Frauen nennen. Um die Tätigkeit für Frauen attraktiver zu machen, müssten die Ver- sicherungsunternehmen Anreizsysteme, Strukturen bis hin zur Vertriebskultur verändern. Die Frage ist, ob sich das lohnt. In diesem Zusammenhang ist es für die Unternehmen von besonderer Bedeutung zu wissen, was die Kunden dazu sagen, wenn mehr Frauen im Vertrieb tätig wären.
Im Jahre 2009 wurde ein Forschungsschwerpunkt „Verteilte Mobile Applikationen“ gegründet, der Forschungsaktivitäten im Bereich der technischen Informatik bündelt. Um Ergebnisse laufender Arbeiten aus den Forschungs- und Entwicklungs-aktivitäten des Forschungsschwerpunkts nach außen zu kommunizieren und um Informatiker und Informationstechniker außerhalb des Forschungsschwerpunkts z.B. aus dem Kölner Raum einzuladen, neue Ergebnisse aus Wissenschaft und technischer Anwendung zu publizieren, wird diese WEB Schriftenreihe gegründet, in der forschungsorientierte Aufsätze und Monographien veröffentlicht werden können. Die erste Nummer der Reihe behandelt Themen wie die Systemarchitektur verteilter mobiler Anwendungen, REST-konforme Web Services, Bildverarbeitungs-algorithmen zur Prägeschrifterkennung und zuverlässige eingebettete Systeme (DCSB Bord).
Mit diesem Bericht dokumentiert das Institut für Versicherungswesen (IVW) seine Forschungsaktivitäten des vergangenen Jahres. Wir geben damit gegenüber der Öffentlichkeit und insbesondere den Freunden und Förderern des Instituts Rechenschaft über die geleistete Forschungsarbeit. Darüber hinaus wollen wir in diesem Forschungsbericht des IVW auch darlegen, welche Forschungsziele wir am Institut verfolgen und welche Aktivitäten derzeit geplant sind.
Die Diskussionsforen der Forschungsstelle Versicherungsrecht behandeln zweimal pro Jahr aktuelle Fragestellungen und neuere Rechtsprechung zum Thema Versicherungsrecht. Die Veranstaltung wendet sich an Versicherungsjuristen, mit Versicherungsrecht befasste Rechtsanwälte und an Betriebswirte, die sich in ihrer beruflichen Praxis mit rechtlichen Fragestellungen beschäftigen müssen. Die Ergebnisse des 6. Diskussionsforums vom 25. September 2012 an der FH Köln sind in diesem Tagungsbericht zusammengefasst.
Mit diesem Bericht dokumentiert das Institut für Versicherungswesen (IVW) seine Forschungsaktivitäten des vergangenen Jahres. Wir geben damit gegenüber der Öffentlichkeit und insbesondere den Freunden und Förderern des Instituts Rechenschaft über die geleistete Forschungsarbeit. Darüber hinaus wollen wir in diesem Forschungsbericht des IVW auch darlegen, welche Forschungsziele wir am Institut verfolgen und welche Aktivitäten derzeit geplant sind.
Das Verhältnis zwischen privater Gestaltung und staatlicher Regulierung in der Versicherungswirtschaft war das herausfordernde Thema des 16. Kölner Versicherungssymposiums 2011 und des vorliegenden Tagungsbandes. In dem allgemeinen Teil werden in Grundsatzbeiträgen die Positionen erwünschter und unerwünschter ordnungspolitischer Eingriffe in die Privatautonomie des Versicherungsmarkts dargestellt. In den anschließenden fünf Arbeitsgruppen zu den Bereichen Lebensversicherung, Krankenversicherung, Pflegeversicherung, Sachversicherungen und Haftpflichtversicherungen wurde das Spannungsverhältnis behandelt. Neben den Expertenstatements sind auch die Diskussionsbeiträge der Tagungsteilnehmer festgehalten.