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多投入多产出的各投入比例决策方法(多目标转化为单目标)

已有 3814 次阅读 2015-5-16 08:31 |个人分类:数学|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 投入产出, 投入比例决策

例如:

网站有多个可投入的渠道,每个渠道来源可能产生几种网站指标的输出(如pv、uv、广告点击数、订单数等),如何确定各个渠道的投入比例,使得网站的各种指标最好。

约束:

投入(渠道)有s种,假设投入比例为R1,R2,...,Rs,R1+R2+...+Rs=1

产出(指标)有t种,投入s对应产出t的函数Fst(Rs),产出t总和Ot(R1,R2,...,Rs)=F1t(R1)+F2t(R2)+...+Fst(Rs)

目标:

max O1(R1,R2,...,Rs)

max O2(R1,R2,...,Rs)

...

max Ot(R1,R2,...,Rs)

转化为单目标:

需要把多目标转化为单目标,分几种情况:

如果各目标间没有可比性(采用单位不一致,含义不统一,不可比),可用指数权重乘积方法(表示每个目标值增长的比例可等同看待)

   max O1(R1,R2,...,Rs)^W1 * O2(R1,R2,...,Rs)^W2 * ... * Ot(R1,R2,...,Rs)^Ws

如果各目标间有可比性(单位相同,比如都用收入元),可用加权线性方法(表示每个目标值增长的值可等同看待)

   max W1*O1(R1,R2,...,Rs) + W2*O2(R1,R2,...,Rs) + ... + Ws*Ot(R1,R2,...,Rs)

如果各目标间有可比性,但总体上期望每个目标值都比较均衡,大小接近,可用调和方法(数值小的尽量提高,数值大的会被轻视)

   max 1 / ( W1/O1(R1,R2,...,Rs) + W2/O2(R1,R2,...,Rs) + ... + Ws/Ot(R1,R2,...,Rs) )

如果各目标间有一定可比性,但希望目标值量级差别不要太大,可通过开方加权方法(比较中庸)

   max W1*sqrt(O1(R1,R2,...,Rs)) + W2*sqrt(O2(R1,R2,...,Rs)) + ... + Ws*sqrt(Ot(R1,R2,...,Rs))

如果各目标间有一定可比性,但希望目标值大的越大小的越小,可通过平方加权方法(走极端,不常用)

   max W1*(O1(R1,R2,...,Rs)^2 + W2*O2(R1,R2,...,Rs)^2 + ... + Ws*Ot(R1,R2,...,Rs)^2

如果不用权重区分各目标的重要程度,可以设权重都为1

另,如果各目标有先后顺序,则不必转化为单目标,逐一求最优即可。

求解

最优化求解一般需要迭代,线性可用单纯形法,非线性可用梯度下降法。

软件可用R、matlab、python的scipy等。



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