بهینه‌سازی چندمنظوره

بهینه‌سازی چندمنظوره (همچنین با نام‌های برنامه‌ریزی چندمنظوره، بهینه‌سازی برداری، بهینه‌سازی چندمعیاره، بهینه‌سازی چندشاخه یا بهینه‌سازی پارتو نیز شناخته می‌شود) حوزه‌ای از تصمیم‌گیری چندمعیاره است که به مسائل بهینه‌سازی ریاضی مربوط شده و شامل بیش از یک تابع هدف است که باید به‌طور همزمان بهینه شوند. بهینه‌سازی چندمنظوره در بسیاری از زمینه‌های علوم از جمله مهندسی، اقتصاد و لجستیک که در آن‌ها نیاز به اتخاذ تصمیم‌های بهینه در صورت وجود بده‌بستان میان دو یا چند هدف متضاد است، استفاده می‌شود. به حداقل رساندن هزینه در حین به حداکثر رساندن راحتی هنگام خرید خودرو، و به حداکثر رساندن عملکرد در حالی که مصرف سوخت و انتشار آلاینده‌های یک وسیله نقلیه به حداقل می‌رسد، نمونه‌هایی از مسائل بهینه‌سازی چندمنظوره هستند که به ترتیب شامل دو و سه هدف می‌باشند. در مسائل عملی، می‌تواند بیش از سه هدف وجود داشته باشد.

برای یک مسئله بهینه‌سازی چندمنظوره غیربدیهی، راه‌حل واحدی وجود ندارد که به‌طور همزمان هر هدف را بهینه کند. در آن صورت گفته می‌شود که توابع هدف متضاد هستند. در صورتی که نتوان ارزش هیچ‌یک از توابع هدف را بدون کاهش برخی از مقادیر هدف دیگر بهبود بخشید، به آن بهینه پارتو (جواب نامغلوب، کارآمد پارتو یا noninferior) گفته می‌شود. بدون در اختیار داشتن اطلاعات اضافی، تمامی جواب‌های بهینه پارتو به یک اندازه خوب هستند و با یکدیگر برابر در نظر گرفته می‌شوند.

مفهوم هم‌ارزی (Equivalency) یا عدم فرومایگی (Non-Inferiority) برای اولین بار توسط ویلفردو پارتو و فرانسیس یسیدرو اجورث و در حوزه اقتصاد معرفی شد. از آن زمان تاکنون، مفهوم بهینه‌سازی چندمنظوره، جای پای خود را در حوزه طراحی و مهندسی مستحکم کرده‌است. ترجمه تحقیقات ویلفردو پارتو به زبان انگلیسی در سال ۱۹۷۱ میلادی، منجر به پیاده‌سازی روش بهینه‌سازی چندمنظوره در حوزه مهندسی و ریاضیات کاربردی شد. در طول سه دهه اخیر، به‌کارگیری روش‌های بهینه‌سازی چندمنظوره در بسیاری از حوزه‌های مهندسی و طراحی به رشد ثابت خود ادامه داده‌است.

منابع

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Multi-objective optimization». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۶ دسامبر ۲۰۲۲.