The data-driven newsvendor problem with features has recently emerged as a significant area of research, driven by the proliferation of data across various sectors such as retail, supply chains, e-commerce, and healthcare. Given the sensitive nature of customer or organizational data often used in feature-based analysis, it is crucial to ensure individual privacy to uphold trust and confidence. Despite its importance, privacy preservation in the context of inventory planning remains unexplored. A key challenge is the nonsmoothness of the newsvendor loss function, which sets it apart from existing work on privacy-preserving algorithms in other settings. This paper introduces a novel approach to estimate a privacy-preserving optimal inventory policy within the f-differential privacy framework, an extension of the classical $(\epsilon, \delta)$-differential privacy with several appealing properties. We develop a clipped noisy gradient descent algorithm based on convolution smoothing for optimal inventory estimation to simultaneously address three main challenges: (1) unknown demand distribution and nonsmooth loss function; (2) provable privacy guarantees for individual-level data; and (3) desirable statistical precision. We derive finite-sample high-probability bounds for optimal policy parameter estimation and regret analysis. By leveraging the structure of the newsvendor problem, we attain a faster excess population risk bound compared to that obtained from an indiscriminate application of existing results for general nonsmooth convex loss. Our bound aligns with that for strongly convex and smooth loss function. Our numerical experiments demonstrate that the proposed new method can achieve desirable privacy protection with a marginal increase in cost.


翻译:基于特征的数据驱动新闻供应商问题近年来已成为一个重要的研究领域,这得益于零售、供应链、电子商务和医疗等多个领域数据的激增。鉴于基于特征分析中常使用的客户或组织数据的敏感性,确保个人隐私对于维护信任和信心至关重要。尽管其重要性不言而喻,但库存规划中的隐私保护问题尚未得到探索。一个关键挑战是新闻供应商损失函数的非光滑性,这使其有别于其他场景下已有的隐私保护算法研究。本文在f-差分隐私框架(经典$(\epsilon, \delta)$-差分隐私的扩展,具有若干良好性质)下,提出了一种估计隐私保护最优库存策略的新方法。我们开发了一种基于卷积平滑的裁剪噪声梯度下降算法用于最优库存估计,以同时应对三个主要挑战:(1)未知道求分布和非光滑损失函数;(2)个体数据的可证明隐私保证;(3)理想的统计精度。我们推导了最优策略参数估计和遗憾分析的有限样本高概率界。通过利用新闻供应商问题的结构,我们获得了比直接套用一般非光滑凸损失现有结果更快的超额总体风险界。我们的界与强凸且光滑损失函数的界一致。数值实验表明,所提出的新方法能够在成本小幅增加的情况下实现理想的隐私保护。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:33
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:21
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员