Uncertainty reduction is vital for improving system reliability and reducing risks. To identify the best target for uncertainty reduction, uncertainty importance measure is commonly used to prioritize the significance of input variable uncertainties. Then, designers will take steps to reduce the uncertainties of variables with high importance. However, for variables with minimal uncertainty, the cost of controlling their uncertainties can be unacceptable. Therefore, uncertainty magnitude should also be considered in developing uncertainty reduction strategies. Although variance-based methods have been developed for this purpose, they are dependent on statistical moments and have limitations when dealing with highly-skewed distributions that are commonly encountered in practical applications. Motivated by this problem, we propose a new uncertainty importance measure based on cumulative residual entropy. The proposed measure is moment-independent based on the cumulative distribution function, which can handle the highly-skewed distributions properly. Numerical implementations for estimating the proposed measure are devised and verified. A real-world engineering case considering highly-skewed distributions is introduced to show the procedure of developing uncertainty reduction strategies considering uncertainty magnitude and corresponding cost. The results demonstrate that the proposed measure can present a different uncertainty reduction recommendation compared to the variance-based approach because of its moment-independent characteristic.


翻译:不确定性削减对于提升系统可靠性和降低风险至关重要。为确定不确定性削减的最佳目标,通常采用不确定性重要度测度来评估输入变量不确定性的相对重要性。随后,设计人员将采取措施降低高重要性变量的不确定性。然而,对于不确定性极小的变量,控制其不确定性的成本可能难以接受。因此,在制定不确定性削减策略时亦需考虑不确定性的量级。尽管已有基于方差的方法用于此目的,但这些方法依赖于统计矩,且在处理实际应用中常见的高度偏态分布时存在局限。受此问题启发,我们提出一种基于累积剩余熵的新不确定性重要度测度。该测度基于累积分布函数构建,具有矩独立性,能够妥善处理高度偏态分布。本文设计并验证了估计该测度的数值实现方法。通过引入考虑高度偏态分布的实际工程案例,展示了兼顾不确定性量级与相应成本的削减策略制定流程。结果表明,由于所提测度的矩独立特性,其给出的不确定性削减建议与基于方差的方法存在显著差异。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6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
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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
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
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
1+阅读 · 2014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
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
13+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
18+阅读 · 2021年3月16日
Recent advances in deep learning theory
Arxiv
52+阅读 · 2020年12月20日
Arxiv
10+阅读 · 2020年11月26日
Augmentation for small object detection
Arxiv
13+阅读 · 2019年2月19日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
9+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关资讯
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
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
1+阅读 · 2014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
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
13+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