We consider the sequential experimental design problem in the predict-then-optimize paradigm. In this paradigm, the outputs of the prediction model are used as coefficient vectors in a downstream linear optimization problem. Traditional sequential experimental design aims to control the input variables (features) so that the improvement in prediction accuracy from each experimental outcome (label) is maximized. However, in the predict-then-optimize setting, performance is ultimately evaluated based on the decision loss induced by the downstream optimization, rather than by prediction error. This mismatch between prediction accuracy and decision loss renders traditional decision-blind designs inefficient. To address this issue, we propose a directional-based metric to quantify predictive uncertainty. This metric does not require solving an optimization oracle and is therefore computationally tractable. We show that the resulting sequential design criterion enjoys strong consistency and convergence guarantees. Under a broad class of distributions, we demonstrate that our directional uncertainty-based design attains an earlier stopping time than decision-blind designs. This advantage is further supported by real-world experiments on an LLM job allocation problem.


翻译:我们考虑预测-优化范式中的序列实验设计问题。在该范式中,预测模型的输出被用作下游线性优化问题中的系数向量。传统序列实验设计旨在控制输入变量(特征),使得每次实验结果(标签)带来的预测精度提升最大化。然而在预测-优化场景中,性能最终基于下游优化引发的决策损失进行评估,而非预测误差。预测精度与决策损失之间的不匹配导致传统无视决策的设计效率低下。为解决该问题,我们提出一种基于方向性的度量来量化预测不确定性。该度量无需调用优化求解器,因而具有计算可操作性。我们证明所得序列设计准则具有强一致性与收敛性保证。在广泛分布的类别下,我们证明基于方向性不确定性的设计比无视决策的设计能获得更早的停止时间。这一优势在LLM任务分配问题的实际实验中得到了进一步验证。

0
下载
关闭预览

相关内容

设计是对现有状的一种重新认识和打破重组的过程,设计让一切变得更美。
决策智能中的时间序列预测大模型
专知会员服务
32+阅读 · 2025年5月8日
《战略智能体与有限反馈下的序贯决策》211页
专知会员服务
36+阅读 · 2025年5月7日
【牛津大学博士论文】序列决策中的迁移学习
专知会员服务
24+阅读 · 2024年11月10日
【博士论文】弱反馈的序列决策问题
专知会员服务
25+阅读 · 2023年1月2日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
国家自然科学基金
9+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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
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
11+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月6日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
9+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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
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
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员