A Unified Model for Evolutionary Multiobjective Optimization and its Implementation in a General Purpose Software Framework: ParadisEO-MOEO

This paper gives a concise overview of evolutionary algorithms for multiobjective optimization. A substantial number of evolutionary computation methods for multiobjective problem solving has been proposed so far, and an attempt of unifying existing approaches is here presented. Based on a fine-grained decomposition and following the main issues of fitness assignment, diversity preservation and elitism, a conceptual global model is proposed and is validated by regarding a number of state-of-the-art algorithms as simple variants of the same structure. The presented model is then incorporated into a generalpurpose software framework dedicated to the design and the implementation of evolutionary multiobjective optimization techniques: ParadisEO-MOEO. This package has proven its validity and flexibility by enabling the resolution of many real-world and hard multiobjective optimization problems. Key-words: evolutionary algorithms, multiobjective optimization, conceptual unified model, algorithm design and implementation, software frameworks in ria -0 03 76 77 0, v er si on 1 20 A pr 2 00 9 Un model unifié pour l’optimisation évolutionnaire multiobjectif et son implémentation dans un cadre logiciel générique: ParadisEO-MOEO Résumé : Ce document donne un aperu concis des algorithmes évolutionnaires pour l’optimisation multiobjectif. Un nombre conséquent de méthodes évolutionnaires dédiées à la résolution de problèmes multiobjectifs a été proposé à ce jour, et une tentative d’unifier les approches existantes est ici présentée. Sur la base d’une décomposition à grain fin et suite à la description des principales questions de fitness assignment, de préservation de la diversité et d’élitisme, un modèle conceptuel est proposé et validé en traitant un certain nombre algorithmes classiques comme de simples variantes de la même structure. Le modèle présenté est alors incorporé dans un logiciel dédié à la conception et à l’implémentation d’algorithmes évolutionnaires pour l’optimisation multiobjectif: Paradiseo-MOEO. Cette librairie a démontré sa validité et sa grande souplesse en permettant la résolution d’un grand nombre de problèmes d’optimisation multiobjectifs réels et difficiles. Mots-clés : algorithmes évolutionnaires, optimisation multiobjectif, modèle conceptuel unifié, conception et implémentation d’algorithme, cadre logiciel in ria -0 03 76 77 0, v er si on 1 20 A pr 2 00 9 A Unified Model for EMO and its Implementation in ParadisEO-MOEO 3