系统工程7-1.ppt

系统工程(C类),上海交通大学 宋元斌,2,系统评价,系统方案评价概述 系统方案评价方法 关联矩阵法 逐对比较法 古林法 层次分析法,3,系统评价概述,系统评价是决策的依据和基础。,认识 问题,探寻目标,综合方案,模型 化,优化或 仿真 分析,系统评价,决策 (分析),N,Y,初步分析,规范分析,综合分析,4,系统评价概述,系统工程不仅能提出许多解决问题（系统）的替代方案，而且还要从众多的替代方案中找出最优方案。 系统评价：综合评定系统解决方案的价值。 价值：系统方案满足系统目标的程度。 以价值大小为依据，选择最优系统方案。 综合评价：评价标准从多个方面考虑,5,系统评价概述,对于复杂的大系统来说，找出最优方案经常是非常困难的： 从不同的角度进行评价，会有不同评价标准，得出的系统方案的价值会有很大的差异。-有时选择评价角度是很困难的。例如，“一杯水和一颗钻石哪个更有价值?” 有时“最优”的标准并不十分明确，而且“最优”的标准也可能随着时间而变化的。,6,评价标准随着时间变化,例如：对城市交通系统进行评价。 早期评价标准： 从交通工具的动力等方面； 交通路线的建设等费用方面； 日常经营费用等经济方面。 近年评价标准： 包括上述各方面； 交通工具的方便性、舒适性、安全性、美观性等使用方面； 环境保护、节能减排等可持续性方面。,7,系统评价的概念,“综合”评价：评价是多方面的，评价标准时多方面的。 从5W1H来看 评价对象（What） 评价主体（Who） 评价目的（Why） 评价时期（When） 评价地点（Where） 评价方法（How）,8,8,系统评价的要素（5W1H）,评价对象（What）：接受评价的系统解决方案，如待开发的产品、待建设的工程项目、配送路径等。 评价主体（Who）：评定系统方案的价值的个人或集体。 方案的价值除了取决于评价对象的性质外，还与评价主体的性格特点有关。-“效用”。 评价目的（Why）即系统评价所能发挥的作用。 综合评价各系统方案的价值，为决策者选择系统方案提供依据； 还可解释和分析决策动机（评价准则背后是什么？）,9,系统评价的要素（5W1H）,评价时期（When）：在系统开发全过程中哪个阶段对系统方案进行评价。 （1）评价标准可能随着时间发生变化； （2）评价主体的对待方案的态度也可能发生变化。 评价地点（where）有两方面的含义： （1）评价范围：指评价对象所涉及到的范围； （2）评价立场：指评价主体观察问题的角度。,10,系统评价的要素（5W1H）,评价方法（How）： 费用效益分析法； 关联矩阵法； （原理性方法） 层次分析法； （评价要素多层次分布）,（工程经济学）,（教学内容）,11,系统评价的一般工作过程,系统评价就是根据预定的系统目的，在所提出替代方案的基础上，就各方案所能满足系统目标的程度进行评价，对各个替代方案进行排序。,初步分析,规范 分析,方案,确定 评价 标准,评价主体,选择 评价 方法,计算 方案价值,方案 优先性 排序,决 策,建立 评价 模型,排序,关联矩阵法,关联矩阵法是一种常用的综合评价方法 矩阵的行表示各替代方案（行） 矩阵的列表示各个评价指标 矩阵元素表示各方案在不同评价指标下的价值评定量 适用条件：各替代方案互相之间不存在干涉和影响。,12,13,评价准则,确定多个评价项目（也称评价指标） 确定各评价项目的权重Wj （即对于评价方案的重要性程度） 有两种确定权重的常用方法： （1）逐对比较法。 （2）古林法。 确定各评价项目的评价尺度 依据此尺度，判断各方案在某个评价项目下的价值量,14,Vi,X1 X2 Xn,Xj,Vij,Ai,A1 A2 Am,V11 V12 V1n V21 V22 V2n Vm1 Vm2 Vmn,.,.,.,关联矩阵,评价指标,替代方案,权重,综合评价值,按Vi的大小对所有方案排序,价值评定量,怎样求各评价指标的权重Wj?,逐对比较法,古林法,15,关联矩阵法表现形式,A1、A2、Am是某评价对象的m个替代方案。 X1、X2、Xn是评价替代方案的n个评价指标（项目）. W1、 W2、 W n是n个评价项目的权重. Vi1、Vi2、Vin是第i个替代方案Ai的关于Wj评价项目（j=1,2,n）的价值评定量。,16,例子：选择生产线方案,某企业为生产新开发的产品，制定了三个备选方案： 自行设计一条新的生产线(A1) 从国外引进一条生产线(A2) 利用现有设备改装一条生产线(A3),17,例子：选择生产线方案,评价者给出了5个评价项目（指标）： 期望利润(X1) 产品成品率(X2) 市场占有率(X3) 投资费用(X4) 产品外观(X5),18,例子: 选择生产线方案,5个评价指标的评价尺度表,对方案的预期结果通过评分，达到去量纲的目的,例子: 选择生产线方案,评价尺度表通常分为5级，参考了李克特量表 (Likert scale)的分级方法 李克特量表由美国社会心理学家利克特于1932年提出。 该量表由一组陈述组成，每一陈述有“非常同意”、“同意”、“不一定”、“不同意”、“非常不同意”五种回答，分别记为1，2，3，4，5 (评价尺度) 每个被调查者的总分就是对各道题的回答所得分数之和，说明他对某个调查主题的总倾向。 李克特量表简单易操作，因此得到广泛应用。,19,20,例子: 选择生产线方案,方案预期结果表,表中的数据不能直接作为Vij，还要根据评价尺度表做转换,21,例子：新生产线,方案的价值量,根据前面的评价尺度表来打分,22,逐对比较法,逐对比较法是确定评价指标权重的简便方法之一。 评价步骤： （1）计算各评价项目的权重 对各评价项目进行逐对比较，相对重要的项目得1分，不重要的得0分； 然后累计各评价项目的得分； 经过一定的换算以求得各评价项目的权重Wj。,23,逐对比较法,评价步骤（续）： （2）根据给定的评价尺度，对各替代方案的评价项目原始值进行评分，得到各评价项目的评价值Vij， （3）求每行的加权和，以获得各方案的综合评价值Vi。 （4）根据Vi确定各方案的排序。,参见Flash 系统工程7-逐对比较法.swf,24,逐对比较法例子: 新生产线,25,Vij,Ai,3.0,3.4,4,2.7,Xj,例子: 新生产线,关联矩阵表（逐对比较法）,3*0.4+3*0.3+3*0.1+3*0.2+4*0.0=3.0,Wj,例子: 新生产线,分析计算结果 因为V2V1V3 所以方案A2优于方案A1，方案A1又优于方案A3 注意：上述结果不能这样解释“因为V2最大，所以就要采用A2”，不能只向决策者提供最好结果V2 ，而应向决策者提供一个各替代方案的排序，由决策者自己选择采用哪个方案。,26,逐对比较法的缺陷,可能计算得到等于“0”的权重（如上例中的“产品外观”评价项目） 在进行综合计算时，如果一个评价项目的权重为“0”，等于此评价项目没有参与评价，这是不妥当的。 产生“0”权重的原因是相应的评价项目重要性比其他的项目都低 最不重要的评价项目仍是一个评价准则，不能被忽视。,27,28,古林法,确定评价指标间重要度倍数（Rj） : 按评价项目自上而下地两两比较其重要性； 对Rj进行基准化处理，得到Kj 对Kj进行归一化处理 比逐对比较法更好！可以克服“0”权重的问题。,参见Flash 系统工程7-古林法.swf,29,3,4,1/2,3,古林法求Wj 例表,Wj,(18/31),30,古林法求Vij(没有打分),1.250/(1.250+1.404+1)=0.342,打分好？还是不打分好？,31,古林法求Vij（续）,32,Vij,Ai,Xj,关联矩阵例表（古林法）,Wj,33,例子：选择生产线方案,分析计算结果 因为V2V1V3 所以A2优于A1，A1优于A3 注意：而应向决策者提供一个各替代方案的排序，不能只向决策者提供最好方案。,古林法的应用困难,34,很多时候，评价人员很难确定两个评价项目之间的相对重要性倍数。,35,作业1,分别用逐对比较法和古林法对以下三种替代方案进行排序，找出最好的设计方案。 为了提高城市交叉路口的安全，设计了三种替代