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综合评价方法与案例精选 1 随着我国社会经济发展与科学技术进步 人们对各类问题的考察视野已从分析拓广到了综合 而综合评价技术正是实现这一转变的有效方法 综合评价方法的科学化 现代化对促进社会发展和技术进步有着积极的意义 综合评价方法是一个多学科边缘交叉 相互渗透 多点支撑的新兴研究领域 近年来 国内出现了不少用现代方法研究多指标综合评价问题的案例 然而在研究中也还存在一些问题 主要表现在 第一 在理论发展和实践应用之间还存在空白 缺少应用理论基础研究 第二 各方法往往结合某个现实问题独立地被运用 缺少系统化综合研究和集成研究 2 综合评价方法有许多 一些新兴的学科方法如模糊数学 人工神经网络技术 灰色系统理论等等也都引入到综合评价的研究中来 可以看到 当前关于传统的综合评价方法以及统计的综合评价方法已经有学者进行了比较系统地总结 而针对现代的 系统的综合评价方法却缺少系统的总结和介绍 我们在这里给大家介绍几种比较流行的现代综合评价方法的理论和应用 主要内容包括 层次分析法 模糊综合评判法 数据包络分析法 人工神经网络评价法 灰色综合评价法及其在经济管理中的典型应用案例 3 主要内容 4 综合评价方法与案例精选目录 第一章概论与导入第二章层次分析法第三章模糊综合评判法第四章数据包络分析法第五章人工神经网络评价法第六章灰色综合评价法第七章综述与创新第八章结束语 我国综合评价活动的发展 5 第一章概论与导入 第一节综合评价概述第二节指标体系的建立第三节指标权重的确定第四节评价方法的选择 6 第一节综合评价概述 评价综合评价构成要素 评价目的 被评价对象 评价者 评价指标 权重系数 综合评价模型 评价结果评价程序 熟悉评价对象 确立评价指标体系 确定指标权重 建立评价模型 分析评价结果 7 一 评价 评价是人类社会中一项经常性的 极为重要的认识活动 现实社会生活中 对一个事物的评价常常要涉及到多个因素或多个指标 评价是在多因素相互作用下的一种综合判断 比如要判断哪个高校的声望高 就得从若干个高校的在校学生规模 教学质量 科研成果 校址的地理位置等方面进行综合比较 可以这样说 几乎任何综合性活动都可以进行综合评价 随着人们的活动领域的不断扩大 人们所面临的评价对象日趋复杂 人们不再能只考虑被评价对象的某一方面 必须全面地从整体的角度考虑问题 8 二 综合评价 所谓综合评价即对评价对象的全体 根据所给的条件 采用一定的方法 给每个评价对象赋予一个评价值 再据此择优或排序 综合评价的目的 通常是希望能对若干对象 按一定意义进行排序 从中挑出最优或最劣对象 对于每一个评价对象 通过综合评价和比较 可以找到自身的差距 也便于及时采取措施 进行改进 9 多指标综合评价方法是对多指标进行综合的一系列有效方法的总称 它具备以下特点 它的评价包含了若干个指标 这多个评价指标分别说明被评价事物的不同方面 评价方法最终要对被评价事物作出一个整体性的评判 用一个总指标来说明被评价事物的一般水平 10 三 构成综合评价问题的要素 1 评价目的 对某一事物开展综合评价 首先要明确为什么要综合评价 评价事物的哪一方面 评价的精确度要求如何 等等 2 被评价对象 评价对象可能是人 是事 是物 也可能是它们的组合 同一类评价对象的个数要大于1 这一步的实质是明确对象系统 评价对象系统的特点直接决定着评价的内容 方式以及方法 3 评价者 评价者可以是某个人 专家 或某团体 专家小组 评价目的的确定 被评价对象的确定 评价指标的建立 权重系数的确定 评价模型的选择都与评价者有关 11 4 评价指标 所谓指标是指根据研究的对象和目的 能够确定地反映研究对象某一方面情况的特征依据 每个评价指标都是从不同侧面刻画对象所具有的某种特征 所谓指标体系是指由一系列相互联系的指标所构成的整体 它能够根据研究的对象和目的 综合反映出对象各个方面的情况 指标体系不仅受评价客体与评价目标的制约 而且也受评价主体价值观念的影响 12 5 权重系数 相对于某种评价目标来说 评价指标之间的相对重要性是不同的 评价指标之间的这种相对重要性的大小 可用权重系数来刻画 当被评价对象及评价指标都确定时 综合评价的结果就依赖于权重系数了 即权重系数确定的合理与否 关系到综合评价结果的可信程度 因此 对权重系数的确定应特别谨慎 13 6 综合评价模型 所谓多指标综合评价 就是指通过一定的数学模型将多个评价指标值 合成 为一个整体性的综合评价值 7 评价结果 输出评价结果并解释其含义 依据评价结果进行决策 应该注意的是 应正确认识综合评价方法 公正看待评价结果 综合评价结果只具有相对意义 即只能用于性质相同的对象之间的比较和排序 14 综合评价的具体方法有许多 各不尽相同 但各种方法的总体思路是统一的 大致可分为熟悉评价对象 确立评价的指标体系 确定各指标的权重 建立评价的数学模型 评价结果的分析等几个环节 其中确立指标体系 确定各指标权重 建立数学模型这三个环节是综合评价的关键环节 四 综合评价程序 15 1确立评价对象 评价的对象通常是同类事物 横向 或同一事物在不同时期的表现 纵向 2明确评价目标 评价目标不同 所考虑的因素就有所不同 3组织评价小组 评价小组通常由评价所需要的技术专家 管理专家和评价专家组成 4确定评价指标体系 指标体系是从总的或一系列目标出发 逐级发展子目标 最终确定各专项指标 16 5选择或设计评价方法 要选择成熟的 公认的评价方法 并注意评价评价方法与评价目的的匹配 注意评价方法的内在约束 掌握不同方法的评价角度与评价途径 6选择和建立评价模型 评价问题的关键是在于从众多的方法模型中选择一种恰当的方法模型 任何一种综合评价方法 都要依据一定的权数对各单项指标评判结果进行综合 权数比例的改变会变更综合评价的结果 7评价结果分析 综合评价工作是一件主观性很强的工作 我们在评价工作中必须以客观性为基础 提高评价方法的科学性 保证评价结果的有效性 当然 由于综合方法的局限性 使得它的结论只能作为认识事物 分析事物的参考 而不能作为决策的唯一依据 17 第二节指标体系的建立 选取原则 简单性 独立性 代表性 可行性确定方法 经验法和数学方法注意事项 指标筛选指标无量纲化处理 18 评价指标体系由多个相互联系 相互作用的评价指标 按照一定层次结构组成的有机整体 在建立评价指标体系时 应遵循以下原则 1指标宜少不宜多 宜简不宜繁 关键在于评价指标在评价过程中所起作用的大小 目的性是出发点 2指标应具有独立性 每个指标要内涵清晰 相对独立 同一层次的各指标间应尽量不相互重叠 相互间不存在因果关系 19 3指标应具有代表性 能很好地反映研究对象某方面的特性 4指标应可行 符合客观实际水平 有稳定的数据来源 易于操作 也就是应具有可测性 指标体系的确定具有很大的主观随意性 在实际应用中 专家调研法是一种常用的方法 该法的关键是物色专家以及确定专家的人数 20 需要注意的是 在对备选方案进行综合评价之前 要注意评价指标类型的一致化处理 有些指标是正指标 有些指标是逆指标 有些指标是定量的 有些指标是定性的 指标处理中要保持同趋势化 以保证指标间的可比性 对于效益型指标 越大越好 对于成本型指标 则越小越好 对于区间型指标 属性值在某一固定区间为最好 这就要求对评价指标属性值进行归一化处理 对于定性指标首先要经过各种处理 使其转化成数量表示的指标 对于定量指标 其性质和量刚也有不同 造成了各指标间的不可共度性 需要对评价指标作无量刚化处理 21 第三节指标权重的确定 明确确定指标权重的意义加权方法 经验加权 定性加权 数学加权 定量加权 主观赋权 客观赋权赋权方法简评 22 为了体现各个评价指标在评价指标体系中的作用地位以及重要程度 在指标体系确定后 必须对各指标赋予不同的权重系数 权重是以某种数量形式对比 权衡被评价事物总体中诸因素相对重要程度的量值 合理确定权重对评价或决策有着重要意义 明确确定指标权重的意义 23 指标的权重是指标评价过程中其相对重要程度的一种主观客观度量的反映 确定权重也称加权 它表示对某指标重要程度的定量分配 加权的方法大体上可以分为两种 1 经验加权 也称定性加权 它的主要优点是由专家直接估计 简便易行 2 数学加权 也称定量加权 它以经验为基础 数学原理为背景 间接生成 具有较强的科学性 24 目前 权数确定的方法主要采用专家咨询的经验判断法 权数的确定基本上已由个人经验决策转向专家集体决策 在数据处理时 一般用算术平均值代表评委们的集中意见 其计算公式为 25 然后 尚需进行归一化处理 归一化的公式如下 上述方法依据评委专家的知识 经验和个人价值观对指标体系进行分析 判断并主观赋权 一般来说 这样所确定的权数能正确反映各指标的重要程度 保证评价结果的准确性 但是 为了提高科学性 也可采用其他确定权重的方法 比如层次分析法 AHP 26 另外 根据计算权数时原始数据的来源不同 大致也可归为两类 一类是主观赋权法 其原始数据主要由专家根据经验判断得到 另一类为客观赋权法 其原始数据由各指标在评价中的实际数据形成 这里需要说明的是 并不是只有客观赋权法才是科学的方法 主观赋权法也同样是科学的方法 主观 与 随意 是两个不同的概念 27 第四节评价方法的选择 评价方法的历史沿革评价方法的种类 1 专家评价法 专家打分法 2 运筹学等数学方法 AHP DEA等 3 新型评价法 人工神经网络 BP 灰色评价等 4 混合方法 AHP 模糊综合评价等评价方法筛选原则熟悉 理论基础牢固 简洁 适用专家打分评价法 28 一评价方法的历史沿革 20世纪60年代 模糊数学在综合评价中得到了较为成功的应用 产生了特别适合于对主观或定性指标进行评价的模糊综合评价方法 20世纪70 80年代 产生了多种应用广泛的评价方法 诸如层次分析法 数据包络分析法等等 20世纪80 90年代 将人工神经网络技术和灰色系统理论应用于综合评价 当前 多目标 多层次综合评价已经涉及到人类生活领域的各个方面 其应用的范围愈来愈广 所使用的方法也愈来愈多 29 二评价方法的种类 评价方法的分类很多 按照评价与所使用信息特征的关系 可分为基于数据的评价 基于模型的评价 基于专家知识的评价以及基于数据 模型 专家知识的评价 我们的定位是现代综合评价方法 根据各评价方法所依据的理论基础 这里把综合评价方法大体分为三大类 1 专家评价方法 如专家打分综合法 2 运筹学与其他数学方法 如层次分析法 数据包络分析法 模糊综合评判法 3 新型评价方法 如人工神经网络评价法 灰色综合评价法 4 混合方法 这是几种方法混合使用的情况 如AHP 模糊综合评判 模糊神经网络评价法 30 近年来热点的综合评价方法 判别分析法贝叶斯判别分析贝叶斯网络法基于比较风险的综合排序法集对分析法 31 三评价方法筛选原则 在选择评价方法时应适应综合评价对象和综合评价任务的要求 根据现有资料状况 作出科学的选择 也就是说 评价方法的选取主要取决于评价者本身的目的和被评价事物的特点 而且 就同一种评价方法本身而言 在一些具体问题的处理上也并非相同 需要根据不同的情况做不同的处理 因此从一定程度上讲 综合评价方法既是一门科学 对该方法的应用又是一门艺术 32 以下几条筛选原则可供参考 1 选择评价者最熟悉的评价方法 2 所选择的方法必须有坚实的理论基础 能为人们所信服 3 所选择的方法必须简洁明了 尽量降低算法的复杂性 4 所选择的方法必须能够正确地反映评价对象和评价目的 33 四专家打分评价法 在这里先谈谈专家打分评价法 专家评分法是在定量和定性分析的基础上 以打分等方式做出定量评价 其结果具有数理统计特性 专家评分法的最大优点是 在缺乏足够统计数据和原始资料的情况下 可以做出定量估价 34 它的主要步骤是 首先根据评价对象的具体情况选定评价指标 对每个指标均定出评价等级 每个等级的标准用分值表示 然后以此为基准 由专家对评价对象进行分析和评价 确定各个指标的分值 最后采用加法评分法 连乘评分法或加乘评分法求出各评价对象的总分值 从而得到评价结果 考虑到各指标重要程度的不同及专家权威性的大小 后又发展了加权评分法 其中 加权和法是人们最经常使用的评价方法 专家评价的准确程度 主要取决于专家的阅历经验以及知识的广度和深度 专家评分法具有使用简单 直观性强的特点 但其理论性与系统性不强 35 第二章层次分析法 AHP 第一节思想和原理第二节AHP的基本方法与步骤第三节多层次分析法基本步骤第四节应用案例选粹 36 第一节思想和原理 层次分析法 TheAnalyticalHierarchyProcess 简称AHP 是美国匹兹堡大学教授运筹学家萨迪 A L Saaty 于20世纪70年代提出的一种在处理复杂的决策问题中 进行方案比较排序的方法 37 它的基本思想是把一个复杂的问题分解为各个组成因素 并将这些因素按支配关系分组 从而形成一个有序的递阶层次结构 通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性 然后综合人的判断以确定决策诸因素相对重要性的总排序 层次分析法的出现给决策者解决那些难以定量描述的决策问题带来了极大的方便 从而使它的应用几乎涉及任何科学领域 38 39 40 41 基本思想 把复杂问题分解成各个组成因素 又将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构 通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性 然后综合决策者的判断 确定决策方案相对重要性的总排序 特点 将决策者对复杂系统的评价决策思维过程数学化 选择最满意的汽车 价格 油耗 舒适度 动力 奔驰 本田 桑坦纳 42 尽管AHP具有模型的特色 在操作过程中使用了线性代数的方法 数学原理严密 但是它自身的柔性色彩仍十分突出 层次分析法十分适用于具有定性的 或定性定量兼有的决策分析 它是一种十分有效的系统分析和科学决策方法 43 第二节AHP的基本方法与步骤 运用AHP进行决策时 大体可分为4个步骤进行 分析系统中各元素之间的关系 建立系统的递阶层析结构 对同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较 构造两两比较判断矩阵 由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重 计算各层元素对系统目标的合成权重 并进行排序 44 一 递阶层次结构的建立 最高层 问题的预定目标或理想结果 也称目标层 中间层 包括为了实现目标所涉及的中间环节 也可以由若干层次组成 包括所考虑的准则 子准则 也称为准则层 最底层 实现目标的各种措施 决策方案等 也称为方案层 递阶层次结构示意图 45 例 过河效益分析 目标层 准则层 方案层 46 二 构造两两比较判断矩阵 47 判断矩阵 48 判断矩阵 49 判断矩阵 aij是元素ui与uj相对于C的重要性的比例标度 判断矩阵具有下述性质 50 例 ui与uj相比重要性比例标度为3 而uj与uk相比重要性比例标度为2 如果认为ui与uk相比重要性比例标度为6 当上式对A的所有元素均成立时 判断矩阵A成为一致性矩阵 51 三 单一准则下元素相对权重的计算 求出各元素相对于准则C的相对权重 向量形式 52 一 权重计算方法 1 和法 每一列归一化后近似权重 第一步 A的元素按列归一化 53 第一步 A的元素按列归一化 54 第二步 将归一化后的各行相加 第三步 将相加后的结果除以n即得权重向量 55 例 各型号汽车对于动力指标的权重 按列归一化 各行相加 相加后的向量除以n 56 2 方根法 第一步 将判断矩阵A的每一行元素相乘后求其1 n次根即 第二步 对矩阵进行归一化处理 即 57 例 各型号汽车对于动力指标的权重 58 3 特征向量法 59 3 特征向量法现以测量物体重量为例 设有n个物体A1 A2 An 其重量分别为把n个物体的重量两两对比可得如下nxn矩阵 很显然 60 如果用右乘A 则可得 即 AW nW或 A nI W 0 61 A nI W 0即是矩阵的特征根方程 n是其中的一个特征根 一般用表示 w就是矩阵A的对应于特征根n的特征向量 如果已知A 就可以通过求解矩阵A的特征根的方法找到W的相对值 62 把物体重量的这个性质用在目标的重要性上 可以得出这样的启示 先用两两对比法构造出判断矩阵A 然后通过求它的特征根及特征向量的方法术出W 此向量W即为各目标的权系数 当矩阵完全满足时 我们称这个判断矩阵具有完全的一致性 此时这个矩阵的最大特征根只有一个 即其余特征根为零 63 例 求矩阵A的特征根和特征向量 64 二 一致性检验 判断矩阵是计算排序权向量的根据 因此要求判断矩阵具有一致性 排序向量的计算方法都是一种近似算法 当判断矩阵偏离一致性过大时 这种近似估计的可靠程度也就值得怀疑 违反常识 经不起推敲 65 一致性检验 只有当矩阵完全一致时 判断矩阵A才存在 而不一致时 即可用这个差值大小来检验一致性的程度 一般用这个一致性指标 愈小 说明一致性愈大 consistencyindex 二 一致性检验 66 考虑到一致性偏差还可能是随机原因造成的 在检验判断矩阵是否具有满意的一致性时 还得将与平均随机一致性指标进行比较 得出检验数 即R I randomindex 与判断矩阵的阶数有关 一般阶数愈大 出现一致性随机偏离的可能性也愈大 一般有如下数据 67 单层次判断矩阵A的一致性检验进行一致性检验的步骤如下 a 计算一致性指标C I 式中n为判断矩阵阶数 b 计算平均随机一致性指标R I c 计算一致性比例C R C R C I R I 当C R 0 1时 一般认为判断矩阵的一致性是可以接受的 68 四 计算各层元素对目标层的合成权重 69 70 71 72 73 汽车选择问题中综合重要度的计算 74 综合重要度的计算 75 同样需要从上到下逐层进行一致性检验 若已经求得以C层上元素Cj为准则的 一致性检验指标C I j 2 平均随机一致性指标R I j 2 一致性比例C R j 2 那么 C层的综合指标C I 2 R I 2 C R 2 应为 76 汽车选择问题中综合重要度的计算 77 实际应用时 整体一致性检验常常可以省略 决策者给出单目标下准则判断矩阵时 是难以对整体进行考虑的 当整体一致性不满足要求时 进行调整也比较困难 因此目前大多数实际工作都没有对整体一致性进行严格检验 其必要性有待于进一步讨论 78 第三节多层次分析法基本步骤 建立层次分析结构 79 1 递阶层次结构 80 2 计算单一准则下元素的相对重要性这一步是计算各层中元素相对于上层各目标元素的相对重要性 层次单排序 参见前面的单层次模型 例 如图相对于目标A1而言 C1 C2 C3 C4相对重要性权值为w11 w12 w13 w14 同理相对目标A2 C1 C2 C3 C4相对重要性权值为w21 w22 w23 w24 81 3 计算各元素的总权重 82 4 评价层次总排序计算结果的一致性设 CI为层次总排序一致性指标 RI为层次总排序随机一致性指标 其计算公式为 CIi为Ai相应的B层次中判断矩阵的一致性指标 RIi为Ai相对应的B层次中判断矩阵随机一致性指标并取当 认为层次总排序的结果具有满意的一致性 83 第四节应用案例 案例一 某厂有一笔企业留成利润要决定如何使用 根据各方意见提出的决策方案有 发奖金 扩建集体福利设施 办技校 建图书馆 购买新设备 在决策时要考虑调动职工劳动积极性 提高职工技术文化水平 改善职工物质文化生活三方面 据此构造各因素之间相互联结的层次结构模型如下图所示 84 1 层次结构图 85 2 计算单一准则下元素的相对重要性 i 第二层相对于第一层的判断矩阵通过计算得判断矩阵的特征向量和特征值分别为 W 0 105 0 637 0 258 max 3 039对判断矩阵进行一致性检验 即计算C I 和C R C I 0 019C R 0 033 0 1说明判断矩阵的一致性可以接受 86 ii 第三层元素相对于第二层元素判断矩阵 87 w31 W32 W33 w34 w35 88 3 计算各元素的总权重 89 4 结论 发奖金 福利设施 办技校 建图书馆 新设备W 0 157 0 164 0 393 0 113 0 172 C I 0 028R I 0 923CR 0 03 0 10计算结果表明 对于合理使用企业留成利润来说 办技校是首选的方案 90 案例二 运用AHP方法选择世界杯上场队员案例 本案例运用AHP方法 对中国男子足球队在世界杯比赛中应该首发出场的中后卫人选进行决策 91 目标A 在世界杯比赛中取得好成绩 准则C有四个 技术 心理 经验 伤病 方案D 可供选择的球员 范志毅 杜威 李伟峰 张恩华和徐云龙五位可踢中后卫的球员 92 据此建立模型的递阶层次结构如下图 模型 93 构造第二层相对第一层的判断矩阵 W 0 398 0 236 0 167 0 199 max 4 060C I 0 020C R 0 022 0 1判断矩阵的一致性可以接受 94 第三层各因素对于第二层元素的判断矩阵 W 0 217 0 151 0 395 0 160 0 077 max 5 015C I 0 017C R 0 015 0 1一致性检验通过 95 W 0 370 0 069 0 169 0 326 0 066 max 5 018C I 0 012C R 0 011 0 1一致性检验通过 第三层各因素对于第二层元素的判断矩阵 96 W 0 439 0 044 0 161 0 271 0 085 max 5 186C I 0 047C R 0 042 0 1一致性检验通过 第三层各因素对于第二层元素的判断矩阵 97 W 0 082 0 260 0 138 0 260 0 260 max 5 010C I 0 002C R 0 002 0 1一致性检验通过 第三层各因素对于第二层元素的判断矩阵 98 最后计算出层次总排序的权重向量为 W 0 263 0 136 0 251 0 238 0 112 C I 0 049R I 1 120C R 0 044 0 1层次总排序一致性检验通过计算结果表明 中国国家足球队在世界杯比赛中 首发的中后卫应该是范志毅和李伟峰 替补的顺序应该依次为张恩华 杜威和徐云龙 99 步骤小结 1 明确问题 2 建立层次结构 3 构造判断矩阵 4 层次单排序及其一致性检验 5 层次总排序及一致性检验 6 作出相应决策AHP的计算主要通过软件实现 简单方便 使AHP法在现实中已得到了广泛应用 100 案例三 AHP在风险投资项目决策中的应用 风险投资 风险投资是指通过一定的机构和方式向各类机构或个人筹集风险资本 然后将其投入具有高度不确定性的企业或项目 并以一定的方式参与所投资风险企业或项目的管理 期望通过实现项目的高成长率并最终通过出售股权等方式获得高额中长期收益的一种投资体系 其一般多以投资基金方式运作 运作的程序包括项目估价 项目决策 谈判和签订协议 辅导管理及退出四个阶段 其中以项目的评估与决策最为关键 因为它是整个风险投资程序的至关重要的第一阶段 也是提高风险资金利用效率和决定风险投资项目成功与否的关键 101 风险投资项目的不确定性主要表现在以下几个方面 如项目的技术是否具有超前意识 是否可以实现 投资产品是否具有广阔的市场前景 市场占有率会有多大 产品的市场竞争能力如何等 风险投资公司在对项目进行评估时 需要从创业者素质 市场潜力 产品技术 公司管理 财务 国家政策环境等方面对投资项目进行综合评价 即项目目标的选择是一个多目标 多层次 结构复杂 因素众多的大系统 需要一种可将决策者的经验予以量化 将定性和定量相结合 并对决策对象进行优劣排序 筛选的多目标决策分析方法 用AHP法解决这一问题 102 根据对风险投资因素的分析 各个备选项目的评价主要包括以下几个方面 1 技术 1 指的是技术开发方面的各种不确定因素 如技术难度 技术适用性 技术成熟性 技术配套性 技术生命周期等 2 市场潜力 2 指难以确定的市场需求 产品竞争力 上市时机 市场扩展速度 潜在竞争者影响 产品替代性等 3 管理 3 即人员素质与经验 领导判断与决策的科学化 企业组织合理性 项目管理机制等 4 领导者素质 4 指创业者的专业知识水平 领导水平 能力 性格等 确定了这些影响项目选择的评价准则 也就构造出如图2 2所示的层次结构分析模型 103 风险投资层次结构图 104 建立判断矩阵及其一致性检验 105 建立判断矩阵及其一致性检验 注 106 建立判断矩阵及其一致性检验 注 107 建立判断矩阵及其一致性检验 注 108 建立判断矩阵及其一致性检验 注 109 建立判断矩阵及其一致性检验 注 110 从表2 17可以看出 项目 的综合评价最好 获评价值0 4968 高于 和 所以 项目是最佳选择 在实际工作中 仍然要结合具体的情况对项目做出评价选择 该方法亦应与其它评价决策方法相结合 以尽可能地真正反映出风险投资项目的真实情况 从而为做出正确决策提供依据 111 练习 推选班长 目标层 选一好班长 健康状况 业务知识 创新能力 写作能力 工作作风 准则层 方案层 政策水平 112 主要参考文献 1 赵焕臣 许树柏 和金生 层次分析法 一种简易的新决策方法 北京 科学出版社 19862 李宝山 管理系统工程 北京 中国人民大学出版社 20043 杜栋 AHP判断矩阵一致性问题的数学变换解决方法 决策科学与应用 北京 海洋出版社 1996 99 1044 杜栋 论AHP的标度评价 运筹与管理 2000 9 4 42 455 杜栋 基于0 1 0 9标度的AHP再研究 系统工程与电子技术 2001 23 5 36 386 沈良峰 樊相如 基于层次分析法的风险投资项目评价与决策 基建优化 2002 23 4 20 22 113 第三章模糊综合评价法 第一节思想和原理第二节模型和步骤第三节应用案例选粹模糊综合评判法在质量经济效益评价中的应用模糊综合评价法在物流选址中的应用 114 第一节思想和原理 在客观世界中存在着许多不确定性 这种不确定性表现在两个方面 一是随机性 事件是否发生的不确定性 二是模糊性 事物本身状态的不确定性 115 在客观世界中 存在着大量的模糊概念和模糊现象 一个概念和与其对立的概念无法划出一条明确的分界 他们是随着量变逐渐过渡到质变的 例如 年轻 和 年老 高与矮 胖与瘦 美与丑 等没有确切界限的一些对立概念都是所谓的模糊概念 凡涉及模糊概念的现象被称为模糊现象 现实生活中的绝大多数现象 存在着中介状态 并非非此即彼 表现出亦此亦彼 存在着许多 甚至无穷多的中间状态 116 总之 模糊性是事件本身状态的不确定性 或者说是指某些事物或者概念的边界不清楚 这种边界不清楚 不是由于人的主观认识达不到客观实际所造成的 而是事物的一种客观属性 是事物的差异之间存在着中间过渡过程的结果 117 模糊数学就是试图利用数学工具解决模糊现象一门学科 1965年 美国加州大学的控制论专家扎德发表了一篇题为 模糊集合 的重要论文 第一次成功地运用精确的数学方法描述了模糊概念 从而宣告了模糊数学的诞生 从此 模糊现象进入了人类科学研究的领域 118 模糊数学的产生把数学的应用范围 从精确现象扩大到模糊现象的领域 去处理复杂的系统问题 模糊数学决不是把已经很精确的数学变得模模糊糊 而是用精确的数学方法来处理过去无法用数学描述的模糊事物 从某种意义上来说 模糊数学是架在形式化思维和复杂系统之间的一座桥梁 通过它可以把多年积累起来的形式化思维 也就是精确数学的一系列成果 应用到复杂系统里去 119 模糊数学着重研究 认知不确定 一类的问题 其研究对象具有 内涵明确 外延不明确 的特点 我们知道 一个事物往往需要用多个指标刻画其本质与特征 并且人们对一个事物的评价又往往不是简单的好与不好 而是采用模糊语言分为不同程度的评语 由于评价等级之间的关系是模糊的 没有绝对明确的界限 因此具有模糊性 显而易见 对于这类模糊评价问题 利用经典的评价方法存在着不合理性 120 模糊综合评价是借助模糊数学的一些概念 对实际的综合评价问题提供一些评价的方法 具体地说 模糊综合评价就是以模糊数学为基础 应用模糊关系合成的原理 将一些边界不清 不易定量的因素定量化 从多个因素对被评价事物隶属等级状况进行综合性评价的一种方法 121 应用模糊集合论方法对决策活动所涉及的人 物 事 方案等进行多因素 多目标的评价和判断 就是模糊综合评判 最早是由我国学者汪培庄提出的 其基本原理是 首先确定被评判对象的因素 指标 集和评价 等级 集 再分别确定各个因素的权重及它们的隶属度向量 获得模糊评判矩阵 最后把模糊评判矩阵与因素的权向量进行模糊运算并进行归一化 得到模糊评价综合结果 122 本方法的优点是 数学模型简单 容易掌握 对多因素 多层次的复杂问题评判效果比较好 是别的数学分支和模型难以代替的方法 这种模型应用广泛 在许多方面 采用模糊综合评判的实用模型取得了很好的经济效益和社会效益 123 第二节模型和步骤 124 一 确定评价指标和评价等级 125 二 构造评价矩阵和确定权重 126 其中rij表示从指标ui着眼 该评判对象能被评为vj的隶属度 i 1 2 m j 1 2 n 一般将其归一化使之满足得到这样的模糊关系矩阵 尚不足对事物做出评价 评价指标集中的各个指标在 评价目标 中的有不同的地位和作用 即各评价指标在综合评价中占有不同的比重 拟引入U上的一个模糊子集A 称为权重或权数分配集 A a1 a2 am 其中ai 0 且 ai 1 127 这样 在这里就存在两种模糊集 一类是指标集U中各元素在人们心目中的重要程度的度量 表现为因素集U上的模糊权重向量另一类是上的模糊关系 表现为模糊矩阵R 这两类模糊集都是人们价值观念或者偏好结构的反映 128 三 进行模糊合成和做出决策 R中不同的行反映了某个被评价事物从不同的单指标来看对各等级模糊子集的隶属程度 用模糊权向量A将不同的行进行综合 就可得到该被评事物从总体上来看对各等级模糊子集的隶属程度 即模糊综合评价结果向量 引入V上的一个模糊子集B 称模糊评价集 又称决策集 B b1 b2 bn 如何由R与A求B呢 一般地令B A R 为算子符号 称之为模糊变换 129 B是对每个被评判对象综合状况分等级的程度描述 它不能直接用于被评判对象间的排序评优 必须要更进一步的分析处理 待分析处理之后才能应用 第二种方法是可以用最大隶属度法则 得到最终评判结果 即选择最大的bj所对应的等级vj作为综合评判的结果 此时 我们只利用了bj j 1 2 n 中的最大者 没有充分利用B所带来的信息 关于B的求法 最早的合成运算采用查德算子 主因素突出型 即权重最大的指标属于哪一个评价等级就认为被评价对象属于哪一级 130 但当评价因素较多时 由于ai很小 评判结果得到的bj反映不出实际情况 为了克服这一缺点 人们常常采用 与 或 算子 或者将两种类型的算子搭配使用 当然 最简单的是普通矩阵乘法 即加权平均法 这种模型要让每个因素都对综合评价有所贡献 比较客观地反映了评价对象的全貌 在实际问题中 我们不一定仅限于已知的算子对 应该依据具体的情形 采用合适的算子对 可以大胆试验 大胆创新 如果评判结果 应将它归一化 131 为了充分利用B所带来的信息 可把各种等级的评级参数和评判结果B进行综合考虑 使得评判结果更加符合实际 此时 我们可假设相对于各等级vj规定的参数列向量为则得出等级参数评判结果为p是一个实数 它反映了由等级模糊子集B和等级参数向量C所带来的综合信息 在许多实际应用中 它是十分有用的综合参数 132 四 实例分析 某服装厂生产某种服装 欲了解顾客对该种服装的欢迎程度 现采用模糊综合评价法来解决这个问题 1 确定模糊综合评判指标取U 花色 式样 价格 耐用度 舒适度 2 建立综合评判的评价集取V 很欢迎 欢迎 一般 不欢迎 133 3 进行单因素模糊评判 并求得评判矩阵R1 0 2 0 5 0 3 0 0 R2 0 1 0 3 0 5 0 1 R3 0 0 0 1 0 6 0 3 R4 0 0 0 4 0 5 0 1 R5 0 5 0 3 0 2 0 0 4 建立评判模型 进行综合评判由于对服装的评判 不同层次 不同年龄 不同性别的观点各不相同 故本例选定某类男顾客 经了解 他们比较侧重于舒适度和耐用度 而不太讲究花色和样式 对各因素的权数可确定如下 A 0 10 0 10 0 15 0 30 0 35 设R rij 134 由此确定评判模型 135 5 评判指标处理法将上述指标归一化得 结果表明 这种服装在男顾客中 32 的人 很欢迎 27 的人 欢迎 27 的人态度 一般 14 的人 不欢迎 如果评判者是女顾客 由于她们特别看中花色和样式 故各因素的权为 A 0 30 0 35 0 10 0 10 0 05 则综合评判的结果为 B 0 20 0 30 0 35 0 10 将上述评判指标归一化得B 0 21 0 315 0 37 0 105 这表明 这种服装在女顾客中 21 的人 很欢迎 31 5 的人 欢迎 37 的人态度 一般 10 5 的人 不欢迎 136 五 步骤总结 1 给出备择的对象集 2 找出指标集 表明我们对被评判事物从哪些方面来进行评判描述 3 找出评语集 可称等级集 4 确定评判矩阵 评判的基础环节 137 5 确定权数向量 一种是由具有权威性的专家及具有代表性的人按因素的重要程度来商定 另一种方法是通过数学方法来确定 现在通常是凭经验给出权重 6 选择适当的合成算法 常用算法 加权平均法 最大隶属度法和主因素突出法 查德算子 加权平均型算法常用在因素集很多的情形 它可以避免信息丢失 主因素突出型算法常用在所统计的模糊矩阵中的数据相差很悬殊的情形 它可以防止其中 调皮 的数据的干扰 138 7 计算评判指标 模糊综合评价的结果是被评事物对各等级模糊子集的隶属度 它一般是一个模糊向量 而不是一个点值 因而它能提供的信息比其他方法更丰富 若对多个事物比较并排序 就需要进一步处理 即计算每个评价对象的综合分值 按大小排序 按序择优 139 第三节案例精选 模糊综合评判法在质量经济效益评价中的应用质量和经济效益是人类经济生活中一个永恒的话题 随着市场经济体制的不断完善和消费观念的日益成熟 提高产品质量 提高经济效益已成为我国经济发展中的一个战略问题而引起了全社会的普遍关注 140 质量就是产品或服务满足用户需要的程度 近年来 广泛采用用户满意度作为质量的评价标准正是对这一概念的拓展 满意度实际上是用户的一种心理感受 往往只能定性地描述而无法用定量的方法表示出来 提高质量所带来的经济效益是多方面的 如果把质量的提高所带来的经济效益分为生产者 消费者和社会三个方面来考察的话 那么目前绝大多数企业只计算了给生产者所带来的总的经济效益中的直接效益部分 间接效益部分和消费者及社会的经济效益都无法用定量的方法精确地计算出来 正是基于质量和经济效益所固有的模糊特性及传统数学方法的局限性 我们选择模糊综合评判法来定量地评价质量经济效益 141 1 评价指标体系的建立 企业作为一个社会生产单位 其质量经济效益最终表现在产品质量和经济效益两个方面 而每个方面又由若干评价指标所决定 相应地 评价指标集分为两个层次 第一层 总目标因素集 第二层 子目标因素集和子目标因素集 质量经济效益综合评价系统的结构及其各评价指标的具体含义见图3 2 142 图3 2质量经济效益评价的指标体系结构 143 2 评价集的确定本模型的评语共分五个等级 具体的评价集为 144 3 权重的确定 在进行模糊综合评价时 权重对最终的评价结果会产生很大的影响 权重选择的合适与否直接关系到模型的成败 确定权重的方法有很多 如专家估计法 层次分析 AHP 法 在综合有关专家意见的基础上 本模型最终的权重确定结果如下 145 权重确定的依据有下列三条 1 产品质量和经济效益在综合评价系统中占有同等重要的地位 轻视任何一方对企业的发展都不利 2 产品质量的决定权在用户而不是生产企业 只有用户满意的产品才是真正高质量的产品 3 生产者在追求自身经济效益的同时 要兼顾消费者和社会的经济效益 146 4 模糊判断矩阵的确定选取生产者代表 用户代表及有关专家组成评审团 对评价指标体系中第二层各个元素进行单因素评价 具体做法可采用问卷调查的形式 通过对调查结果的整理 统计 即得到单因素模糊评判矩阵 其中 m为评价指标集u中元素的个数 n为评价集v中元素的个数 147 5 综合评价由第三步得到的权重以及第四步得到的单因素模糊评价判断矩阵 进行如下的综合评判 148 下面说明本模型的具体使用方法 假设我们对某机械工业企业做质量效益综合评价 为了综合评价该企业的质量经济效益 我们选取了该企业的生产代表 长期使用该企业产品的用户代表和有关专家共计二十人组成评审团 以问卷调查的形式让他们对图3 2中综合评价系统第三层各元素进行单因素评价 通过对调查表的回收 整理和统计 得到评价结果的统计表如表3 10所示 149 表3 10某机械工业企业质量效益单因素评价的调查结果统计表 150 由可以得到 产品质量的评价向量 由可以得到 经济效益 的评价向量 151 再由 我们便得到了 质量经济效益 的综合评价向量 根据最大隶属度原则 0 47375对应于一般评语 说明该企业的质量经济效益属于一般水平 本评价方法具有科学 简洁 可操作性强等特点 就如何定量地评价质量经济效益做了一次有益的尝试 152 模糊综合评价法在物流中心选址中的应用 物流中心作为商品周转 分拣 保管 在库管理和流通加工的据点 其促进商品能够按照顾客的要求完成附加价值 克服在其运动过程中所发生的时间和空间障碍 在物流系统中 物流中心的选址是物流系统优化中一个具有战略意义的问题 非常重要 基于物流中心位置的重要作用 目前已建立了一系列选址模型与算法 这些模型及算法相当复杂 其主要困难在于 1 即使简单的问题也需要大量的约束条件和变量 2 约束条件和变量多使问题的难度呈指数增长 模糊综合评判方法是一种适合于物流中心选址的建模方法 它是一种定性与定量相结合的方法 有良好的理论基础 特别是多层次模糊综合评判方法 其通过研究各因素之间的关系 可以得到合理的物流中心位置 153 模糊综合评价法在物流中心选址中的应用1 模型 1 单级评判模型1 将因素集U按属性的类型划分为k个子集 或者说影响U的k个指标 记为 且应满足 2 权重A的确定方法很多 在实际运用中常用的方法有Delphi法 专家调查法和层次分析法 AHP 3 通过专家打分或实测数据 对数据进行适当的处理 求得归一化指标关于等级的隶属度 从而得到单因素评判矩阵 4 单级综合评判 154 2 多层次综合评判模型一般来说 在考虑的因素较多时会带来两个问题 一方面 权重分配很难确定 另一方面 即使确定了权重分配 由于要满足归一性 每一因素分得的权重必然很小 无论采用哪种算子 经过模糊运算后都会 淹没 许多信息 有时甚至得不出任何结果 所以 需采用分层的办法来解决问题 155 2 应用运用现代物流学原理 在物流规划过程中 物流中心选址要考虑许多因素 根据因素特点划分层次模块 各因素又可由下一级因素构成 因素集分为三级 三级模糊评判的数学模型见表2 156 157 因素U分为三层 第一层 第二层为 第三层为 假设某地区有8个候选地址 决断集V A B C D E F G H 代表8个不同的候选地址 数据处理后得到诸因素的模糊综合评判如表3所示 158 159 1 分层作综合评判 u51 u511 u512 u513 权重A51 1 3 1 3 1 3 由表3对u511 u512 u513的模糊评判构成的单因素评判矩阵 用模型M 十 计算得 类似地 160 161 2 高层次的综合评判 U u1 u2 u3 u4 u5 权重A 0 1 0 2 0 3 0 2 0 2 则综合评判 162 由此可知 8块候选地的综合评判结果的排序为 D A C B G H F E 选出较高估计值的地点作为物流中心 应用模糊综合评判方法进行物流中心选址 模糊评判模型采用层次式结构 把评判因素分为三层 也可进一步细分为多层 这里介绍的计算模型由于对权重集进行归一化处理 采用加权求和型 将评价结果按照大小顺序排列 决策者从中选出估计值较高的地点作为物流中心即可 方法简便 163 练习 模糊综合评价在推选优秀辅导员中的应用 要求 参照下表的指标体系 各二级指标可任选2个 按照模糊综合评价方法的步骤 对我院的三个辅导员进行评价 要求对每个辅导员都建立评价表 由小组成员对其打分 用等级比重法确定隶属度 确定因素集U 确定评语集V 确定权重集A 确定各级模糊综合判断矩阵 利用加权平均法进行综合评判 164 165 主要参考文献 1 荩垆 实用模糊数学 北京 科技文献出版社 19892 张跃等 模糊数学方法及其应用 北京 煤炭工业出版社 19923 王巨川等 多指标模糊综合评判 昆明理工大学学报 1998 23 4 69 714 杜栋 国家公务员考评系统的分析与设计 管理信息系统 1999 11 37 395 魏开文 中小企业融资效率模糊分析 金融研究 2001 6 67 746 黄小青 模糊综合评判方法在物流中心选址中的应用 水运管理 2002 12 7 107 韩超群 企业技术创新能力的模糊综合评价模型研究 沈阳工业学院学报 2003 22 3 88 908 关晓光 葛志杰 质量经济效益的模糊综合评价 管理工程学报 2000 14 4 65 699 陈卫华 梁晓艳 糜仲春 模糊综合评判在人事考核中的应用 价值工程 2005 10 96 99 166 第四章数据包络分析 第一节思想和原理第二节模型和步骤第三节应用和案例 167 第一节思想和原理 一个经济系统或一个生产过程可以看成一个单元在一定可能范围内 通过投入一定数量的生产要素并产出一定数量的 产品 的活动 虽然这些活动的具体内容各不相同 但其目的都是尽可能地使这一活动取得最大的 效益 这样的单元被称为决策单元 DecisionMakingUnits DMU 168 DMU的概念是广义的 可以是一个大学 也可以是一个企业 也可以是一个国家 在许多情况下 我们对多个同类型的DMU更感兴趣 所谓同类型的DMU 是指具有以下特征的DMU集合 具有相同的目标和任务 具有相同的外部环境 具有相同的输入和输出指标 同一个DMU的不同时段也可视为同类型DMU 169 评价的依据是决策单元的 输入 数据和 输出 数据 根据输入和输出数据来评价决策单元的优劣 即评价单位间的相对有效性 每个决策单元的有效性将涉及两个方面 1 建立在相互比较的基础上 因此是相对有效性 2 每个决策单元的有效性紧密依赖于输入综合与输出综合的比 或理解为多输入 多输出时的投入 产出比 170 数据包络分析 DataEnvelopmentAnalysis 简称DEA 是著名运筹学家A Charnes和W W Copper等学者以 相对效率 概念为基础 根据多指标投入和多指标产出对相同类型的单位进行相对有效性或效益评价的一种新的系统分析方法 它