《系统工程第七章》

1、系统工程第七章PPT课件1 同学们大家好 系统工程第七章PPT课件2 系统工程 经济管理学院管理科学与工程系 系统工程第七章PPT课件3 第七章 系统评价 主要内容 系统评价的基本概念 系统评价问题的5W要素 系统评价的一般过程 系统评价理论 关联矩阵法及确定wj和vij的两种方法 层次分析法（AHP）及计算各级要素相对重 要度（方根法） 系统工程第七章PPT课件4 第七章 系统评价 学习目标 理解系统评价的基本概念 理解系统评价问题的5W要素 理解系统评价的一般过程 理解系统评价理论 掌握关联矩阵法及确定wj和vij的两种方法 掌握层次分析法（AHP）及计算各级要素相 对重要度（方根法） 系

2、统工程第七章PPT课件5 第七章 系统评价 目 录 7-1 系统评价概述 一、系统评价的概念 二、系统评价问题的5W要素 三、系统评价的一般过程 7-2 评价理论与方法 一、系统评价理论 二、评价方法 系统工程第七章PPT课件6 第七章 系统评价 目 录 7-3 关联矩阵法 一、概述 二、确定wj和vij的两种方法 （一）逐一比较法 （二）A.I.Klee 法 7-4 层次分析法（AHP） 一、问题的提出 二、基本思想和实施步骤 三、计算各级要素相对重要度（方根法） 四、求各方案总重要度 系统工程第七章PPT课件7 第七章 系统评价 7-1 系统评价概述 一、系统评价的概念 系统评价全面评定系

3、统的价值，为决策 提供直接的依据和基础。 评价主体根据其效用观点， 对评价对象满足某种需求 的认识。该认识与评价主 体、评价对象所处的环境 状况密切相关。 系统工程第七章PPT课件8 第七章 系统评价 7-1 系统评价概述 二、系统评价问题的5W要素 评价主体（Who) 评定对象系统价值大小的个人 或组织。 评价对象（What）接受评价的事物、行为或对象 系统。 评价目的（Why） 系统评价所要解决的问题和所 能发挥的作用。 评价时期（When）系统评价在系统开发过程中 所处的阶段。 期初评价可行性研究 期中评价对暴露的问题采取必要的对策 期末评价预防以后所做项目可能出现的问题 跟踪评价为进一

4、步开发提供依据 评价地点（Where）评价对象所涉及、占有的空 间或称评价范围、系统边界。 系统工程第七章PPT课件9 第七章 系统评价 7-1 系统评价概述 三、系统评价的一般过程 1、对评价问题的认识 即探讨和明确评价对象、主体、目的、时期、地点等基本要 素。 2、对评价对象及其环境的预测分析 通过预测分析，认识和把握评价对象的生命周期、所处环境 特点及其变化趋势。 3、明确替代方案资料的收集 来自于已有的初步系统分析结果或决策者意愿。 4、评价指标的选定 与评价目的及目标密切联系； 评价指标应构成一个完整的体系，全面反映评价对象的各 个方面； 评价指标总数应当尽可能地少利用ISM方法理清

5、评价 指标间的结构关系。 系统工程第七章PPT课件10 第七章 系统评价 7-1 系统评价概述 三、系统评价的一般过程 5、评价函数的确定 即探讨和明确评价对象、主体、目的、时期、地点 等基本要素。 6、评价值计算 利用已有信息资料 通过评价函数 计算出对某 一方案或某一指标下的评价结果。 定量计算与定性判断（权重值）的量化处理。 7、综合评价 在单项评价的基础上，评定系统的总价值，常用加 权和的方法。 系统工程第七章PPT课件11 第七章 系统评价 7-2 评价理论与方法 一、系统评价理论 1、效用理论 用数学方法来描述效用与效用函数的关系。 2、确定性理论 用统计学的理论与方法使评价数量化

6、。 3、不确定性理论 依以往发生的概率对事件的可能性作出定量 主观概率的估计，随着主观概率信息的增加， 逐步接近于客观概率，使评价数量化。 系统工程第七章PPT课件12 第七章 系统评价 7-2 评价理论与方法 一、系统评价理论 4、非精确理论 除了事件发生的不确定性，还有人们对事物的认识 所固有的概念模糊性（非精确性）而进行的模糊评价。 5、最优化理论 评价对象的数学模型本身就是评价函数而使评价数 量化，反映客观现实。如运筹学中LP、IP、DP、MTP 等。 系统工程第七章PPT课件13 第七章 系统评价 7-2 评价理论与方法 二、评价方法 1、费用效益法 最基本的评价方法。早在1902年

7、由美国国会法案所 确定。 2、关联矩阵法 常用方法之一。但该方法能体现系统的思想，是最 基本的综合评价方法，其使用的工具为关联矩阵表格 法。 3、关联矩树法 实用方法之二。简单易用，但权重及树下位阶层重 要度的确定由主观假定给出，非量化后得出。 4、层次分析法（AHP） 实用方法之三。量化权重值（系统中各指标的贡献 值）。 系统工程第七章PPT课件14 第七章 系统评价 7-2 评价理论与方法 二、评价方法 5、模糊评价法 实用方法之四。立足于模糊数学，但使 用者可以不懂模糊数学。 系统工程第七章PPT课件15 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 一、概述 为常用的综合评价方法。该方法能体现

8、系统的思想， 其使用的工具为关联矩阵表格法。 系统工程第七章PPT课件16 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 一、概述 Ai方案（非劣） xj评价指标（准则） wj权重（评价指标在整个指标体系中的重 要度。指标的权重0wj1, wj=1） vij第i个方案对j的指标下的贡献 系统工程第七章PPT课件17 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 一、概述 应用关联矩阵评价方法的两个关键问题： 1、确定wj权重（评价指标在整个指标体系中的重要度。指 标的权重满足0wj1, wj=1） 2、确定vij第i个方案Ai对j的指标xj下的贡献，评价主 体给定评价指标的评价尺度 系统工程第七章PPT课件1

9、8 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （一）逐一比较法 该法是确定评价指标（项目）权重的有效方法之一。 其基本的做法是： 1、对评价指标xj进行逐对比较，比较结果 相对重要 重要=1； 不重要=0； 2、计算各评价指标xj的在整个评价指标体系下的权重 wj ； 3、依评价主体给定的评价尺度，对各替代方案Ai在不 同评价指标xj下一一进行评分，得到相应的评价值， 即各替代方案Ai对单一评价指标xj的贡献vij ； 4、最后求得各替代方案Ai的综合加权得分vi ，即各替 代方案对整个评价指标体系的贡献 。 系统工程第七章PPT课件19 第七章 系统评价 7-3

10、关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （一）逐一比较法 现以某紧俏产品的生产方案选择为例加以说明。 例6-1某企业为生产某紧俏产品制定了三个生产方案，它们是： A1：自行设计一条新的生产线。 A2：从国外引进一条自动化程度较高的生产线。 A3：在原有设备的基础上改装一条生产线。 通过权威部门及人士讨论决定评价指标xj为五项，它们分别是： 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 。 根据专业人士的预测和估计，实施这三种方案后关于五个评价项 目的结果如表6-2所示。 系统工程第七章PPT课件20 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定

11、wj和vij的两种方法 （一）逐一比较法 A1 A2 A3 系统工程第七章PPT课件21 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （一）逐一比较法 x1 x1 x2 x3 x4 x5 系统工程第七章PPT课件22 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （一）逐一比较法 解：（1）求各评价指标权重wj x1 x2 x3 x4 x5 系统工程第七章PPT课件23 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （一）逐一比较法 解：（2）求各替代方案Aj对指标体系的贡献得分vi max 系统工程第七章PPT课件24

12、 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （一）逐一比较法 解：（3）决策 由定量分析计算可知v2v1v3的，故A2A1A3。 因此选择方案A2，即选择国外引进方案。 系统工程第七章PPT课件25 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 当指标间的重要性可以在数量上直接作 出判断时，可用A.I.Klee 法（古林法）， 其比逐对比较法前进了一大步，是确定指 标权重和方案价值量评定的基本方法。 系统工程第七章PPT课件26 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.K

13、lee 法 步骤： 1、各评价指标xj权重wj 的确定 （1）把评价指标xj 以任意顺序排列； （2）自下而上对相邻指标xij确定评价指标xij的相 对重要度Rij Rj ； （3）对Rj进行基准化处理得到Kj ； （4）对Kj进行归一化处理得到评价指标xj权重wj 。 系统工程第七章PPT课件27 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 步骤： 2、求各替代方案Ai对某一评价指标xj的贡献得分vij （1）把各替代方案Aj以任意顺序排列； （2）自下而上对相邻方案Aij确定在某一评价指 标xj的相对重要度（由评价尺度表判定）Rij R

14、j ； （3）对Rj进行基准化处理得到Kj ； （4）对Kj进行归一化处理得到在某一评价指标xj 下各方案对该指标xj的贡献得分vij 。 系统工程第七章PPT课件28 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 依上例6-1 解：1、确定各评价指标xj权重wj （1）把评价指标xj 以任意顺序排列； （2）自下而上对相邻指标xij确定评价指标xij的相 对重要度Rij Rj ； （3）对Rj进行基准化处理得到Kj ； （4）对Kj进行归一化处理得到评价指标xj权重wj 。 系统工程第七章PPT课件29 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法

15、 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 系统工程第七章PPT课件30 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 解：2、求各替代方案Ai对某一评价指标xj的贡献得分vij （1）把各替代方案Aj以任意顺序排列； （2）自下而上对相邻方案Aij确定在某一评价指 标xj的相对重要度（由评价尺度表判定）Rij Rj ； （3）对Rj进行基准化处理得到Kj ； （4）对Kj进行归一化处理得到在某一评价指标xj 下各方案对该指标xj的贡献得分vij 。 系统工程第七章PPT课件31 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确

16、定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 730520=1.404 650730=0.890 A1 A2 A3 x2x1 x3x4x5 系统工程第七章PPT课件32 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 系统工程第七章PPT课件33 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 系统工程第七章PPT课件34 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 系统工程第七章PPT课件35 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 A1 A2 A3 系统工程第七章PPT课件36 第七章 系统

17、评价 7-3 关联矩阵法 系统工程第七章PPT课件37 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 A1 A2 A3 系统工程第七章PPT课件38 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 解：3、求各替代方案Aj对指标体系的贡献得分vi max 系统工程第七章PPT课件39 第七章 系统评价 7-3 关联矩阵法 二、确定wj和vij的两种方法 （二）A.I.Klee 法 解：4、决策 由定量分析计算可知v2v1v3的，故A2A1A3。 因此选择方案A2，即选择国外引进方案。决策 系统工程第七章PPT课件40 第七章 系统评价 7-4 层次分析

18、法 Analytic Hierarchy Process，AHP；解析递阶过程，通 常译为“层次分析”。 T.L.SaatyThe Analytic Hierarchy Process MC.GarmHill,1980 USA 美国运筹学家、匹兹堡大学教授TL萨迪 (TLSaaty)于20世纪70年代初提出了著名的AHP法。 1982年11月，在中美能源、资源、环境学术会议 上，由T.L.萨迪的学生H高兰民柴(H.Gholamnezhad) 首先向中国学者介绍了AHP方法。近年来，在我国能 源系统分析、城市规划、经济管理、科研成果评价等 许多领域中得到了应用。1988年在我国召开了第一届 国际

19、AHP学术会议。近年来，该方法仍在管理系统工 程中被广泛运用。 系统工程第七章PPT课件41 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 一、问题的提出 许多评 价问题 的评价 对象 属性多样 结构复杂 难以完全采用定量方法 难以简单归结为费用效益问题 难以在任何情况下使评价项目具有单一层次 需要 建立多要素 建立多层次 采用定性+定量 评价系统问题 系统工程第七章PPT课件42 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 一、问题的提出 需要探索 定性信息定量化的途径 使复杂问 题明朗化 目的 产生著名 Analytic Hierarchy Process，AHP 层次分析法 解析递阶过程 系统工程第七

20、章PPT课件43 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 二、基本思想和实施步骤 1、基本思想 复 杂 问 题 分解 组成 要素 递阶 层次 结构 两两 比较 确定 相对 重要 程度 建立 判断 矩阵 计算 各相 对重 要度 计算 综合 重要 度 决 策 排 序 ISM技术 一致性检验 判断相对重要度综合 系统工程第七章PPT课件44 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 二、基本思想和实施步骤 AHP方法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。然后综合有关人员的判断，确定 备选方案相对重要性的总排序。整个过

21、程体现 了人们分解判断综合的思维特征。 系统工程第七章PPT课件45 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 二、基本思想和实施步骤 2、实施步骤 （1）分析对象系统中各基本要素之间的关系建立 递阶结构模型 【引例】西安地下铁道有限责任公司为了修建西安 地铁2号线，欲购买一套大型隧道挖掘机。现有三家 投标厂商，故进行招标决策（U目标）。 为适应地铁施工的要求，其决策的准则是： 技术性能B1越高越好； 价格B2越低越好； 维护难度B3越容易越好。 系统工程第七章PPT课件46 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 二、基本思想和实施步骤 2、实施步骤 （1）分析对象系统中各基本要素之间的关系建立

22、递阶结构模型 【引例】现三家厂商所提供的产品，经初步分析得知： C1德国伯根重机公司产品，优点是技术性能高， 但缺点是价格高、维护困难； C2陕西工程机械厂产品，优点是价格比进口产品 低、维护容易，但缺点是技术性能比进口产品差； C3德阳重型机械厂产品，其优缺点介于C1、C2 方案之间。仅仅通过以上定性分析不足以作出评价与 决策。试用AHP法进行决策分析。 系统工程第七章PPT课件47 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 二、基本思想和实施步骤 2、实施步骤 （1）分析对象系统中各基本要素之间的关系建立 递阶结构模型 投资决策U 技术性能B1价格B2维护难度B3 德国伯根C1陕西工程C2德阳

23、重机C3 目标层： 准则层： 方案层： U：B1B3,B3B2；B1B2 B1：C1C3,C3C2；C1C2 B2：C2C3,C3C1；C2C1 B3：C2C3,C3C1；C2C1 系统工程第七章PPT课件48 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 二、基本思想和实施步骤 2、实施步骤 （2）同层各要素对上层某一个要素（准则）的重要性进行两两 比较，建立判断矩阵，并进行逻辑的一致性检验。 标度标度定义 1要素a与要素b相比，同样重要。 3 要素a与要素b相比，稍重要。 5要素a与要素b相比，明显重要。 7要素a与要素b相比，强烈重要。 9要素a与要素b相比，极端重要。 2,4,6,8介于上述两

24、者之间情况。 倒数要素b与要素a相比。 各支配 的要素 个数要 少于或 等于9 个否则 会给两 两判断 带来困 难 系统工程第七章PPT课件49 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 二、基本思想和实施步骤 2、实施步骤 （2）同层各要素对上层某一个要素（准则）的重要性进行两两 比较，建立判断矩阵，并进行逻辑的一致性检验。 U B1 B2 B3 B1 C1 C2 C3 B2 C1 C2 C3 B3 C1 C2 C3 B1 153 C1 153 C1 11/51/3 C1 11/71/3 B2 1/511/3 C2 1/511/3 C2 513 C2 715 B3 1/331 C3 1/331

25、C3 31/31 C3 31/51 系统工程第七章PPT课件50 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 二、基本思想和实施步骤 2、实施步骤 （3）由判断矩阵计算同层各要素对上层某要素（准则） 的相对权重。 （4）计算各层要素对系统目的（总目标）的合成（总 权重），并对各备选方案排序。 系统工程第七章PPT课件51 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 三、计算各级要素相对重要度（方根法） 思路：A wi w0i 1、将判断矩阵A按行求解wi重要度向量 n ij n j i aw 1 1 )( 系统工程第七章PPT课件52 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 三、计算各级要素相对重要度（方根

26、法） 思路：A wi w0i 1、将判断矩阵A按行求解wi重要度向量 U B1B2B3 wi B1 1532.466 B2 1/511/30.406 B3 1/3311.000 X X 1/3 =3.872 系统工程第七章PPT课件53 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 三、计算各级要素相对重要度（方根法） 思路：A wi w0i 2、将wi 归一化求得w0i n i i i w w w i 1 0 系统工程第七章PPT课件54 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 三、计算各级要素相对重要度（方根法） 思路：A wi w0i 2、将wi 归一化求得w0i U B1B2B3 wiw0i B

27、1 1532.466 0.637 B2 1/511/30.406 0.105 B3 1/3311.000 0.258 X X 1/3 =3.872 =1.000 系统工程第七章PPT课件55 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 三、计算各级要素相对重要度（方根法） 思路：A wi w0i 3、一致性检验C.R0.1 （一致性比例） n i i n j jij n i i i n i mi w wa nw AW nn n n IC IR IC RC 1 1 11 max max 1)(11 1 . . . . R.I取值见教材p.152表5-12 平均随机一致性指标 系统工程第七章PPT课件5

28、6 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 三、计算各级要素相对重要度（方根法） 思路：A wi w0i 3、一致性检验C.R0.1 （一致性比例） U B1B2B3 wiw0i mi B1 1532.466 0.637 3.040 B2 1/511/30.406 0.105 3.036 B3 1/3311.000 0.258 3.040 XX 1/3 =3.872 =1.000 i i mi w AW)( 系统工程第七章PPT课件57 第七章 系统评价 7-4 层次分析法 三、计算各级要素相对重要度（方根法） 思路：A wi w0i 3、一致性检验C.R0.1 （一致性比例） U B1B2B3 wiw0i mi max=1/3(3.04+3.036 +3.04)=3.039 B1 1532.4660.6373.040 C.I=(3.039-3)/(3-1)=0.0195 B2 1/511/30.4060.1053.036 C.R=0.0195/0.52=0.0375v2v3的，故C1C2C3。因此 选择方案C1，即选择德国产品方案。 w0i B