系统工程优秀课件

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)NY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）88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。1213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14Vi

X1X2…Xn

XjVijAiA1A2Am…V11V12V1nV21V22V2nVm1Vm2Vmn

………………...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、……Wn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评价尺度(得分)评价指标54321期望利润（万元）800以上701-800601-700501-600500以下产品成品率（%）97以上96-9791-9586-9085以下市场占有率（%）40以上35-3930-3425-2925以下投资费用（万元）20以下21-8081-120121-160160以上产品外观非常美观美观比较美观一般不美观例子: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。1920例子:选择生产线方案方案预期结果表评价指标Xj替代方案Ai期望利润（万元）产品成品率（%）市场占有率（%）投资费用（万元）产品外观自行设计（A1）6509530110美观国外引进（A2）7309735180比较美观改建（A3）520922550美观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评价指标Xj替代方案Ai期望利润产品成品率市场占有率投资费用产品外观自行设计（A1）33334国外引进（A2）44413改建（A3）23244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.swf24评价指标得分序号累计得分权重12345678910期望利润（X1）1111

40.4产品成品率（X2）0

111

30.3市场占有率（X3）

0

0

01

10.1投资费用（X4）

0

0

1

120.2产品外观（X5）

0

0

0000.0逐对比较法例子:新生产线25VijAi

期望利润产品成品率市场占有率投资费用产品外观Vi0.40.30.10.20.0自行设计(A1)333343.0国外引进(A2)444133.4改建(A3)232442.7Xj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=3.0Wj例子:新生产线分析计算结果因为V2>V1>V3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。2728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.swf29341/23Rj

Kj

Wj基准化归一化古林法求Wj

例表序号评价指标RjKj1期望利润180.5802产品成品率60.1943市场占有率20.0654投资费用40.1295产品外观—10.032合计311.000Wj(18/31)30序号（j）评价指标替代方案RijKijVij1期望利润A1(650)0.890（650/730）1.2500.342A2(730)1.404（730/520）1.4040.384A3(520)—1.0000.2742产品成品率A1(95)0.979(95/97)1.0320.334A2(97)1.054(97/92)1.0540.342A3(92)—1.0000.324古林法求Vij(没有打分)Rij

Kij

Vij基准化归一化1.250/(1.250+1.404+1)=0.342打分好？还是不打分好？313市场占有率A1(30)0.857(30/35)1.2000.333A2(35)1.400(35/25)1.4000.389A3(25)—1.0000.2784投资费用A1(110)1.636(180/110)0.4550.263A2(180)0.287(50/180)0.2870.160A3(50)—1.0000.5775产品外观A1(4)1.333(4/3)1.0000.364A2(3)0.750(3/4)0.7500.272A3(4)—1.0000.364古林法求Vij（续）32VijAi期望利润产品成品率市场占有率投资费用产品外观Vi0.5800.1940.0650.1290.032A10.3420.3840.2740.3340.3420.3240.3330.3890.2780.2630.1600.5770.3640.2720.3640.3300.3340.326A2A3Xj关联矩阵例表（古林法）Wj33例子：选择生产线方案分析计算结果因为