系统评价方法

农业系统工程普通高等教育“十一五”国家级规划教材全国高等农林院校“十一五”规划教材王福林主编1第一节系统评价概述第二节农业系统评价指标体系第三节系统评价方法

第九章农业系统评价2一、系统评价及其特点第一节系统评价概述

1.系统评价的概念

系统评价是指根据预定的系统目的，在系统调查和可行性研究的基础上，对系统开发提供的各种可行方案，从技术、经济、社会等方面，予以综合考察，全面权衡利弊得失，从而为系统决策选择最优方案提供科学的依据。

对系统评价定义的理解：（1）系统评价是系统工程中的一项重要的基础工作,系统评价问题解决以后，系统决策便是顺理成章的事了。为了决策，先要评价，评价是决策的准备与基础。

3一、系统评价及其特点第一节系统评价概述

1.系统评价的概念（2）系统评价与系统决策是有区别的：第一，系统评价是一项技术工作，是由系统分析者承担的；而系统决策则是领导者在系统分析者的辅助下完成的。第二，系统评价是系统决策的主要依据，但是重大问题的决策往往还有“看不见的”因素在起作用，这些因素往往难以纳入评价工作之中。（3）系统评价的目的就是要对各种系统设计的方案所能满足需要的程度及消耗和占用的各种资源进行评审，并选择出技术上先进、经济上合理、实施上可行的最优或满意方案。4一、系统评价及其特点第一节系统评价概述

2.系统评价的特点

系统评价大多数为多目标评价首先，表现为拮抗性其次，表现为不可公度性第三，表现为没有一致最优解

系统评价指标不仅有定量的指标，而且有定性的难以度量的指标

评价主体的价值观在评价中起很大作用5二、系统评价的原则和步骤第一节系统评价概述

1.系统评价的原则

应保证评价的客观性保证评价资料的全面性和可靠性防止评价人员的倾向性评价人员的组成要有代表性、全面性保证评价人员能自由发表观点保证专家人数在评价人员中占有一定比例

要保证方案的可比性

保证评价指标的系统性和政策性6二、系统评价的原则和步骤第一节系统评价概述

2.系统评价的步骤

系统评价的一般步骤如图9-1所示。评价问题评价系统分析评价问题评价立场评价范围评价时期其他评价资料搜集评价指标选择评价函数确定评价指标价值计算综合评价图9-1系统评价步骤7二、系统评价的原则和步骤第一节系统评价概述

2.系统评价的步骤（1）评价系统分析在正式进行系统评价前，有必要对评价系统进行分析，探讨和明确一系列前提条件，这是做好系统评价的首要工作，主要包括：

①明确系统评价的目的

②评价系统范围的界定

③评价立场

④评价时期

⑤评价系统环境分析8二、系统评价的原则和步骤第一节系统评价概述

2.系统评价的步骤（2）评价资料的搜集评价资料的搜集就是对评价系统的功能、效益、耗费、时间及使用寿命进行预测和估计，为设定评价指标、确定评价方法等搜集所需资料。搜集和占有资料是进行系统评价的起点和基础，只有以准确和完整的资料为基础，才能保证整个评价工作的顺利进行。因此，在搜集资料时，要有明确的目的和计划，确保资料的可靠性、代表性、完整性和连续性。9二、系统评价的原则和步骤第一节系统评价概述

2.系统评价的步骤（3）评价指标选择评价指标的选择是由评价目标与实际情况共同决定的，具体选择时应注意以下几点：（1）评价指标必须与评价目的和目标密切相关；（2）评价指标应当构成一个完整的体系，即全面地反映所要评价对象的各个方面；（3）评价指标总数应当尽可能地少，以降低评价负担；（4）科学地、客观地、尽可能全面地考虑各种因素。

10二、系统评价的原则和步骤第一节系统评价概述

2.系统评价的步骤（4）评价函数的确定评价函数是使评价定量化的一种数学模型。不同问题使用的评价函数可能不同，同一个评价问题也可以使用不同的评价函数，因此，对选用什么样的评价函数本身也必须做出评价。一般应选用能更好地达到评价目的的评价函数或其他适应的评价函数。评价函数本身是多属性、多目标的。尤其当评价目的在于形成统一意见或进行群体决策时，则在确定评价函数时会产生不同的看法。因此，在对系统进行评价之前，有关人员应该进行充分的无拘束的讨论，否则难以获得有效的评价。11二、系统评价的原则和步骤第一节系统评价概述

2.系统评价的步骤（5）评价指标价值的计算进行评价指标价值的计算，首先要根据前面选定的评价函数对单项指标进行价值评价，查明方案在各项评价指标上的实现程度，然后进行单项评价指标的综合，得出某一大类指标的价值。在指标价值计算之前，一般还需要确定各评价指标的权重。总之，评价尺度和评价项目的权重应保证评价的客观正确和有效。12二、系统评价的原则和步骤第一节系统评价概述

2.系统评价的步骤（6）综合评价综合评价就是对系统进行技术、经济、社会等各方面的全面评价。但综合评价的各个方面和评价项目不能一概而论，应根据具体评价对象而定。如以一个企业开发新产品为例，一个完整的综合评价体系大致包括以下几个方面：经营管理方面、技术方面、市场方面、时间方面、经济方面、体制方面和社会方面等等。13一、农业系统评价指标体系第二节农业系统评价指标体系

1.评价指标及评价指标体系

指标一般是指一个数量概念，也就是用一定的数量概念来综合反映社会现象某一方面的状况，这个数量概念可以是绝对数，也可以是相对数或平均数。

农业系统评价指标就是用来度量某一特定农业系统的某一个方面的一种尺度，它是度量、分析农业系统优劣的一个重要工具。

相互联系、相互补充，从各个不同的方面、不同范围、不同层次来全面衡量、评价农业系统方案的一整套指标，就叫农业系统评价指标体系。

14一、农业系统评价指标体系第二节农业系统评价指标体系

2.农业系统评价指标体系建立的原则要保证指标的科学性。要有严密的逻辑性、层次性。要保证指标的独立性。确保指标数量得当。要有可操作性。要与特定的评价对象和评价要求相结合。15一、农业系统评价指标体系第二节农业系统评价指标体系

2.农业系统评价指标体系的构成一般来说，农业系统评价指标体系构建要考虑以下几个方面：

①经济性指标经济效益主体指标经济效益分析指标

②技术性指标

③社会效益指标

④生态性指标

⑤其他指标包括政策性指标、资源性指标、时间性指标及其他针对具体项目所特有的某些指标。16二、评价指标的权重第二节农业系统评价指标体系一般而言，各评价指标在实现系统的目标和功能上的重要程度是不一样的，我们把这个重要程度称为指标的权重。

下面，我们将单地介绍指标权重确定的几种方法。

1.相对比较法这是一种经验评分法。它将针对一个目标的所有评价指标列出来，组成一个方阵，对指标两两比较进行打分，然后对每一指标的得分进行求和，并进行正规化处理。打分时可采用0—1打分方法。17二、评价指标的权重第二节农业系统评价指标体系设有n个评价指标，把它排成一个n×n矩阵，其元素aij表示第i项指标相对于第j项指标的重要性，取值如下：一般情况，在矩阵的对角线，即aii处不填元素，或画“×”。

当指标i比指标j重要时当指标i与指标j同样重要时当指标i不如指标j重要时18二、评价指标的权重第二节农业系统评价指标体系

2.连环比率法当评价指标间的重要性可以在数量上做出判断时，这种方法比相对比较法更有优越性。下面，结合例子来谈谈该种方法的具体步骤。

例9-1

为改善某矿井的生产安全条件，欲对拟订之方案建立评价指标。这些指标包括：减少死亡人数、减少负伤人数、减少经济损失、改善环境、预期实施费用。试运用连环比率法确定指标权重。其求解如表9-1所示。19二、评价指标的权重第二节农业系统评价指标体系20二、评价指标的权重第二节农业系统评价指标体系具体步骤是：

①将评价指标以任意顺序排列起来。

②填写暂定分数列（Ri栏）。从评价指标的上方依次以邻近的底下那个指标为基准，在数量上进行生要性判定。

③填写修正分数列（Ki栏）。把最下行的预期实施费用设为1，按从下而上的顺序乘以Ri的值，从而求出Ki。④对所有修正分数求和∑Ki，并计算得分系数Wi，Wi=Ki

/∑Ki

，Wi就是第i个指标的权重。21二、评价指标的权重第二节农业系统评价指标体系

3.判断矩阵法从本质上讲，判断矩阵法也是一种相对比较法，但由于它采用了一种更精确的计分方法，并可对人在判断时的一致性进行检验，因而近几年更为人们所广泛采用。

使用该法时首先将m个评价指标排成一个m×m的方阵，其中的元素值大小，通过两个指标相比来确定。由极端重要、强烈重要、明显重要、稍微重要、同样重要分别赋予9、7、5、3、1。反之赋予1/9、1/7、1/5、1/3、1。这样对于一个判断矩阵，只需判定主对角线以上（下）的元素值就可以了。然后按行相加（或相乘）并进行正规化，所求的特征向量就是所求的权重值。

22二、评价指标的权重第二节农业系统评价指标体系

4.专家调查法把调查的内容由调查人事先制定出表格，然后根据调查内容选择有权威的人作为调查对象，请他们发表意见填入调查表，最后由调查人汇总，求得各指标的权重值。这种方法的关键在于事先选择好足够数量的专家，同时要求专家背靠背自主完成，不互相影响。调查表的设计也很重要，最好采用简单的打分比较法，依靠专家的感觉和经验评分。如觉得第一次调查来的数字出入较大，还可以进行反复，即将调查结果经过整理发给专家进一步征求意见，直到认为满意为止。23常用的系统评价方法如下：第三节系统评价方法24第三节系统评价方法系统评价方法单目标评价方法多目标评价方法经验评分法模糊评分法0-1累计评分法

相对系数评分法算术平均值法

.简单综合法关联矩阵法模糊评价法数据包络分析（DEA）方法直接求和法几何平均值法25一、单目标评价方法第三节系统评价方法单目标评价是多目标评价的基础，只有先进行单目标评价，然后才能进行多目标评价。单目标评价分为经验评分法和相对系数评分法两类。其中经验评分法又分为模糊评分和０－１累计评分法。

1.模糊评分法此法用在模糊目标的评价上。如重要性、可靠性、稳定性等都属于模糊目标，对模糊目标的评价只能依靠专家的经验，并通过模糊评分加以量化。具体工作步骤如下：26一、单目标评价方法第三节系统评价方法

1.模糊评分法

①给出明确的单目标。

②有一组确定的待评方案。

③请20名以上有实践经验的专家背靠背模糊打分。记分标准可以是1分、5分、10分、100分。

④将评分结果集中起来，并根据下式求出每个方案的平均得分：27一、单目标评价方法第三节系统评价方法

1.模糊评分法

式中：di—第i个方案得分；

dik—第K位专家给第i方案评分；

P—参加评分人数；

n—待评方案数。

⑤根据di大小给出方案优劣排序。28一、单目标评价方法第三节系统评价方法

1.模糊评分法

例9-2表9-2是采用100分制给出五种作物评价结果汇总表。29第三节系统评价方法表9-2某地区五种作物在“气候地地利用”目标下的模糊评分汇总表

例9-2表9-2是采用100分制给出五种作物评价结果汇总表。小麦玉米大豆高粱谷子12345678975808570658070907570908875607580759085807080756075759080757078927875707580887075808475908075767580761077.881.580.574.074.731254平均得分优劣排序作物（方案）评分人员序号30一、单目标评价方法第三节系统评价方法

2.0-1累计评分法例9-3已知某目标下有四个方案Gi（i=1,2,3,4），要求给出优劣排序。具体工作步骤是：①聘请20名以上评判专家（本例仅请10名）。②绘0-1评分矩阵表，然后分发到每位评判人员手中。③详细交待评分方法，并采取背靠背的方法进行0-1评分。如表9-3是某位专家给出的评分结果。31第三节系统评价方法表9-30-1评分矩阵表32一、单目标评价方法第三节系统评价方法

2.0-1累计评分法从表中可以看出，G1与G1不比较，记“×”；G1与G2相比，G1相对重要些，记“1”分；G1不如G3重要，记“0”分；G1与G4相比，G1又相对重要些，记“1”分，其余依此类推。将每个方案的得分加起来便得到累计分（qik），它代表每位专家对不同方案相对重要性的认可。在0—1评分表最后一行的合计得分数Q（本表为Q=6）代表一张评分表的总分数，同一个问题不同评分表其总分数是相同的。我们可根据总分数多少来判定评分表是否有效。Q的计算通式如下：

33一、单目标评价方法第三节系统评价方法

2.0-1累计评分法式中：qik为第k位专家为第i个方案评的分数；n为评价方案数。④将0—1评分矩阵表集中起来汇总成0—1综合评分矩阵表（见表9-4），然后计算总累计得分、重要性系数并依此进行重要性排序。34第三节系统评价方法表9-4综合评分矩阵表35一、单目标评价方法第三节系统评价方法

2.0-1累计评分法由表9-4可知，总累计得分和理要性系数分别由下式计算：重要性系数为：36一、单目标评价方法第三节系统评价方法

2.0-1累计评分法

0-1累计评分法作为单目标系统评价方法，其应用领域非常广泛，如用于系统功能分析、多目标排序、确定指标权重、系统问题诊断和评价工程建设投资合理性分析等。

0-1累计评分法在实际应用中，经常出现评分结果不对的情况，特别是当方案比较多的情况下更是如此。而采取集体亮分的评分方法，则可收到事半功倍的效果。具体工作步骤如下：37一、单目标评价方法第三节系统评价方法

2.0-1累计评分法

①首先在黑板上画出0-1累计评分矩阵表，如表9-5所示。

②请10名专家集体进行0-1评分，并且只进行右上角评分。如G1与G2进行比较，如果认为G1重要则举手，表示记“1”分，否则不举手，表示记“0”分。由表9-5可知，同意G1重要的有6人，记6分，反之G2得4分。同理，G1与G3比得7分，G3得3分，其余依此类推，直至全部评分完了为止。38一、单目标评价方法第三节系统评价方法表9-5集体0-1评分矩阵表39一、单目标评价方法第三节系统评价方法

3.相对系数评分法当一组方案在给定的目标下都有确定的取值时，应该采用相对系数评分法使其无纲化。分为两种情况：

①对极大化（maxf)问题，按下式计算各方案得分：式中：di为第i个方案相对评分，qi为第i个方案实际取值。40一、单目标评价方法第三节系统评价方法

3.相对系数评分法

②对极小化（minf)问题，按下式计算各方案得分：式中：di为第i个方案相对评分，qi为第i个方案实际取值。以上两种情况的应用实例见表9-6。41第三节系统评价方法表9-6相对系数评分法举例42一、单目标评价方法第三节系统评价方法

4.区间映射法

分两种情况：

②对极大化（minf）问题，按下式计算各方案得分：

①对极大化（maxf）问题，按下式计算各方案得分：43二、多目标评价方法第三节系统评价方法

1.简单综合法简单综合法是比较简单的多目标评价方法，具体包括直接求和法、算术平均值法和几何平均值法。把它们写成一般形式见表9-7。不同的方法有其自身的特点和正确选用问题。44表9-7简单综合法一般表达式第三节系统评价方法目标45二、多目标评价方法第三节系统评价方法

1.简单综合法①直接求和法将每个方案对应几个目标的评分累加起来，然后根据累计得分的多少给出方案优劣排序的方法称为直接求和法。这种方法简单实用，故常被采用。但是，如果评价目标个数不相等时，就不能再用直接求和法，而应采用算术平均值法。②算术平均值法将每个方案对应几个目标的评分累加起来取平均值，并根据平均值的大小给出方案优劣排序的方法称为算术平均值法。这种方法适用于目标个数相等或不相等两种情况，其实质是等权重的思想。当目标个数相等时，直接求和法与算术平均值法给出的排序结果是相同的。46二、多目标评价方法第三节系统评价方法

1.简单综合法③几何平均值法将每个方案对应几个目标的得分连乘再开几次方作为每个方案的综合得分，并依此给出方案优劣排序的方法称为几何平均值法。这种方法不仅适用于目标个数相等或不相等两种情况，而且可把不同目标，但评分比较集中的方案选为最好方案。如表9-8所示。应用算术平均值法则三个方案并列第一，即分不出优劣。而采用几何平均值算法，则Ⅲ方案就是最优的，为该方案对应不同目标的评分非常集中。47二、多目标评价方法第三节系统评价方法指标方案表9-8简单综合法应用举例48二、多目标评价方法第三节系统评价方法

2.关联矩阵法关联矩阵法是用矩阵形式来表示各替代方案有关评价项目的数据值，然后计算各方案评价值的加权和，在通过分析比较，评价值加权和最大的方案即为最优方案。应用关联矩阵法的关键在于确定各评价指标的相对重要度，即权重，以及由评价主体给定的评价指标的评价尺度。这种方法，是用于考虑各替代方案互相没有干涉和影响情况下的一种评价方法。如表9-9所示。49二、多目标评价方法第三节系统评价方法表9-8简单综合法应用举例方案指标50二、多目标评价方法第三节系统评价方法

2.关联矩阵法表中的pi是参与评价的方案，Gj为评价指标，αj是评价指标Gj的权重，dij是评价方案pi在评价指标Gj下的评分值，则评价方案pi的综合评价值为：根据Wi值的大小进行比较，可选出最优方案。51二、多目标评价方法第三节系统评价方法

例9-4某平原产粮区进行耕作制度改革，制定了甲、乙、丙三个方案，其主要评价指标有：粮食亩产量、粮食质量、每亩用工量、每亩纯收入和对生态平衡影响程度五项，经典型调查，并应用各种参数进行试算预测，甲、乙、丙三个方案的五项指标可达到如下水平，见表9-10。

52二、多目标评价方法第三节系统评价方法指标方案表9-10三种方案的指标值53二、多目标评价方法第三节系统评价方法据历史统计资料和小面积试验资料，亩产量最高1200斤，最低700斤；每亩用工量最高60工日，最低20工日；每亩纯收入最高130元，最低50元；粮食质量和对生态平衡影响程度皆分为6级，最好为1级，最差为6级。另外，根据专家的分析，亩产、质量、亩用工、亩纯收入、对生态平衡影响程度五项指标的权重分别0.2、0.1、0.15、0.3和0.25。请根据以上所给条件，进行方案的选优。54二、多目标评价方法第三节系统评价方法对此问题的解决，第一步要进行单目标的评价。为此我们根据给定条件先拟定评分标准，见表9-11。第二步，对照评分标准对各方案的各项指标进行打分，使不同量纲的指标值转化为统一无量纲的标准值，见表9-12。第三步，建立关联矩阵，计算综合评价值，给出方案的优劣排序，见表9-12。55二、多目标评价方法第三节系统评价方法表9-11评分标准56二、多目标评价方法第三节系统评价方法表9-12综合评分表

例9-2表9-2是采用100分制给出五种作物评价结果汇总表。方案权重指标57二、多目标评价方法第三节系统评价方法

3.模糊评价法现实生活中，要精确地描述某一评价目标，往往是极为困难的，这就提出了模糊目标问题。例如：“改善服务态度，让顾客满意”、“把企业办得更好”等，这时的评价标准多由决策人主观确定。因此，应该有一定评价函数用来度量。模糊评价法是运用模糊集理论对系统进行综合评价的一种方法。通过模糊评价，能获得系统各替代方案优先顺序的有关信息。模糊评价法也是常用的一种综合评价方法，其具体工作步骤如下：58二、多目标评价方法第三节系统评价方法

3.模糊评价法①确定评价因素集合U：类似于前面讲的评价指标，U={u1，u2，…，un}，如对技术人员进行技术考核，评价因素集可设定为U={再现能力，发现能力，创造能力，…}。②确定评语集合V：即对评价对象可能下的评语，V={v1，v2,，…，vm}，如采取四级评分制，评判集V={优秀，良好，及格，不及格}。59二、多目标评价方法第三节系统评价方法

3.模糊评价法③建立模糊评价矩阵

：这是一个由因素集U到评判集V的模糊映射，其中元素rij表示从第i个因素着眼对某一对象作出第j种评语的可能程度。固定i，（yi1，yi2，…）就是V上的一个模糊集，表示从第i个因素着眼，对于某对象所做出的单因素评价。在这里,yij一般是通过若干名专家给出的评语进行统计而得到的，如请10名专家，对某技术员的创造能力进行评价，其中，5人认为该技术员为优秀，3人认为是良好，2人认为是及格，则对该评价因素在V上的一个模糊集为（0.5，0.3，0.2，0）。模糊评价矩阵的通式为：60二、多目标评价方法第三节系统评价方法

3.模糊评价法④确定评价因素的权重（i=1,2,…,n），这实际上是U中各元素ui的权重。用模糊理论来解释：U中诸因素之间有不同的权衡，人们