系统工程课件:第六章 系统评介.ppt
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- 系统工程课件:第六章 系统评介 系统工程 课件 第六 系统 评介
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1、第六章 系统评价1. 系统评价概述2. 指标数量化方法3. 指标综合评价法4. 模糊综合评价法5. 层次分析法6. 综合应用一、系统评价的概念 系统评价就是评价系统的价值。具体地说,它是根据预定的系统目标,利用模型和资料,从社会、政治、经济和技术等方面,对系统各种方案的价值进行评定,从中选择最佳方案,为系统决策选择最优方案提供科学的依据。 系统评价的复杂性:有的指标难以量化,它与使用人与评价人的主观感觉与经验有关;不同方案各有所长,各有所短,指标越多,方案越多,问题就越复杂,方案更难取舍。第一节第一节 系统评价概述系统评价概述 如对城市交通系统进行评价。原来只是从交通工具的动力等技术方面以及交
2、通路线的建设费用和日常经营费用等经济方面进行评价。近年来,除进行上述方面的评价外,还要求从交通工具的方便性、舒适性、安全性、美观性等使用方面,从环境保护、能源政策等国家利益方面进行评价。 如对学生的评价由单一评价到素质评价。 价值就是评价主体(即从事评价的个人或集体)对某个评价对象(待开发的系统,待决策的系统行为等)在理论上或实践上所具有的作用和意义上的认识和估计。 从经济意义上讲,价值通常被理解为根据评价主体的效用观点对评价对象能满足某种需求的认识或估计。 价值的特点:(1)相对性。就具体评价对象来说,由于评价主体所处的立场、观点、环境、评级目的等的不同,对其价值的评定就有所不同。所以必须有
3、许多人参与评价。(2)共同性。人们有机会经常交流对事物的认识或估计,所以在价值上又会表现出某种程度的共同性与客观性,形成社会价值观。个人价值观与社会价值观合理地统一是系统评价的重要任务。二、价值的概念二、价值的概念(3)评价对象的价值不是对象本身所固有的,而是根据评价对象、评价主体和其所处的环境条件等关系相对地确定;另一方面,不存在计量价值的绝对尺度,所以,系统评价通常采用相对比较的方法确定评价尺度。 所以,系统评价必须具备两个前提条件(1)熟悉方案:确定掌握各替代方案的优缺点,对各项基本目标、功能要求的实现程度、方案实现的条件和可能性的估计等。这类估计是通过技术、经济及社会评价等单项评价实现
4、的。(2)确定评价尺度:先确定评价尺度,再通过评价尺度对评价对象进行测定,以确定其价值。 根据熟悉方案的情况,结合评价标准,应用适当根据熟悉方案的情况,结合评价标准,应用适当的方法,先进行单项评价,再综合评价,从而作的方法,先进行单项评价,再综合评价,从而作出对方案的优先顺序的结论,这就是系统评价的出对方案的优先顺序的结论,这就是系统评价的内容。内容。 1 系统评价的原则系统评价的原则 (1)要保证评价的客观性。评价资料的全面性和可靠性,防止评价人员的倾向性;评价人员组成的代表性,不能只邀请单方面人员参加,还要保证自由表态的可能,行动不受压力;要保证专家人数的比例。(2)要保证方案的可比性。替
5、代方案在保证实现系统的基本功能上要有可比性和一致性。个别功能突出或方案内容新,只能说明其相关方面,不能代替其他方面得分,更不能搞 “陪衬”方案,从而失去评价的真意。 (3)评价指标要成系统。评价指标要包括系统目标所涉及的一切方面,而且对定性问题要有恰当的评价指标,以保证评价不出现片面性。 (4)评价指标符合国家方针政策。评价指标必须与国家的方针、政策、法令的要求相一 致。三、系统评价的原则与步骤三、系统评价的原则与步骤 2 评价指标体系内容评价指标体系内容 (1)政策性指标。包括政府的方针、政策、法令,以及法律约束和发展规划等方面的要求,这对国防和国计民生方面的重大项目或大型系统尤为重要。 (
6、2)技术性指标。包括产品的性能、寿命、可靠性、安全性等,工程项目的地质条件、设备、设施、建筑物、运输等技术指标要求。 (3)经济性指标。包括方案成本(有条件时应考虑生命周期成本;即包括制造成本、使用成本和维修成本等)、利润和税金、投资额、流动资金占用量、回收期;建设周期,以及地方性的间接收益等。 (4)社会性指标。包括社会福利、社会节约、综合发展、就业机会,污染、生态环境等。 (5)资源性指标。如工程项目中的物资、人力、能源、水源、土地条件等。 (6)时间性指标。如工程进度、时间节约、试制周期等。上述6个方面是指一般可能要求考虑的指标大类,不可一概而论,视具体评价对象而定。 3 系统评价的步骤
7、系统评价的步骤 (1)对评价方案做出简要说明,使方案的特点、优缺点清晰明了,便于评价人员掌握。 (2) 确定由所有单项和大类指标组成的评价指标体系。 (3)确定各大类及单项评价指标的权重,并从整体上调整。 (4)进行单项评价,查明各项评价指标的实现程度。 (5)进行单项评价指标的综合,得出大类指标的价值。 (6)进行综合评价,综合各大类指标的价值和总价值。 交通运输系统的评价指标体系 遵章守纪,教书育人 备课充分,讲稿完备 治学严谨,要求严格 概念清楚,条理清晰 内容熟练,表达准确 突出重点,讲清难点 语言生动,教态自然 精神饱满,感情充沛 因材施教,教法得当 联系实际,例证恰当 启发思维,培
8、养能力 学生思想活跃,课堂气氛活泼某大学教学质量评估指标体系某大学教学质量评估指标体系一、专家打分法一、专家打分法 这是一种感觉评分法。例:设有5台设备,15个操作者,其操作感受记录如表所示。计算各台设备的得分Fj 。 对各个得分Fj,可以将其化为百分比制(10分制或5分制)得分Bj(最高分100分或10分、5分): 其中: 或进行如下处理: 得分系数 其值大小可作为衡量设备好坏的标准。第二节第二节 指标数量化方法指标数量化方法max100maxmaxjjFFjFFBjnjjjjFFf1操作者样机IV1差可差可良2良差差差可3可差良可差4可可良可可5差差可可可6可可良可可7差差可良可8可可可可
9、良9良可良良良10差可可良良11可可差良可12可良良良良13良可良良良14良可可良良15可可可良良良(a)可(b)差(c)47411046639518613a+2b+c=s得分:F=S153020027180332203825337247操作者对各设备的操作感受情况表方案(样机)I得分Fj20018022025324711百分制得分Bj79171186.910097610分制得分791711869109765 分 制 得分3.963564355488得分系数fi0.1820.1640200023002241.00不同得分制下的得分表二、连环比率法二、连环比率法 这是一种确定得分系数或加权系数的
10、方法。该方法分成以下三个步骤进行: 填写暂定分数列(由上而下) 填写修正分数列Fi(由下而上) 计算得分系数fi1, 101niiiiiiiffFFf方案暂定分数修正分数Fi得分系数fjA120450033A2052250.16A3304500.33A415150011A51010000713751.0连环比率法 一、加权平均法一、加权平均法 设A1,A2,Am是评价对象的m个替代方案; F1,F2,Fn是评价替代方案的n个评价指标; w1,w2,wn是n个评价指标的权重; ai1,ai2,ain是第i个方案Ai的关于Fj指标 (j=1,2, ,n)的价值评定值。 相应的评价矩阵为:第三节第三
11、节 指标综合评价法指标综合评价法指标因素FjF1F2Fn综合评价值i权重j12n方案AiA1a11a12a1nA2a21a22a2n:Amam1am2amn 评价矩阵表1 加法规则 2 乘法规则njjjnjijjwwmiaw111, 10, 2 , 1,miawmianjijjinjwijij,2 , 1,lglg, 2 , 1,11性能ai1w1成本ai2w2可靠性ai3w3维修性ai4w4寿命ai5w5重量ai6w6能耗ainwn某一方案Ai资料来自系统开发与其它方案去比较njijjiaw1 加权平均法的原理加权平均法的原理例 设有3个方案,5项指标,试计算各个方案的综合评价值。指标FjF
12、1F2F3F4F5权重j040.30.150.10.05方案AiA1769102A286428A349510623132123321lglglg7708.0lg,7608.0lg,8236.0lg35.6,20.6,05.7加法规则:乘法规则:二、功效系数法二、功效系数法 设系统具有n项评价指标f1(x), f2(x), fn(x) ,其中k1项越大越好,k2项越小越好,其余(n- k1 - k2)项要求适中。 现分别为这些指数赋予一定的功效系数di,0 di 1 ,其中di =0表示最不满意, di =1表示最满意; 一般地, di =i(x) ,对于不同的要求,函数di =i(x)有着不同
13、的形式,(如下页图所示)当fi(x)越大越好选(a), fi(x)越小越好选(b),适中选(c)。这时用总的功效系数D 作为单一评价指标,D越大越好(0D1)。nndddD21当fi(x)越大越好选(a), fi(x)越小越好选(b),适中选(c) 功效函数图 例 设某产品有4项指标:f1表示产量,允许在40100件之间变化; f2表示产品的硬度,允许在3.24.4之间变化; f3表示能耗,允许在6.08.5kW之间变化; f4表示产品的合格率,不允许低于50%。所以, f1与f4越高越好, f3越低越好, f2以适中为好,它们的功效函数i(i=1,2,3,4)如下页图所示。今有两种方案满足4
14、项指标的要求,试评价两种方案的优劣。 指标方案f1 f2 f3 f4 A1A258 3.7 6.5 8057 4.1 6.5 85各指标的功效函数 指标方案f1 f2 f3 f4 A1A258 3.7 6.5 8057 4.1 6.5 85 解:根据两种方案的数据查图中的各曲线,得到功效系数如下表所示。 总的功效系数 , n=4 分别算得D1=0.752,D2=0.726 D1 D2 ,所以,方案A1优于A2。nndddD21d1 d2 d3 d4 D A1A20.43 0.94 0.94 0.84 0.7520.41 0.80 0.94 0.90 0.726各方案指标的功效系数三、效益成本法
15、 在系统评价中,所有的评价指标总可以划分效益效益与成本成本两类。将每个方案的效益与成本分别计算后,再比较其效益效益/成本成本,就可评价方案的优劣。 例:某厂为了扩大生产,准备新建一厂房,为此提出三个方案,用效益效益/成本法成本法对三方对三方案进行评价。案进行评价。 这里,把指标归类为效益与成本两类。这里,把指标归类为效益与成本两类。建厂方案指标比较 序号指 标单位第方案第方案第 方案1造价万元10086752建成年限年5433建成后需流动资金万元45.833.338.54建成后发挥效益时间年1010105年产值万元2601962206产值利润率%121512.57环境污染程度稍重最轻轻 的利润
16、高于、 ,但投资额也高于、 ,从效益/成本看低于、 ,而且,环境保护效果差。 方案为理想方案。方案为理想方案。各方案投资利润率比较指 标单位第方案第方案第方案总利润额万元312294275全部投资额万元145.8119.3113.5利润高于投资的余额万元166.2174.7161.5投资利润率%214246242选择法 这是一种比较简单的规范化方法,其过程为:1 标准化:分别从各个指标去比较方案的得分,最好的方案得100分,最差的方案得1分,其它方案按下式计算得分:2 确定各方案的权系数3 综合评价(加权平均法)1)(99BABCX序号 目标权系数1造价156.4100402建成年限150.5
17、100403需流动资金 110058.8405年产值100138.1306产值利润率 110017.5807环境污染11007020和322018306 14295250 前页表中方案指标的标准化数据 模糊综合评价可以用来对人、事、物进行全面、正确而又定量的评价,因此,它是提高领导者决策能力和管理水平的一种有效方法。当面对多种而复杂的方案、褒贬不一的人才、众说纷纭的成果时,就试用模糊综合评价法。 一、模糊评价法原理 1 模糊的概念模糊的概念 普通集合只能表现确切的概念。但现实生活中却存在着外延不分明的概念,如医学中的“发高烧”、“健康人”,气象中的“阴雨天”等概念的界限都是十分模糊的。我们称这
18、类外延不分明的概念为模糊概念。Zadeh. A首先引入模糊集的概念,其基本思想是把普通集合中的绝对隶属关系灵活化,使元素对“集合”的隶属度从只能取0,1中的值扩充为可取区间0,1中的任一数值。第四节模糊综合评价法第四节模糊综合评价法2 模糊集的概念模糊集的概念 定义:为定量刻划这些模糊性,定义了论域U上的一个模糊子集模糊子集A,:对于 , 都指定了一个数 ,叫做u对A的 隶属程度。 映射 叫做的A隶属函数。例:某班一组有5个同学,即 设论域U= ,现分别对每个同学的“性格稳重程度”按百分制打分,再除以100。实际上就是给定一个从论域U到0,1闭区间的映射,设为Uu 1 , 0)(uuA)(,1
19、 , 0:uuuUuAA54321,uuuuu54321,uuuuu 这样就确定了一个模糊子集A,它表示出这个小组的同学对“性格稳重”这个模糊概念的符合程度。如果论域U是有限集合时,可以用向量来表示模糊子集,对于上例可以写成:A=(0.85,0.75,0.98,0.30,0.60) 对于一般的模糊子集表示论域中有n个元素,其中 是论域U中第i个元素对模糊子集的隶属度。60. 0)(,30. 0)(,98. 0)(,75. 0)(,85. 0)(54321uuuuuuuuuuAAAAA)(,),(),(21nAAAuuuuuuA), 2 , 1(1 , 0)(niAuiuu 另外,也可以采用记号
20、将上例写成:所以,模糊子集A,按记法,可表示为54321/60. 0/30. 0/98. 0/75. 0/85. 0uuuuuAnnAAAuuuuuuuuuA/ )(/ )(/ )(2211 3 模糊关系模糊关系模糊矩阵模糊矩阵R 普通关系只能描述两元素有无某种关系R如兄弟、父子关系等。但现实存在着大量更为复杂的关系,不是简单地有或无,而是不同程度的存在着,即模糊关系,模糊关系对应的模糊矩阵R。如用打分法表示四种物品:苹果、乒乓球、书、篮球的相似程度,完全相似为“1”,完成不相似为“0”,其余按相似程度在0,1中给出一个数u,这样,就得到一个模糊关系R,所得到的模糊矩阵为:(),0,1, ,1
21、,2,ijn nijRrri jnX1 X2 X3 X4 X1 X2 X3 X4 R1 0.7 0 0.70.7 1 0 0.90 0 1 00.7 0.9 0 1 模糊关系:模糊关系:109 . 07 . 001009 . 0017 . 07 . 007 . 01R模糊矩阵:模糊矩阵: 4 模糊评价的数学模型(运算) 模糊评判B=AR=(b1, b2 , , bn )是将权重模糊矩阵A与单因素评判矩阵R按模糊矩阵的合成的取大、取小取小运算( , )来进行的。 模型1 M( , ),即: 模型2 M(, ),即:),2,1(),(1njrabijimij),2,1(),(1njrabijimi
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