系统工程第五章—系统评价[精]课件.ppt
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- 系统工程 第五 系统 评价 课件
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1、2023-2-40进入进入2023-2-41第五章 系统评价 第一节 关联矩阵法 第二节 PATTERN(关联树)法 第三节 AHP法的基本原理及步骤 第四节 模糊评价法2023-2-42第一节 关联矩阵法(原理性方法)一、系统评价原理图认 识认 识评 价评 价问 题问 题(5W1(5W1H)H)搜集、搜集、整理、整理、分析分析资料资料方案方案准则准则主体主体选择评选择评价方法价方法、建立、建立评价模评价模型型分析分析计算计算评价评价 值值综合综合评价评价提交提交决策决策初步分析初步分析规范分析规范分析综合分析综合分析系统评价程序图2023-2-43替代方案第一节 关联矩阵法(原理性方法)二、
2、关联矩阵表nwww21Vi X1 X2 Xn mjjjmjjjnjjjVwVVwVVwV22111XjijwVijAiv11 v12 v1nv21 v22 v2nvm1 vm2 vmn A1A2Am评价指标指标权重第二个替代方案A2关于x1指标的价值评定量第 i个方案的综合得分值2023-2-44第一节 关联矩阵法(原理性方法)例:某企业为生产某紧俏产品制定了三个生产方案,分别是A1:自行设计一条新的生产线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
3、论决定评价指标为五项:期望利润;期望利润;产品成品率;产品成品率;市场占有率;市场占有率;投资费用;投资费用;产品外观产品外观如何确定各指标的权重?2023-2-47第一节 关联矩阵法(原理性方法)得分基准(评价尺度)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 评价尺度 (得分)2023-2-48
4、第一节 关联矩阵法(原理性方法)关联矩阵表(逐对比较法)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)232442.7XjwjvijAi2023-2-49第一节 关联矩阵法(原理性方法)(二)KLEE法(古林法)Rj Kj Wj 基准化 归一化序号评价指标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311.000340.53Wj2023-2-410第一节 关联矩阵法(原理性方法)古林法求Vij例表序号(
5、序号(j)评价指标评价指标替代方案替代方案RijKijVij1期望利润期望利润A10.8901.2500.342A21.4041.4040.384A31.0000.2742产品成品产品成品率率A10.9791.0320.334A21.0541.0540.342A31.0000.3242023-2-411第一节 关联矩阵法(原理性方法)3市场占市场占有率有率A10.8571.2000.333A21.4001.4000.389A31.0000.2784投资费投资费用用A11.6360.4550.263A20.2780.2780.160A31.0000.5775产品外产品外观观A11.3331.00
6、00.364A20.7500.7500.272A31.0000.364278.01805024R636.111018014R333.13415R2023-2-412第一节 关联矩阵法(原理性方法)关联矩阵例表(古林法)VijAi期望利期望利润润产品成品产品成品率率市场占有市场占有率率投资费投资费用用产品外产品外观观Vi0.5800.1940.0650.1290.032A10.3420.3840.2740.3340.3420.3240.3330.3890.2780.2630.1600.5770.3640.2720.3640.3300.3340.326A2A3XjWj2023-2-413 第一节
7、关联矩阵法 第二节 PATTERN(关联树)法 第三节 AHP法的基本原理及步骤 第四节 模糊评价法第六章 系统评价2023-2-414课程回顾认识认识问题问题探寻探寻目标目标综合综合方案方案模型模型化化优化或优化或仿真仿真分析分析系统系统评价评价决策决策分析分析NY规范分析规范分析综合分析综合分析ISMISM初步初步SASA5W1H5W1H 目标树目标树BS,635 Delphi,哥顿法,哥顿法,缺点、希缺点、希望点枚举望点枚举法法问题树问题树SSSS马尔可夫模型马尔可夫模型莱氏人口模型莱氏人口模型经验法、拟合法经验法、拟合法SDSD关联矩阵法关联矩阵法AHP系统分析的基本过程2023-2-
8、415第三节 AHP法的基本原理及步骤一、基本原理1.产生与发展:在管理中在管理中,人们常常需要对一些情况作出决策。在日常生活中在日常生活中,也常会需要对一些情况作出决策。这一系列的问题,单纯靠构造一个数学模型来求解的方法往往行不通,而完全通过主观来定夺也常常表现为举棋不定。面对这样的问题,运筹学者开始了对人们思维决策过程进行分析、研究。2023-2-416第三节 AHP法的基本原理及步骤美国运筹学家,T.L.Saaty(T.L.萨迪)萨迪)等人在二十世纪七十年代提出了一种能有效有效处理这类问题的实用方法,称之为层次分析法(AHP法)。这种方法的特征:定性与定量相结合定性与定量相结合,把人们的
9、思维过程层次化,数量化。T.L.Saaty等曾把它用于电力工业计划,运输业研究,电力工业计划,运输业研究,美国高等教育事业美国高等教育事业1985-20001985-2000展望,展望,19851985年世界石油年世界石油价格预测价格预测等方面。由Saaty学生H.Gholamnezhad(高兰民柴)(高兰民柴)在1982年11月召开的中美能源、资源、环境学术会议上首先向中国介绍的,很快应用到能源系统分析,城市规划,经济管理科研成果评价的许多领域。2023-2-417第三节 AHP法的基本原理及步骤2.基本思想: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
10、。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。整个过程体现了人们分解分解判断判断综合综合的思维过程一个例子:假定现在有n个西瓜,它们的重量可用一个向量 表示。这些西瓜的重量未知,如果要想知道这些西瓜按重量大小的排序情况,应该怎样做?也就是说如何能估计出这些西瓜的相对重量?或者说,如何才能得到它们的重量向量?方法一:用秤称方法二:采用两两比较的方法,判断每两个西瓜的相对重量的比例。TnWWWW,21TnWWWW,212023-2-418第三节 AHP法的基本原理及步骤比较判断矩阵 nnijnnnnjnnnnjjjjjnjnjaWWWWW
11、WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWA21212222121121112023-2-419第三节 AHP法的基本原理及步骤用重量向量得得:右右乘乘矩矩阵阵 AWWWWTn,21ikjkijjkikijiijiijjiijaaaaaaanjiaanjiWWa;1;,2,1,1,2,1,显显然然有有:上上式式中中:2023-2-4201).重量向量W是比较判断矩阵A的特征向量2).重量向量的元素个数n是比较判断矩阵A的特征值3).只要求出A的特征向量,则该特征向量就是重量向量W。第三节 AHP法的基本原理及步骤njnnnnjnnnnjjjjjnjnjWWWWWWWWWWWWWWW
12、WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWAW212121222212112111nWWWWWnnj212023-2-421nnjnnnnjjjjjnjnjWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW2121222212112111第三节 AHP法的基本原理及步骤nnWWWWW3211nnWWWWW3212nniWWWWW321nnnWWWWW321nnWWWWW3211nnWWWWW3212nniWWWWW321nnnWWWWW321n2023-2-422第三节 AHP法的基本原理及步骤nnnnjnnnWWWWWWWWWWWWWWWWW321321321321令令归一化:
13、归一化:nnWWWWWWWW32132112023-2-423第三节 AHP法的基本原理及步骤建立层次结构分析模型构造判断矩阵层次单排序及其一致性检验层次总排序AHP主要步骤流程图重点难点2023-2-424二、AHP一般步骤(一)、建立评价系统的递阶层次结构1.1.三个层次:三个层次:.最高层:在这一层次中只有一个要素,一般是分析问题的预定目标或理想结果,因此又称目标层;.中间层:这一层次包括了为实现目标所涉及的中间环节,它可由若干个层次组成,包括所需要考虑的准则,子准则,因此又称为准则层;.最底层:表示为实现目标可供选择的各种措施、决策、方案等,因此又称为措施层或方案层。第三节 AHP法的
14、基本原理及步骤2023-2-425第三节 AHP法的基本原理及步骤准则1方案1准则m1准则2子准则1方案2方案mr子准则m2决策目标子准则22023-2-426第三节 AHP法的基本原理及步骤2.三种结构形式(1).完全相关结构(2).完全独立结构(树形结构)(3).混合结构(包括带有子层次的混合结构)3.两种建立递阶层次结构的方法(1).分解法:目的分目标(准则)指标(子准则)方案(2).解释结构模型法(ISM):评价系统要素的层次化。2023-2-427第三节 AHP法的基本原理及步骤价格功能外观完全层次结构目标层A方案层C准则层B2023-2-428第三节 AHP法的基本原理及步骤合理使
15、用企业利润促进企业发展A调动职工劳动积极性B1提高企业技术水平B2改善职工物质文化生活B3发奖金C1扩大集体福利事业C2开展职业教育C3建设图书馆俱乐部C4引进新技术、设备C5混合层次结构2023-2-429第三节 AHP法的基本原理及步骤合理选择科研课题A成果贡献B1人才培养B2课题可行性B3课题D1课题D2课题D3应用价值 c1科学意义 c2难易程度 c3研究周期 c4财政支持 c5目标层准则层方案层混合结构2023-2-430第三节 AHP法的基本原理及步骤(二)、构造两两比较判断矩阵:Saaty建议用1-91-9及其倒数倒数做为标度来确定aijij的值原因是它符合人们进行比较判断时的心
16、理习惯,实验心理学表明,普通人在对一组事物的某种属性同时作比较,并使判断基本基本保持一致时,所能够正确辨别的事物最大个数在5-9个之间。2023-2-431第三节 AHP法的基本原理及步骤价格B1功能B2外观B3购买手机AC1C2C32023-2-432第三节 AHP法的基本原理及步骤标度含义135792,4,6,8倒数 表示两个因素相比,具有同样重要性表示两个因素相比,一个比另一个稍微重要表示两个因素相比,一个比另一个明显重要表示两个因素相比,一个比另一个强烈重要表示两个因素相比,一个比另一个极端重要表示上述两相邻判断的中值若因素i与j比较得判断aij,则因素j与i比较的判断为aji=1/a
17、ij 表6.1 判断矩阵标度定义1.判断矩阵A A的性质:.9 9 aij0 .aji=1/aij .aii=1 我们称判断矩阵A A为正互反矩阵正互反矩阵 .aikakj=aij 一致性矩阵一致性矩阵2023-2-433第三节 AHP法的基本原理及步骤例:2.两两比较判断的次数:n n(n n-1-1)/2/2,这样可避免判断误差的传递和扩散。3.一致性检验:购买手机:三款手机从价格上得到的两两比较判断矩阵1353/1135/13/113211CCCB321CCC2023-2-434第三节 AHP法的基本原理及步骤.计算一致性指标计算一致性指标C.I.查找相应的平均随机一致性指标平均随机一致
18、性指标R.I.(Random Index)。下表给出了1-14阶正互反矩阵计算1000次得到的平均随机一致性指标。1.maxnnIC(严格证明见有关参考书)niinjjijniiiWWanWAWn111max1)(1(AWAW)i i表示向量AWAW的第i i个分量n1234567891011121314R.I.000.520.891.121.261.361.411.461.491.521.541.561.582023-2-435第三节 AHP法的基本原理及步骤.计算一致性比例计算一致性比例C.R.C.R.(Consistency RatioConsistency Ratio)(三)、层次单排
19、序:1.1.所谓层次单排序,就是确定某一层次各因素对上一层次某因素的影响程度,并依此排出顺序。2.2.排序方法:排序方法:.IRICRC1.02023-2-436第三节 AHP法的基本原理及步骤(1)、方根法(几何平均法):步骤:、求 、令 、标准化(归一化):niaVnjiji,2,1)(1ijjiiMMMMWniiVM 2023-2-437第三节 AHP法的基本原理及步骤价格B1功能B2外观B3购买手机A目标层A方案层C准则层BC1C2C32023-2-438第三节 AHP法的基本原理及步骤仅从价格的角度讲三款手机的优先顺序为:C3C2C1B1C1C2C3ViMiWiC111/31/51/
20、150.4060.105C2311/311.0000.258C3531152.4660.637最优次之2023-2-439第三节 AHP法的基本原理及步骤从功能角度讲各方案优先顺序为:C1C2C3B2C1C2C3ViMiWiC1127142.4100.592C21/2155/21.3570.333C31/71/511/350.3060.0752023-2-440第三节 AHP法的基本原理及步骤从外观角度讲各方案优先顺序为:C3C1C2B3C1C2C3ViMiWiC1131/73/70.7540.149C21/311/91/270.3330.066C3791633.9790.7852023-2-
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