AHP(层次分析法)方法、步骤.ppt

1、MS-OR多目标评估方法多目标评估方法AHP方法及其应用方法及其应用2006.81MS-OR多目标评估方法多目标评估方法层次分析法(Analytics Hierarchy Process,AHP)简 介1基本模型2基本步骤3应用案例4应用软件5MS-OR多目标评估方法多目标评估方法1、简介层次分析法是由美国匹兹堡大学教授T.L.Saaty在70年代中期提出的。它的基本思想是把一个复杂的问题分解为各个组成因素，并将这些因素按支配关系分组，从而形成一个有序的递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性，然后综合人的判断以确定决策诸因素相对重要性的总排序。层次分析法的出现给决策者解决

2、那些难以定量描述的决策问题带来了极大的方便，从而使它的应用几乎涉及任何科学领域。2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法2、基本模型单层次模型（1）单层次模型结构C目标Ai隶属C的n个评价元素决策者：由决策者在这个目标意义下对这n 个元素进行评价，对他们进行优劣排序并作出相对重要性的权量。CA1A2An2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法2、基本模型单层次模型（2）思想：v整体判断 n个元素的两两比较。v定性判断 定量表示（通过标量）v通过数学公式（特征值）确定各元素评价权重2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法2、基本模型单层次模型（3）计算步骤i.

3、构造两两比较判断矩阵ii.计算单一准则下元素的相对重要性（层 次单排序）iii.单层次判断矩阵A的一致性检验2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（3）计算步骤i.判断矩阵标度（aij）的含义：Ai比Aj 时由决策者回答下列问题所得CKA1A2AnA1a11a12a1nA2a21a22a2nMMMMMAnan1an2ann2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（3）计算步骤判断矩阵中的元素具有下述性质例：决策者认为Ai比Aj明显重要，则aij5这样由决策者的定性判断转换为定量表示，这是AHP的特点之一。2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（3）计算步

4、骤ii.层次单排序 计算判断矩阵A的最大特征根max和其对应的经归一化后的特征向量W=(w1,w2,wn)T 由此得到的特征向量W=(w1,w2,wn)T 就作为对应评价单元的权重向量。max和W的计算一般采用幂法、和法和方根法AW=maxW2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法方根法计算Mi 的n次方根2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法归一化2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法AHP方法计算原理v问题 为什么两两比较判断矩阵A的最大特征值的向量 可以作为评价单元A1,A2,An的权重向量？2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法AH

5、P方法计算原理v解释 假设事先已知这n个评价单元的权重向量为 比较Ai与Aj重要性时，标量aij=wi/wj 是一精确比值所构成的两两比较判断矩阵 是完全精确的判断矩阵2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法AHP方法计算原理满足 W是 的最大特征值的向量2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法AHP方法计算原理实际评价时，并不知道这权重向量比较Ai与Aj重要性时，通过询问决策者只能得到近似的比值aij aijwi/wj得到的判断矩阵是近似的判断矩阵A.A 精确判断矩阵 的最大特征值的向量 W=(w1,w2,wn)T是完全精确的权重向量近似判断矩阵A最大特征值的向量 W

6、=(w1,w2,wn)T可以作为近似的权重向量2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（3）计算步骤viii.单层次判断矩阵A的一致性检验在单层次判断矩阵A中，当 时，称判断矩阵为一致性矩阵。进行一致性检验的步骤如下：（a）计算一致性指标C.I.：，式中n为判断矩阵阶数。（b）计算平均随机一致性指标R.I.R.I.是多次重复进行随机判断矩阵特征值的计算后取算术平均数得到的，下表给出115维矩阵重复计算1000次的平均随机一致性指标：（c）计算一致性比例C.R.：C.R.C.I./R.I.当C.R.0.1时，一般认为判断矩阵的一致性是可以接受的。维数12345678910111213

7、1415R.I.000.520.891.121.261.361.411.461.491.521.541.561.581.592009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法3、多层次分析法基本步骤建立递阶层次结构1计算单一准则下元素相对重要性（单层次模型）2计算各层次上元素的组合权重（层次总排序）3评价层次总排序计算结果的一致性42009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（1）递阶层次结构决策目标准则1准则2准则k子准则1子准则2子准则m方案1方案2方案n目标层准则层子准则层方案层2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（3）计算各元素的总权重2009.11MS-OR

8、多目标评估方法多目标评估方法（4）评价层次总排序计算结果的一致性设：CI为层次总排序一致性指标：RI为层次总排序随机一致性指标。其计算公式为：CIi为Ai相应的B层次中判断矩阵的一致性指标。RIi为Ai相对应的B层次中判断矩阵随机一致性指标并取当 ，认为层次总排序的结果具有满意的一致性。2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法 4、应用案例某厂有一笔企业留成利润要决定如何使用，根据各方意见提出的决策方案有：发奖金；扩建集体福利设施；办技校；建图书馆；购买新设备。在决策时要考虑调动职工劳动积极性、提高职工技术文化水平、改善职工物质文化生活三方面，据此构造各因素之间相互联结的层次结构模

9、型如下图所示。2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（1）层次结构图）层次结构图准则层C方案层D目标层A合理使用企业留利万元调动职工劳动积极性提高企业技术水平改善职工物质文化生活状况发奖金扩建集体福利设施办技校建图书馆购买新设施AC1C2C3d1d2d3d4d52009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（2）计算单一准则下元）计算单一准则下元素的相对重要性素的相对重要性i.第二层相对于第一层的判断矩阵通过计算得判断矩阵的特征向量和特征值分别为：W=(0.105,0.637,0.258)max=3.308对判断矩阵进行一致性检验，即计算C.I.和C.R.C.I.=0.01

10、9 C.R.=0.0330.1说明判断矩阵的一致性可以接受。A-CC1C2C3C111/51/3C2513C331/31C1C2C3w1=0.105W2=0.637W3=0.258A2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（2）计算单一准则下元）计算单一准则下元素的相对重要性素的相对重要性ii.第三层元素相对于第二层元素判断矩阵W=(0.491,0.232,0.092,0.138,0.046)126.5max=lC.I=0.032C.R.=0.0280.1C1-Dd1d2d3d4d5d112347d21/21325d31/31/311/21d41/41/2213d51/71/511

11、/31w11W12W13C1C2C3d1d2d3d4d5w14w152009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（2）计算单一准则下元）计算单一准则下元素的相对重要性素的相对重要性w21W22W23C1C2C3d1d2d3d4d5w24w25C1C2C3d1d2d3d4d52009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（3）计算各元素的总权重）计算各元素的总权重2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法（4）结论）结论发奖金，福利设施，办技校，建图书馆，新设备W=(0.157,0.164,0.393,0.113,0.172)C.I.=0.028R.I.=0.923CR=

12、0.030.10计算结果表明，对于合理使用企业留成利润来说，办技校是首选的方案。2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法五问题提出问题提出 中国女排在2007年一系列热身赛中成绩不佳，透露出这么一个重要信息：我们应该怎样科学地选拔上场队员。是否应该认真的反思一下历年来选拔队员的程序和方法，它们是否是在科学原则的指导下进行的。2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法一问题提出问题提出 选择上场队员应该有一套科学的方法，不然 即使再出一个郎平，也不一定能够再登世界之巅。2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法一问题提出问题提出 中国女排在2004年雅典奥运会获得

13、金牌后，在备战北京奥运会时仍然沿袭了雅典奥运会的原班人马，结果由于多名队员受伤，在占尽天时，地理人和之时成绩却不尽人意。无论是教练还是对原对此成绩均不满意。赛后主教练陈忠和泪洒赛场。陈忠和泪洒赛场视频2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法一问题提出问题提出 但赛后的痛苦流涕病必能解决问题，我们是否应该反思队员选拔与训练机制，为什么主力队员都是浑身伤病。我们认为，主教练在进行队员选拔的时一定要按科 学的原则进行，而非靠个 人偏好决定取舍。这样 才能把最优秀的队员 选拔到国家队。2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法一问题提出问题提出 从管理的角度来看，选择上场队员的问

14、题实质是一个综合评估问题。科学评估有三要素：评估者、评估指标体系和评估方法。实际上队员选拔问题也应该按照这三个准则进行：一是确定科学的确定评估者（教练组），二是要建立一套合理的评价指标体系，三是选用 科学有效的评估方法进 行。Oh,My God！2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法二模拟算例二模拟算例 基于本届奥运会的教训和实际情况，我们通过一个模拟的算例，来看如何运用此方法进行队员选拔。确定本届奥运会1-2名留队的副攻队员。评估对象：我们选择四位现役国家队副攻队员，薛明、赵蕊蕊、徐云丽、马蕴雯。模拟评估小组研究生球迷小组。评价指标讨论提出下列四个指标：身体条件、大赛经验 力、

15、训练水平、场上作风。具体评价模型和评价过程如下：2009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法1.构造各因素之间的层次结构模型 上场队员目标层A指标层B身体条件B1大赛经验B2训练水平B3场上作风B4方案层C徐云丽C1赵蕊蕊C2薛明C3马蕴雯C42009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法2.构造第二层相对于第一层的判断矩阵 下面是某位排球专家给各层次上对象的打分情况：A-B 身体条件B1 大赛经验B2 训练水平B3 场上作风B4 身体条件B1 1335大赛经验B2 1/3113训练水平B3 1/3113场上作风B4 1/51/31/312009.11MS-OR多目标评估方法多目

16、标评估方法3.层次单排序和一致性检验通过计算，可得如下结果：层次单排序：(身体,经验,训练,作风)特征向量 W=(0.520,0.201,0.201,0.078)特征值对判断矩阵进行一致性检验，即计算C.I.和C.R.C.I.=0.014C.R.=0.016C.R.0.1，通过一致性检验B4AC4B1B2B3C1C2C32009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法4.构造第三层相对第二层的各个指构造第三层相对第二层的各个指 标的判断矩阵标的判断矩阵 4.1各位被选教练在指标身体条件上的得分B1-C 徐云丽C1 赵蕊蕊C2 薛明C3 马蕴雯C4 徐云丽C1 11/51/32赵蕊蕊C2 5135薛明C3 3313马蕴雯C4 1/21/51/312009.11MS-OR多目标评估方法多目标评估方法4.2 B1-C上的单排序和一致性检验通过计算，可得如下结果：B1-C上的权值：(丽丽,蕊蕊,明明,雯雯)特征向量 W=(0.114,0.556,0.249,0.081)特征值对判断矩阵进行一致性检验，即计算C.I.和C.R.C.I.=0.035C.R.=0.039C.R.0.1，通过一致性