层次分析法 价值工程.docx

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1、价值工程中层次分析法的应用李海坤武汉理工商校土木工程与建筑学院，湖北省武汉市珞狮路122号，430070摘 要：本文首先阐述了现行功能分析方法存在的问题，接着简述了层次分析法的主要步骤，最终列举了层次分 析法在价值工程活动中的对象选择、功能评价、方案选择上的详细应用。关键词：功能分析；价值工程(VE)；层次分析法(AHP)The App I icat ion of Ana lytical Hi erarchy Process i n Va I ue Engi neer i ngLi Haikun(Wuhan University of Technology Civil Engineering

2、and Architectural Institute, LuoShi road 122, Wuhan, Hubei Province,430070) Abstract: This article discussed the function analysis method existing problems,Then describes the method of ahp main steps,Finally lists the analytic hierarchy process in the value engineering activities of the object selec

3、tion function evaluation scheme selection of the specific application.Key words: functional analysis;value engineering;analytic hierarchy process1引言价值工程是通过各相关领域的协作，对所讨论对象的功能和费用进行系统分析，不断创新旨在 提高所讨论对象价值的思想方法和管理技术。功能分析是价值工程的核心，也是价值工程获得胜利的秘诀通过功能分析可以求得价值的最优 值从某种意义上来说，价值工程的系统方法也就是功能分析的系统方法功能分析指的是功能定义、功 能整理

4、和功能评价功能分析的系统方法主要包括：(1)对用户的功能需求分析；(2)对所讨论对象的现有功能状况分析；(3)用户所需功能与对象的现有功能比照分析；(4)各功能的目标本钱评估；(5)各功能的目前本钱与目标本钱比照讨论，通过分析、比照及价值的计算，找出产品改进的重 点、挨次与改进的方向。当前市场经济条件下，现行的功能评价方法存在诸多问题。在价值工程工程的功能评价中，对功 能定量化的方法许多，应用较为普遍的是“相对值法”，如直接比拟评分法、强制确定法等这些方法 虽然简洁易行，但有很大的局限性。其一,这些方法与功能系统图联系不亲密,不能充分发挥功能系统图的作用。因此,这些方法往往 对于结构简洁的产品

5、还可以,对于结构简单的产品,要计算每个功能的评价系数就困难得多如大型船 舶产品，不但零件数目达数万之多而且各功能之间重要性悬殊也很大,很难直接给出船舶主机与船舶 生活设施(如沙发、桌椅等)的功能重要性评分。其二,这些评价方法自身缺乏一套科学的检验方法,对计算结果的正确与错误无法作出科学的推 断。通常,进行功能评价的产品都是比拟简单的,评价工程往往有十几个甚至几十个,在进行比拟评分 才,有时因疏忽或计算错误,导致评分的不正确是缺乏为怪的，问题是如何觉察这些错,并准时赐予订 正。目前，尚缺乏科学的检验方法。其三，这些方法(如强制确定法)的金一算结果只能粗略地说明功能的相对重要程度，并不能反 映功能

6、之间的实际重要性比例。因此，把这种功能重要性的简洁排序作为安排目标本钱的依据,其结 果必定是脱离实际的、毫无意义的。2层次分析法的基本步骤层次分析法能很好地解决上述问题，它自身有一套完整的工作程序,并配备有现成的计算机软件, 因此特殊适应于处理简单的功能评价问题。层次分析法是由美国闻名运筹学家匹堡高校教授于七十年月中期提出来的一种多准那么决策方 法。它把简单的问题分解为各个组成因素,将这些因素按支配关系分组形成有序的递阶层次结构；通 过两两比拟的方式确定层次中诸因素的相对重要性；然后综合人们的推断，以打算诸因素相对重要性 的挨次。AHP表达了人们决策思维的基本特征,即分解一一推断一一综合。运用

7、其解决问题,大体可以分为四个步骤,现分述如下：(1)构建层次结构模型。以属性为依据对组成的基本元素进行分组，将各组划分为一个层次。通 常包括目标层、准那么层、方案层三个层次。(2)构造推断矩阵。推断矩阵表示针对上一层元素而言,本层次与之有关的各因素的相对重要性。 重要性通过19九个自然数和它们的倒数进行评分。(3)层次单排序。通过对推断矩阵进行计算,求出本层次因素相对于上一层次某因素的重要性的 排序权重,计算方法有:幕法、和积法、方根法。(4)全都性检验。全都性可定性地理解为人们在构造推断矩阵时前后思维要保持连贯性、全都性。 只有当矩阵完全全都时，推断矩阵才存在入max二n,而不全都时入max

8、n,即可用(入max-n)这个差值 大小来检验全都性的程度,用CI表征全都性,即：其中：入max为矩阵的最大特征根；n为矩阵的阶数。CI越小表示全都性越好。在检验推断矩阵 是否具满足的全都性时，还得将CI与平均随机全都性指标RI进行比拟，得出检验数CR, 即： Ri。为使推断矩阵具有较好满足性,要求CR0. 1 o层次总排序。以同一层中全部层次排序结果,计算出针对上层的本层次全部因素重要性权值。层 次总排序结果通常也需要进行全都性检验,此时：mmCI= aQIi, RI= 2 aiRI.i - 1i - 1其中：。为总排序层次的上一层第i个因素的权重，Cli、R力分别为上一层第i各评价因素 的

9、CI和CR值。3层次分析法的应用3.1在对象选择上的应用选择恰当的对象进行分析是VE活动绽开的首要环节。当分析对象构成的环节、因素等繁多时, 不行能一一进行分析与讨论。可以从功能角度动身，通过AHP找出功能重要程度高的环节、因素作为 关键进行分析。由于只是进行功能重要程度比拟，所以构建的层次结构只包括目标层和准那么层。假设产品X为VE对象,它包括Bl, B2, B3, B4, B5五个局部,依据重性比照构造推断矩阵A如表1所 列。表1产品X的判断矩阵XBib2b3b4BsB135691/312341/51/21231/61/31/212B1/91/41/31/21Wj=y .依公式 将矩阵按行

10、相加（日j为第i行j列的值）得:W1 = 2.662,卬2 = 1.058, W3 = 0.640,卬4 = 0.399,卬5 = 0.241将向量 W=0.662 1.058 0.640 0.399 0.241T 归一化得W=0.532 0.212 0.128 0.080 0.048T采用和积法进行层次单排序。先将推断矩阵每列归一化得:0.5520.5900.5660.4800.4740.1840.1970.2260.2400.2110.1100.0980.1130.1600.1580.0920.0660.0570.0800.1050.0610.0490.0830.0400.053求推断矩阵

11、A的最大特征根max0.5322.7201/30.2121.077AW=1/51/20.1280.6451/61/31/20.0800.3991/91/41/31/20.0480.243修=5.056其中：(AW)i为向量(AW)的第i个分值。接着计算全都性指标CI和RI:CI= Anax-n =5,056-5 =0014 n- 15- 1CI 0 014=0.0130.10Kl1.1Z可见,排序结果的全都性较为满足。由向量W=0.532 0.212 0. 128 0. 080 0. 048T,可知W1的功能相对重要性最强，故B1可以作为 VE活动的对象。3. 2在功能评价上的应用价值评价是V

12、E活动的重点和难点。采用AIIP进行分析，可以较为科学地进行功能评价。和“对 象选择”类似，“功能评价”只是对功能间的重要性进行比照，因此层次模型只是包括目标层和准那么 层。准那么层为要进行比照的各项功能。假设VE活动对象的总体功能F由fl, f2, f3, f4四个功能组成。 再假设不同功能间的比照值,构建其功能重要性比照推断矩阵,并进行相关计算,如表2所列表2功能F重要性判断矩阵及相关计算F &0Wi.21/230.2601/2 111/420.1402 .4160.5191/3 11/21/610.081-nax=4.010CI=0.0034 CR=0.00380.1由表2可知,CR小于

13、0. 1推断矩阵具有满足的全都性,功能fl, f2, f3, f4的评分结果分别为0. 260、 0. 140、0.519、0. 081 o3. 3在方案选择上的应用方案评价的科学性关系到方案选择的正确性。通过采用AI1P对备选方案进行评价,将克服VE中 传统定量分析方法缺乏全都性检验的缺点，做出更为科学的推断。假设某产品Y的主要评价因素有3个工程是本钱E1、性能E2、美观E3,替代方案有A、B、C、I) 四个。构建其层次结构模型如图1所示。目标层目标层优选方案构建产品Y评价因素重要性比照的推断矩阵并进行相关计算,如表3所列。表3产品Y评价因素判断矩阵及相关计算。=3.052CI=0.026C

14、R=0.0450.1YEie2e3WE,11/230.039e22150.581e31/31/510.110可见,推断矩阵具有满足的全都性。评价因素本钱、性能、美观的重要性权重分别为0.309.0. 581、 0. 110o接着依据各方案分别相对于评价因素本钱El、E2、E3的重要性比照，构建相关的推断矩阵及进 行相关的计算,如表46所列。表4各方案对于E1相对至要性的判断矩阵及相关计修小=4010CI=0Q0346CR=0.00380.1E,ABCDWA1311/20.224B1/311/31/80.070C1311/20.224D282 J10.482表5各方案对于E,相对重要性的判断矩阵

15、及相关计算e2ABCDWA1241/20.265B1/2121/50.126C1/41/211/70.069D25710.541m=4.012CI=0.00407CR=0.00450.1表6各方案对于E3相对重要性的判断矩阵及相关计算E3ABCDWA11/71/21/30.074B71430.568C21/411/20.134D31/3210.224入皿=4.021CI=0.00687CR=0.00760.1在前面的基础上进行层次总排序，其结果如表7所列。表7层次总排序计算结果CI=0.0042 RI =0.90CR=0.00470.1层E,e2e3方案层总方案次0.3090.5810.110

16、排序权重排序A0.2240.2650.0740.2312B0.0700.1260.5680.1573C0.2240.0690.1340.1244D0.4820.5410.2240.4881由表7可知,方案D的权重最大,可作为首选的替代方案。4结语将层次分析法(AHP)应用于价值工程(VE)活动中，不仅扩大了层次分析法的应用范围,而且丰 富了价值工程中量化评价方法。层次分析法的应用还有利于克服价值工程中传统量化方法的某些不 足，使量化的方法更加科学,从而也促进价值工程的进一步进展。参考文献：1谭跃进:定量分析方法中国人民高校出版社,2002.2白思俊等：系统工程M；电子工业出版社，2022.3许树伯:层次分析法原理M；天津高校出版社,1988.4曾祥志.基于层次分析法的工程工程本钱影响因素讨论.山西建筑，2022 (1)： 256-257.5张延欣,功能评价的一种新方法一在AHP价值工程中的应用.郑州工学院学报.1990 (11).