4层次分析法专题培训课件.ppt
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1、一、层次分析法概述一、层次分析法概述二、层次分析法的基本原理二、层次分析法的基本原理三、层次分析法的步骤和方法三、层次分析法的步骤和方法四、层次分析法的广泛应用四、层次分析法的广泛应用五、应用层次分析法的注意事项五、应用层次分析法的注意事项六、层次分析法应用实例六、层次分析法应用实例层次分析法建模层次分析法建模决策决策是指在面临多种方案时需要依据一定的标准选是指在面临多种方案时需要依据一定的标准选择某一种方案。择某一种方案。1.1.在在海尔、新飞、容声和雪花海尔、新飞、容声和雪花四个牌号的电冰四个牌号的电冰箱中选购一种。要考虑箱中选购一种。要考虑1234567812345678 2.2.在在泰
2、山、杭州和桂林泰山、杭州和桂林三处选择一个旅游点。三处选择一个旅游点。要考虑要考虑1234567812345678。3.3.在在基础研究、应用研究和数学教育基础研究、应用研究和数学教育中选择一中选择一个领域申报科研课题。要考虑个领域申报科研课题。要考虑成果的贡献(实用价成果的贡献(实用价值、科学意义),可行性(难度、周期和经费)和值、科学意义),可行性(难度、周期和经费)和人才培养。人才培养。O(选择旅游地选择旅游地)P2杭州杭州P1桂林桂林P3泰山泰山C3居住居住C1景色景色C2费用费用C4饮食饮食C5旅途旅途选择旅游地选择旅游地在在3 3个目的地中按照景色、费用、个目的地中按照景色、费用、
3、居住条件等因素选择居住条件等因素选择.一、层次分析法概述一、层次分析法概述人们在对社会、经济以及管理领域的问题进行系人们在对社会、经济以及管理领域的问题进行系统分析时,面临的经常是一个由相互关联、相互统分析时,面临的经常是一个由相互关联、相互制约的众多因素构成的制约的众多因素构成的复杂系统复杂系统。层次分析法则。层次分析法则为研究这类复杂的系统,提供了一种新的、简洁为研究这类复杂的系统,提供了一种新的、简洁的、实用的的、实用的决策方法决策方法。层次分析法层次分析法(AHP(AHP法法)是一种解决多目标的复杂问是一种解决多目标的复杂问题的题的定性与定量相结合定性与定量相结合的决策分析方法。的决策
4、分析方法。该方法该方法将定量分析与定性分析结合起来,用决策者的经将定量分析与定性分析结合起来,用决策者的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重要程度,并合理地给出每个决策方案的每个标准要程度,并合理地给出每个决策方案的每个标准的权数,利用权数求出各方案的优劣次序,比较的权数,利用权数求出各方案的优劣次序,比较有效地应用于那些难以用定量方法解决的课题。有效地应用于那些难以用定量方法解决的课题。二、层次分析法的基本原理二、层次分析法的基本原理 层次分析法根据问题的性质和要达到的层次分析法根据问题的性质和要达到的总目标,将问题分解为不同的组成因素,总目
5、标,将问题分解为不同的组成因素,并按照因素间的相互关联影响以及隶属关并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合,形成一个系将因素按不同层次聚集组合,形成一个多层次多层次的分析结构模型,从而最终使问题的分析结构模型,从而最终使问题归结为最低层归结为最低层(供决策的方案、措施等供决策的方案、措施等)相相对于最高层对于最高层(总目标总目标)的的相对重要权值相对重要权值的确的确定或相对优劣次序的排定。定或相对优劣次序的排定。三、层次分析法的步骤和方法三、层次分析法的步骤和方法 大体分为以下四个步骤:1.建立层次结构模型 2.构造判断(成对比较)矩阵 3.层次单排序及其一致性检验 4
6、.层次总排序及其一致性检验 1.建立层次结构模型 将决策的目标、考虑的因素(决策准则)和决策将决策的目标、考虑的因素(决策准则)和决策对象按它们之间的相互关系分为最高层、中间层对象按它们之间的相互关系分为最高层、中间层和最低层,绘出层次结构图。和最低层,绘出层次结构图。最高层最高层:决策的目的、要解决的问题。:决策的目的、要解决的问题。最低层最低层:决策时的备选方案。:决策时的备选方案。中间层中间层:考虑的因素、决策的准则。:考虑的因素、决策的准则。对于相邻的两层,称高层为对于相邻的两层,称高层为目标层目标层,低层为,低层为因因素层素层。下面举例强化练习。下面举例强化练习。能能发发挥挥自自己己
7、才才干干作作出出较较好好贡贡献献(即即工工作作岗岗位位适适合发挥自己的专长);合发挥自己的专长);工作工作收入收入较好(待遇好);较好(待遇好);生活环境生活环境好(大城市、气候等工作条件等);好(大城市、气候等工作条件等);单位单位名声名声好(声誉等);好(声誉等);工作环境工作环境好(人际关系和谐等)好(人际关系和谐等)发展发展晋升机会多(如新单位或前景好)等。晋升机会多(如新单位或前景好)等。获得大学毕业学位的毕业生,在获得大学毕业学位的毕业生,在“双向选择双向选择”时,用人单位时,用人单位与毕业生都有各自的选择标准和要求。就毕业生来说选择单与毕业生都有各自的选择标准和要求。就毕业生来说
8、选择单位的标准和要求是多方面的,例如:位的标准和要求是多方面的,例如:大学毕业生就业选择问题大学毕业生就业选择问题工作选择工作选择可供选择的单位可供选择的单位P P1 1 P P2 2,P Pn n 贡贡献献收收入入发发展展声声誉誉工工作作环环境境生生活活环环境境目标层目标层准则层准则层方案层方案层目标层目标层O(选择旅游地选择旅游地)P2黄山黄山P1桂林桂林P3北戴河北戴河准则层准则层方案层方案层C3居住居住C1景色景色C2费用费用C4饮食饮食C5旅途旅途例例2.2.选择旅游地选择旅游地如何在如何在3 3个目的地中按照景色、个目的地中按照景色、费用、居住条件等因素选择费用、居住条件等因素选择
9、.例例3 3 科研课题的选择科研课题的选择 某研究所现有三个某研究所现有三个科研课题,限于人力科研课题,限于人力及物力,只能研究一及物力,只能研究一个课题。有三个须考个课题。有三个须考虑的因素:虑的因素:(1)(1)科研成科研成果贡献大小果贡献大小(包括实用包括实用价值和科学意义价值和科学意义);(2)(2)人材的培养;人材的培养;(3)(3)课题的可行性课题的可行性(包括课包括课题的难易程度、研究题的难易程度、研究周期及资金周期及资金)。在这些。在这些因素的影响下,如何因素的影响下,如何选择课题选择课题?国家综合实力国家综合实力国民国民收入收入军事军事力量力量科技科技水平水平社会社会稳定稳定
10、对外对外贸易贸易美、俄、中、日、德等大国美、俄、中、日、德等大国国家实力国家实力分析分析过河的效益过河的效益 A经济效益经济效益B1社会效益社会效益B2环境效益环境效益B3节节省省时时间间C1收收入入C2岸岸间间商商业业C3当当地地商商业业C4建建筑筑就就业业C5安安全全可可靠靠C6交交往往沟沟通通C7自豪自豪感感C8舒舒适适C9进进出出方方便便C10美美化化C11桥梁桥梁D1隧道隧道D2渡船渡船D3(1)过河效益层次结构)过河效益层次结构横渡江河、横渡江河、海峡方案的海峡方案的抉择抉择过河的代价过河的代价 A经济代价经济代价 B1环境代价环境代价B3社会代价社会代价B2投投入入资资金金C1操
11、操作作维维护护C2冲冲击击渡渡船船业业C3冲冲击击生生活活方方式式C4交交通通拥拥挤挤C5居居民民搬搬迁迁C6汽汽车车排排放放物物C7对对水水的的污污染染C8对对生生态态的的破破坏坏C9桥梁桥梁D1隧道隧道D2渡船渡船D2(2)过河代价层次结构)过河代价层次结构横渡江河、横渡江河、海峡方案的海峡方案的抉择抉择待评价的科技成果待评价的科技成果直接直接经济经济效益效益 C11间接间接经济经济效益效益 C12社会社会效益效益 C13学识学识水平水平 C21学术学术创新创新 C22技术技术水平水平 C23技术技术创新创新 C24效益效益C1水平水平C2规模规模C3科技成果评价科技成果评价科技成果的综科
12、技成果的综合评价合评价 将决策问题分为将决策问题分为3 3个或多个层次:个或多个层次:最高层:目标层。最高层:目标层。表示解决问题的目的,即层次分析表示解决问题的目的,即层次分析要达到的总目标。通常只有一个总目标。要达到的总目标。通常只有一个总目标。中间层:准则层、指标层、中间层:准则层、指标层、。表示采取某种措施、表示采取某种措施、政策、方案等实现预定总目标所涉及的中间环节;政策、方案等实现预定总目标所涉及的中间环节;最低层:方案层。最低层:方案层。表示将选用的解决问题的各种措施、政表示将选用的解决问题的各种措施、政策、方案等。通常有几个方案可选。策、方案等。通常有几个方案可选。每层有若干元
13、素,层间元素的关系用相连直线表示。每层有若干元素,层间元素的关系用相连直线表示。层次分析法的思维过程的归纳层次分析法的思维过程的归纳 层次分析法所要解决的问题是关于最低层对最高层的相层次分析法所要解决的问题是关于最低层对最高层的相对对权重权重问题,按此相对权重可以对最低层中的各种方案、问题,按此相对权重可以对最低层中的各种方案、措施进行措施进行排序排序,从而在不同的方案中作出选择或形成选择,从而在不同的方案中作出选择或形成选择方案的原则。方案的原则。2.2.构造判断构造判断(成对比较成对比较)矩阵矩阵 在在确确定定各各层层次次各各因因素素之之间间的的权权重重时时,如如果果只只是是定定性性的的结
14、结果果,则则常常常常不不容容易易被被别别人人接接受受,因因而而SantySanty等等人人提提出出:一致矩阵法一致矩阵法,即:,即:1.1.不把所有因素放在一起比较,而是两两相互比较。不把所有因素放在一起比较,而是两两相互比较。2.2.对此时采用相对尺度,以尽可能减少性质不同的诸因对此时采用相对尺度,以尽可能减少性质不同的诸因 素相互比较的困难,以提高准确度。素相互比较的困难,以提高准确度。心理学家认为成对比较的因素不宜超过心理学家认为成对比较的因素不宜超过9 9个,即每层个,即每层不要超过不要超过9 9个因素。个因素。判断矩阵元素判断矩阵元素a aijij的标度方法的标度方法标度标度含义含义
15、1 1表示两个因素相比,具有同样重要性表示两个因素相比,具有同样重要性3 3表示两个因素相比,一个因素比另一个因素稍微重要表示两个因素相比,一个因素比另一个因素稍微重要5 5表示两个因素相比,一个因素比另一个因素明显重要表示两个因素相比,一个因素比另一个因素明显重要7 7表示两个因素相比,一个因素比另一个因素强烈重要表示两个因素相比,一个因素比另一个因素强烈重要9 9表示两个因素相比,一个因素比另一个因素极端重要表示两个因素相比,一个因素比另一个因素极端重要2 2,4 4,6 6,8 8上述两相邻判断的中值上述两相邻判断的中值倒数倒数因素因素i i与与j j比较的判断比较的判断a aijij,
16、则因素,则因素j j与与i i比较的判断比较的判断a ajiji=1/a=1/aijij 设要比较各准则设要比较各准则C1,C2,Cn对目标对目标O的重要性的重要性A成对比较阵成对比较阵A是正互反阵是正互反阵要由要由A确定确定C1,Cn对对O的权向量的权向量选选择择旅旅游游地地目标层目标层O(选择旅游地选择旅游地)准则层准则层C3居住居住C1景色景色C2费用费用C4饮食饮食C5旅途旅途C1 C2 C3 C4 C5C1C2C3C4C5上述成对比较矩上述成对比较矩阵有问题?!阵有问题?!一致比较一致比较不一致不一致允许不一致,但要确定不一致的允许范围允许不一致,但要确定不一致的允许范围考察完全一致
17、的情况考察完全一致的情况可作为一个排序向量成对比较满足满足的正互反阵的正互反阵A A称称一致阵。一致阵。A的秩为的秩为1,A的唯一非零特征根为的唯一非零特征根为n 非零特征根非零特征根n所对应的特征向量归一化后可作为所对应的特征向量归一化后可作为权向量权向量对于不一致对于不一致(但在允许范围内但在允许范围内)的成对比较阵的成对比较阵A,SaatySaaty等人建议用对应于等人建议用对应于最大特征根最大特征根 的特征向量作为权向量的特征向量作为权向量w,即,即一致阵一致阵性质性质3.3.层次单排序及其一致性检验层次单排序及其一致性检验 对应于判断矩阵最大特征根对应于判断矩阵最大特征根maxmax
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