SE5_系统工程评价

第五章系统评价方法1.系统评价原理2.关联矩阵法3.层次分析法4.模糊综合矩阵法一、意义第一节系统评价原理决策初步SA规范分析NY系统评价二、概念系统评价（评价→价值）对系统方案满足系统目标程度的综合分析及判定。评价对象（What）评价主体（Who）效用：某主体对某种利益和损失所独有的感觉及反应。效用：决策主体根据个人的性格特点以及当时的环境、决策对象的性质以及对未来的展望等因素，对于某种利益损失有自己独到的感觉和反应，这种感觉和反应就是效用。效用值（无量纲，值域为[0,1]）与益损值（货币单位）间的对应关系可用效用曲线来刻画。0益损值效用1.0ⅠⅡⅢ效用曲线的绘制第一步：确定效用的尺度范围假定决策者有一幸运机会，可自由选择两种收入方案之一。方案A：以50％的概率得到500元，50％的概率得到0元。方案B：稳拿100元。在这两个方案面前，决策者的最大收益是得到500元，效用最大，取u(500)＝1，最小的收益是0元，效用最小，取u(0)＝0。(1)问：你认为方案B比方案A稳妥吗?答：是。这说明100元的效用值大于方案A的效用值，即u(100)u(A)(2)将方案A改为以0.7的概率得500元，以0.3的概率得0元，方案B不变。问：你还愿意选方案B吗?答：愿意。这说明100元的效用值仍大于方案A的效用值。第二步：确定0元与500元之间的一个点的效用值，并对决策者进行问答，以测定决策者对不同方案的反应。效用曲线的绘制(3)再将方案A改为以0．8的概率得500元，0.2的概率得0元，方案B不变。问：你愿意选择A，还是选择B呢?答：无所谓。这意味着A、B两方案是等效用的，即u(100)＝u(A)，而方案A的期望效用值为0.8×u(500)+0.2×u(0)＝0.8×1+0.2×0＝0．8由此得到u(100)＝0.8第二步：确定0元与500元之间的一个点的效用值，并对决策者进行问答，以测定决策者对不同方案的反应。效用曲线的绘制第三步：确定100元与500元之间的一个点的效用函数值，设计了以下两个方案，以测定决策者的反应。方案A：以0.5的概率得100元，0.5的概率得500元。方案B：稳得200元。如同第二步，设计问答，假设经过修改方案A，将A改为以0.3的概率得100元，0.7的概率得500元，方案B不变，决策者选A选B都一样，即u(200)＝u(A)，而A的期望效用值等于0.7×u(500)＋0.3×u(100)＝0.7×1＋0.3×0.8＝0.94,从而u(200)＝0.94。效用曲线的绘制第四步，确定0元与100元之间一个点的效用函数值，对上述两个方案A、B作修改后，再对决策者进行问答式测试。方案A：以0.5的概率得0元，以0.5的概率得100元。方案B：稳拿50元。假设经过修改方案，将方案A改为以0.3的概率得0元，0.7的概率得100元，方案B不变，此时两方案等价，即u(50)＝u(A)。这时，A的期望效用值为0.3×u(0)＋0.7×u(100)＝0.7×0.8＝0.56由此得到u(50)＝0．56。效用曲线的绘制对于其它点的效用值，可以继续使用上述心理试验问答的方法求出。至此，得到5个点的效用值：u(0)=0，u(50)=0.56，u(100)=0.8，u(200)=0.94，u(500)=1，将这些点用光滑曲线连接起来，即得到这位决策者的效用曲线。u效用值00.20.40.60.8150100200500益损值(元)效用曲线的绘制几种类型的效用曲线风险中性型曲线斜率为常数。表明决策者在每增加1单位货币时所得到的满足感都是相同的，而每减少1单位货币时的失望也是相同的。风险规避型曲线的斜率从最大逐渐递减。说明摆脱差的产出带给决策者的欢乐程度比放弃好的产出带给决策者的痛苦程度大。风险爱好型与上类似说明。0益损值效用1.0风险规避风险中性风险偏好评价目的（Why）评价时期（When）期初评价、期中评价、期末评价、跟踪评价评价地点（Where）评价方法（How）系统评价是多方面要素（5W1H）所构成的问题复合体。三、程序和方法认识评价问题(5W1H)搜集、整理、分析资料方案准则主体选择评价方法、建立评价模型分析、计算评价值综合评价决策关联矩阵法（原理性方法）层次分析法（评价要素多层次分布）模糊综合评判法（多评价主体）第五章系统评价方法1.系统评价原理2.关联矩阵法3.层次分析法4.模糊综合矩阵法第二节关联矩阵法),1(miAi),1(njXjj1,11njjjo：评价对象（可替代且非劣的方案）：评价指标（准则、项目）：评价指标权重，n21ViX1X2…XnmjjjmjjjnjjjVVVVVV22111XjijVijAiA1A2Am………………...?ij逐对比较法、古林法Vij=?𝑽𝟏𝟏𝑽𝟏𝟐𝑽𝟏𝒏𝑽𝟐𝟏𝑽𝟐𝟐𝑽𝟐𝒏𝑽𝒎𝟏𝑽𝒎𝟐𝑽𝒎𝒏方案预期结果例表评价指标Xj替代方案Ai期望利润（万元）产品成品率（%）市场占有率（%）投资费用（万元）产品外观自行设计（A1）6509530110美观国外引进（A2）7309735180比较美观改建（A3）520922550美观例题：某企业为生产某紧俏产品制定了三个生产方案：A1: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A3:在原有设备的基础上改装一条生产线逐对比较法例表评价项目比较次数累计得分权重12345678910期望利润X1产品成品率X2市场占有率X3投资费用X4产品外观X511111111100001000000021340.40.30.10.20.0评价尺度例表评价尺度(得分)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方案预期结果例表评价指标Xj替代方案Ai期望利润（万元）产品成品率（%）市场占有率（%）投资费用（万元）产品外观自行设计（A1）6509530110美观国外引进（A2）7309735180比较美观改建（A3）520922550美观VijAij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)232442.7Xj关联矩阵表（逐对比较法）古林法求例表jj340.5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311.0003RjKjWj基准化归一化序号（j）评价指标替代方案RijKijVij1期望利润A10.8901.2500.342A21.4041.4040.384A3—1.0000.2742产品成品率A10.9791.0320.334A21.0541.0540.342A3—1.0000.324古林法求Vij例表关联矩阵例表（古林法）序号（j）评价项目替代方案RijKijVij1期望利润A1A2A30.8901.2501.4041.404—10.3420.3840.2742产品成品率A1A2A30.9791.0321.0541.054—10.3340.3420.3243市场占有率A1A2A30.8571.2001.4001.400—10.3330.3890.2784投资费用A1A2A31.6360.4550.2780.278—10.2630.1600.5775产品外观A1A2A31.3331.0000.7500.750—10.3640.2720.364关联矩阵表（古林法）XjVijWjAi期望利润产品成品率市场占有率投资费用产品外观Vi0.5800.1940.0650.1290.032A1A2A30.3420.3840.2740.3340.3420.3240.3330.3890.2780.2630.1600.5770.3640.2720.3640.3300.3440.326两点注意：1.反指标（取倒数）2.定性指标（量化）第五章系统评价方法1.系统评价原理2.关联矩阵法3.层次分析法4.模糊综合矩阵法一、层次分析法概述许多评价问题的评价对象属性多样、结构复杂，难以完全采用定量方法或简单归结为费用、效益或有效度进行优化分析与评价，也难以在任何情况下做到使评价项目具有单一层次结构。这时需要首先建立多要素、多层次的评价系统。层次分析法(AHP法)是一种解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法。该方法将定量分析与定性分析结合起来，用评价主体的经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。第三节层次分析法层次分析法是社会、经济系统决策中的有效工具。其特征是合理地将定性与定量的决策结合起来，按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化。是系统科学中常用的一种系统分析方法。该方法自1982年被介绍到我国以来，以其定性与定量相结合地处理各种决策因素的特点，以及其系统灵活简洁的优点，迅速地在我国社会经济各个领域内，如工程计划、资源分配、方案排序、政策制定、冲突问题、性能评价、能源系统分析、城市规划、经济管理、科研评价等，得到了广泛的重视和应用。一、层次分析法的基本概述二、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总目标，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系将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型，从而最终使问题归结为最低层(供决策的方案、措施等)相对于最高层(总目标)的相对重要权值的确定或相对优劣次序的排定。三、层次分析法的步骤和方法运用层次分析法构造系统模型时，大体可以分为以下四个步骤：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.层次总排序及其一致性检验1.建立层次结构模型将评价的目标、考虑的因素（评价准则）和评价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。最高层：评价的目的、要解决的问题。最低层：评价时的备选方案。中间层：考虑的因素、评价的准则。对于相邻的两层，称高层为目的层，中间为准则层，低层为方案层。下面举例说明。目的层O(选择旅游地)P2华山P1秦岭P3洛阳准则层方案层C3居住C1景色C2费用C4饮食C5旅途例.选择旅游地如何在3个目的地中按照景色、费用、居住条件等因素选择.将决策问题分为3个或多个层次：最高层：目的层。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。中间层：准则层、指标层、…。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；一般又分为准则层、指标层、策略层、约束层等。最低层：方案层。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。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所要解决的问题是关于最低层对最高层的相对权重问题，按此相对权重可以对最低层中的各种方案、措施进行排序，从而在不同的方案中作出选择或形成选择方案的原则。2.构造判断(成对比较)矩阵在确定各层次各因素之间的权重时，如果只是定性的结果，则常常不容易被别人接受，因而Saaty等人提出：一致矩阵法，即：1.不把所有因素放在一起比较，而是两两相互比较。2.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。心理学家认为成对比较的因素不宜超过9个，即每层不要超过9个因素。判断矩阵是表示本层所有因素针对上一层某一个因素的相对重要性的比较。判断矩阵的元素aij用Saaty的1—9标度方法给出。判断矩阵