第十三章物流系统评价及案例分析

第13章物流系统评价及方法13.1物流系统评价及其方法13.2层次分析法13.3模糊综合评价法13.4灰色综合评价方法13.5两两集成综合评价法简介本章要点⒈物流系统综合评价的主要内容⒉层次分析法的步骤与应用重点⒊模糊综合评价模型与具体应用⒋灰色综合评价的单层与多层次评价法引例物流企业物流服务竞争力评价吕超2006年进入某知名物流企业一直工作至今，目前已是该企业重要的中层管理人员之一，最近吕超接到一个任务，即对M市四家大型的物流企业（V，甲、乙、丙、丁）的竞争力进行评价，以对比本企业的核心竞争力，为进入该地区市场的决策提供支持。评价该内容要考虑以下问题：①由于很多是企业内部数据，掌握的具体数据量比较少，选择什么评价方法比较合理呢？②调研回来的指标数据比较多，有18项之多，如何科学处理这些指标和数据？③构建评价指标体系和评价标准如何选择又是个难题，怎样才能保证评价结果更科学呢？吕超面对这些问题陷入了深思……他想到《高级物流学》提到的一种AHP-F隶属度合成法可以解决此问题。于是立即找到书中相关章节，结合以前所掌握的技巧，利用这些指标和具体数据构建了三层指标体系，具体为目标层A（第一层）、要素层B（第二层，准则层）和指标层C（第三层，子准则层）。其中目标层A即为评价的目的：企业竞争力；要素层B（准则层）他选择了营运能力、网点控制能力、获利能力、市场开拓能力、物流创新能力、员工素质等指标；指标层C（子准则层），共有18个指标（从略）。各指标权重如何确定，吕超通过专家调查法获得相关数据……就这样，他写出一份充实和极具说服力的调研报告。本案例中提到的吕经理想到一种方法，他是根据什么原则选择的？又是如何通过具体数据进行计算并对结果进行分析的？通过学习，你将获得这些知识与方法。该方法由长安大学董千里教授1995年首先提出并应用于物流系统的分析与评价中。具体内容请参考董千里教授编著的《物流工程》（第二版）（国家级十一五规划教材，人民交通出版社，2005年）。13.1物流系统评价及其方法物流系统评价主要是从价值角度对物流系统进行评价。物流系统评价贯穿于物流系统从开始的项目立项、方案选择、实施、运作、反馈等整个过程。物流系统评价的质量高低将影响决策的最终结果。13.1.1评价的内涵与目的物流系统评价是物流系统分析中复杂而又重要的一个环节，主要是利用模型和各种数据，从系统的整体观点出发，对物流系统前期、现状和后期进行单项和综合评价。一般把衡量系统状态的技术经济指标称为特征值，它是系统规划与控制的信息基础。物流系统评价的目的主要是从技术、经济等多方面对所得系统方案进行分析和评价，以达到最终的系统目标需要。具体内容如下：⑴判断物流系统各方案是否能够达到既定的各期指标要求，同时又能实现物流系统的预定目标。⑵按照预定的评价指标体系评出各参评方案的优劣，为实施方案提供选择。⑶对整个物流系统的运作过程中以及实施后，通过评价实现系统针对性的调整和优化，对出现偏差可以通过评价进行及时的纠正。物流系统评价应遵循评价过程和结果的可查性、可比性、定量性、客观性和系统性等原则。13.1.2评价的对象、阶段和指标体系物流系统评价主要对社会物流系统和企业物流系统两个层面的内容进行评价。物流系统评价存在于物流系统的期初、期中、期末和跟踪评价全过程，各个环节的评价都有其作用和相关内容，具体的环节如图13-1所示。物流系统评价指标体系根据评价对象的不同有不同的分类，主要包括以下几大类：①政策性指标②社会性指标③经济性指标④技术性指标⑤时间性指标⑥服务性指标⑦资源性指标⑧环保性指标。图13-1物流系统评价阶段图13.1.3物流系统评价的步骤首先要明确物流系统评价的问题、目标、内容、范围、时期等；在分析系统阶段，主要包括资料和收集整理、对象功能、环境、费用等内容；选择主要的影响因素，围绕主要影响因素确定评价指标，构建科学合理的指标体系，选取时特别注意可测量性；评价标准的选择至关重要，建立时要注意全面性、一致性和规范性；应根据物流系统评价目标和评价对象的特点，选择合适的方法建立评价模型；接着进行模型计算和运算结果的分析，如果对评价结果满意则形成最终的评价报告，如果不满意则重新深入分析物流系统评价的对象，进一步重复上述过程进行物流系统评价。图13-2物流系统评价步骤图示13.1.4物流系统常用评价方法物流系统评价方法可以分为静态评价方法和动态评价方法。常用的物流系统评价方法主要有：层次分析法（AHP）、网络分析法（ANP）、模糊综合评价法、灰色综合评价法、数据包络分析（DEA）法、人工神经网络评价法。同时上述一些方法两两的集成，又有层次分析法与模糊综合评价、灰色综合评价等方法的集成，模糊综合评价法与数据包络分析、人工神经网络、灰色综合评价等不同方法进行集成而形成综合评价方法。这里将重点介绍层次分析法、模糊综合评价法和灰色综合评价法。13.2层次分析法13.2.1概述该方法是美国著名运筹学家T.L.Satty等人20世纪70年代提出的一种定性与定量分析相结合的多准则决策方法。层次分析法是将决策问题的有关元素分解成目标、准则、方案等层次，用一定标度对人的主观判断进行客观量化，在此基础上进行定性分析和定量分析的一种决策方法。基本原理：从一堆物品中，选最重的物品。将物品两两比较，得到重量比矩阵，求特征向量从而确定最重物品AHP法解决物流系统评价问题的基本思路：把物流系统与因素之间的隶属关系由高到低排成若干层次，建立不同层次元素间的相互关系，根据对一定客观现实的判断，就每一层次相对重要性给予定量表示，确定表达每一层次的全部元素的相对重要性次序的权值，通过排序结果，对物流系统进行分析和决策。13.2.2模型及步骤⒈建立层次结构模型图13-3层次分析法结构示意图需要注意：①递阶层次结构中的各层次要素间须有可传递性、属性一致性和功能依存性，防止在实际应用中“人为”加入某些层次（要素）；②每一层次中各要素所支配的要素一般不要超过9个，否则会给两两比较判断矩阵的生成带来极大困难；③有时一个复杂问题的分析仅仅用递阶层次结构难以表达，需要引进循环或反馈等更复杂的形式。应用AHP分析评价物流系统时，首先要把物流系统的一些要素进行结构化。⒉构造两两比较判断矩阵假定上一层的元素a作为准则，对下一层的元素有支配关系，则在准则a之下按他们的重要性赋予相应的权重。在AHP法中，一般采用1~9标度法对元素的重要性进行两两比较标度和判断。该标度法主要根据各测评指标相对其他指标的重要性来确定权重，具体如表13-1所示。标度含义1两个要素相比，具有同等重要性3两个要素相比，前者比后者稍重要5两个要素相比，前者比后者明显重要7两个要素相比，前者比后者强烈重要9两个要素相比，前者比后者极端重要2，4，6，8上述相邻判断的中间值倒数两个要素相比，后者比前者的重要性标度12,,,nxxxix表13-11~9标度法的判断界定一般判断采用专家打分的方式获得相关数据。即针对准则a，参与评价的人员要回答两个元素和哪个更重要，程度如何，并按1~9标度法界定值对重要程度赋值。这样的相对于准则a，n个被比较的元素通过该方式构成了一个判断矩阵，一般如式（13-1）所示。（13-1）A称为比较判断矩阵。其中：，A为正反矩阵。应注意的一些内容：①两两比较判断的次数应为：；②对于本身就是定量的指标，一方面可按原方法构造判断矩阵，也可以用具体评价数值直接相比，这时得到的矩阵为定义在正实数集合上的互反矩阵。ixjx109,1,ijiijijiaaaa(1)/2nn注1.关于专家打分实际上，凡是较复杂的决策问题，其判断矩阵是经由多位专家（评价者）填写咨询表之后形成的。专家咨询的本质，在于把专家渊博的知识和丰富的经验，借助于对众多相关因素的两两比较，转化成决策所需的有用信息。因此专家在填写咨询表之前，必须全面深入地分析每个影响因素的地位和作用，纵览全局，做到心中有数，切忌盲目行事。注2.互反矩阵对互反矩阵A.若对于任意I,j,k,均有Cij*Cjk=Cik,此时称该矩阵为一致矩阵，值得注意的是，在实际问题求解时，构造的判断矩阵并不一定具有一致性，常需要进行一致性检验。⒊单一准则下元素相对排序权利的计算与判断矩阵一致性检验此步骤主要是根据n个元素对于准则a的判断矩阵求出他们对于准则a的相对排序权重。相对权重写成向量形式，即。本步骤有两个非常重要的计算：一个权重的计算，即将判断矩阵A归一化处理之后得到的结果作为权重向量，归一化方法一般有自述平均法（求和法）、几何平均法（方根法）、对数最小二乘法、特征根方法等；一个是判断矩阵的一致性检验。12,,,nxxx12,,,n(,,,)Tn⑴求和法（算术平均法）。其计算步骤为：①A的元素按列归一化，即求；②将归一化后的各列相加；③将相加后的向量除以n即得权重向量。具体公式如下：（13-2）⑵方根法（几何平均法）。其计算步骤：①A的元素按行相乘得一新向量；②将新向量的每个分量开n次方；③将所得向量归一化即为权重向量。方根法是通过判断矩阵计算要素相对重要度的常用方法。具体公式如下：（13-3）1ijnkjkaa111,1,2,,nijinjkjkaWinna11111(),1,2,,()nnijjinnnijijaWina⑶特征根法。对于可以用幂法求出及相应的特征向量W。⑷最小二乘法。用拟合方法确定权重向量，使残差平方和为最小。①普通最小二乘法：②对数最小二乘法：maxAWWmax12(,,,)Tn21miniijijnjWaW21lglg()miniijijnjWaW由于判断矩阵获得和上述各种计算排序权重的方式的可靠程度可能不好，因此需要对判断矩阵的一致性进行检验，其具体步骤如下：①一致性指标C.I.：（13-4）max..1nCIn②查找相应的平均随机一致性指标R.I.，1~15阶正互反矩阵计算1000次得到的平均随机一致性指标如表13-2所示。③计算随机一致性比率C.R.：当时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，即可以认为层次单排序的结构有满意的一致性，否则需要调整判断矩阵的元素取值。为了讨论一致性需要计算矩阵最大特征根，除特征根方程外，可用公式可求出，式中表示向量Aw的第i个分量。该公式如下：（13-5）阶数123456789101112131415R.I.000.520.891.121.261.361.411.461.491.521.541.561.581.59....0.10..CICRRImax()iAw1max11()1nijjnniiiiiiawAwnwnw表13-2平均随机一致性指标R.I.值一致性检验？⒋计算各层元素对于目标层的总排序权重通过上述步骤，可以得出一组元素对其上一层中某元素的权重向量。但需要求出各元素，特别是最底层的各方案对于目标的排序权重，即所谓总排序权重。总排序权重要自上而下地将单准则下的权重进行合成。设第K-1层nk-1个元素相对于总目标的排序权重，以及第k层个元素对于第j个元素为准则的单排序向量，其中不受j元素支配的元素权重取0值。是阶矩阵，表示了第k层上元素对k-1层上各元素的排序，那么第k层上元素对目标的总排序为：（13-6）1(1)(1)(2)()12(,,,)kkkkknTnkn()()()()12(,,,)kkkkTijjnjPPPP1()()()()12(,,,)kkkkkTnPPPP1kknn()kw()()()()()(1)12(,,,)kkkkkTkkn或：（13-7）并且一般公式为：（13-8）这里是第二层元素的总排序向量，也是单准则下排序向量。⒌决策通过详细分析上述计算的结果，进行相应的决策。同时，上述所有计算过程通过编制程序可以由计算机快速完成。1()()(1)1,1,2,,knkkkiijjjwpwin()()(1)(3)(2)kk