层次分析法专题.ppt

1、层次分析法 Analytical Hierar-chy Process,层次分析法（AHP） 美国运筹学家A.L.Saaty于本世纪70年代提出的层次分析法（Analytical Hierar-chy Process，简称AHP方法)，是一种定性与定量相结合的决策分析方法。它是一种将决策者对复杂系统的决策思维过程模型化、数量化的过程。,层次分析法（AHP） 应用这种方法，决策者通过将复杂问题分解为若干层次和若干因素，在各因素之间进行简单的比较和计算，就可以得出不同方案的权重，为最佳方案的选择提供依据。,层次分析法（AHP）基本原理： AHP法首先把问题层次化，按问题性质和总目标将此问题分解成不

2、同层次，构成一个多层次的分析结构模型，分为最低层（供决策的方案、措施等），相对于最高层（总目标）的相对重要性权值的确定或相对优劣次序的排序问题。,层次分析法（AHP）特点： 分析思路清楚，可将系统分析人员的思维过程系统化、数学化和模型化； 分析时需要的定量数据不多，但要求对问题所包含的因素及其关系具体而明确；,层次分析法（AHP）特点： 这种方法适用于多准则、多目标的复杂问题的决策分析，广泛用于地区经济发展方案比较、科学技术成果评比、资源规划和分析以及企业人员素质测评。,层次分析法（AHP）具体步骤： 明确问题 递阶层次结构的建立 建立两两比较的判断矩阵 层次单排序 层次综合排序,层次分析法（

3、AHP）具体步骤： 明确问题 在分析社会、经济的以及科学管理等领域的问题时，首先要对问题有明确的认识，弄清问题的范围，了解问题所包含的因素，确定出因素之间的关联关系和隶属关系。,层次分析法（AHP）具体步骤： 递阶层次结构的建立 根据对问题分析和了解，将问题所包含的因素，按照是否共有某些特征进行归纳成组，并把它们之间的共同特性看成是系统中新的层次中的一些因素，而这些因素本身也按照另外的特性组合起来，形成,层次分析法（AHP）具体步骤： 更高层次的因素，直到最终形成单一的最高层次因素。 最高层是目标层 中间层是准则层 . 最低层是方案层或措施层,层次分析法（AHP）具体步骤： 建立两两比较的判断

4、矩阵 判断矩阵表示针对上一层次某单元（元素），本层次与它有关单元之间相对重要性的比较。一般取如下形式：,判断矩阵,在层次分析法中，为了使判断定量化，关键在于设法使任意两个方案对于某一准则的相对优越程度得到定量描述。一般对单一准则来说，两个方案进行比较总能判断出优劣，层次分析法采用1-9标度方法，对不同情况的评比给出数量标度。,判断矩阵B具有如下特征： bii = 1 bji = 1/ bij bij = bik/ bjk (i,j,k=1,2,.n),判断矩阵中的bij是根据资料数据、专家的意见和系统分析人员的经验经过反复研究后确定。应用层次分析法保持判断思维的一致性是非常重要的，只要矩阵中的

5、bij满足上述三条关系式时，就说明判断矩阵具有完全的一致性。,判断矩阵一致性指标C.I.(Consistency Index),C.I. =,max - n n-1,一致性指标C.I.的值越大，表明判断矩阵偏离完全一致性的程度越大， C.I.的值越小，表明判断矩阵越接近于完全一致性。一般判断矩阵的阶数n越大，人为造成的偏离完全一致性指标C.I.的值便越大；n越小，人为造成的偏离完全一致性指标C.I.的值便越小。,对于多阶判断矩阵，引入平均随机一致性指标 R.I.(Random Index),下表给出了1-15阶正互反矩阵计算1000次得到的平均随机一致性指标 。,当 n3时，判断矩阵永远具有完

6、全一致性。判断矩阵一致性指标 C.I. 与同阶平均随机一致性指标R.I. 之比称为随机一致性比率C.R.(Consistency Ratio)。,C.R. =,C.I R.I.,当 C.R. 0.10 时，便认为判断矩阵具有可以接受的一致性。当C.R. 0.10 时，就需要调整和修正判断矩阵，使其满足C.R. 0.10 ，从而具有满意的一致性。,层次分析法（AHP）具体步骤： 层次单排序 层次单排序就是把本层所有各元素对上一层来说，排出评比顺序，这就要计算判断矩阵的最大特征向量，最常用的方法是和积法和方根法。,和积法具体计算步骤： 将判断矩阵的每一列元素作归一化处理，其元素的一般项为：,bij

7、=,bij 1nbij,(i,j=1,2,.n),将每一列经归一化处理后的判断矩阵按行相加为：,Wi=,1nbij,(i =1,2,.n),对向量W=（ W1， W2 Wn)t归一化处理:,Wi=,(i =1,2,.n),Wi 1nWj,W=（ W1， W2 Wn)t 即为所求的特征向量的近似解。,计算判断矩阵最大特征根max,max = 1n,(BW)i nWi,方根法具体计算步骤： 将判断矩阵的每一行元素相乘Mij,Mij=,1nbij,(i=1,2,.n),计算Mi 的n 次方根Wi,Wi =,nMi,(i=1,2,.n),对向量W=（ W1， W2 Wn)t归一化处理:,Wi=,(i

8、=1,2,.n),Wi 1nWj,W=（ W1， W2 Wn)t 即为所求的特征向量的近似解。,计算判断矩阵最大特征根max,max = 1n,(BW)i nWi,层次分析法（AHP）具体步骤： 层次总排序 利用层次单排序的计算结果，进一步综合出对更上一层次的优劣顺序，就是层次总排序的任务。,层次分析法实例 某供应链核心企业拟从三个供应商中选择一家作为合作伙伴，供应商条件的优劣用六个属性来衡量：技术T、时间T、质量Q、成本C、服务S、柔性F，分别用p1 、 p2 、 p3 、 p4 、 p5 、 p6 来表示。判断矩阵如下B。,判断矩阵,核心企业给三个供应商 ，甲、乙、丙对每个目标的层性打分。

9、,p1,技术T,p2,时间T,p3,质量Q,p4,成本C,p5,服务S,p6,柔性F,选择供应商,技术,时间,质量,成本,服务,柔性,甲,乙,丙,w1,w2,w3,w4,w5,w6,总目标,方案层,子目标,解：1 画出层次分析图,判断矩阵,求出目标层的权数估计 用和积法计算其最大特征向量,和积法具体计算步骤： 将判断矩阵的每一列元素作归一化处理，其元素的一般项为：,bij=,bij 1nbij,(i,j=1,2,.n), 6.25 5.75 6.53 20 7.33 3.83, 6.25 5.75 6.53 1.00 7.33 3.83,将每一列经归一化处理后的判断矩阵按行相加为：,Wi=,1

10、nbij,(i =1,2,.n),0.951.101.200.300.931.51,对向量W=（ W1， W2 Wn)t归一化处理:,Wi=,(i =1,2,.n),Wi 1nWj,W=（ W1， W2 Wn)t 即为所求的特征向量的近似解。,0.951.101.200.300.931.51 5.99,W,用和积法计算其最大特征向量为： W=（ W1， W2 Wn)t =（0.16,0.18,0.20,0.05,0.16,0.25) t 即为所求的特征向量的近似解。,计算判断矩阵最大特征根max,max = 1n,(BW)i nWi,(BW)=,=,max = 1n,(BW)i nWi,=,1

11、.025 6*0.16,0.309 6*0.05,1.066 6*0.16,1.225 6*0.18,1.305 6*0.20,1.640 6*0.25,+,+,+,+,+,max = 1n,(BW)i nWi,=,1.068,0.858,1.110,1.134,1.0875,1.093,+,+,+,+,+,= 6.35,判断矩阵一致性指标C.I.(Consistency Index),C.I. =,max - n n-1,判断矩阵一致性指标C.I.(Consistency Index),C.I. =,6.35- 6 6-1,= 0.07,随机一致性比率C.R.(Consistency Rat

12、io)。,C.R. =,C.I R.I.,0.07 1.24,=,= 0.056 0.10,3 求出方案层对目标层的最大特征向量(同2），求得 （ W11 W21 W31 ） =（0.14,0.62,0.24) （W12 W22 W32 ） =（0.10,0.32,0.58),（ W13 W23 W33 ） =（0.14,0.62,0.24) （ W14 W24 W34 ） =（0.28,0.65,0.07),（ W15 W25 W35 ） =（0.47,0.47,0.06) （ W16 W26 W36） =（0.80,0.15,0.05),层次分析法（AHP）具体步骤： 层次总排序 利用层次

13、单排序的计算结果，进一步综合出对更上一层次的优劣顺序，就是层次总排序的任务。,4 求得三人所得总分 甲的总分 = Wi* Wi1 = 0.16* 0.14+ 0.18* 0.10 + 0.20* 0.14 + 0.05* 0.28 + 0.16* 0.47 + 0.25* 0.80 = 0.3576,乙的总分 = Wi* Wi2 = 0.16* 0.62+ 0.18* 0.32 + 0.20* 0.62 + 0.05* 0.65 + 0.16* 0.47 + 0.25* 0.15 = 0.4372,丙的总分 = Wi* Wi3 = 0.16* 0.24+ 0.18* 0.58 + 0.20*

14、0.24 + 0.05* 0.07 + 0.16* 0.07 + 0.25* 0.05 = 0. 2182,因为， 乙的总分甲的总分丙的总分 所以应该选择乙作为供应商。,基于层次分析法的第三方物流供应商选择,为了提高企业的核心竞争力，越来越多的企业把第三方物流公司引入到其供应链中，但是如何选择一个合适的物流供应商则是一个困扰企业的关键问题。本例根据层次分析法的原理,建立了针对第三方物流供应商选择的多目标决策模型,为企业正确选择物流供应商提供了一种科学实用的定量方法。,随着现代企业生产经营方式的变革和外部市场条件的变化，第三方物流这一新兴的物流形态已经得到人们的高度重视。由于竞争压力的加大和经济

15、活动的全球化，企业不得不集中有限的资源专心于自己的核心业务，将非核心的部分外包，由此形成了快速增长的第三方物流服务市场。,众所周知，使用第三方物流服务可以给企业带来集中主业、减少投资、降低成本、获得灵活性和提升企业形象等诸多好处。但是,充分发挥第三方物流优势的前提是企业必须正确地选择第三方物流合作伙伴，如果企业选择不当，则企业的物流外包策略不仅不能实现，反而会给企业带来战略机密泄露、客户关系管理失控、解除合作关系等风险。因此,选择最佳第三方物流供应商对于企业的发展有重大的战略意义。,A-B判断矩阵,B1-C判断矩阵 B2-C判断矩阵,B3-C判断矩阵 B4-C判断矩阵,求解的结果： 最大特征根:max=4.0104， 则其一致性检验结果CI =,查表有RI=0.89，则得=0.0038950.1，因此该判断矩阵有较好的的一致性。 w=(0.424