AHP与FAHP理论与实证

第一節課程大綱•AHP層級分析法的內涵及特質•AHP層級分析法的基本假設•AHP層級分析法運用範疇•AHP層級分析法使用流程1AHP的內涵及特質(I)•AHP為1971年美國學者Thomas.L.Saaty所發展出一套實用決策的方法。•其主要運用領域在於在於不確定性情況下及具有多數評估準則的決策問題上。•AHP是將複雜的問題系統化，透過建立具有相互影響關係的階層結構，可使複雜的問題、風險不確定的情況，或分歧的判斷中尋求一致性，藉由量化的判斷來综合評估，以提供決策的充分資訊與降低決策的風險。2(July,1926–August,2017)AHP的內涵及特質(II)•層級分析法是非常有利且靈活的決策法，它幫助決策者對事件做層級分析進而做出在某一觀點下最好的決策。•藉著成對的比較方法，減少複雜的決策過程並綜合其結果。AHP不只幫助我們做出最好的決策，而且能夠量化決策之數值，清楚的說明為何選擇的理由。•AHP是Dr.ThomasSaaty發展了超過20年的決策理論，反映決策的產生必須經過若干數據比較過程，方可產生預期的結果。此理論是受到重視且應用廣泛的決策理論。3AHP的內涵及特質(III)•決策者藉由簡單的成對比較方式完成每一選擇的優先順序。決策的問題可包含社會、政治、經濟多種層面。•AHP可以排除以直覺、理性或非理性處理以及不確定因素的複雜問題。•它通常用來處理預測收入、專案或未來的計劃、團體決策、決策系統的活動控制、資源、成本或收益比較、評估員工等方面。•相關方法•分析型網絡過程（ANP）•神經網絡過程（NNP）4AHP的基本假設(I)•一個系統可被分解成許多種類或成份，並形成有向網路層級結構。•層級結構中，每一層級的要素均假設具獨立性。•每一層級內的要素，可用上一層級內某些或所有要素作為評準，進行評估。•比較評估時，可將絕對數值尺度轉換成比例尺度。•成對比較後，可使用正倒值矩陣處理。5AHP的基本假設(II)•偏好關係滿足遞移性，不僅優劣關係滿足遞移性，同時強度關係亦滿足遞移性。如：A2B,B3C,A6C•完全具遞移性並不容易，因此容許不具遞移性的存在，但需測試其一致性。•要素的優勢程度，可經由加權法則而求得。•任何要素只要出現在階層結構中，不論其優勢程度如何小，均被認為與整個評估結構有關，而並非檢核層級結構的獨立性。6AHP運用範疇(I)Saaty依照經驗指出，AHP法可運用於下列多種類型之問題：•評定優先順序（SettingPriorities）•替代方案的產生（GeneratingSetofAlternatives）•評選最佳方案（ChoosingaBestPolicyAlternatives）•決定需求條件（DeterminingRequirements）•分配資源（AllocatingResources）•結果預測－風險評估（PredictingOutcomes－RiskAssessment）7AHP運用範疇(II)•衡量績效（MeasuringPerformance）•設計系統（DesigningaSystem）•確保系統穩定性（EnsuringSystemStability）•最適化（Optimizing）•規劃（Planning）•衝突解決（ConflictResolution）8AHP運用範疇(III)•應用AHP法的方式，可概略區分為兩類型：第一類：完整AHP法的應用所謂完整是指整個決策問題的評估層級結構，包括最底層的可行計畫或方案。第二類：部分AHP法的應用所謂部分是指整個決策問題的評估區分成數個部分，其中一部分係利用AHP法評估的技巧，其餘部分則結合其他方法。例如：AHP結合Delphi；AHP結合DEA；AHP結合Fuzzy理論；AHP結合成本效益分析法。910問題發生分析目標蒐集相關文獻制定準則研擬決策AHP問卷設計問卷發送、填寫建立成對比較矩陣計算特徵向量與特徵值觀察一致性指標(C.I.)一致性比率C.R.0.1群組計算最佳決策是否AHP法使用流程今日練習步驟一建立層級架構(I)•AHP方法的使用，首先需針對欲評估的問題，建立層級架構，自欲分析的評估目標起，開始延伸下層的各個決策因子，直至最底層，形成一個樹狀結構。•決策因子的部分，視該決策目標需考慮哪些要素，隨著考量因素的多寡與複雜度而定，•但依AHP理論發明者Saaty教授的建議，人類的思考極限約在七個決策因子之內，而單一層級裡也不要建立超過七個決策因子，且於各層級間宜各自獨立，•若有超過七個決策因子的狀況，在矩陣中的一致性比率計算上容易出現誤差且不易修正，進而影響分析結果的正確性。•而最底層的部分，則是針對該分析評估目標的各個方案（或特定標的物，如人、事、時、地、物等等）。11※當n＞7時，人腦的評比思考過程中易產生錯亂及不一致的情形發生，此即所謂比較心理原則，建議每一層要素不宜超過7個。在最大要素七個下，則可進行合理的比較，同時可保證其一致性步驟一建立層級架構(II)最終目標o1o2o3x1x2x3x4y1y2y3y4z1z2z3z4方案A1方案A2方案A3最終目標（第一層）評估項目（第二層）評估項目（第三層）可行計劃（第四層）12將影響系統的要素加以分解成數個群體，每群再區分為數個相對應的子群體，如此逐次分層下去，便可建立全部的層級結構。資料來源：鄧振源博士-計畫評估步驟一建立層級架構(II)步驟一建立層級架構(III)•層級架構的決定層級的多寡應視問題的複雜程度而定如何產生層級架構?1.腦力激盪法(Brainstorming,BS)2.明示結構法(InterpretiveStructuralModeling,ISM)3.文獻回顧(LiteratureReview)4.因素分析(FactorAnalysis)5.問卷調查或訪談(ByDelphimethodorbytheopinionsofdecisionmakers)13層級的種類問題決策標準1決策標準3決策標準2決策標準4方案A方案B方案C問題決策標準1決策標準3決策標準2決策標準4方案A方案B方案CAHP完整層級結構示意圖AHP不完整層級結構示意圖14前瞻層級程序法電力事業未來發展電力事業管理者0.54公用事業代理者0.13環境保護局0.04投資者0.29關係者願景目標展望案高投資0.24減少需求0.13系統可靠度0.13低超額能量0.04適度供應0.10低成本0.02財務穩定0.01空氣品質0.03資本增值0.17水資源品質0.01高投資報酬率0.12維持現狀0.07適度多角化0.28高度多角化0.50電力經濟0.15描述性的過程，即找出可能會發生什麼，從而得到適當的結果這種結果可以是一種展望，也可以是一種系統的描述。資料來源：鄧振源博士-計畫評估15後顧層級程序法電力事業的期望展望可行計劃維持現狀0.25多角化經營0.75問題法規限制0.28資本市場有限0.15投資公平性0.46供應可靠性0.08環境限制0.03關係者電力事業管理局0.28公用事業代理者0.36投資大眾0.15環保單位0.05穩定的投資報酬0.16穩定的電力供應0.24高資本報酬率0.26低投資風險0.10能源節約0.24政策資料來源：鄧振源博士-計畫評估願景1617層級架構示例I購屋選擇房屋內容方便性居住環境公共設施室內面積房屋格局就學方便上班方便購物方便自然環境人文環境A房屋B房屋C房屋最終目標購屋準則替代方案購屋層面18層級架構示例IIAttributeAspectObjectiveEvaluationofAirlineServiceQuality航空公司服務品質的評估TangibilityReliabilityResponsivenessAssuranceEmpathy可靠度實體服務機組員服務保證貼心服務ComfortandCleannessofSeatFoodOn-BoardEntertainmentAppearanceofCrewProfessionalSkillofCrewTimelinessSafetyCourtesyofCrewResponsivenessofCrewActivelyProvidingServiceConvenientTicketingProcessLanguageSkillCrewConvenientdepartureandarrivaltimeCustomerComplaintshandlingExtendedTravelServiceEvaluationofAirlineServiceQuality(Parasuramanetal.,1985)19層級架構示例III購車決定購車成本燃油效率維修成本舒適性外觀車內空間最終目標購車準則可行計畫Toyota豐田Nissan日產Mitsubishi三菱Honda本田層級架構示例IV※大學經營越來越競爭，在選擇進入大學就讀時必然可以找到一些指標進行評比。用AHP來加以分析檢討假設選擇一個理想的大學應考慮三個條件（教學績效、研究績效、服務績效），而可供選擇的大學有三（A、B、C）大學評比教學績效研究績效服務績效大學A大學B大學C資料來源：吳萬益博士-企業研究方法20層級結構的優點•有助於對決策問題的釐清與瞭解。•有助於描述高層級要素對低層級要素之間的關係。•對整個系統的結構面與功能面，能詳細的描述：•建立具有相互影響關係的層級結構，使得複雜的問題能夠簡化，是一種有效的方式。•層級結構具有穩定性與彈性。21替代方案替代方案(alternatives)、可行計畫(projects)：Determinepriority:Whichoneisthebestamongpossiblealternatives?企業、產品、服務、策略、計畫、職業、網站範例a.微網誌的評估(WeChat、QQ、Facebook、Google+)b.航空公司服務品質的評估(國航、東航、國泰、春秋)c.公共建設的規劃與評估（橋樑、隧道、渡輪、纜車…）d.智慧型手機的評估(iphone,OPPO,Samsung,華為)22準則準則(criteria,sub-criteriaorsub-subcriteria)評估替代方案的具體標準或指標，可以是客觀的或主觀評估範例a.求職薪資待遇工作負擔安全距離發展性b.入口網站上網人數資訊的呈現服務的提供圖文安排c.速食店服務態度等待時間環境衛生用餐氣氛服務態度產品種類23步驟二設計問卷與調查•AHP進行評估的方式，以成對比較方式進行評估。•AHP採用名目尺度方式進行比較，此名目尺度總共區分為由「同等重要」至「絕對重要」九個等級，再分別給予評比比重從1至9。•AHP主要對每一層級要素進行兩兩相互比較，藉由重要性的強弱不同給予不同權數，來瞭解評估者自身主觀的看法，而這些名目尺度，可能會給予問卷填寫者產生混淆。•對每一個成對比較問題設計問卷，讓決策者或決策群體的成員填寫，問卷必須清楚的敘述每一成對比較的問題。•建立成對比較矩陣再應用分析工具取得特徵值與特徵向量，同時檢定矩陣的一致性；若不一致，則顯示決策者的判斷前後不一致。24步驟三設定評比尺度(I)•分析的過程，AHP方法建議使用比例尺度（RatioScale）為評比時的標準。•尺度從1到9（以及1到9的倒數，即1/1到1/9），根據數字的大小，做重要性的分級，數字越大的代表重要性越高，反之則是重要性越低。而分析者只需利用自己•對於單一議題的判斷，選擇自己認為適當的數字（即重要程度）即可。25步驟三設定評比尺度(II)26評估尺度定義說明1同等重要(equalimportance)兩因素具有同等重要的貢獻度(equallyimportant)3稍重要(wealimportance)經驗與判斷稍微傾向某一因素(moderatelymoreimportant)5重要(essentialimportance)經驗與判斷強烈傾向某一因素(stronglymoreimportant)7極重要(verystrongimporta