方案评价技术的优化建议

设计方案评价与选择是自动化、智能化设计过程中的关键步骤。设计方案评价的重点包括方案评价指标与方案评价方法。

1.方案评价指标

方案评价指标研究的重点是如何建立方案评价指标体系,以及如何确定评价指标权重。

构建方案评价指标体系是指根据应用场景的实际情况和指标体系构建原则,确定一系列可以表征评价对象各方面特性的元素作为评价指标,这些评价指标是具有内在结构的有机整体,因此被称为评价指标体系。由于应用场景千变万化,因此关于建立方案评价指标体系的研究文献涉及领域各异且数量众多。例如,杜胜品等面向轨道交通领域,结合绿色交通的理念,探讨了城市轨道交通线网规划的方案评价指标体系;王运龙等面向海洋开发领域,建立了一套适用于自升式海洋钻井平台的方案评价指标体系;史宪铭等则面向陆军装备保障领域,建立了陆军装备保障转型方案评价指标体系。

确定评价指标权重,是指为方案评价指标体系中的每一个评价指标赋予不同的重要程度。确定指标权重通常采用层次分析法或熵值法。例如,曾建权利用层次分析法来确定企业家评价指标的权重;张秋菊等利用熵值法为评价指标赋权,进而与灰色关联分析法相结合,建立了基于熵权的灰色关联分析方法,对群体性突发事件的预警模型进行了研究;郑宇等则对上述两种方法进行了融合,建立了基于AHP和熵值法的项目供应商灰色关联评价方法。

评价指标之间影响关系建模也是该领域的一个研究方向。目前在学术领域,普遍采用网络分析法(ANP)或决策实验室分析法(DEMATEL)来考量评价指标间的影响关系。例如,Jharkharia等将ANP应用于物流服务供应商的选择问题,以更好地表达评价指标之间的影响关系;白朝阳等在建立了机床行业供应商评价指标体系之后,依据ANP原理,构建了供应商评价的依存、反馈网络,并对机床厂的四个供应商进行了评价;Tseng利用DEMATEL方法对房地产代理的服务质量进行了评价;陈福集等在梳理了影响政府隐性知识共享的因素之后,利用DEMATEL方法确定了各影响因素的内在关系,并在此基础上探讨了政府在应对网络舆情过程中隐性知识的共享策略。此外,还有将ANP与DEMATEL相结合的方法。Wu结合ANP与DEMATEL在解决多属性决策问题方面的优点,建立两者相结合的方案评价方法用于企业的知识管理策略选择;裴金勇等应用DEMATEL-ANP方法解决了水电施工现场安全评价问题,该方法以DEMATEL方法计算评价指标之间的影响强度,以ANP和混合权重进行不同评价指标的关联度排序,最后以因果图对评价指标进行分类分析,得到合理化建议。

虽然ANP与DEMATEL两种方法都得到了实际应用,但仍然存在缺点。DEMATEL的不足是将所有评价指标视为同等权重。ANP与DEMATEL相结合的方法虽然可以解决DEMATEL相同权重的问题,但仍然存在着缺点,即无论ANP还是DEMATEL都只是表达了评价指标两两之间的直接影响关系。但是由于指标影响关系的传递性,原本两个评价指标之间的影响关系势必会因为受到第三个评价指标的影响而发生变化,而ANP与DEMATEL都很难表达出这种更深层次的综合影响关系。(www.xing528.com)

2.方案评价方法

目前在学术领域,常用的方案评价方法有层次分析法、数据包络分析法和灰色关联分析法等。

层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是由美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初,在为美国国防部研究“根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”课题时,应用网络系统理论和多目标综合评价方法提出的一种层次权重决策分析方法。它将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则和具体备选方案的顺序分解为不同的层次结构,然后利用求解判断矩阵特征向量的方法,求得每一层各元素对上一层某元素的优先权重,最后再用加权和的方法求得各备选方案对总目标的最终权重,最终权重最大者即最优方案。由于层次分析法可以将定性方法与定量方法有机结合,且能把多目标、多准则又难以全部量化处理的决策问题转化为多层次单目标问题,因此得到广泛的应用。例如,Chan等将层次分析法应用于全球供应商的选择,而Muhammad等则利用层次分析法进行光伏技术方案的选择。

数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA)属于运筹学、管理科学与数理经济学的交叉研究领域,是一种利用数学规划方法来对具有多个输入与输出的决策单元之间的相对有效性(DEA有效)进行评价的方法,被广泛应用于效率评价和方案评价领域。例如,Paradi等利用数据包络分析法对分支银行的效率进行评价,高义新则将数据包络分析应用于企业技术创新绩效领域的测度与评价。

灰色关联分析(Grey Relational Analysis,GRA)来源于邓聚龙提出的灰色系统理论,其核心思想是将备选方案数据序列的几何关系与最优参考曲线进行相似度分析,曲线间的相似程度越大,则证明关联度越大,方案越优。灰色关联分析的计算过程由四个步骤组成:构建指标矩阵,灰色关联生成,灰色关联系数计算和灰色关联度计算。由于这种方法对样本量的大小没有过多要求,也不需要典型的分布规律,而且计算量比较小,其结果与定性分析结果会比较吻合,因此在方案评价领域也得到广泛的应用。例如,Kung等应用灰色关联分析方法对公司属性与财务绩效之间的关系进行评价,魏锋涛等则将灰色关联分析方法应用于机械领域的最优解选取。

现有研究,通过对比AHP、DEA和GRA三种方法,证明了在解决多属性决策问题方面灰色关联分析方法更加有效。