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系统工程第五章 汪应洛.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.66M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    第五章 系统评价方法 第一节 系统评价原理 系统评价在管理系统工作中是一个非常重要的问题。尤其对各类重大管理决策是必不可 少的。它是决定系统方案“命运”的一步重要工作，是决策的直接依据和基础。简单来说，系 统评价就是全面评定系统的价值。而价值通常被理解为评价主体根据其效用观点对于评价对 象满足某种需求的认识。而价值通常被理解为评价主体根据其效用观点对于评价对象满足某 种需求的认识，它与评价主体、评价对象所处的环境状况密切相关。因此，系统评价问题是 由评价对象（What）、评价主体（Who）、评价目的（When）、评价地点（Where）及评价方 法（How）等要素（5W1H）构成的问题复合体。 评价对象是指接受评价的事物、行为或对象系统，如待开发的产品、待建设或建设中 的项目等。 Ⅰ Ⅱ 1.0 效 用 值 评价主体是指评定对象系统价值大小的个 人或集体。评价主体根据个人的性格特点以及 当时环境、评价对象的性质以及对 未来的展望等因素，对于某种利益和损失有自己 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。 效用曲线因人而异，可通过心理实验或辩优对 话的方式得到，从理论上来说应有三种类型， 如图 5-1 所示。其中Ⅰ型曲线所反映的主体一 般式一种谨慎小心、避免风险、对损失比较敏 感的偏保守型的人，且其所处外部环境可能不 是很好；Ⅱ型曲线所反映主体的个性特征恰恰 相反，这类主体对损失的反应迟缓，而对利益比较反感，是一种不怕风险、追求大利的偏进 取型的人，且其所处外部环境大多较好；Ⅲ型曲线所反映的主体极其理性，是一种较少主观 感受的“机器人”。大量实验证明，大多数行为主体的效用曲线为Ⅰ型，而具有Ⅲ型效用曲线 的人在现实生活中很难找到。效用观点给我们的启示是，评价主体的个性特点及其所处环境 条件，是决定系统评价结果的重要因素。 图 5-1 效用曲线示意图 （货币单位） 0 益损值 Ⅲ M 评价目的即系统评价所要解决的问题和所能发挥的作用。如对新产品开发及项目建设 进行系统评价的主要目的是优化产品开发和项目建设方案，更科学、更有效地进行战略决策， 并保证产品开发、项目建设等系统工作的成功。除优化之外，系统评价还可起到决策支持、 行为解释和问题分析等方面的作用。 评价时期即系统评价在系统开发全过程中所处的阶段。如以企业开发新产品为例，其 评价过程一般可分为四个时期：①期初评价。这是在制定新产品开发方案时所进行的评价。 其目的是为了及早沟通设计、制造、供销等部门的意见，并从系统总体出发来研讨与方案有 关的各种重要问题。例如新产品的功能、结构是否符合用户的需求或本企业的发展方向，新 产品开发方案在技术上是否先进、经济上是否合理，以及所需开发费用及时间等。通过期初 评价，力求使开发方案优化并做到切实可行。可行性研究的核心内容实际上就是对系统问题 （产品开发、项目建设等）的期初评价。②其中评价。这是指新产品在开发过程中所进行的 评价。当开发过程需要较长时间时，期中评价一般要进行数次。通过期中评价，主要是验证 新产品设计的正确性，并对评价中暴露出来的设计等问题采取必要的对策。③期末评价。这
    是指新产品开发试制成功，并经鉴定合格后进行的评价。其重点是全面审查新产品各项技术 经济指标是否达到原定的各项要求。同时，通过评价为正式投产作好技术上和信息上的准备， 并预防可能出现的其他问题。④跟踪评价。为了考察新产品在社会上的实际效果，在其投产 后的若干时期内，每隔一定时间对其进行一次评价，以提高该产品的质量，并为进一步开发 同类新产品提供依据。 评价地点有两方面含义：其一是指评价对象所涉及的及其占有的空间，或称评价的范 围；其二是指评价主体观察问题的角度和高度，或称评价立场。 在管理系统工程中，评价即评定系统发展有关方案的目的达成度。评价主体按照一定 的工作程序，通过各种系统评价方法的应用，从经初步筛选的多个方案中找出所需的最优或 使决策者满意的方案，这是一件重要而又有一定难度的工作。 系统评价的一般过程如图 5-2 所示。 系统评价的过程要有坚实的客观基础（如对经济效益的分析计算），这是第一位的；同 时，评价的最终结果在某种程度上又取决于评价主体及决策者多方面的主观感受。这是由价 值的特点所决定的。因此，可用来进行系统评价的方法是多种多样的。期中比较有代表性的 方法是：以经济分析为基础的费一效分析法；以多指标的评价和定量与定性分析相结合为特 点的关联矩阵法、层次分析法和模糊综合评判法。这类方法是系统评价的主体方法，也是本 章讨论的重点。其中关联矩阵法为原理方法，层次分析法和模糊综合评判法为实用性方法。 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 图 5-2 系统评价程序示意图 费一效分析法是系统评价的经典和基础方法。其具体内容已在管理类有关课程中有关 的详细介绍。这里需要强调的是，在系统评价中要对费用和效果的概念有如下新的和系统性 的理解： 费用是为达到系统目的所必须付出的代价或牺牲。在系统评价中要特别重视对以下各 组费用中后边费用的认识和研究：货币费用与非货币费用、实际费用与机会费用、内容费用 与外部费用、一次性费用与经常费用。 效益是实现某个目的的经济效果，常可换算成货币值；有效度是用货币以外的数量尺 度表示的效果，这往往是对系统方案社会效果的度量，具有重要意义。 第二节 关联矩阵法 关联矩阵法是常用地系统综合评价法，它主要是用矩阵的形式来表示各替代方案有关 评价指标及其重要度与方案关于具体指标的价值评定量之间的关系。设有：
    A1，A2，··· ，Am 是某评价对象的 m 个替代方案； X1，X2，··· ，Xn 是评价替代方案的 n 个评价指标或评价项目； W1，W2,··· ，Wn 是 n 个评价指标的权重； Vi1，Vi2，··· ，Vin 是第 i 个替代方案 Ai 的关于 Xj 指标（j=1~n）的价值评定量。 则相应的关联矩阵表如表 5-1 所示。 通常系统式多目标的。因此，系统评价指标也不是唯一的，而且衡量各个指标的尺度 不一定都是货币单位，在许多情况下不是相同的，系统评价问题的困难就在于此。 表 5-1 关联矩阵表 Xi Wj X1 W1 X2 W2 Vij Ai ··· Xj ··· Xn Vi ··· Wj ··· Wn （加权和） A1 A2 V11 V12 ··· V1j ··· V1n V1=∑WjV1j n j=1 n V21 V22 ··· V2j ··· V2n V2=∑WjV2j · ·· · ·· · ·· · ·· j=1 n Am Vm1 Vm2 ··· Vmj ··· Vmn Vm=∑WjVmj j=1 据此，H.切斯纳提出的综合方法是，根据具体评价系统，确定系统评价指标体系及其相 应的权重，然后对评价系统的各个替代方案计算其综合价值，即求出各评价指标价值的加权 和。 应用关联矩阵评价方法的关键，在于确定各评价指标的相对重要度（即权重 Wj）以及 根据评价主体给定的评价指标的评价指标的评价尺度，确定方案关于评价指标的价值评定量 （Vij）。下面结合一例子来介绍两种确定权重及价值评定量的方法。 一、 逐对比较法 逐对比较法是确定评价指标权重的简便方法之一。其基本的做法是：对各替代方案的评 价指标进行逐对比较，对相对重要的指标给予较高得分，据此可得到各评价项目的权重 Wj。 再根据评价主体给定的评价尺度，对各替代方案在不同评价指标下一一进行评价，得到相应 的评价值，进而求加权和得到综合评价值。 现以某紧俏产品的生产方案选择为例加以说明。 例 5-1 某企业为生产某紧俏产品制定了三个生产方案，它们是： 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。
    通过权威部门及人士讨论决定评价指标为五项，它们分别是：①期望利润；②产品成品 率；③市场占有率；④投资费用；⑤产品外观。 根据专业人士的预测和估计，实施这三种方案后关于五个评价项目的结果如表 5-2 所 示。 表 5-2 方案实施结果列表 评价 项目 替代 方案 自行设计 国外引进 改造 期望利润 /万元 产 品 成 品 率 （%） 市 场 占 有 率（%） 投资费用 产品外观 /万元 650 730 520 95 97 92 30 35 25 110 180 50 美观 较美观 美观 现将评价过程介绍如下： 首先，用逐对比较法，求出各评价指标的权重，结果如表 5-3 所示。如表中的期望利润 与产品成品率相比，前者重要，得 1 分，后者得 0 分，依此类推（表中最后一行显示“产品 外观”权重为 0，问题及原因何在？应如何解决？）。 1 1 0 2 1 0 表 5-3 逐对比较法例表 比较次数 5 1 0 6 1 0 7 1 0 3 1 0 4 1 0 8 9 10 0 1 1 0 1 0 评价项目 期望利润 产品成品率 市场占有率 投资费用 产品外观 累计得分 权重 4 3 1 2 0 0.4 0.3 0.1 0.2 0 随后由评价主体（一般为专家群体）确定评价尺度，如表 5-4 所示，以使方案在不同指 标下地实施结果能统一度量，便于求加权和。
    表 5-4 评价尺度例表 评价尺 度（得分） 评价 项目 5 4 3 2 1 期望利润/万元 800 以上 701~800 601~700 501~600 500 以下 产品成品率（%） 97 以上 市场占有率（%） 40 以上 投资费用/万元 20 以下 96~97 35~39 21~80 91~95 30~34 86~90 25~29 85 以下 25 以下 80~120 121~160 160 以上 产品外观 非常美观 美观 比较美观 一般 不美观 根据评价尺度表及表 5-2，对各替代方案的综合评定如下： 对替代方案 A1 有 V1 =0.4×3＋0.3×3＋0.1×3＋0.2×3＝3.0 对替代方案 A1 有 V2 =0.4×4＋0.3×4＋0.1×4＋0.2×1＝3.4 对替代方案 A1 有 V3 =0.4×2＋0.3×3＋0.1×2＋0.2×4＝2.7 以上计算结果可用关联矩阵表示，如表 5-5 所示。 表 5-5 关联矩阵列表（逐对比较法） Xj Wj 期望利润 Ai Vij 0.4 自行设计 国外引进 改建 3 4 2 产品成品 市场占有 率 0.3 3 4 3 率 0.1 3 4 2 投资费用 产品外观 0.2 3 1 4 0 4 3 4 Vi 3.0 3.4 2.7 由表 5-5 可知，由于 V2＞ V1＞ V3,，故 A2＞ A1＞ A3。 在只需用对方案进行初步评估的场合，也可用逐对比较法确定不同方案对具体评价指标 的价值评定量（Vij）。
    二、A．古林法 当对各评价项目间的重要性可以作出定量估计时，A. 古林（A.I.Klee）法比逐对比较法 前进了一大步。它是确定指标权重和方案价值评定量的基本方法。现仍以上述评价问题为例 来介绍此方法。 例 5-2 首先，按下述步骤确定评价项目的权重： （1）确定评价指标的重要度 Rj。如表 5-6 所示，按评价项目自上而下地两两比较其重 要性，并用数值表示其重要程度，然后填入表 5-6 的 Rj 一列中。由表 5-6 可知（如何得到？ 有何问题？），期望利润的重要性是产品成品率的 3 倍；同样，产品成品率的重要性是市场 占有率的 3 倍。由于投资费用重要性是市场占有率的 2 倍，故反之，市场占有率的重要性是 投资费用的 0.5 倍；又投资费用的重要性是产品外观的 4 倍。最后，由于产品外观已经没有 别的项目与之比较，故没有 R 值。 表 5-6 关联矩阵例表（古林法） 序号 评价项目 1 2 3 4 5 期望利润 产品成品率 市场占有率 投资费用 产品外观 合计 Rj 3 3 0.5 4 — 31 Kj 18 6 2 4 1 Wj 0.580 0.194 0.065 0.129 0.032 1.000 （2）Rj 的基准化处理。设基准化处理的结果为 Kj，以最后一个评价指标作为基准，令 其 K 值为 1，自下而上计算其他评价项目的 K 值。如表 5-6 所示，Kj 列中最后一个 K 值为 1，用 1 乘上一列的 R 值，得 1×4=4，即为上一行的 K 值（表中箭线表示），然后再以 4 乘 上一行的 R 值，得 4×0.5= 2 等，直至求出所有的 K 值。 (3) Kj 的归一化处理。将Ｋｊ列的数值相加，分别除以各行的Ｋ值，所得结果即分别为 n  各评价项目的权重Ｗｊ,显然有 1 i W1=K1/∑Kj=18/31=0.580,其余可类推。 W 1.250 3.654 一化）。由表 5-6 可知，∑Kj=31，则 i = 1（即归
    算出各评价项目的权重后，可按同样的计算方法对各替代方案逐项进行评价。这里，方 案 Ai 的指标 Xj 下的重要度 Rij 不需再予估计，可以按照表 5-2 中各替代方案的预计结果按 比例计算出来。如对期望利润（X1）的 R 值（Ri1），因 A1 的期望利润为 650 万元，A2 的 期望利润为 730 万元，则在表 5-7 中，R11=650/730=0.890,R21=730/520=1.404,等等。然后按 计算 Kj 和 Wj 的同样方法计算出 Kij。如在表 5-7 中，各方案在第一个评价指标下经归一化 处理的评价值为 K K = K K = K K = 1.250 3.654 1.404 3.654 = 0.384 = 0.274 = 0.342 3.654 11 i1 21 31 i1 i1 1 V11 = V21 = V31 = 序号（j） 评价项目 替代方案 Rij 表 5-7 古林法求 Vij 例表 1 2 3 4 5 期望利润 产品成品率 市场占有率 投资费用 产品外观 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 0.890 10404 0.979 1.054 — 0.857 1.400 — 1.636 0.278 — 1.333 0.750 — Kij 1.250 1.404 1 1.032 1.054 1 1.200 1.400 1 0.455 0.278 1 1.000 0.750 1 Vij 0.342 0.384 0.274 0.334 0.342 0.324 0.333 0.389 0.278 0.263 0.160 0.577 0.364 0.272 0.364 在表 5-7 中有以下两点需用说明： 1） 在计算投资费用时，希望投资费用越小越好，故其比例取倒数，即 、 R14 = R24 = 2） 在计算产品外观时，参照表 5-4，美观为 4 分，较美观为 3 分，所以 180 110 50 180 =1.636 =0.278 R15 = R25= 4 3 3 4 =1.333 =0.750
    综合表 5-6 和表 5-7 的结果，即可计算三个替代方案的综合评定结果，见表 5-8。 由表 5-8 可知，替代方案 A2 所对应的综合评价值 V2 为最大，V1(A1)次之，V3(A3)最小。 Xj Wj 期望利润 表 5-8 关联矩阵例表（古林法） 产品成品 率 市 场 占 有 率 投资费用 产品外观 Vi Ai Vij 0.580 0.194 0.065 0.129 0.032 A1 A2 A3 0.342 0.334 0.333 0.263 0.364 0.330 0.384 0.342 0.389 0.160 0.272 0.344 0.274 0.324 0.278 0.577 0.364 0.326 第三节 层次分析法 一、 基本原理 1. 产生与发展 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，并采用定性与定量有机结合的方法或通 过定性信息定量化的途径，使复杂的评价问题明朗化，如图 5-3、图 5-4 所示，即为这样的 评价问题。 投资效果 A （目的） 风险 B1 收益 B2 流转 B3 （准则） 兴建工厂 C1 购置资产 C2 存入银行 C3 （方案） 图 5-3 投资效果评价结构模型
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