面向复杂系统决策的层次分析权重处理方法及其应用研究.docx
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1、 作者姓名 刘成明 论文分类号 C934 保密级别 研究生学号 2003242011 学位类别 硕士 授予学位单位 吉林大学 专业名称 管理科学 与工程 培养单位 (院、所、中心) 管理学院 研究方向 项目管理 学习时间 2003 年 9 月 至 2006 年 7 月 论文中文题目 面向复杂系统决策的层次分析权重处理方法及其应用 研究 论文英文题目 A CSDM-Oriented Approach to Weight Determination for Analytic Hierarchy Process and Its Application Study 关键词 层次分析法、复杂系统、管理决
2、策、人工神经网络、交 合分析法、摆幅置权、完整判断矩阵 导师情况 姓 名 李春好 职称 教授 学历学位 博士 /博士后 工作单位 吉林大学 论文提交日期 2006 年 5 月 25 日 答辩日期 2006 年 6 月 13 日 是否基金资助项目 是 基金类 别及编 号 国家自然科学基金 ( 70471015)、吉林大学创 新基金( 2004gl3)、吉林大 学社科基金( 2003XX031) 如已经出版,请填写以下内容 出版地(城市 名、省名) 出版者(机构)名 称 出版日期 出版者地址(包括 邮编) 提 要 近年来,复杂性科学的研究在国内外迅速兴起,其中对复杂系 统理论的研究已经遍布当前科学
3、所能涵盖的大多数领域。其研究和 发展为人类提供了更多的探索世界的新思维、新工具、新方法,从 而使得一些传统的思想、理论、方法的不足和缺陷逐渐暴露出来。 层次分析法作为一种多目标决策方法,自提出以来已经在管理 科学、多目标决策等众多领域得到了广泛的应用。根据层次分析法 原理,从复杂系统理论出发,本文认为在应用层次分析法处理复杂 系统问题时存在着一定的缺陷。 为了克服文中所提出的缺陷,本文在层次分析法原理的基础 上,应用复杂系统理论、人工神经网络理论方法、交合分析法、摆 幅置权理论,探索出了面向复杂系统决策的层次分析权重处理方 法。通过数值模拟实验研究和案例应用研究,证明了该方法具有科 学性、有效
4、性、实用性和可操作性。 关键词: 层次分析法;复杂系统;管理决策;人工神经网络;交和 分析法;摆幅置权;完整判断矩阵 目录 目 录 第一章 绪论 . 1 1.1 选题背景及问题的提出 . 1 1.1.1 选题背景 . 1 1.1.2 问题的提出 . 3 1.2 相关研究综述与最新进展分析 . 4 1.2.1 复杂系统决策理论方法 . 4 1.2.2 AHP 层次分析权重处理方法 . 6 1.3 选题意义 . 12 1.4 论文研究的逻辑框架、总体技术路线及结构安排 . 14 1.4.1 研究的逻辑框架 . 14 1.4.2 研究的总体技术路线 . 15 1.4.3 论文结构安排 . 15 第二
5、章 层次分析法原理及内在缺陷分析 . 17 2.1 层次分析法原理简介 . 17 2.2 层次分析法内在缺陷分析 . 19 第三章 完整判断矩阵的概念与方案在 AHP 指标层上的排序权重计算方法 . 23 3.1 完整判断矩阵概念 . 23 3.2 方法构建的理论依据 . 23 3.3 方案在 AHP 指标层上的排序权重计算方法 . 24 3.4 数值对比分析 . 26 3.4.1 数值对比分析的目的 . 26 3.4.2 数值对比分析的有关假设 . 27 3.4.3 方法对比的指标设计 . 30 3.4.4 数值对比分析的结果和结论 . 31 第四章 交合分析的改进方法与方案在 AHP 准则
6、层上的排序权重计算方法 . 33 4.1 交合分析法简介 76-78 . 33 4.2 CA 法的改进 . 35 4.2.1 CA 法改进的原因 . 35 4.2.2 CA 法缺陷分析 . 36 4.2.3 CA 法改进的理论基础 . 37 4.2.4 CA 法改进的具体方法 . 38 4.3 方案在 AHP 准则层上的排序权重计算方法的提出 . 40 4.3.1 基于改进的 CA 法计算方案在 AHP 准则层上的排序权重的理论依据 . 40 I 吉林大学硕士学位论文 4.3.2 方案在 AHP 准则层上的排序权重计算方法 . 41 4.4 数值对比分析 . 43 4.4.1 数值对比分析的目
7、的 . 43 4.4.2 评价对象的提出和专家偏好的生成 . 43 4.4.3 基于传统 CA 法计算评价对象偏好排序 . 46 4.4.4 基于方案在 AHP 准则层上的排序权重计算方法计算评价对象偏好排序 . 47 4.4.5 基于两种方法计算所得的评价对象偏好排序与真实排序的比较 . 47 第五章 AHP 准则层权重处理方法与方案复合排序权重计算方法 . 49 5.1 AHP 准则层权重处理方法提出的理论依据 . 49 5.1.1 AHP 目标层决策需要体现决策者的主观性 . 49 5.1.2 基于摆幅置权的 AHP 准则层权重处理方法提出的理论基础 . 50 5.2 AHP 准则层权重
8、处理方法 . 51 5.2.1 摆幅置权基本过程简介 107-108 . 51 5.2.2 AHP 准则层权重处理方法的基本步骤 . 51 5.3 方案复合权重处理方法 . 52 第六章 面向复杂系统决策的层次分析权重处理方法的应用研究 . 55 6.1 投资开发规划方案提出的背景 . 55 6.2 投资开发规划方案 . 55 6.2.1 投资开发规划方案的要点 . 55 6.2.2 投资开发规划方案的相关指标 . 57 6.3 投资评价指标体系的建立 . 58 6.3.1 投资评价指标体系建立的基本原则 . 58 6.3.2 投资评价指标体系 . 59 6.4 方案优选权重的计算 . 60
9、6.4.1 方案在 AHP 指标层上的排序权重的计算 . 61 6.4.2 方案在 AHP 准则层上的排序权重的计算 . 63 6.4.3 AHP 准则层权重的计算 . 69 6.4.4 方案复合权重的计算 . 70 6.5 案例应用研究结论分析 . 70 第七章 结论与展望 . 71 7.1 本文主要研究结论 . 71 7.2 本文主要创新点 . 73 7.3 展望 . 73 参考文献 . 75 附 录 . 81 II 目录 摘 要 . I ABSTRACT . V 致 谢 . 1 III 1 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1 选题背景及问题的提出 1.1.1 选题背景 本论文的选题是结合
10、国家自然科学基金项目 “ 超越 AHP/ANP 的半经验半 理论层次分析方法研究 ” 来进行的。本论题的提出则主要是由于以下两个研究 背景的存在。 背景一:复杂系统理论的诞生,要求对传统决策方法的适用性进行重新审 视。 人们普遍认为贝塔朗菲 (Von Bertalanffy)的一般系统论的创立是复杂性科 学诞生的标志 1。随着 20 世纪 60 年代末的耗散结构论, 70 年代及以后的协同 论、超循环理论、突变论、混沌学、元胞自动机理论、复杂自适应系统理论以 及分形等理论的出现 2-8,为人类带来了复杂系统理论,促使系统思想和系统 范式发展到了一个新的阶段。 近年来,复杂性科学和复杂系统理论受
11、到了国内外许多专家学者的关注, 有不少机构在进行关于复杂系统的研究。在国外对复杂系统研究的过程中,根 据沃尔菲德( John N. Warfield)的研究总结,如今已经形成了以 Li-York、 R. May、 M. J. Feigenbaum 等人为代表的混沌学派,以 Piece、 Vicken、 Warfield 等人为代表的结构学派,以 Senge、 Meadows、 Forrester 等人为代表的系统动 力学派,以 Kauffman、 Arthur、 Holland、 Cowen 等人为代表的适应系统学派, 以及以一些单位的研究学者为代表的暧昧学派。在五个学派中,研究领域遍布 物理
12、、经济、生物系统、经济管理、交互式管理、组织理论、社会系统、语言 系统等领域 9。我国的专家学者近年来对复杂 系统理论的研究也倾注了大量的 热情,并取得了一定的成绩。 1990 年,钱学森、于景元、戴汝为在自然杂 志上发表了 “ 一个科学新领域 开发的复杂巨系统及其方法论 ” ,提出了 开放的复杂巨系统的概念和处理这类系统的方法论 从定性到定量综合集 成法 10-11。国内还有其他学者在国内外复杂性研究的基础上,提出了自己的具 有创新性的研究成果,如郝柏林、谢和平、陈予恕、方锦清、魏一鸣、徐强、 陈平、宋学锋、黄登仕、李后强、马君海、盛昭瀚等都在各自领域中做了相应 的研究 12-23。国内对复
13、杂性科学进行研究的成果涉及物理、生物、地理、医学、 经济、管理、哲学等众多内容 24。 通过国内外学者对复杂系统的研究发现,随着科学技术和社会经济的不断 发展,人们面对的决策问题越来越趋向复杂。人们决策时所面对的复杂系统具 2 吉林大学硕士学位论文 有非线性、涌现性、半结构化等特征,以及决策者掌握信息的不完全性,都给 决策带来了较大的困难。因此,专家学者们分别对系统的复杂性进行了研究, 并从不同的角度、不同的专业领域提出了他们的研究成果。 探究传统决策理论方法的原理可知,传统的决策方法往往注重定量化决策 模型的建立,在处理各种相关的决策问题时以建立有效的分析模型为主要解决 方案 25。利用这些
14、方法进行决策时,常常对问题使用线性化、降维等方法简 化处理,以方便决策的进行。但是,随 着学者们对复杂系统理论研究的兴起 26-27,通过对系统复杂性的研究,人们意识到决策领域中的复杂性不但不能避 免,而且也难以通过解构、简化的途径加以解决,问题的简化处理并不能够保 证决策方法的适用性、科学性以及决策结果的可靠性。因此,传统决策方法在 处理复杂系统问题时,表现出了很大的局限性 28。复杂系统理论的出现,为 我们提供了更多的探索世界的新思维、新工具、新方法。从复杂系统理论出发 可以看到,传统决策理论方法尽管具有其科学性,但并不完全适合解决复杂系 统问题,这就要求我们结合复杂系统理论对传统决策理论
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- 关 键 词:
- 面向 复杂 系统 决策 层次 分析 权重 处理 方法 及其 应用 研究
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