系统综合评价.pptx

第五章第五章 矿业系统综合评价矿业系统综合评价内容概要内容概要n系统综合评价概述系统综合评价概述n评价指标数量化方法评价指标数量化方法n评价指标综合的方法评价指标综合的方法n模糊综合评价方法模糊综合评价方法n层次分析法层次分析法n综合评价方法在矿业的应用综合评价方法在矿业的应用系统综合评价的概念系统综合评价的概念n根据预定的系统目标，用系统分析方法对系根据预定的系统目标，用系统分析方法对系统的各种设计方案，从各方面（技术、经统的各种设计方案，从各方面（技术、经济、社会、生态、政治、军事等）做评审济、社会、生态、政治、军事等）做评审和比较，权衡利弊，评定方案优劣，为决和比较，权衡利弊，评定方案优劣，为决策最优方案提供科学依据。策最优方案提供科学依据。系统综合评价应用范围系统综合评价应用范围投资决策投资决策项目评估项目评估质量评估质量评估方案选优方案选优工厂选址工厂选址资源分配资源分配成果评价成果评价人才考核人才考核优先排序优先排序系统综合评价的目的系统综合评价的目的评价的目的取决于评价者或决策者。一般包括：评价的目的取决于评价者或决策者。一般包括：n 总结性评价。如先进、劳模等；总结性评价。如先进、劳模等；n 发展性评价。如选择最优方案或对候选人进行排发展性评价。如选择最优方案或对候选人进行排队等队等构成综合评价问题的要素构成综合评价问题的要素n 被评价对象被评价对象。有普遍性、可比性、可测性。同一类被评价。有普遍性、可比性、可测性。同一类被评价对象或系统个数大于对象或系统个数大于1，记为，记为s1,s2,s3,sn(n1)n 评价指标评价指标。从不同的侧面刻画系统所具有某种特征大小的。从不同的侧面刻画系统所具有某种特征大小的度量；用状态向量度量；用状态向量x表示，记为表示，记为x1,x2,xm(m1)n 权重系数权重系数。刻画评价指标间相对重要性的大小。若。刻画评价指标间相对重要性的大小。若j是评是评价指标价指标xj的权重系数，有的权重系数，有j0，j=1（j=1,2,m）n 综合评价模型综合评价模型。y=f(,x)，式中，式中=(1,2,m)为指为指标权重向量；标权重向量；x=(x1,x2,xm)为系统状态向量为系统状态向量n 评价者评价者。系统综合评价问题具有的几个特性系统综合评价问题具有的几个特性n 普遍性普遍性n 重要性重要性n 复杂性复杂性n 公度性公度性n 合理性合理性系统评价工作的困难及解决办法系统评价工作的困难及解决办法n 复杂系统常要实现多目标，其评价需定量复杂系统常要实现多目标，其评价需定量依据，困难在于：有的指标难以数量化依据，困难在于：有的指标难以数量化（如系统使用的方便性和舒适性）；不同（如系统使用的方便性和舒适性）；不同指标可能存在矛盾，方案间各有所长。指标可能存在矛盾，方案间各有所长。n 解决上述困难的方法：指标数量化和无量解决上述困难的方法：指标数量化和无量纲化；指标归一化。纲化；指标归一化。与系统决策的区别和联系与系统决策的区别和联系n系统评价是技术工作，由技术人员完成；系系统评价是技术工作，由技术人员完成；系统决策是领导工作，由领导者完成，更多是统决策是领导工作，由领导者完成，更多是一种艺术。一种艺术。n系统评价是决策的主要依据；但系统决策还系统评价是决策的主要依据；但系统决策还受某些隐蔽、难以描述或不宜公开的因素影受某些隐蔽、难以描述或不宜公开的因素影响。响。系统评价的原则系统评价的原则n 评价的客观性评价的客观性 方法科学，资料全面可靠，人员有代表性和全面方法科学，资料全面可靠，人员有代表性和全面性，人员能自由发表意见而且有倾向性等性，人员能自由发表意见而且有倾向性等n 方案的可比性方案的可比性n 评价指标要系统化评价指标要系统化n 评价指标要符合国家方针政策评价指标要符合国家方针政策系统评价的步骤系统评价的步骤n 方案说明，明确其目标体系和约束条件方案说明，明确其目标体系和约束条件n 确定评价指标体系确定评价指标体系n 确定指标的权重确定指标的权重n 单项评价单项评价n 综合评价综合评价n 给出评价结论给出评价结论评价指标体系的组成评价指标体系的组成n 政策性指标：方针、政策、法令等方面要求政策性指标：方针、政策、法令等方面要求n 技术性指标：性能、寿命、可靠性、安全性等技术性指标：性能、寿命、可靠性、安全性等n 经济性指标：成本、利润等；经济性指标：成本、利润等；n 社会性指标：就业、社会福利、污染、环境等；社会性指标：就业、社会福利、污染、环境等；n 资源性指标：物资、人力、能源、土地条件等；资源性指标：物资、人力、能源、土地条件等；n 时间性指标：进度、试制周期等；时间性指标：进度、试制周期等；n 风险性指标：失败的可能性；风险性指标：失败的可能性；n 其他指标其他指标评价指标的建立及筛选评价指标的建立及筛选n专家调研法（专家调研法（DelphiDelphi）根据评价目标和评价对象的特征，在设计调查表中列出一系列评价指标，分别征询根据评价目标和评价对象的特征，在设计调查表中列出一系列评价指标，分别征询专家意见，然后统计处理、反馈咨询最后确定具体指标体系专家意见，然后统计处理、反馈咨询最后确定具体指标体系n 最小均方差法最小均方差法删除删除:评价指标按评价指标按n个评价对象取值构成的样本均方个评价对象取值构成的样本均方差差sj最小均方差（接近于零的）对应的评价指标最小均方差（接近于零的）对应的评价指标xjn 相关系数法相关系数法n 极大极小离差法极大极小离差法删除删除:各评价指标各评价指标xj的最大离差的最大离差rj中最小值（接近于中最小值（接近于零的）对应的评价指标零的）对应的评价指标评价指标的数量化方法评价指标的数量化方法n 排队打分法排队打分法n 体操记分法体操记分法n 专家评分法专家评分法n 两两比较法两两比较法n 连环比率法连环比率法排队打分法排队打分法对已有明确数量值的评价指标，直接按量值对已有明确数量值的评价指标，直接按量值大小排序，确定各方案的无量纲分值。大小排序，确定各方案的无量纲分值。具体可用具体可用m m级记分制，即最优者记级记分制，即最优者记m m分，最劣分，最劣者记者记1 1分，中间方案等步长或不等步长记分，分，中间方案等步长或不等步长记分，也可用统一也可用统一1010分值。分值。体操记分法体操记分法类似体操比赛的计分方法。请类似体操比赛的计分方法。请6 6位评分者独位评分者独立为评价对象用立为评价对象用1010分制打分，去掉最高分分制打分，去掉最高分和最低分，所余和最低分，所余4 4个分数取平均。个分数取平均。专家评分法专家评分法利用专家经验评分。多名专家按某记分制对利用专家经验评分。多名专家按某记分制对不同方案打分，再算平均分。如，对多台不同方案打分，再算平均分。如，对多台设备的操作性评价，请若干专家试车，对设备的操作性评价，请若干专家试车，对多台设备按一定记分制来打分，将各设备多台设备按一定记分制来打分，将各设备得分按专家取平均，即得其分数。得分按专家取平均，即得其分数。两两比较法两两比较法将方案两两比较打分，对各方案得分求和并处理将方案两两比较打分，对各方案得分求和并处理分分0 01 1打分法；打分法；0 04 4打分法；多比例打分法打分法；多比例打分法连环比率法连环比率法一种确定得分系数或加权系数的方法，步骤如下：一种确定得分系数或加权系数的方法，步骤如下：由上到下根据上下方案比率填写暂定分数列；由上到下根据上下方案比率填写暂定分数列；由下而上根据暂定分数填写修正分数列；由下而上根据暂定分数填写修正分数列；将修正分数归一化得到各方案得分系数将修正分数归一化得到各方案得分系数评价指标无量纲化方法评价指标无量纲化方法n 标准化处理法标准化处理法n 极值处理法极值处理法n 功效系数法功效系数法指标综合方法指标综合方法加权平均法加权平均法功效系数法功效系数法主次兼顾法主次兼顾法效益成本法效益成本法罗马尼亚选择法罗马尼亚选择法加权平均法加权平均法加权平均法（线形加权综合）加权平均法（线形加权综合）加法规则模型特征：观测值大的指标对评价加法规则模型特征：观测值大的指标对评价结果作用大，具有很强的互补性，具有结果作用大，具有很强的互补性，具有“一一俊遮百丑俊遮百丑”的突出特征。如居民平均收入的突出特征。如居民平均收入 加权平均法加权平均法例：有例：有3 3个方案，个方案，5 5项指标，数据如下。试计项指标，数据如下。试计算各方案的综合评价值算各方案的综合评价值加权平均法（非线形加权综合）加权平均法（非线形加权综合）乘法规则模型特征：评价模型对取值较小的评价指标乘法规则模型特征：评价模型对取值较小的评价指标反应敏感，具有反应敏感，具有“不求有功但求无过不求有功但求无过”或或“一丑遮百一丑遮百俊俊”的特征。例如，木桶理论的特征。例如，木桶理论 加权平均法加权平均法加权平均法加权平均法加权平均法加权平均法功效系数法功效系数法功效系数法功效系数法（加权平均法乘法法则的特例加权平均法乘法法则的特例）功效系数法功效系数法功效系数法功效系数法主次兼顾法主次兼顾法效益成本法（费效分析法）效益成本法（费效分析法）效益成本法（费效分析法）效益成本法（费效分析法）效益成本法（费效分析法）效益成本法（费效分析法）罗马尼亚选择法罗马尼亚选择法罗马尼亚选择法（简便、规范）罗马尼亚选择法（简便、规范）n 根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。出一个总体的评价。n 具有结果清晰具有结果清晰,系统性强的特点系统性强的特点,能较好地解决模糊的、能较好地解决模糊的、难以量化的问题难以量化的问题,适合各种非确定性问题的解决。适合各种非确定性问题的解决。概念辨析概念辨析:隶属度与隶属度函数隶属度与隶属度函数n若对论域（研究的范围）若对论域（研究的范围）U U中的任一元素中的任一元素x x，都有一个数，都有一个数A A（x x）00，11与之对应，则称与之对应，则称A A为为U U上的模糊集，上的模糊集，A A（x x）称为）称为x x对对A A的隶属度。的隶属度。n当当x x在在U U中变动时，中变动时，A A（x x）就是一个函数，称为）就是一个函数，称为A A的隶属函数。的隶属函数。隶属度隶属度A A（x x）越接近于）越接近于1 1，表示，表示x x属于属于A A的程度越高，的程度越高，A A（x x）越接近于越接近于0 0表示表示x x属于属于A A的程度越低。用取值于区间的程度越低。用取值于区间00，11的的隶属函数隶属函数A A（x x）表征）表征x x 属于属于A A的程度高低。的程度高低。n隶属度属于模糊评价函数里的概念：模糊综合评价是对受隶属度属于模糊评价函数里的概念：模糊综合评价是对受多种因素影响的事物做出全面评价的一种十分有效的多因多种因素影响的事物做出全面评价的一种十分有效的多因素决策方法，其特点是评价结果不是绝对地肯定或否定，素决策方法，其特点是评价结果不是绝对地肯定或否定，而是以一个模糊集合来表示。而是以一个模糊集合来表示。举例举例nA(x)=A(x)=表示模糊集表示模糊集“年老年老”的隶属函数，的隶属函数，A A表示模表示模糊集糊集“年老年老”，当年龄，当年龄x50 x50时时A A（x x）=0=0表明表明x x不不属于模糊集属于模糊集A A（即（即“年老年老”），当），当x 100 x 100时，时，A A（x x）=1=1表明表明x x 完全属于完全属于A A，当，当5050 x x100100时，时，0 0A A（x x）1 1，且，且x x越接近越接近100100，A A（x x）越接近）越接近1 1，x x属于属于A A的的程度就越高。程度就越高。思考题思考题层次分析法层次分析法层次分析法的基本原理层次分析法的基本原理-先分解后综合的系统思想先分解后综合的系统思想 是通过分析复杂问题包含的因素及其相互联系，将问是通过分析复杂问题包含的因素及其相互联系，将问题分解为不同的要素，并将这些要素归并为不同的层次，从题分解为不同的要素，并将这些要素归并为不同的层次，从而形成多层次结构，在每一层次可按某一规定准则，对该层而形成多层次结构，在每一层次可按某一规定准则，对该层要素进行逐对比较建立判断矩阵通过计算判断矩阵的最大要素进行逐对比较建立判断矩阵通过计算判断矩阵的最大特征值和对应的正交化特征向量，得出该层要素对于该准则特征值和对应的正交化特征向量，得出该层要素对于该准则的权重，在这个基础上计算出各层次要素对于总体目标的组的权重，在这个基础上计算出各层次要素对于总体目标的组合权重。从而得出不同设想方案的权值，为选择最优方案提合权重。从而得出不同设想方案的权值，为选择最优方案提供依据。供依据。系统要素层次矩阵权重的基本原理的基本原理基本原理基本原理 AHP决策分析方法的基本原理，可以用以下的简单事例分析来说明。假设有n个物体A1，A2，An，它们的重量分别记为W1，W2，Wn。现将每个物体的重量两两进行比较如下：的基本原理的基本原理若以矩阵来表示各物体的这种相互重量关系，若取重量向量W W1，W2，WnT，则有：AWnWW是判断矩阵A的特征向量，n是A的一个特征值。根据线性代数知识可以证明，n是矩阵是矩阵A的唯一非零的，也是最大的特的唯一非零的，也是最大的特征值。征值。A称为判断矩阵。An上述事实告诉我们，如果有一组物体，需要知道它们的重量，而又没有衡器，那么就可以通过两两比较它们的相互重量，得出每一对物体重量比的判断，从而构成判断矩阵；然后通过求解判断矩阵的最大特征值max和它所对应的特征向量，就可以得出这一组物体的相对重量。的基本原理的基本原理AHPAHP的基本步骤的基本步骤l 综合重要度的计算l 建立多级递阶层次结构l 建立判断矩阵l 相对重要度计算和一致性检验l 明确问题建立多级递阶层次结构建立多级递阶层次结构完全相关性结构完全独立性结构混合性结构常见的多级递阶结构二、构造两两比较判断矩阵二、构造两两比较判断矩阵判断矩阵B中的元素bij表示依据评价准则C,要素bi对bj的相对重要性。Bij的值是根据资料数据、专家意见和评价主体的经验，经过反复研究后确定的。判断矩阵是以上一级的某一要素作为评价准则，对本级的要素进行两两判断矩阵是以上一级的某一要素作为评价准则，对本级的要素进行两两比较来确定矩阵元素的。比较来确定矩阵元素的。例如，以为评价标准的有n个要素，其判断矩阵形式如下：bnnBiBnbi2bi1bn1bijbn2binbnjCB1B2B1B2BjBnb1jb11b12b1nb21b2jb22b2n建立判断矩阵建立判断矩阵（1）对C而言，bi比bj极为重要，则bij=9。（2）对C而言，bi比bj重要很多，则bij=7。（3）对C而言，bi比bj重要，则bij=5。（4）对C而言，bi比bj稍重要，则bij=3。（5）对C而言，bi比bj同样重要，则bij=1。（6）对C而言，bi比bj稍次要，则bij=1/3。（7）对C而言，bi比bj次要，则bij=1/5。（8）对C而言，bi比bj次要很多，则bij=1/7。（9）对C而言，bi比bj极为次要，则bij=1/9。评价一般采用的尺度评价一般采用的尺度在建立判断矩阵时，要对评价系统的要素及其相对重要性有深在建立判断矩阵时，要对评价系统的要素及其相对重要性有深刻了解，保证被比较和判断的元素具有相同的性质，具有可比刻了解，保证被比较和判断的元素具有相同的性质，具有可比性。在判断时，不能有逻辑上的错误。性。在判断时，不能有逻辑上的错误。建立判断矩阵建立判断矩阵一致性检验一致性检验三、相对重要度计算三、相对重要度计算p在建立了判断矩阵后，要根据判断矩阵计算对上一在建立了判断矩阵后，要根据判断矩阵计算对上一级某一要素本级与之有联系的要素相对重要性次序级某一要素本级与之有联系的要素相对重要性次序的权值。即进行层次单排序。它是对层次所有要素的权值。即进行层次单排序。它是对层次所有要素相对最高层次而言的重要性进行排序的基础。相对最高层次而言的重要性进行排序的基础。p对判断矩阵先求出最大特征根，然后在求其相对应对判断矩阵先求出最大特征根，然后在求其相对应的特征向量的特征向量W W，即，即 其中其中W W的分量就是对应于的分量就是对应于n n个要素的相对重要度，即权重系数个要素的相对重要度，即权重系数。和积法和积法p对对B B按列规范化按列规范化 p再按行相加得和数再按行相加得和数 p再进行归一化处理，再进行归一化处理，即得权重系数即得权重系数 方根法方根法p对对B B按行元素求积，按行元素求积，再求再求1/n1/n次幂。次幂。p归一化处理，即得归一化处理，即得权重系数权重系数 示例示例四、综合重要性计算四、综合重要性计算p在计算了各级要素相对于上一级要素的相对重要在计算了各级要素相对于上一级要素的相对重要性以后，即可从最上级开始，自上而下地求出各性以后，即可从最上级开始，自上而下地求出各级上各要素关于系统总体的综合重要度。级上各要素关于系统总体的综合重要度。综合重要度的计算综合重要度的计算aIBj bj综合应用综合应用p对项目的立项评价，评价项目（指标）中对项目的立项评价，评价项目（指标）中有许多定性因素、模糊不确定性因素，因有许多定性因素、模糊不确定性因素，因此采用模糊综合评价法此采用模糊综合评价法p对于评价项目（指标）权重的确定采用对于评价项目（指标）权重的确定采用AHPAHPp对于评价项目（指标）集的建立确定采用对于评价项目（指标）集的建立确定采用德尔菲法德尔菲法评价指标体系的确定评价指标体系的确定p按照全面性与科学性、定量分析与定性分按照全面性与科学性、定量分析与定性分析相结合、可行性与可操作性、灵活性与析相结合、可行性与可操作性、灵活性与目标导向性的原则，综合考虑各方面因素目标导向性的原则，综合考虑各方面因素的影响，运用德菲尔法，经过专家们的影响，运用德菲尔法，经过专家们4 4轮调轮调查讨论，确定预研项目立项评价指标体系。查讨论，确定预研项目立项评价指标体系。评价指标的评价标准评价指标的评价标准n按照科学性、合理性以及符合人们判断的逻辑思按照科学性、合理性以及符合人们判断的逻辑思维习惯的原则，将评价标准分为维习惯的原则，将评价标准分为5 5个等级：非常必个等级：非常必要要0.90.9，很必要，很必要0.70.7，必要，必要0.5,0.5,一般一般0.30.3，不太必要，不太必要的的0.10.1。n在评价指标体系中，对于定量指标，通过规定的在评价指标体系中，对于定量指标，通过规定的参数数值直接进行量化考核，而那些无法直接定参数数值直接进行量化考核，而那些无法直接定量考核与评价的定性指标，对这些指标进行量化量考核与评价的定性指标，对这些指标进行量化处理，确定出了相应的评价标准。处理，确定出了相应的评价标准。如果所选的要素不合理，其含义混淆不清，如果所选的要素不合理，其含义混淆不清，或要素间的关系不正确，都会降低或要素间的关系不正确，都会降低AHPAHP法的结法的结果质量，甚至导致果质量，甚至导致AHPAHP法决策失败。法决策失败。为保证递阶层次结构的合理性，需把握以下为保证递阶层次结构的合理性，需把握以下原则：原则：1 1、分解简化问题时把握主要因素，不、分解简化问题时把握主要因素，不漏不多；漏不多；2 2、注意相比较元素之间的强度关系，、注意相比较元素之间的强度关系，相差太悬殊的要素不能在同一层次比较。相差太悬殊的要素不能在同一层次比较。应用层次分析法的注意事项应用层次分析法的注意事项优点：思路简单明了，它将决策者的思维过程条理化、数量化，优点：思路简单明了，它将决策者的思维过程条理化、数量化，便于计算，容易被人们所接受；所需要的定量化数据较少，但便于计算，容易被人们所接受；所需要的定量化数据较少，但对问题的本质，问题所涉及的因素及其内在关系分析得比较透对问题的本质，问题所涉及的因素及其内在关系分析得比较透彻、清楚。彻、清楚。层次分析法的评价层次分析法的评价缺点：缺点：对于同样一个决策问题，如果在互不干扰、互不影响的条件下，让不同的人同样都采用AHP决策分析方法进行研究，则他们所建立的层次结构模型、所构造的判断矩阵很可能是各所建立的层次结构模型、所构造的判断矩阵很可能是各不相同的，分析所得出的结论也可能各有差异。不相同的，分析所得出的结论也可能各有差异。思考题思考题