一种基于VAHP DEA的企业信息系统选型决策方法.doc

一种基于VAHP/DEA的企业信息系统选型决策方法
李永刚
（淮南联合大学经济系，淮南，232001）
摘要：信息系统选型是企业信息系统建设和应用的关键步骤，也是一个典型的多准则决策问题。建立决策问题的AHP模型，应用VAHP方法确定准则和因素的权重，以票选的方式取代传统AHP/ANP方法中的成对比较矩阵，完成模型计算，然后对备选方案打分并做DEA分析，从中选出最有效的方案作为最终的决策结果。实例证明，基于VAHP/DEA的企业信息系统选型决策方法相对于AHP/ANP方法，简单易懂，便于操作，是一种实用有效的企业信息系统选型决策方法。
关键词：信息系统选型；VAHP；票选；DEA
中图分类号：F274
An enterprise information system selection decision-making
method based on VAHP / DEA
LI Yong-gang
(Department of Economics, Huainan Union University, Huainan, 232001,China)
Abstract: Information system selection is the key step of the enterprise information system construction and application, and is also a typical multi-attribute decision making problems. First, the AHP is used to build the enterprise information system selection decision model, and VAHP is used to determine the weights of this model. Then after the DEA analysis of alternatives have been done, the most effective solution would be chosen as the final decision-making results. This approach recommends the VAHP method which uses the votes to replace the pairwise comparison matrices that used in the traditional AHP / ANP method. The proposed example has proved that the VAHP/DEA method is easy to understand and operate, and is a practical and effective approach to enterprise information system decision making.
Keywords：information system selection; VAHP; vote; DEA
1.引言
随着经济全球化进程和供应链合作的加深，越来越多的企业认识到信息系统是企业不可或缺的一个重要管理平台，同时信息系统的建设和应用也是企业信息化的中心环节。企业信息系统的构建是一项系统工程，企业信息系统选型是企业信息系统建设的第一步，也是至关重要的一个决策。研究表明，信息系统选型失败是导致企业实施信息系统失败的重要原因之一[1]。
企业信息系统选型既要考虑到信息系统使用后给企业带来的有形的无形的收益和机会，也要考虑到为此付出的成本和风险，是一个典型的多准则决策问题。层次分析法（AHP）和网络分析法（ANP）[2]是广泛使用的多准则决策方法。AHP可以把复杂问题层次化，ANP是AHP的普遍形式，它以一种扁平的、网络化的方式表示元素之间的相互关系，打破了AHP的元素间相互独立的假设，允许元素之间存在相互依赖关系和反馈关系。AHP和ANP在应用的过程中，要频繁构建基于1—9比例的因素两两对比矩阵，把定性分析转为定量分析，同时还要面对一致性检验，准则较多时，提高评选操作难度。票选层次分析法（VAHP）[3]使用定量的投票方法代替因素两两比较矩阵，决策人员可以直接做出判断，有效降低了决策人员的判断过程的复杂性，同时又可以很好保证了判断结果的一致性。本文使用AHP构建评价模型，用VAHP的方法计算各指标的权重，然后使用数据包络分析（DEA）[4]对备选方案的效率做出判断，选出最有效的备选方案作为最终的决策结果。
2.VAHP/DEA企业信息系统选型决策方法
2.1VAHP简介
Liu和Hai在Noguchi强势排序公式[5]的基础上，提出了VAHP方法，可以有效地[作者简介]李永刚，（1978-）男，安徽省淮南市人，研究生，淮南联合大学经济系讲师，主要研究方向：物流管理，决策科学及其应用。
解决AHP在准则较多时会提高评选难度的问题，同时还不失系统性的分析[3]。VAHP方法与AHP方法最大的不同在于用票选的方式代替AHP的两两比较矩阵。其主要算法如下：

（1）
其中：为目标函数，是第r指标的最高得分，R为同一层次中参加排位的所有指标的数量，S为同一层次中排名的位数，是相对于第r指标得分最高的条件下，第s名次的权重，是第p指标在s名次上的得票数，n是参与投票的总人数，是宽容系数。
VAHP方法简单易懂，在本文中用于计算指标的权重。所有的参与决策的人员可以通过他们的直接反应做出判断，得到一个合理的排序，相对于传统AHP的成对比较矩阵，有更好的定量化和更好的一致性。
2.2 DEA简介
数据包络分析方法（ DEA，Data Envelopment Analysis ）由Charnes、Coopor和Rhodes在1978年提出，DEA的原理主要是保持各决策单元（DMU, Decision Making Units） 的输入或者输入不变的前提下，借助数学规划和统计数据确定相对有效的生产前沿面，然后将各个决策单元投影到DEA的生产前沿面上，通过比较决策单元偏离DEA前沿面的程度来评价它们的相对有效性[4]。对于每一个决策单元DMUj都有相应的效率评价指数：
(2)
s.t. hj ≤1;
vi≥0;
ui≥0(i,j=1,2…n).
其中，xij是第j个决策单元对第i种类型输入的投入总量.xij>0；yrj是第j个决策单元对第r种类型输出的产出总量.yrj>0；vi是对第i种类型输入的权系数；ur对第r种类型输出的权系数。
2.3基于VAHP/DEA的企业信息系统选型决策方法
本文结合AHP、VAHP和DEA方法的特点，提出综合VAHP/DEA的企业信息系统选型决策方法。可分为以下几个步骤：
（1） 组织企业参与信息系统选型的相关人员和相关学科的专家，组成决策团队，通过DAPHY法，构建出企业信息系统选型的AHP决策模型，本文中采取BOCR[6]模式建立此模型，如图1所示。
（2） 使用VAHP代替传统AHP中的成对比较，相应的问卷表可以设计成表1的模式。通过公式（1），计算出决策模型的指标权重，本文使用EXCEL中的线性规划工具计算，通过求得的解即可以归一化获得指标权重。
（3） 用表2所示的评分标准给各个备选方案打分。
（4） 对各备选方案进行DEA有效性分析，以各备选方案B（收益）和O（机会）的得分为输出指标，以各备选方案C（成本）和R（风险）的得分为输入指标。
（5） DEA有效性最高的备选方案为最终的决策结果。
图1.选择合适信息系统方案决策模型

3.案例分析
某制造企业，为了提高生产效率，推行全面质量管理，加强企业信息的标准化和企业管理的扁平化，以更好的适应供应链管理下的制造与竞争，决定重新构建企业信息系统。
3.1以该企业管理高层、信息管理部门、制造部门、物流部门等相关部门主管人员以及某咨询公司的专家，组成的决策小组，总计20名成员，结合有关研究[7-9]和专家意见，构建了如图1所示的AHP决策模型。
3.2计算模型中各准则的权重。由决策小组成员独立地对各准则和指标进行排序投票，投票的表格可以使用表1的设计模式。
表1 准则投票调查表
准则
收益
机会
成本
风险
排名

3.2.1对准则层收益、机会、成本和风险的投票结果如表2所示：
表2准则层投票结果
准则
1st
2nd
3rd
4th
总计
收益
9
6
3
2
20
机会
7
7
4
2
20
成本
2
5
6
7
20
风险
2
2
7
9
20
总计
20
20
20
20

根据表2中的数据和公式1，可以得到准则层各准则相对于目标层的权重，如表3所示：
表3 准则层权重
准则

归一化权重（Normal）
收益
1
0.324
机会
0.914
0.296
成本
0.611
0.198
风险
0.562
0.182
3.2.2计算指标层权重。以收益准则的5个二级指标为例，其投票结果如表4所示：
表4 收益准则的5个二级指标投票结果
指标
1st
2nd
3rd
4th
5th
合计
减少制造周期
8
8
3
1
0
20
降低运作成本
2
4
7
4
3
20
降低返工与浪费
1
0
2
7
10
20
快速响应顾客需求
6
7
5
1
1
20
信息集成与质量提高
3
1
3
7
6
20
合计
20
20
20
20
20

.
根据表4和公式1，可得收益准则的5个下级指标的局部权重，如表5所示：
表5 收益准则的5个下级指标局部权重
指标

归一化权重（Normal）
减少制造周期
1
0.29
降低运作成本
0.599
0.174
降低返工与浪费
0.409
0.119
快速响应顾客需求
0.877
0.254
信息集成与质量提高
0.562
0.163
根据表3和表5，可得收益准则的5个下级指标全局权重，如“减少制造周期”指标的全局权重=收益准则权重×二级指标局部权重=0.324×0.29=0.094。按照以上过程，可以得到全部指标的全局权重，如图1所示。
3.3评价各备选方案。决策小组成员根据决策模型和决策模型中各指标的全局权重，对各备选方案做出定量的评估。在本案例中，经过初步筛选，确定5个备选方案，依次为MES1到MES5。在评分的过程中，使用表6所示的评分标准，各备选方案得分如表7所示。
表6 评分标准
输出指标 等级 非常不满意 不满意 可接受 满意 非常满意
得分 0/1 2/3 5 7/8 9/10
输入指标 等级 非常不满意 不满意 可接受 满意 非常满意
得分 9/10 7/8 5 2/3 0/1
3.4 各备选方案DEA有效性分析。在表7中，以各备选方案为DMU，以收益和机会为输出指标，其得分越高越好，以成本和风险为输入指标，其得分越低越好。有效性计算结果如表7所示。从表7中可以看出，MES1是最佳选择。
表7 备选方案DEA分析
备选方案DMUi
输出
输入
DEA有效性
是否选择
收益
机 会
成 本
风 险
MES1
3.17
2.45
0.52
0.36
1.000
是
MES2
2.93
2.33
0.53
0.43
0.918
否
MES3
2.22
2.15
0.47
0.53
0.900
否
MES4
2.43
2.12
0.57
0.52
0.759
否
MES5
2.13
2.11
0.48
0.66
0.831
否

4.结语
本文介绍了一种基于VAHP/DEA的综合评价方法，并应用于某制造型企业信息系统选型问题。VAHP/DEA的综合评价方法以VAHP的票选方式取代传统AHP/ANP方法的成对比较矩阵，简单易懂，便于操作，可以有效降低决策人员的决策难度和工作量，并保持一致性。对各备选方案进行DEA有效性分析，选出有效性最高的方案作为最终决策结果。从案例分析可以看出，VAHP/DEA的综合评价方法为企业信息系统选型提供了操作简单而有效的决策方法。

参考文献：
[1]Jin WooLee,Soung Hie.Kim, Using analytic network process and goal programming for interdependent information system project selection[J].Computers & Operations Research,2000,27:367-382.
[2] Saaty T L. Decision making-the analytic hierarchy and network processes
(AHP/ANP)[J]. European Journal of Operational Research,2003,145(1):85-91.
[3]Fuh-Hwa FL, Hui LH. The voting analytic hierarchy process method for selecting supplier [J].International Journal of Production Economics,2005, 97(3):308–317.
[4]Charnes A,Cooper WW, Rhodes E. Measuring the efficiency of decision making units[J].
European Journal of Operational Research,1978,2:429-444.
[5] Noguchi H,Ogawa M,Ishii H. The appropriate total ranking method using DEA for multiple categorized purposes[J].Journal of Computational and Applied Mathematics,2002,146:155-166.
[6]Saaty,T L. Fundamentals of the analytic network processmultiple networks with benefits, opportunities, costs and risks[J]. Journalof Systems Science and Systems Engineering,2004, 13(3):348–379.
[7]Donald CHand,George Hachey. A balanced scorecard based framework for assessing the strategic impacts of ERP systems[J].Computers In Industry.2005,56:558-572.
[8] 欧立雄，卢青，郭彦君.应用ANP的企业信息系统选型决策研究[J].现代制造工程,2009,6:23-26.
[9]卢向华，黄丽华.信息系统的项目投资决策评估过程研究[J].计算机集成制造系统，2004，6：651-656.