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基于ANP的超级决策软件介绍及其应用

作者：刘睿余建星孙宏才田平提交人：liurui[刘睿余建星孙宏才田平] 属性：提交人原创发布时间：2007/11/26 点击：12220 【收藏本文】

[摘要] 从应用的角度介绍ANP(网络层次分析法)应用软件---超级决策软件系统，并利用该软件对水利水电项目导流施工方案进行评价。用同一组数据分别对ANP和AHP模型进行计算，出现了倒序现象，因此是否考虑系统内部元素间的反馈和依存关系将直接影响备选方案的排序。作者尝试性地应用该软件，说明ANP方法作为一种决策方法是可以用于工程实际的。项目经理博客

关键词：ANP、超级决策、施工方案评价项目管理者联盟
项目管理论坛
　　引言
项目管理者联盟
　　AHP（Analytic Hierarchy Process）是美国Pittburgh大学T.L.Satty教授提出的一种多准则决策方法，已在系统决策中得到了广泛的应用。常规的AHP方法将系统划分为层次，只考虑上一层次元素对下一层次元素的支配和影响，同时假设同一层次的元素之间是相互独立的，不存在相互依存的关系。这种假设在简化了系统内部元素关系的同时，也限制了其在复杂系统中的应用。许多复杂系统必须考虑层次内部元素的依存和下层元素对上层元素的反馈影响，T.L.Satty教授为此在1996年系统地提出了ANP（Analytic Network Process）理论[1], 将系统内各元素的关系用类似网络结构表示，而不再是简单的递阶层次结构。ANP理论更准确地描述客观事物之间的联系，是一种更加有效实用的决策方法。传统的AHP方法只是ANP方法的一个特例。项目经理博客
转自项目管理者联盟
　　由于国内对ANP的理论研究还处于初级阶段，有关ANP理论的文章不多,如文献[2][3]，加上ANP模型的计算较为复杂，在不借助于计算软件的情况下，很难将ANP模型应用于解决实际决策问题。ANP计算问题是解决ANP应用的瓶颈，其计算的复杂性严重阻碍ANP理论在实践中的应用。目前国内将ANP模型用于实际的例子尚不多见，文献[4]将一个简单的带反馈的AHP问题（ANP）转化为AHP之后，将问题得以求解。如果对较为复杂的ANP问题，文献[4] 的方法将是无法推广的。最近Rozann W.Satty 和William Adams在美国推出了超级决策（Super decision，下称SD）软件，该软件基于ANP理论，已成功地将ANP的计算程序化，是ANP 的强大的计算工具，为ANP的推广奠定了基础。本文从应用的角度介绍ANP的应用软件--超级决策SD软件，并成功地利用该软件对水利水电项目导流施工方案进行评估。项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　1．ANP应用软件——超级决策SD软件介绍： 项目管理者联盟
service.mypm.net
　　超级决策SD软件提供了强大的功能，可以计算任何ANP模型，并完整地表达计算结果。当然如果不输入相关元素之间的关系，则该软件也完全可以用来计算AHP模型。同时该软件也提供了良好的人机对话窗口，较方便于使用者，遗憾的是该软件没有汉化，在推广中会存在语言障碍。运用ANP超级决策SD软件进行决策的基本步骤如下：项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　1）对决策问题进行分析，将一个复杂问题分解成各个元素组（cluster）和元素(element)。同时在程序中选择相应按键，逐个输入元素组（C）和元素(E)。输入方式有三种：三层结构模板、二层结构模板或是不用模板，自行设计。 SD软件提供的标准模板是将任何一个决策问题归结为从利益（Benefits）、成本(Costs)、机会(Opportunities)、风险(Risks)四个准则来考虑，即可以将决策问题转化为BOCR四个方面去评价。在每个准则之下，可分别构造子网络、子子网络，网络内部有元素组，元素组内有元素。自行设计的模型可将任何一个ANP模型在程序中表示出来。项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　2）按支配关系将各个元素组（cluster）和元素(element)聚类形成网状结构，确定元素组（cluster）之间和元素(element)之间的关系，主要判断元素层次是否内部独立，是否有依存和反馈关系存在。按照比例标度经过人们的判断，针对某一目标，对元素组（cluster）之间和元素(element)之间进行逐一比较，构成两两对比矩阵。在输入方式上可采用矩阵式、百分比式、问卷式、口头方式，也可以直接以文件形式输入数据。凡是相互之间存在依存和反馈关系的，都应进行两两比较。当同一层元素之间相互独立，不作两两比较时，就转化为ANP模型的特例---AHP模型。项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　以上两部分构成了SD软件的输入部分。项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　3）计算分析部分：项目经理圈子
项目管理者联盟
　　根据上述输入，SD软件就可以构造超矩阵、加权超矩阵、极限超矩阵，最终可得综合优势度，另外还可以进行灵敏度的计算，如不借助于SD软件，灵敏度计算的工作量是极其繁重的。改变两两对比矩阵、优势度的数值，可分别分析计算其灵敏度变化情况。超矩阵、加权超矩阵、极限超矩阵的数据可以在EXCEL表格中打开，最终优势度数据和灵敏度可用图表表示。项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　2．案例研究： bbs.mypm.net
项目经理博客
　　水利水电工程中不过水围堰施工导流方案的选择是一个复杂的多目标决策问题，通常选择备选方案的准则有施工费用指标、工期指标、施工风险指标和施工难度指标[5]。项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　1）工程费用指标： service.mypm.net
项目管理者联盟
　　该项费用由确定性和不确定性两部分费用组成。一旦施工方案选定，确定性费用，包括导流泄水建筑物费用、围堰工程费用和基坑抽排水费用等，可视作恒定的值。当导流工程失效时，需采取补救措施，这时发生不确定性工程费用，如基坑再次抽排水费用、围堰修补费用和基坑清淤费用。 club.mypm.net
项目管理者联盟
　　2）施工工期指标：项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　当导流工程失效时，需采取补救措施，造成施工工期的延长，工期延长量由基坑再次抽排水时间、围堰修补时间和基坑清淤时间决定。 club.mypm.net
项目管理者联盟
　　3）施工风险指标：项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　施工风险度是由导流系统中的水文、水力等不确定因素引起的。通常，可用年导流风险率来表示风险度指标。项目管理者联盟
项目管理者联盟文章
　　4）施工难度指标：项目管理者联盟
项目管理者联盟
　　施工难度主要集中在隧洞施工难度和围堰施工难度上。 PgMp.mypm.net
项目管理者联盟
　　上述各项指标都可以通过模糊打分法确定。同时，通过上面的分析，各项指标之间存在一定的依存关系，如工程费用和工期都是由施工工程量确定，工程量包括确定和不确定两部分，其中不确定性工程量与施工风险指标和风险难度指标密切相关。可以说，施工风险指标和施工难度指标决定了施工方案的未来工程费用和工期。因此，在综合评价施工方案时，必须考虑到各项指标之间的依存关系，即施工风险指标和施工难度指标对工程费用和工期的影响。建立如图1所示的ANP模型。项目管理者联盟
service.mypm.net
　　为比较ANP与传统的AHP模型的不同，笔者借助于超级决策（Super decision）软件，用同一组数据对这两种模型进行了计算ABC方案的排序，用AHP模型计算结果为A>C>B; 用AHP模型计算结果为C>A>B。当然，ANP模型中分别增加了施工风险指标和施工难度指标对工程费用和工期的影响判断。值得注意的是方案A和方案C的排序出现颠倒。这种排序的颠倒正说明了是否考虑因素内部依存关系会直接影响决策。另外，通过对敏感度的计算也得到了一些有意的启示。限于篇幅，这里无法将有关数据一一说明。项目管理者联盟
项目经理圈子
　　3．结语项目经理圈子
项目管理论坛

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