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改进AHP在企业信息化评估指标权重确定中的应用

当前,信息化对企业全面建设的推动和引领作用日益显现,如何科学评估企业信息化水平,真实反映信息化建设存在的问题和不足,对加快推进企业全面建设具有重要意义和作用。在对信息化水平进行评估时,用得最多的是层次分析法(AHP)。鉴于传统层次分析法在运用1~9标度构造判断矩阵时,存在指标间权重值差距过大,某些指标在体系中的效用得不到充分体现的不足,本文采用一种改进标度来确定企业信息化评估指标权重,通过比较分析验证该方法的科学性和优越性。

1构建企业信息化评估指标体系

本文紧紧围绕企业信息化建设实际,结合顶层设计思想,从支撑层、基础层和应用层3个层面上进行指标确定和评估体系构建。在支撑层上选取信息化实施环境、信息化人才素质,基础层上选取信息化基础建设、信息安全,应用层上选取信息化效益、信息化应用总共六大要素作为一级指标,每个一级指标下又选取若干二级指标,这样便构成了企业信息化评估指标体系的基本方案,如表1所示。

2层次分析法的改进

层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是美国运筹学家T.L.Saaty教授于20世纪70年代初提出的一种综合评估方法,适用于解决结构比较复杂、决策指标较多且不易量化的多目标决策问题,它的主要特征是:合理地把定性与定量决策结合起来,按照思维心理的规律把决策过程层次化、数量化。

2.1层次分析法的步骤

层次分析法大体分为4个步骤,即:(1) 建立层次结构模型;(2) 构造判断矩阵;(3) 层次单排序及其一致性检验;(4) 层次总排序及其一致性检验。

2.2标度的改进

传统层次分析法使用的是Saaty教授首次提出的1~9标度,这种标度在实际应用中存在不足之处,如“稍微重要”的标度值为3,即把比“同样重要”大3倍的情况认为是“稍微重要”,这与人们通常的认识相差太大。引用该标度值进行计算,得到的权值不精确、不可靠。因此,根据参考文献[3],本文采用性能更好的10/10~18/2标度进行计算,它与1~9标度的对应关系如表2所示。

两者对应的平均随机一致性指标RI如表3所示,其中n = 1,2时,RI值为0。

3权重确定及对比分析

下面通过实际计算来验证改进AHP的科学性和优越性。笔者进行问卷调查并向有关专家咨询,依据表1所示体系结构,首先得到传统标度下的一级指标判断矩阵A,然后经过转换,得到改进标度下的一级指标判断矩阵A*。

A =1 5 1/235 31/51 1/51/5 21/5 2 5146 41/3 5 1/4 13 31/51/21/61/3 11/51/3 5 1/41/3 5 1

A* = 114/6 9/11 12/8 14/6 12/86/141 6/14 6/14 11/9 6/1411/914/6 1 13/7 3 13/7 7/1314/6 7/13 1 12/8 12/86/14 9/11 1/38/1216/148/12 14/6 7/13 8/12 14/6 1

运用Matlab计算,精确求出矩阵A的CR = 0.091 6,A*的CR = 0.007 1。根据层次分析法的原理,当CR ≤ 0.1时则可认为判断矩阵具有满意的一致性,因此,矩阵A和A*的特征向量可以作为指标权重。其权重如表4所示。

同样,邀请专家对各二级指标按照1~9标度进行打分,构造判断矩阵如下:

A1 = 1 325 421/3 12 43 1/51/21/2 1 32 1/51/51/41/311/41/51/41/31/24 1 1/31/2 5 5 5 31A2 =1 33 1/51/311/21/51/32 1 1/555 5 1

A3 =1 41/2 1/331/411/51/61/2 2 5 1 35 3 6 1/3 141/321/51/4 1A4 =1 321/311/41/24 1

A5 =1 1/41/23 4 13 5 2 1/3 1 51/31/51/51 A6 = 1 356 3 51/3 15 6 2 41/51/5 1 31/221/61/61/311/51/21/31/2 2 5 131/51/41/221/3 1

经一致性检验,以上判断矩阵皆满足要求。标度改进后,得到新的二级指标判断矩阵A*i(i = 1,2,3,4,5,6),通过检验,也均具有满意的一致性。利用二级指标层次单排序的结果,计算层次总排序,得最终权重结果如表5所示。

经计算,传统标度下的层次总排序CR = 0.071 4,改进标度下的层次总排序CR = 0.006 9,因此两种层次总排序结果均具有满意的一致性。

由表5可知,采用传统的1~9标度计算,指标间的权重值差距很大,其中权重最大的为“企业联网率”,权重值为0.159 0;最小的为“办公自动化水平”,权重值为0.002 5,前者是后者的63.6倍。而采用改进的10/10~18/2标度计算,两者则相差6.5倍,差距明显缩小,各指标在系统中的重要性更接近实际情况,这证明改进标度是科学的、有效的。
4结语

从以上计算可以看出,运用改进标度对判断矩阵进行调整,增强了层次分析法的实用性,使权重值差距控制在合理范围。而且由于是对判断矩阵进行整体调整,并没有改变原矩阵的重要性排序,因此若原判断矩阵满足一致性要求,那么改进后的判断矩阵也满足一致性要求。实际上,企业信息化评估是一个复杂过程,要得到更加客观的评估数据,还必须广泛征求专家意见。


主要参考文献

[1] 马莉,孙延明,田志军,等. 企业信息化评价指标体系及其评价方法的研究[J]. 现代制造工程,2005(3):41-43.

[2] 李钢,陈萍,齐二石. 综合评价指标体系设计及其在企业信息化中的应用[J]. 计算机集成制造系统,2008,14(1):96-101.

[3] 曲生.层次分析法的改进及在安全决策中应用的研究[J]. 中国安全生产科学技术,2009(5):111-114.

[4] 吴祈宗,郑志勇,邓伟. 运筹学与最优化MATLAB编程[M]. 北京:机械工业出版社,2009.

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文