2024年3月31日 星期日

層級分析法(Analytic Hierarchy Process)


層級分析法(Analytic Hierarchy Process,簡稱AHP)
層級分析法是由美國數學家Thomas L. Saaty於1970年代開發的。並於1980年出版了名為《The Analytic Hierarchy Process》的著作,該書深入介紹了AHP方法,成為該領域的經典著作之一。
層級分析法是一種多準則決策方法,通過將複雜的決策問題分解成多個層次,然後對每個層次進行定量和定性分析,最終得出決策方案。

層級分析法中最重要的公式是判斷矩陣(judgment matrix)和權重向量(weight vector)的計算公式。
1.判斷矩陣的計算公式:
 對於一個n個選項的層級,其對應的判斷矩陣為一個n×n的矩陣,記為A。其中,A(i,j)表示第i個選項相對於第j個選項的重要性評分,通常是一個正整數。

2.權重向量的計算公式:
 權重向量指的是每個選項的權重,用於衡量每個選項對於目標的相對重要性。根據判斷矩陣,可以通過數學運算求得權重向量。

層級分析法的步驟包括以下幾個部分:
1.定義決策目標和範圍:確定決策的目標和範圍,明確需要考慮的所有選項和準則。
2.建立層級結構:將所有的選項和準則分配到不同的層級,建立一個層級結構圖。通常,最高層為決策目標層,中間層為準則層,最底層為選項層。
3.創建判斷矩陣:對於每一對同一層級的準則或選項,進行兩兩比較,建立判斷矩陣。判斷矩陣中的元素表示相對重要性,一般使用1到9之間的數字進行評分。

4.計算權重向量:通過數學運算,計算每個準則和選項的權重向量,衡量其對決策目標的相對重要性。
5.檢查判斷矩陣的一致性:使用一致性指標和隨機一致性指標來評估判斷矩陣的一致性,確保判斷矩陣合理可行。
6.計算最優方案:根據計算出的權重向量,得出每個選項的綜合得分,從而確定最優方案。
7.進行敏感性分析:評估各種不確定性因素對決策結果的影響,幫助決策者更好地理解決策的風險和不確定性。
需要注意的是,在實際應用中,以上步驟不一定是按照嚴格的順序進行,而是交互進行的。

層級分析法(AHP)是一種常用的多準則決策方法,具有以下優點:
1.將複雜的決策問題分解成多個層次,更容易理解和解決。
2.可以定量和定性分析,更全面和客觀地考慮問題。
3.可以量化不同選項和準則之間的相對重要性,更具有說服力。
4.可以進行敏感度分析,評估不同因素對決策結果的影響。
5.可以適應不同的決策場景,且易於使用和實施。

然而,AHP方法也存在一些缺點:
1.判斷矩陣的構建存在主觀性,可能受到個人偏見的影響。
2.對問題的層次結構的設計和判斷矩陣的構建要求較高,需要專業人士的參與。
3.對結果依賴於選擇的準則和判斷矩陣的準確性,可能存在不確定性和風險。

以上是對層級分析法的重點整理

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