不確定決策方法研究與實(shí)例分析——層次分析法在消費(fèi)選擇中的應(yīng)用

謝 安

（南京財(cái)經(jīng)大學(xué)，南京210046）

一、緒論

（一）背景

多指標(biāo)、多層次決策就是把多個描述被評價事物不同特征且量綱不同的指標(biāo)，轉(zhuǎn)化為無量綱的相對的評價值，并綜合這些評價值，以便得出對該事物一個整體評價。針對多層次不確定決策的評價方法模型，探討其在實(shí)際問題中的應(yīng)用，不僅是一個理論問題，更是一個有重大應(yīng)用前景的問題。

（二）多層次決策問題基本概念和實(shí)際意義

多層次決策是指在多個指標(biāo)間相互矛盾、互相競爭的情形下所進(jìn)行的決策。是在若干個可供選擇的方案中確定最佳方案的分析過程。在社會生產(chǎn)生活的研究控制中我們所面對的系統(tǒng)決策問題常常是多指標(biāo)多層次的，比如，我們在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)決策時，既要考慮如何使生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)值達(dá)到最大值，同時又要確保生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品，而又使生產(chǎn)成本盡可能低。這多個目標(biāo)之間既相互作用又相矛盾，這就使決策過程變得復(fù)雜，決策者通常很難作出決策。這類具有多個目標(biāo)的決策就稱為多層次決策。

二、層次分析法

（一）定義及基本原理

層次分析法在20世紀(jì)70年代中期由美國數(shù)學(xué)家薩蒂（T·LSaaty）正式提出，是一種定性和定量結(jié)合的系統(tǒng)化、層次化的分析方法。層次分析法，是將一個復(fù)雜的決策問題作為一個系統(tǒng)，將被評價方案分解為若干目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)一步可分解為多指標(biāo)及若干層次，通過定性指標(biāo)模糊量化方法算出展次單排序和總排序，以作為多指標(biāo)多層次方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法。層次分析法（AHP）是一種定性分析和定量分析相結(jié)合研究復(fù)雜問題的問題系統(tǒng)方法。利用較少的定量信息，將復(fù)雜的問題利用數(shù)學(xué)思維簡單化，使人們?nèi)菀桌斫狻?/p>

（二）層次分析法步驟

1. 建立多階梯（一般不低于三階梯）。

2. 構(gòu)造判斷（成對比較）矩陣。公式2-2稱為判斷矩陣。（見表1）

2-2 判斷矩陣

表1

3. 層次單排序及一致性檢驗(yàn)。

（1）計(jì)算一致性指標(biāo)CI（consistency index）

（2）查找一致性指標(biāo)RI（見表2）

表2

（3）計(jì)算一致性比例 CR（consistency ratio）

當(dāng)CR<0.01時，認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的，否則應(yīng)當(dāng)對判斷矩陣進(jìn)行修正。

4. 計(jì)算權(quán)向量并做一致性檢驗(yàn)。求出A的最大特征值 ，對應(yīng)的特征向量W。經(jīng)歸一化處現(xiàn)后即被認(rèn)為足同一層次各因素相對于上一層次W素要性的排序權(quán)值，稱此過程為單次單排序。

（三）層次分析法在消費(fèi)行為選擇中的應(yīng)用實(shí)例分析

當(dāng)今信息化時代，每個人擁有一部屬于自己的智能手機(jī)已經(jīng)成為必然。現(xiàn)在市場上的手機(jī)品牌層出不窮，選擇的余地也很大。從消費(fèi)者自己的角度出發(fā)可以用一種非常實(shí)用的決策分析方法——AHP層次分析法，來分析一下我對于選擇手機(jī)的決策。把定性的問題定量化分析。本文就以購買蘋果或者是小米手機(jī)為例。這里取了功能、價格、外觀3個維度進(jìn)行分析。價格層面，現(xiàn)在一部5s差不多在4 000元左右，小米3在1 700元左右。外觀上小米更個性化和多變，但是就功能而言，蘋果的系統(tǒng)更為先進(jìn)，而小米的米優(yōu)系統(tǒng)通過自主開放創(chuàng)新被稱為最快的系統(tǒng)。下面，就對這兩個品牌手機(jī)進(jìn)行選擇。

1. 建立模型

如引言中所說，將功能、價格、外觀三個維度，運(yùn)用AHP分析分別填入表格，就得到了以下模型。

2. 成對比較

如果對三者進(jìn)行比較，將不容易得到這個權(quán)數(shù)值，此時可以兩兩成對相比，這樣得到權(quán)數(shù)比較簡單，而且也比較準(zhǔn)確。

（1）功能與價格之間的比較

對于學(xué)生而言，價格便宜的吸引力更大一些。但也不能完全忽略了功能，所以可以將兩者的比重設(shè)定為3：1。

（2）功能與外觀之間的比較

相對于外觀而言，一般人對于實(shí)用性的要求更加高一些，所以可以將功能和外觀的權(quán)重比定為5：1。

（3）價格與外觀之間的比較

如前面所言，價格是是消費(fèi)者最看重的特質(zhì)，而外觀在基本上都差不多的情況下又恰恰是在這三者里面消費(fèi)者比較不重視的，所以可以將這兩者的比例定為7：1。

3. 得出權(quán)數(shù)

第一步：計(jì)算各列的總和

將每一列的數(shù)值相加，得出總和。

第二步：各個值除以該列的總和

第三步：計(jì)算各列的平均值

功能：（21/31+5/7+7/13）/3=0.643

價格：（7/31+5/21+5/13）/3=0.283

外觀：（3/31+1/21+1/13）/3=0.074

這些平均值，通稱為優(yōu)先向量（Priority Vector），簡稱PV值，填入表格后就得到下表：

第四步：計(jì)算出Level-1的權(quán)數(shù)值分別為0.643、0.283、0.074

第五步：開始演算Level-2的「價格」權(quán)數(shù)值

依據(jù)剛才的第1—3步，而進(jìn)行演算：（1）計(jì)算各行的總和。（2）各個值除以該行的總和。（3）計(jì)算各列的平均值。于是，計(jì)算出權(quán)數(shù)（即PV值）如下：

第六步：開始演算手機(jī)的「功能」權(quán)數(shù)值

依據(jù)剛才的第1—3步，而進(jìn)行演算：計(jì)算各行的總和，并且各個值除以該行的總和，然后計(jì)算各列的平均值。于是，計(jì)算出PV值如下：

第七步：開始演算手機(jī)的「外觀」權(quán)數(shù)值

依據(jù)剛才的第1—3步，而進(jìn)行演算：計(jì)算各行的總和，并且各個值除以該行的總和，然后計(jì)算各列的平均值。于是，計(jì)算出PV值如下：

于是計(jì)算出Level-2的權(quán)數(shù)值：

第八步：開始進(jìn)行評估

買蘋果對「價格」的貢獻(xiàn)度為0.50，而「價格」對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度為0.643，所以買蘋果透過「價格」對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度為：0.50*0.643=0.322。買蘋果對「功能」的貢獻(xiàn)度為0.75，而「功能」對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度為0.283，所以買蘋果透過「功能」對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度為：0.75*0.283=0.212。買蘋果對「外觀」的貢獻(xiàn)度為0.833，而「外觀」對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度為0.074，所以買蘋果透過「外觀」對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度為：0.833*0.074=0.063。于是可算出：

買蘋果所表現(xiàn)的理想度為：0.322+0.211+0.063=0.596。依據(jù)同樣的程序，可算出買小米的情形：

*買小米透過「價格」對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度為：0.50*0.643=0.322。

*買小米透過「功能」對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度為：0.25*0.283=0.071。

*買小米透過「外觀」對總目標(biāo)的貢獻(xiàn)度為：0.167*0.074=0.011。

于是可算出：買小米所表現(xiàn)的理想度為：0.322+0.071+0.115=0.404。兩者相比，蘋果優(yōu)。

4. 成對比值的一致性檢驗(yàn)

Step-1：基于上一小節(jié)的第三步所計(jì)算的總和及PV值，就可逐步計(jì)算并檢驗(yàn)出一致性了。例如上一小節(jié)的第三步所計(jì)算的總和及PV值為：

Step-2：計(jì)算最大值，其公式為：各行總和與各列PV相乘之和。于是可算出：

λmax=（ 1.476*0.643）+（4.2*0.283）+（913*0.074）=3.097

Step-3：計(jì)算一致性指標(biāo)（Consistency Index），簡稱 CI，其公式為：

其中的n值就是選擇準(zhǔn)則的個數(shù)，例如上圖的n值為3。所以可算出：

Step-4：計(jì)算一致性比率（Consistency Ratio），簡稱 CR，其公式為：

其中的RI代表隨機(jī)一致性指標(biāo)，經(jīng)查表可得到CI值為0.58。所以可算出：

Step-5：判斷一致性：如果CR值小于0.1時，表示具有相當(dāng)?shù)囊恢滦裕陨鲜隼邮蔷哂幸恢滦缘摹７粗绻鸆R值大于0.1時，表示呈現(xiàn)顯著的不一致性。由于0.083小于0.1，所以是符合一致性的。

所以，綜上分析可得，消費(fèi)者在面臨蘋果和小米手機(jī)時候選擇蘋果手機(jī)更廣泛一些。這也就不難理解蘋果手機(jī)暢銷的原因了。通過對消費(fèi)者消費(fèi)選擇這種主觀判斷的定量客觀化可以很快做出選擇。

結(jié)語

層次分析法（AHP）是一種定性分析和定量分析相結(jié)合的研究復(fù)雜問題的系統(tǒng)方法。它利用較少的定量信息，將復(fù)雜問題利用數(shù)學(xué)思維簡單化，使人們更容易理解。層次分析法使用系統(tǒng)性的分析方法簡潔實(shí)用，所需定量數(shù)據(jù)較少。

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