基于結構熵權法的大科學工程項目協同效應評價指標體系權重確定實踐

●韓蘊業 任 振 何 偉 熊 勇

一、研究背景及意義

大科學工程項目協同效應的提高，在壓縮項目建設周期、優化項目資源調配、提升項目管理效率、實現組織戰略目標等方面發揮著不可忽視的作用。前期依托于協同學管理理論，結合某項國家重大項目的實際管理經驗，從信息、資源、目標、組織和文化五個維度，構建了一個大科學工程項目協同效應評價指標體系，為評價大科學工程項目整體協同效應提供了參考方法。通常在評價指標體系中，由于每個指標與同類型的其他指標相比是存在區別的，具體表現為其作用、地位和影響程度等都存在差異，因此在指標體系的實際應用過程中，需要根據指標的相對重要程度，為各個指標賦予適當的權重，由此來表明不同指標對總體目標的“貢獻度”大小。只有在確定指標體系權重的基礎上，才能更加科學有效、客觀合理地開展評價工作。

大科學工程項目本身具有明顯的復雜系統工程特性，項目研制周期長也使得對項目不同階段的協同效應評價關注點不同，這兩方面因素使得大科學工程項目協同效應評價指標體系更應該根據項目自身特點及評價重點對指標權重進行個性化設置，從而得出更加全面客觀、科學準確的評價結論，為不斷提升大科學工程項目協同效應提供更為有效的參考意見。

二、結構熵權法計算過程

根據原始數據來源的不同，常見的計算指標權重賦權方法主要有主觀賦權法與客觀賦權法兩大類，兩類方法各有優缺點。主觀賦權法中，數據來自于評價者或調查對象的知識儲備或工作經驗，數據是主觀產生的，常見的方法有層次分析法、多元分析法、模糊統計法、專家調查法等，正是因為主觀賦權法是以被調查者對指標相對重要性的主觀理解為依據來計算指標權重的，所以其透明度及客觀性相對較差，但其對目標的解釋性是較強的?？陀^賦權法的計算數據是由評價指標在實際評價過程的實際數據得到的，常見的有均方差法、熵值法、主成分分析法、線性回歸法等，多數情況下，客觀賦權法精度較高誤差較小，但是可能出現與實際相悖的評價結果，相比主觀賦權法解釋性較差。

“結構熵權法”以熵理論為基礎，對德爾菲法和模糊分析法的基本思想進行了結合，是一種結合主觀賦權法與客觀賦權法的指標體系權重確定方法。首先，基于已構建的指標體系，通過對專家開展問卷調查的方式，得到指標的重要性排序調查表；其次，根據熵理論對排序結果進行熵值計算和“盲度分析”，以反映各位專家對各個指標的不同認識，并減少指標的模糊性以及指標排序可能存在的不確定性；最后，對數據結果進行歸一化處理，從而得出指標體系維度層及指標層的權重系數。計算方法及步驟如下：

（一）典型排序

將各個維度的指標匯總形成相應的權重集合，設計對應的《評價指標重要性排序調查表》如表1所示，用來搜集各位專家對指標相對重要性的評價意見，從而對n個指標進行重要性排序。嚴格依據“德爾菲法”的規則，選取一定數量專家并發放排序調查表。所選取的專家須對相關研究領域充分了解并熟悉，能夠發表權威且客觀公正的意見，重要性排序調查表不記名填寫，每位專家基于個人知識儲備以及相關工作經驗，對評價指標集中各個指標的相對重要性做出獨立評判（通過劃“√”的方式）。經過數據回收整理，匯總形成重要性排序意見，即“典型排序”。

表1 評價指標重要性排序調查表

（二）盲度分析

由于“數據噪聲”的存在，各位專家對指標相對重要性的評判意見會產生一定的誤差，此外，這些原始數據還會存在一定的不確定性，因此，為了消除上述消極影響，需對典型排序結果進行數據處理，依據熵理論對排序結果進行計算得出熵值。具體步驟如下：

假設有K名專家參與問卷調查，回收K張評價指標重要性排序調查表，排序表與指標集一一對應，表示為U={u,u,u,…,u}，指標集與“典型排序”數組一一對應，表示為（a,a,a,…,a），由n個指標和K張排序表可整理得出評價指標的典型排序矩陣，記為A(A=(a)k*n,i=1,2,3,…,k，j=1,2,3,…,n)，其中a指的是專家i對第j個指標uj的重要性評價，a中的n∈(1,2,3,…,n)。

對指標體系的典型排序矩陣進行轉化，定義排序結果轉化隸屬度函數如下：

令pn(I)=(m-I)/(m-1),λ=1/ln(m-1),代入化簡得：

式（2-2）中，I是專家依據“典型排序”給各個指標確定的重要性定性排序值，假設某個指標被專家選作“第一選擇”，那么I取值為1，其余排序按此規律類推。μ∈[0,1]，μ(I)稱為I所對應的隸屬度函數值，I∈（1,2,3，...，j,j+1）,j表示實際排序最大標號，m為轉化參數量，令m=j+2。

當I=1時，p(I)=(m-I)/(m-1)=1

當I=j+1取最大序號時，p(j+1)=[(j+2)-(j+1)]/[(j+2)-1]=1/(j+1)＞0。

將I=a代入公式（2-2）中可得到的a定量轉化值b(μ(a)=b)，b即為I的隸屬度，隸屬度矩陣為D=（b）k*n。假設每位專家對每個指標發表評價意見的重要程度是均等的，計算所有專家對第j個指標uj的一致看法，將其定義為平均認識度b，b=(b+b+b+...+b)/k。

不同專家對于某些指標的評價會因個人知識儲備和工作經驗的差異而造成不確定性，這種不確定性稱之為“認識盲度”，記為Q，令：

對每一個指標u，定義所有專家對其的總體認識度，記為,

X=(x,x,x...x)即為全體專家對指標u的評價向量。

（3）歸一化處理

對指標的總體認識度x進行歸一化處理，得到：

三、大科學工程項目協同效應評價指標權重確定

（一）典型排序

根據結構熵權法的思想，首先，在前期確定的協同效應評價指標體系的基礎上，運用“德爾菲法”收集專家的意見，需要注意的是專家應具備足夠的權威性和客觀公正性，能夠依據自己的經驗和知識，獨立地對大科學工程項目協同效應度量指標體系各指標給出重要程度排序意見。通過訪談的方式并結合表1所示的測評指標重要性排序專家調查表，收集了某大科學工程項目10位專家的調查結果，進行匯總整理，結果如表2所示，此處僅以一級指標為例進行展示說明，其余二級指標、三級指標重要性排序數據處理過程同理。

表2 子系統（一級指標）重要性排序調查表

（二）盲度分析及歸一化處理

在上述得到的一系列重要性排序專家調查表的基礎上，根據結構熵權法思想，對這些數據進行“盲度分析”以及歸一化處理，得出某大科學工程項目協同效應指標體系各子系統、序參量及三級指標的權重。為便于計算及讀者理解，將“盲度分析”和數據歸一化處理過程整合為一張表格，具體計算結果如下表所示，此處僅以一級指標為例進行展示說明，其余二級指標、三級指標權重計算數據處理過程同理。

根據以上得到的各子系統、序參量、三級指標的權重計算結果，最終匯總得到完整的大科學工程項目協同效應度量指標體系，如表5所示。

表3 權重計算過程變量解釋表

表4 子系統（一級指標）權重計算表

表5 大科學工程項目協同效應度量指標體系

四、結論

本文在前期構建的大科學工程項目協同效應評價指標體系的基礎上，利用結構熵權法對協同能力評價各項指標賦予了獨立權重，由最終的指標體系表可以看出，資源協同、組織協同以及信息協同對于某大科學工程協同能力提升發揮著至關重要的作用，通過進一步分析，以資源協同為例，又將資源關聯指標作為重點關注對象，其所對應的三級指標中，人員共享又成為關注焦點。

通過對大科學工程項目協同效應度量指標體系進行賦權，可為大科學工程項目協同能力的個性化、精準化評價提供參考標準，從而使得不同項目可以根據自身特點進行本地化的賦權和評價，基于評價結果可有針對性的制定項目協同效應提升方案，從而使得項目整體協同能力得到快速有效提升，促進項目目標的高質量實現。