系统因素分析方法-DEMATEL方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 系统因素分析方法DEMATEL方法,主讲：吉林大学,杨印生,1 引 言,在对社会经济系统问题的研究中，人们发现，单靠社会科学、应用数学、管理科学中的任何一个领域都不能很好地完成。这是因为社会经济问题的研究与解决方法涉及多种学科领域，只有多学科交叉的综合性方法才是合适的，正是在这一背景下，TN法于1988年在日本产生。,TN法是一种从系统诊断、系统优化到系统评价的集成化方法体系。针对存在于特定区域的问题，TN法采用科学方法广泛收集信息，并通过定量的综合方法在影响问题的诸多因素中筛选出权重最大的关键因素，然后在相应的决策方案中运用适当的方法，科学而有效地提出对策并加以分析、评价与选择，最终找到解决问题的方法，从而为实现决策解决问题提供支持的系统工具。,TN法步骤,TN,法第一步：提出问题，收集信息、确定影响因素及可能的对策；,TN,法第二步：借助于图论等几何构造分析方法对目标问题加以评价，确定出重要的因素及相应的对策，常用的方法有ISM法（解释结构建模）、DEMATEL法（决策试行与评价实验室）等；,TN,法第三步：使用恰当的支持方法，对决策问题的各对策进行科学的评价，确定出最佳对策。,TN法,第一步,收集信息,TN法,第二步,ISM法,DEMATEL法,认知构造图,问题构成因素间关系的强弱评价,问题因素之间关系的有无及强弱评价,基于专家对问题认识或会议记录对因素之间的关系进行分析,TN法,第三步,协调分析,DEMATEL,费用有效度,层次分析法,综合分析方案对策的优缺点来选择最优的方案,选择最有效解决办法,对策方案的重要度赋权排序，然后评价有效性,权重确定,最佳方案,提出目标问题,2 因素分析与识别的DEMATEL方法,DEMATEL(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory),法，它的中文含意是决策试行与评价实验室，是美国学者1971年提出来的。它是进行因素分析与识别的一种有效的方法，这种方法是充分利用专家的经验和知识来处理复杂的社会问题，尤其对那些要素关系不确定的系统更为有效。,DEMATEL,方法主要使用图论理论，以构造图的矩阵演算为中心进行。,因素分析与识别的DEMATEL方法,DEMATEL方法步骤,1,）,分析系统各要素之间直接关系的有无以及关系的强弱度。假定系统,S=a,，,b,，,c,，,d,中各要素的关系如图所示。在图中弧线上的数字表示要素之间关系的强弱，其强,=3,，中,=2,，弱,=1,。,因素分析与识别的DEMATEL方法,2,）,将有向图表示成矩阵形式，称为直接影响矩阵，记为,X,d,，,直接影响阵中的元素即为相应要素之间关系的强弱。,直接影响矩阵X,d,因素分析与识别的DEMATEL方法,3,）为分析要素之间的间接影响关系，需要求综合影响矩阵,T,求,直接影响矩阵,X,d,各行元素之和并取最大值,将直接影响矩阵,X,d,各元素除以最大值，得到正规化影响矩阵X,X,=,a b c d,0 0.6 0.2 0,0 0 0.4 0.6,0 0 0 0.4,0 0 0 0,a,b,c,d,正规化直接影响矩阵X,因素分析与识别的DEMATEL方法,T,=,a b c d,0 0.6 0.44 0.536,0 0 0.4 0.76,0 0 0 0.4,0 0 0 0,a,b,c,d,综合影响矩阵,T =X(I-X),-1,综合影响矩阵T=X（I-X）,-1,=(t,ij,),根据上述公式，该例由直接影响矩阵X求出综合影响矩阵T如下：,因素分析与识别的DEMATEL方法,4),考察,T,中元素,t,ij,，,计算出每个元素的影响度、被影响度以及中心度与原因度。,t,ij,表示要素,i,对要素,j,所带来的直接影响及间接影响的程度，或要素,j,从要素,i,受到的综合影响的程度。,影响度：T的每行元素之和称为该行对应元素对所有其它元素的综合影响值，称为影响度,。, 被影响度： T的每列元素之和为该列对应元素受其它各元素的综合影响值，称为被影响度。,因素分析与识别的DEMATEL方法, 中心度：每个元素的影响度与被影响度之和称为该元素的中心度，它表示了该元素在系统中的位置，所起作用大小。, 原因度 、原因要素、结果要素：.,原因度：影响度与被影响度之差称为该元素的原因度。,原因要素：原因度0表明该元素对其它要素影响大，称为原因要素。,结果要素：原因度0表明该元素受其它要素影响大，称为结果要素。,应用实例之一软件产业发展影响因素分析,通过对国内外软件产业的发展分析，我们提出如下12个影响因素：软件产业相关法规的实施(,F,1,)、软件科技研发经费的投入(,F,2,)、软件教育与科技人才的培养(,F,3,)、软件园区的建设(,F,4,)、软件产业的融资(,F,5,)、企业的营销策略与管理方式(,F,6,)、软件质量的国际化与标准化(,F,7,)、软件知识产权的保护(,F,8,)、软件产品的优势与结构(,F,9,)、软件产业的市场占有(,F,10,)、软件企业的规模(,F,11,)、软件产业的发展(,F,12,)。构造上述因素之间的直接影响矩阵，利用DEMATEL方法计算出综合影响矩阵的行和、,列和、原因度、中心度。,软件产业因素分析的直接影响矩阵及综合影响指数,编号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,行和,原因度,中心度,1,0,0,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,5.5333,5.5333,5.5333,2,0,0,1,1,1,0,0,0,1,0,0,1,-,1.7200,-,4.3600,0.9200,3,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,1,1,-,0.8133,-,5.6133,3.9867,4,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,-1.5333,-,4.0933,1.0267,5,0,1,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,-1.7733,0.3467,-3.8933,6,0,0,1,1,1,0,1,1,1,1,1,1,0.1733,3.1733,-2.8267,7,0,0,1,1,0,1,0,1,1,1,0,1,1.2000,6.2400,-3.8400,8,0,0,0,0,1,1,1,0,1,1,0,1,0.9867,6.0267,-4.0533,9,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,1,-2.6000,-0.2400,-4.9600,10,0,0,0,1,1,1,0,0,1,0,1,1,-2.0133,1.1067,-5.1333,11,0,1,1,1,1,1,0,0,1,1,0,1,-2.2800,-5.0400,0.4800,12,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,-3.0800,3.0800,列和,0,2.64,4.8,2.56,-,2.12,-3.0,-5.04,-5.04,-2.36,-3.12,2.76,3.08,0,0,0,软件产业发展的影响因素分析结论,通过综合影响矩阵分析，可以得出：影响软件产业发展的原因因素（原因度大于零的因素）重要程度由大到小依次是：软件质量的国际化与标准化,(,F,7,),、软件知识产权的保护,(,F,8,),、软件产业相关法规的实施,(,F,1,),、企业的营销策略与管理方式,(,F,6,),、软件产业的市场占有,(,F,10,),、软件产业的融资,(,F,5,),。,结果因素（原因度小于零的因素）重要程度由大到小依次是：软件教育与科技人才的培养,(,F,3,),、软件企业的规模,(,F,11,),、软件科技研发经费的投入,(,F,2,),、软件园区的建设,(,F,4,),、软件产业的发展,(,F,12,),、软件产品的优势与结构,(,F,9,),。,从因素的中心度而言，软件产业相关法规的实施(,F,1,)的中心度最大，其次是软件教育与科技人才的培养(,F,3,)。这一结果与国外软件产业发达国家的现状是吻合的。沈维涛从经济、科技、教育、外交安全等系统分析了印度软件产业起飞的政策因素，认为软件产业相关法规的制定与实施以及软件教育与科技人才的培养是推动印度软件产业发展的主要原因。,应用实例之二影响我国农机作业委托发展的因素分析,农机作业委托（The Contract Hire System of Agriculture Machinery简称CHS）,泛指委托人把部分农业作业委托农机户（组织）用农机来承担。,它包括从田地耕翻到收获及产后销售等全过程的所有机械化作业。,根据实地调查的资料和数据，通过进行系统分析和诊断，提取出3类共25个因素，它们都直接或间接地影响到农机作业委托市场的形成与发展。,（,1）社会经济环境因素包含,13个因素,地区经济发展水平（,F1,）,地区社会治安状况（,F2,）,农机工业的发展（,F3,）,农民的收入水平（,F4,）,各级农机部门的管理（,F5,）,土地经营规模、流转机制（,F6,）,市场经济发育水平（,F7,）,农业劳动力短缺（,F8,）,农业劳动力向非农产业转移（,F9,）,农业劳动力价格的提高（,F10,）,农户耕作观念的改变（,F11,）,中介人（组织）的发展（,F12,）,农业比较收入低下（,F13,）,（2）农业生产条件与环境因素共涉及,4个因素,，分别为：,土地整备与基础设施（F14）,作物种植面积的连续性（F15）,作物成熟的空间差异性（F16）,农作业的艰苦性（F17）,（3）生产技术以及农机作业委托（CHS）因素共涉及,8个因素,，具体为：,农业机械化发展水平（F18）,农户农机拥有水平（F19）,农户对CHS的认同度（F20）,CHS的价廉性（F21）,CHS的高效性（F22）,CHS的自由市场机制（F23）,CHS的效益（F24）,CHS的形成与发展（F25）,模型结果分析,通过分析我们知道，因素F1（地区经济发展水平）的行和为13，而列和为0，表明该因素是原因要素，而且具有最大的原因度；,因素F25（CHS的形成与发展）的影响度为0，被影响度为39，表明F25（CHS的形成与发展）为结果要素，而且具有最小的原因度。,这与实地调查的结果完全吻合，即地区经济发展水平是农机作业委托发展的重要影响因素。,实际上F1（地区经济发展水平）对F25（CHS的形成与发展）的影响逻辑关系为：,F1（地区经济发展水平）通过直接影响,F4（农民的收入水平）、,F7（市场经济发育水平）、,F11（农户耕作观念的改变）、,F13（农业比较收入低下）、,F18（农业机械化发展水平）,间接影响CHS的形成与发展（F25）。,通过计算得出上述3类因素对农机作业委托的发展（即对因素F25）的综合影响度：,社会经济环境类因素为,23,农业生产条件与环境类因素为,6,生产技术与,CHS,类因素为,10,。,说明社会经济环境类因素是农机作业委托市场形成与发展的最重要原因。,应用实例之三-产品的绿色属性影响因素分析,分析了各指标的相互影响、相互制约关系,建立了基于DEMATEL方法的产品绿色属性影响因素分析模型,证明了DEMATEL方法的一个性质,（1）,产品绿色属性影响因素的定性分析,环境属性,资源属性,材料属性,设备资源,人力资源,能源属性,经济属性,时间属性,各指标相互影响、相互制约，直接或间接对产品的绿色属性产生影响,难以准确的判定哪一些指标对绿色属性影响的程度大,解决方案：,建立基于,DEMATEL,方法的产品绿色属性影响因素分析模型,（2）基于DEMATEL方法的产品绿色属性影响因素分析模型,DEMATEL,方法,运用图论与矩阵工具进行系统因素分析的方法，通过系统中各因素之间的逻辑关系与直接影响矩阵，可以计算出每个因素对其他因素的影响程度以及被影响度，从而计算出每个因素的中心度与原因度,绿色属性影响因素分析模型,1）确定产品绿色属性的影响因素:,2）确定影响因素之间的关系：,F,i,F,j,F,1,F,n,3） 初始化直接影响矩阵：,用矩阵表示各指标之间的直接相互影响关系，,设,n,阶矩阵,X,=(,a,ij,),如果因素,i,对因素,j,有直接影响，则定义,a,ij,=1，否则,a,ij,=0 。,如果,a,ij,=1 ，则因素,i,对因素,j,有直接影响，相反如果,a,ij,=0 ，则因素,i,对因素,j,没有直接影响。矩阵,X,表示两两因素之间的直接影响关系。,4) 计算综合影响矩阵：为了分析因素之间的间接影响关系，我们求综合影响矩阵,T,:,5) 中心度与原因度：,t,ij,表示因素,i,对因素,j,所带来的直接影响及间接影响的程度，或因素,j,从因素,i,受到的综合影响的程度。,T,的各行元素之和：,表明各因素对所有其它因素的综合影响值,T,的每列元素之和：,表明各因素受到所有其它各因素的综合影响值,因素,i,的,中心度,：,表示各因素在评价指标体系中的位置及其所起作用大小。,因素,i,的,原因度,：,表示该因素与其他因素的因果逻辑关系程度,如果原因度 ，称为原因因素；,如果原因度 ，称为结果因素。,DEMATEL,方法的性质,定理,DEMATEL方法求得的各因素的中心度与原因度与指标的顺序无关。,(3) 实例分析,利用DEMATEL方法对电冰箱的绿色属性影响因素分析,各指标之间相互影响程度及对绿色属性的影响程度,将所有的指标分为原因因素和结果因素，确定了指标之间的因果逻辑关系,原因因素：社会成本，,结果因素：大气污染，,决定电冰箱的绿色属性的中心问题是材料,The End!,