层次分析法 价值工程

《层次分析法 价值工程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《层次分析法 价值工程（6页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、价值工程中层次分析法的应用李海坤武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北省武汉市珞狮路122号，430070摘要：本文首先阐述了现行功能分析方法存在的问题，接着简述了层次分析法的主要步骤，最后列举了层次分析法在价值工程活动中的对象选择、功能评价、方案选择上的具体应用。关键词：功能分析；价值工程（VE）;层次分析法（AHP）TheApplicationofAnalyticalHierarchyProcessinValueEngineeringLiHaikun（WuhanUniversityofTechnologyCivilEngineeringandArchitecturalInstitute,Lu

2、oShiroad122,Wuhan,HubeiProvince,430（Abstract:Thisarticlediscussedthefunctionanalysismethodexistingproblems,Thendescribesthemethodofahpmainsteps,Finallyliststheanalytichierarchyprocessinthevalueengineeringactivitiesoftheobjectselectionfunctionevaluationschemeselectionofthespecificapplication.Keywords

3、:functionalanalysis;valueengineering;analytichierarchyprocess1引言价值工程是通过各相关领域的协作，对所研究对象的功能和费用进行系统分析，不断创新旨在提高所研究对象价值的思想方法和管理技术。功能分析是价值工程的核心，也是价值工程获得成功的秘诀通过功能分析可以求得价值的最优值从某种意义上来说，价值工程的系统方法也就是功能分析的系统方法功能分析指的是功能定义、功能整理和功能评价功能分析的系统方法主要包括：(1) 对用户的功能需求分析；(2) 对所研究对象的现有功能状况分析；(3)用户所需功能与对象的现有功能对比分析；(4) 各功能的目标成

4、本评估；(5) 各功能的目前成本与目标成本对比研究，通过分析、对比及价值的计算，找出产品改进的重点、顺序与改进的方向。当前市场经济条件下，现行的功能评价方法存在诸多问题。在价值工程项目的功能评价中，对功能定量化的方法很多，应用较为普遍的是“相对值法”如直接比较评分法、强制确定法等这些方法虽然简单易行，但有很大的局限性。其一,这些方法与功能系统图联系不密切，不能充分发挥功能系统图的作用。因此，这些方法往往对于结构简单的产品还可以，对于结构复杂的产品,要计算每个功能的评价系数就困难得多如大型船舶产品，不但零件数目达数万之多而且各功能之间重要性悬殊也很大，很难直接给出船舶主机与船舶生活设施(如沙发、

5、桌椅等)的功能重要性评分。其二，这些评价方法自身缺乏一套科学的检验方法，对计算结果的正确与错误无法作出科学的判断。通常，进行功能评价的产品都是比较复杂的,评价项目往往有十几个甚至几十个，在进行比较评分才，有时因疏忽或计算错误,导致评分的不正确是不足为怪的，问题是如何发现这些错,并及时给予纠正。目前，尚缺乏科学的检验方法。其三，这些方法(如强制确定法)的金一算结果只能粗略地表明功能的相对重要程度，并不能反映功能之间的实际重要性比例。因此，把这种功能重要性的简单排序作为分配目标成本的依据，其结果必然是脱离实际的、毫无意义的。2层次分析法的基本步骤层次分析法能很好地解决上述问题，它自身有一套完整的工

6、作程序，并配备有现成的计算机软件,因此特别适应于处理复杂的功能评价问题。层次分析法是由美国著名运筹学家匹堡大学T.L.Saaty教授于七十年代中期提出来的一种多准则决策方法。它把复杂的问题分解为各个组成因素,将这些因素按支配关系分组形成有序的递阶层次结构；通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性；然后综合人们的判断,以决定诸因素相对重要性的顺序。AHP体现了人们决策思维的基本特征,即分解一一判断一一综合。运用其解决问题，大体可以分为四个步骤,现分述如下：(1) 构建层次结构模型。以属性为根据对组成的基本元素进行分组，将各组划分为一个层次。通常包括目标层、准则层、方案层三个层次。(2) 构

7、造判断矩阵。判断矩阵表示针对上一层元素而言,本层次与之有关的各因素的相对重要性。重要性通过19九个自然数和它们的倒数进行评分。(3) 层次单排序。通过对判断矩阵进行计算，求出本层次因素相对于上一层次某因素的重要性的排序权重，计算方法有:幕法、和积法、方根法。(4) 一致性检验。一致性可定性地理解为人们在构造判断矩阵时前后思维要保持连贯性、一致性。只有当矩阵完全一致时，判断矩阵才存在入max=n,而不一致时入maxn,即可用(入max-n)这个差值大小来检验一致性的程度，用CI表征一致性，即：CI=其中：久max为矩阵的最大特征根；n为矩阵的阶数。CI越小表示一致性越好。在检验判断矩阵是否具满意

8、的一致性时，还得将CI与平均随机一致性指标RI进行比较，得出检验数CR,CICR=即：RI。为使判断矩阵具有较好满意性，要求CR0.1。层次总排序。以同一层中所有层次排序结果，计算出针对上层的本层次所有因素重要性权值。层次总排序结果通常也需要进行一致性检验，此时：CI=XRI=X比RIlI-1i-1其中：ai为总排序层次的上一层第i个因素的权重，4、RIi分别为上一层第i各评价因素的CI和CR值。3层次分析法的应用3.1在对象选择上的应用选择恰当的对象进行分析是VE活动展开的首要环节。当分析对象构成的环节、因素等繁多时,不可能一一进行分析与研究。可以从功能角度出发，通过AHP找出功能重要程度高

9、的环节、因素作为关键进行分析。由于只是进行功能重要程度比较，所以构建的层次结构只包括目标层和准则层。假设产品X为VE对象,它包括B1,B2,B3,B4,B5五个部分,依据重性对比构造判断矩阵A如表1所列。表1产品X的判斷矩阵XB3耳135691/31234艮1/51/21231/61/31/2121/91/41/31/21nW.=Zb.ij依公式j=1将矩阵按行相加（bj为第i行j列的值）得:WI=2.662,W2=1.058,W3=0.640,W4=0.399,W5=0.241将向量0.6621.05S0.6-100.3W0.2-11|W=0.5320.2120.1280.0800.048r

10、利用和积法进行层次单排序。先将判断矩阵每列归一化得:0.5520.5900.5660.4800.4740J840J970.2260.2400.2110J100.0980J130J600J580.0920.0660.0570.0800J0511/3315263AW=1/51/221/61/31/2111.=yLTD整i-1(AW)lnWL=5.05690.5322.72040.212L07730J280.64520.0800.399).243.求判断矩阵a瞬大特征根加ma如：0.053其中：(AW)i为向量(AW)的第i个分值。接着计算一致性指标CI和RI:=0.014V-n5.056-511-

11、15-1CT0014CR=笫丁=0.0134.10可见，排序2结果的一致性较为满意。由向量W=0.5320.2120.1280.0800.048T,可知W1的功能相对重要性最强，故B1可以作为VE活动的对象。3.2在功能评价上的应用价值评价是VE活动的重点和难点。利用AHP进行分析，可以较为科学地进行功能评价。和“对象选择”类似，“功能评价”只是对功能间的重要性进行对比，因此层次模型只是包括目标层和准则层。准则层为要进行对比的各项功能。假设VE活动对象的总体功能F由f1,f2,f3,f4四个功能组成。再假设不同功能间的对比值，构建其功能重要性对比判断矩阵，并进行相关计算，如表2所列表2功能F重

12、要性判断矩阵及相关计算F首f.W121/2302601/211/420J404160.5191/31/21/610.081由表2可知,CR小于0.1判断矩阵具有满意的一致性,，功能if1,f2,f3,f4的评分结果分别为0.260、0.140、0.519、0.081。3.3在方案选择上的应用方案评价的科学性关系到方案选择的正确性。通过利用AHP对备选方案进行评价，将克服VE中传统定量分析方法缺乏一致性检验的缺点，做出更为科学的判断。假设某产品Y的主要评价因素有3个项目是成本E1、性能E2、美观E3，替代方案有A、B、C、D四个。构建其层次结构模型如图1所示。目标层方案层91方案选择的层决结构模

13、型构建产品Y评价因素重要性对比的判断矩阵并进行相关计算，如表3所列。表3产品Y评价因素判斷矩阵及相关计算YE.e2EaWE.11/230.039e22150.581e21/31/510J10可见，判断矩阵具有满意的一致性。评价因素成本、性能、美械的重要性权重分别为0.309、0.581、0.110。接着依据各方案分别相对于评价因素成本E1、E2、E3的重要性对比，构建相关的判断矩阵及进行相关的计算，如表46所列。表4各方案对J：E,相对重要性的判断矩阵及相关计算EiABCDWA1311/20.224B1/31131/80.070C1311/20.224D28210.482=4.01001=0.

14、00346CR=0.00380J表5齐方案对E,相对重要性的判断矩阵及相关计算E2ABCDWA1241/20.265B1/2121/50J26C1/41/211/70.069D25710.541也=4.012CI=0.004070=0.00450.1表6各方案对TE3相对重要性的判斷矩阵及相关计算氏ABCDWA11/71/21/30.074B71430.568C21/411/20J34D31/3210.224也=4.021CI=0.00687CR=0.00760J在前面的基础上进行层次总排序，其结果如表7所列。表7层次总排序计算结果层次0.309e20.5810J10方案层总排序权重方案排序A

15、0.2240.2650.0740.2312B0.0700J260.5680J573C0.2240.0690J3401244D0.4820.5410.2240.4881CI=0.0042RI=0.90CR=0.00470J由表7可知，方案D的权重最大，可作为首选的替代方案。4结语将层次分析法(AHP)应用于价值工程(VE)活动中，不仅扩大了层次分析法的应用范围,而且丰富了价值工程中量化评价方法。层次分析法的应用还有利于克服价值工程中传统量化方法的某些不足，使量化的方法更加科学，从而也促进价值工程的进一步发展。参考文献：1谭跃进：定量分析方法M；中国人民大学出版社,2002.2白思俊等：系统工程M；电子工业出版社，2009.3许树伯：层次分析法原理M；天津大学出版社,1988.4曾祥志基于层次分析法的工程项目成本影响因素研究山西建筑，2010(1)：256-257.5张延欣.功能评价的一种新方法一在AHP价值工程中的应用.郑州工学院学报.1990(11).