第五章：系统评价方法
系统工程期末复习资料(全)
系统：由两个及以上有机联系、相互作用的要素组成，具有特定结构、功能和环境的整体。
系统边界：从空间结构上看，把系统和环境分开的所有点的集合；从逻辑上看，边界是系统构成关系从起作用到不起作用的边界，系统质从存在到消失的边界。
系统的属性：整体性{是系统最核心的特性，是系统性最集中的体现}关联性（由多个有机联系、相互作用的要素组成，具备独立要素所不具备的功能）环境适应性（环境输入系统，系统输出环境，系统要生存，一定要适应环境）层次性（作为总体来看，系统可以分解一系列子系统，并有一定的层次结构）目的性（有一定目的，为达到既定目的而具备一定的功能）集合性（把具备某种属性的一些对象看成一个整体，从而形成一个集合）系统的类型：人造系统和自然系统实体系统和概念系统、动态系统和静态系统、封闭系统和开发系统系统工程的概念：是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验、使用的科学方法，是一种对所有系统具有普遍意义的科学方法。
系统工程方法论：是研究、探索系统问题的一般规律和途径重要思想：最优思想、总体思想、组合思想、分解和协调思想、反馈思想霍尔三维结构：知识维、时间维、逻辑维时间维（6个阶段）：规划阶段、方案阶段、研制阶段、生产阶段、运行阶段、更新阶段逻辑维（7个步骤）：明确问题、选择目标、系统综合、系统分析、方案优化、做出决策、付诸实施特点：强调目标明确，核心是最优化，认为一切现实问题都可以规划为工程系统问题，运用定量分析法，做最优解答。
该方法论在研究方法上有整体性，在技术应用上有综合性，在组织管理上有科学性，在系统工程上有问题导向性。
切克兰德方法论：主要内容：问题、根底定义、建立概念模型、比较与探索、选择、设计与实施、评估与反馈主要步骤（略）比较：同：同为系统工程方法论，均以问题为起点，具备相应的逻辑结构异：前者主要研究工程系统问题，后者更适用于“软”系统问题的研究前者以优化分析为核心，后者以比较学习为核心前者使用定量分析方法，后者使用定性、定量与定性相结合的方法前者研究对象为良结构，后者则为不良结构系统分析：运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术，对系统的各方面进行定性与定量相结合的分析，为选择最优或满意的方案提供决策依据的分析研究过程。
《系统工程》课后习题第五章答案.
第五章1．系统评价时会涉及到价值问题，试说明如何理解“价值”。
从哲学意义上来讲，就是评价主体对某个评价对象在理论上、实践上所具有的作用和意义的认识或估计；从经济意义上来讲，就是根据评价主体的效用观点对于评价对象能满足某种需求的认识或估计。
2．系统评价中常用的评价尺度有哪几种？（1）绝对尺度；（2）间隔尺度；（3）顺序尺度；（4）名义尺度3．结合实例具体说明系统评价的步骤和内容。
（1）初步探讨，包括评价目的、评价范围、评价立场、评价时期；（2）评价系统的分析；（3）评价指标的选择；（4）评价函数的确定；（5）评价值的计算；（6）综合评价4．试分析说明系统评价在系统工程中的作用。
系统评价在系统工程中式一个非常重要的问题，同时也是一项非常困难的工作。
系统工程是一门解决系统问题的技术，通过系统工程的思想、程序和方法的应用，最终实现系统的综合最优化，在这个过程中，不仅通过系统分析提出了多种达到系统目的的替代方案，而且还要通过系统评价从众多的替代方案中找出所需的最优方案。
5．在费用—效益分析法中，有哪几种评价基准？（1）效率性基准，即在一定费用条件下，效益大的替代方案的价值高；（2）经济性基准，即在一定效益条件下，费用小的替代方案的价值高；（3）纯效益基准：效益减去费用后的余额称为纯效益，纯效益大的替代方案的价值高6．试说明关联矩阵法原理，并对两两比较法和古林法进行比较分析。
关联矩阵法是多目标系统评价常用的方法，其具体原理如下：设m A A A ,,,21 是某评价对象的m 个替代方案，n x x x ,,,21 是评价替代方案的n 个评价指标，m w w w ,,,21 是n 个评价指标的权重，ini i v v v ,,,21 是第i 个替代方案i A 的关于()n j x j ,2,1=指标的价值评定量，则替代方案i A 的价值评定的综合评分值i v 可以利用加权和得到。
比较分析：略7．试简述关联树法的原理和步骤。
技术经济学第五章评价方法
第五章技术方案的经济评价方法【本章主要内容】(1)技术方案的相关性(2（3（4）互斥方案的技术经济评价（5）约束条件下独立方案群的技术经济评价-【计划学时】：６学时【复习思考题】（1）正确的理解方案间的不同关系及相应的评价方法？(２）何谓互斥方案关系?（3)正确的理解和掌握差额净现值、差额内部收益率等主要指标的基本原理？(4）绝对经济效果检验和相对经济效果检验？及其适用范围?（5)对于独立方案群,受资金限制时，用何种办法决策才能保证最优？第一节技术方案间的决策结构一、技术方案的相关性在一个评价系统之内，参与评价的诸多方案是存在一定相关关系的,这些关系对评价与决策过程的影响极大，应引起决策者的重视。
1、技术方案的经济相关性项目方案的经济相关有三种类型:①经济互斥性相关。
一个方案的接受，将完全排斥其他方案的接受。
②经济依存性相关。
一个方案的接受，将需要其他方案为前提。
③经济互补性相关.一个方案的接受,将提高另一方案的效益或费用.2、资金(资源）的有限性：从企业内部来说，资源是有限的;外部资本市场资金供用的有限性。
使问题复杂化-－-－方案间的关系复杂。
３、技术方案的技术不可分性一个完整的技术方案作为一项资产，决策时总是完整地被接受或是拒绝,不可能将一个完整的技术方案分成若干个部分来执行和实施。
二、技术方案间的决策结构类型及处理方法1、完全独立方案关系独立方案(inｄependent alｔernａtｉves)是指一系列方案中接受某一方案并不影响其他方案的接受。
换言之，只要投资者在资金上没有限制,则可以自由地选择要投资的任何方案.单一方案的评价问题也属于独立方案的特例.例:一家公司的销售部门考虑下列几个发展方案甲方案：增聘业务员，需资金50万元;乙方案:增加在报纸、杂志上的广告，需要资金4０万元；丙方案：增加电视的广告量，需要资金100万元注意：各方案间不具有排他性,在一组备选的投资方案中，采纳某一方案并不影响其他方案的采纳.独立方案的评价特点：对于某一方案来说，只要自身具有好的经济效益，就应被接收.绝对效果检验,即可。
第五章 系统综述
统综述至少由两名人员独立完成筛选研究和提取
资料以保证数据的真实性。
3. Cochrane系统综述的作者需具备良好的英文阅 读与写作能力并熟悉RevMan软件的使用方法。 Cochrane系统综述研究方案和全文有统一的格式并 均需在RevMan软件中用英文写作及进行编辑管理。 4. 查询注册情况。 使用系统综述课题管理库 （RevMan Title Manager）网站查询拟注册题目是 否已被注册以避免重复工作。 5. 安排工作时间。 完成一篇Cochrane注册的系统 综述大概需要专职工作12～18个月。
能有效说明问题；但当研究间存在较大的异质性，
不能进行合并分析，即使合并也难以解释，特别 是当研究数据不完整时，Meta分析无法进行。
第二节
系统综述设计与实施
不同的学术组织对系统综述有不同的 要求和规定，Cochrane系统综述有非常严 格的制作程序和要求，是循证医学高级别 证据之一，下面以Cochrane系统综述为例 说明设计与实施过程。
发生率，你查寻了有关资料，发现有7个高质量的
随机对照试验，其中5个试验结果为阴性（使用激 素后未能减少早产儿的死亡率和呼吸窘迫综合征 的发生率），2个试验结果为阳性，你将作何结论?
第一节 概述
一、概念、特点和类型 （一）概念
1.综述（review） 综述是指就某一时间内，针 对某一专题，对大量原始研究论文中的数据、资料和 主要观点进行归纳整理、分析提炼而写成的论文。它 属于二次研究文献，专题性强，涉及范围较小，具有 一定的深度和时间性，能反映出这一专题的历史背景、 研究现状和发展趋势，具有较高的情报学价值。
干预措施的利弊，或在临床应用过程中存在较大
争议的问题。 2．必要性 系统综述关注的临床问题应具有研究
系统评价
表 5 1 操 作 者 对 各 设 备 的 操 作 感 受 情 况 表
2 3 4 5 6 7 8 9 10
-
11
12 13 14 15 良(a) 可（b） 差(c) 3a+2b+c=s 得分：F=S／15
可
可 良 良 可 4 7 4 30 2．00
可
良 可 可 可 1 10 4 27 1．80
差
良 良 可 可 6 6 3 33 2．20
二、相关数法
使用于替代方案多、因素复杂交叉、不易选择时复杂问题的评价和决策。 关键时构建相关树。
步骤：
• 结论：确保脱险道路和指挥设备很重要。
三、功效系数法
• 设系统具有n项评价指标f1(x), f2(x),…, fn(x) ，其 中k1项越大越好，k2项越小越好，其余(n- k1 - k2) 项要求适中。 • 现分别为这些指数赋予一定的功效系数di，0≤ di ≤1 ，其中di =0表示最不满意， di =1表示最满意； • 一般地， di =φi(x) ，对于不同的要求，函数di =φi(x)有着不同的形式，（如图5-3所示）当fi(x)越 大越好选(a)， fi(x)越小越好选(b)，适中选(c)。这 时用总的功效系数D
建立系统评价指标体系的方法
目标分析法
输出分析法 德尔菲法
• 图5-1交通运输系统的评价指标体系
广 西 大 学 教 学 质 量 评 估 指 标 体 系
• • • • • • • • • • • •
遵章守纪，教书育人 备课充分，讲稿完备 治学严谨，要求严格 概念清楚，条理清晰 内容熟练，表达准确 突出重点，讲清难点 语言生动，教态自然 精神饱满，感情充沛 因材施教，教法得当 联系实际，例证恰当 启发思维，培养能力 学生思想活跃，课堂气氛活泼
系统评价理论与方法
任何评价都有其评价的目标和内容，这些目标 和内容的提出、问题的确定又都取决于总的评价思 想，评价思想的转变必然导致评价内容和方法的不 同，而环境的演变、社会和科学的发展又对评价思 想的确立起着巨大的推动或制约作用。
追求单一目标的思想 如武器系统早期的评价，关键是要求 可靠性 经济利益思想 在工程项目的决策中起重要作用 系统评价的思想 从政治、经济、社会、技术、自然和生态 环境 规划的思想 对工程建设等决策活动的事先评价越来越多 总的来说，系统评价的思想是利用控制论和系统的观 点对整体进行评价。
指标聚类法：在存在众多指标的情况下，可将相似指 标聚成类，再从每类中找一个典型指标作为代表，从 而用少量几个典型指标作为评价指标来代表原来众多 的指标建立评价模型。
4、
指标筛选建议
在实际工作中，往往综合使用多种方法进行 指标筛选，在获得较为满意的专业解释的基
础上，优先考虑那些被多种方法同时选入的
平均分 75.0 56.7 33.3 18.3
不考虑专家权威程度：权重分别是0.41,0.31,0.18,0.10
2、常用的客观定权方法
某些统计方法分析结果，可提供有关因素权重分配的客观 信息: 1) 多元回归分析及逐步回归分析中，各自变量的标准 化偏回归系数值以及由此而推算的贡献率； 2) 计数资料判别分析中的指数，计量资料判别分析中 各因子的贡献率； 3) 主成分分析中得到的因子载荷和贡献率。 某些特定的统计方法 例如某死因后期望寿命的增量、减 寿年数(Potential Years of Life Lost,PYLL)都可为各死因的 相对重要性提供有关权重分配的信息献率。
指标。
(二) 评价指标的权重的确定
确定指标权重方法
第五章 系统评价 2 层次分析法
不足
1）将定量指标主观化处理，仿照定性指标建立判断矩阵。 2）判断矩阵的建立本身会因人而异，针对某一个准则，只建立一个判 断矩阵，所以难以综合各位评价人员的意见，随意性强。 3）AHP的结果只是方案的优劣顺序，不能回答方案是否可行。 4）由心理学家试验可知，人们只能对7±2个事物同时进行比较，所以 选1-9标度。但对于因素众多、规模较大的复杂系统（如要素大于9）， 采用AHP进行评价，容易出现问题。所以，用AHP法要求准则层指标（ 大类指标）不超过9项。各大类指标下属的明细指标个数也不超过9项。
4
AHP基本原理
如果知道 n 个西瓜的重量为W1,W2, ,Wn ，这些西瓜两两比较（相除）， 可以得到表示 n 个西瓜相对重量关系的比较矩阵（判断矩阵）。
W1
W1
A
W2
W1
Wn W1
W1 W2
W2 W2
Wn W2
W1
Wn
(a ) W2
Wn
ij n×n
第三节 层次分析法
日常生活中有许多的决策问题（即在面临多种方案时需要 依据一定的标准选择某一种方案）：
例 假期旅游： 是去金刀峡，还是去峨眉山，或者是去张家界，一般 会依据景色、费用、食宿条件、旅途等因素选择去哪个地方。 例 择业： 面临毕业，可能有高校、科研单位、企业等单位可以去选 择，一般依据工作环境、工资待遇、发展前途、住房条件等因素择业。
在进行系统分析时，有些问题难以甚至根本不可 能建立数学模型进行定量分析；也可能由于时间 紧迫，对有些问题还来不及进行过细的定量分析 ，只需做出初步的选择和大致的判断就行了。这 时若应用AHP方法进行分析，就可以简便而迅速 地解决问题。
5 第五章 系统评价
主要战术技术性能指标 结构工艺性 控制系统品质（质量） 生产检测系统 技术资料 勤务处理 建设速度 国内适应能力 教育训练 成本
13
1.
主要战术技术性能指标
射程与起飞重量比 最小射程（死区） 速度（平均） 战斗部重量与起飞重量比 垂直破甲厚度 可靠性 命中率 射速 操作方式 隐蔽性 发射方式
二、功效系数法
函数 i ( x)相应的不同形态。 d d d
(a)
(b)
(c)
二、功效系数法
把单项评价指标转化为功效系数后，可以用一个总的功效系数 作为综合评价值，该值越大越好。
D n d1 d 2 d n
D的综合性很强。当某项指标
d k 很不满意时，dk 0
则D=0
当某项指标都令人满意时
该方案总分 fi 理想状态总分
3.按下式计算经济满意系数；
成本基数 该方案预计成本 ei 成本基数
4.计算方案的理想系数
i fi ei
[例]：森林火警探测系统有四个可行方案，对它们从技术上按 照下表所示的标准进行评分。
评分结果和功能满足系数如下表所示。
成本基数按森林火灾平均损失1/30计算，这里取119万 元。各方案的满意系数如下表所示。
有5台设备，15个操作者，其操作感受情况如下表所示。
20
三、专家评分法
每个方案的得分值F也可转化为百分制、10分制、5分制等， 此时得分最高者取满分。 百分制
Bj
Fj Fmax
j
100
其中
F个方案的“得分系数”，作为衡量方案优 劣的数量标准：
fj
Fj
2. 建立评价指标体系的原则
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3)Kj的归一化处理.将Kj 列的数值相加,分别除以各行的 K值,所得结果即分别为各评价项目的权重Wj。
古林法求 j 例表
序号
评价指标
Rj
Kj
1
期望利润
3
18
2
产品成品率
3
6
3
市场占有率
AW ＝
W1/W1 W1/W2 … W1/Wn W2/W1 W2/W2 … W2/Wn
… …………………………
Wn/W1 Wn/W2 … Wn/Wn
W1 W2
＝
…
Wn
nW1
nW2 ＝ nW
……
nWn
即n是A的一个特征根，每只西瓜的重量是A对应于特征根n的特 征向量的各个分量。
反过来，如通过西瓜两两比较能得到判断矩阵A，也可推导出西 瓜的相对重量。因为判断矩阵A有完全一致性时，可通过解特 征根问题
设准则层中因素Ck与下一层P中的因素P1,P2,…,Pn 有关，则构造的判断矩阵如下表：
Ck
P1
P2
…
Pn
P1 P2
b11
b12
...
b21
b22
...
b1n
b2n
矩 阵
...
... ... ...
B
Pn
bn1
bn2
...
bnn
2、构造判断矩阵
其中bij通常取为1,2,3,…9及它们的倒数，其含义是：
Kj
4.50 2.25 4.50 1.50 1.00 13.75
j
以A5 为基 准， 依次 往上 进行
评价指标 A1 A2 A3 A4 A5 ∑
重要度Rj
2.0 0.5 3.0 1.5 1.0
Kj
j
4.50 4.50 0.33
13.75
2.25
0.16
4.50
0.33
1.50
0.11
1.00
0.07
事实上，对不同损失期望值，不同决策者的态度不一定相 同。这由其不同素质、心理、处境、对未来的期望等决定。
决策者对于利益和损失的独特的兴趣、感觉或反应，叫做 效用。效用实际上代表了决策者对于风险的态度。 效用函数 至少有以下三类：
效用值
1. 0
-
0
+
损益值
保守型（风险厌恶） 进取型（风险追求） 中立型
AW = λmax W 求出归一化特征向量（即设西瓜总重量为1），从而得到n只西
瓜的相对重量。
2、构造判断矩阵
准则层C
重量
方案层P 目标层A 准则层C
西瓜1
西瓜2
西瓜3
设计方案
西瓜4
西瓜5
功能 … 可靠性 … 预期效益
方案层P
方案P1
方案P2
方案P3
方案P4
方案P5
2、构造判断矩阵
同样，对于复杂的社会、经济、科技等问题，通过建 立层次分析结构模型，构造出判断矩阵，利用特征 值方法即可确定各种方案和措施的重要性排序权值， 以供决策者参考。
A＝
W1/W1 W1/W2 … W1/Wn
W2/W1 W2/W2 … W2/Wn
＝ (a ) …… … …… … … … … … … ...
ij n×n
Wn/W1 Wn/W2 … Wn/Wn
显然
aii=1， aij=1/aji， aij= aik/ajk(i,j,k=1，2， …n)
2、构造判断矩阵
根据判断矩阵，计算对于上一层次某因素而言，本层 次与之有关的因素的重要性次序的权值。
层次单排序可归结为计算判断矩阵特征根和特征向量 问题。 即对判断矩阵B，计算满足 BW= maxW 的特征根与特征向量，W的各个分量Wi即是相应因 素单排序的权值。
bij=1,表示Pi与Pj一样重要； bij=3,表示Pi比Pj重要一点（稍微重要）； bij=5,表示Pi比Pj重要（明显重要）； bij=7,表示Pi比Pj重要得多（强烈重要）； bij=9,表示Pi比Pj极端重要（绝对重要）。
其间的数2,4,6,8及各数的倒数具有相应的类似意义。
3、层次单排序－计算相对重要度
期望利 润（万
元）
产品成品 率（%）
市场占有 率（%）
投资费用 （万元）
产品外观
自行设计
（A1）
650
95
国外引进10
美观
35
180
比较美观
改 建（A3） 520
92
25
50
美观
逐对比较法例表
得分序号
评价指标 1234567891 0
累计得 分
权重
期望利润 1 1 1 1
第五章 系统评价方法
第一节：系统评价原理 第二节：关联矩阵法 第三节： 层次分析法 第四节： 模糊综合评判法
1.意义
一、系统评价原理
初步SA
规范分析
系统评价 Y 决策 N
2. 概念
系统评价：评价→价值。 对系统方案满足系统目标程度的综合分析及判定。 评价对象（What） 评价主体（Who）
效用：某主体对某种利益和损失所独有的感觉及反应。
目标层A
准则层C
准则C1
目标A 准则C2
准则C3
方案层P 方案P1
方案P2
方案P3
方案P4
方案P5
风险程度（I1）
投资效果好（T） 资金利润率（I2）
（目的层） 转产难易程度（I3） （准则层）
产品1（P1）
产品2（P2）
产品3（P3）
（方案层）
2、构造判断矩阵
人们在日常生活中经常要从一堆同样大小的物品中挑选出最重 的物品。这时，人们总是利用两两比较的方法来达到目的。比 如挑西瓜， 每只西瓜的重量分别为W1，W2，…，Wn，很容易 得到表示n只西瓜相对重量关系的判断矩阵A：
0.5
2
4
投资费用
4
4
5
产品外观
—
1
合计
31
基准化
归一化
Rj
Kj
Wj
j
0.580 0.194 0.065 0.129 0.032 1.000
二、古林法
算出各评价项目的权重后，可按同样的计算方法对各 替代方案逐项进行评价。这里方案Ai在指标Xj下的 重要度Rij不需要再予以估计，可按照已知的方案 实施结果进行计算。
（X1）
产品成品 0
111
率（X2）
4
0.4
3
0.3
市场占有
0
0
01
1
0.1
率（X3）
投资费用 （X4）
产品外观 （X5）
0
0
1
1
2
0.2
0
0
00
0
0.0
评价尺度例表
评价尺度(得分) 评价指标
5
4
3
2
期望利润（万 元）
产品成品率 （%）
市场占有率 （%）
投资费用（万 元）
产品外观
800以上 97以上 40以上 20以下 非常美观
方案
选择评 价方法 分 析
综合
决
问 题 分析
准则 、建立 、计算
( 5 W 资料
评价模 评价
评价
策
1H)
主体 型
值
关联矩阵法（原理性方法） 层次分析法（评价要素多层次分布） 模糊综合评判法（多评价主体）
系统评价的复杂性
复杂系统常常需要实现多个目标，而且需要给出定量依据， 存在如下困难： 1. 有的指标难以数量化； 2. 不同指标可能存在矛盾，方案之间各有所长而难取舍； 3. 评价指标和结果易受评价主体的主观因素影响。
序号（j）
古林法求Vij例表
评价指标 替代方案
Rij
A1
0.890
1
期望利润
A2
1.404
A3
—
A1
产品成品
2
率
A2
0.979 1.054
A3
—
Kij 1.250 1.404 1.000 1.032 1.054 1.000
Vij 0.342 0.384 0.274 0.334 0.342 0.324
使用AHP，判断矩阵A的一致性很重要，但要求所有 判断都有完全的一致性不大可能。因此，一般只要 求A具有满意的一致性，此时λmax稍大于矩阵阶数n， 其余特征根接近零。这时，基于AHP得出的结论才 基本合理。为使所有判断保持一定程度上的一致， AHP步骤中需要进行一致性检验。
2、构造判断矩阵
判断矩阵是针对上一层次某因素而言，本层次与 之有关的各因素之间的相对重要性的数量表示。这是 将定性判断转变为定量表示的一个过程。
0.324
0.278
0.577
0.364 0.326
课堂练习
用古林法确定各评价指标的权重
A1的
评价指标 重要度Rj
Kj
j
优越
性是
A1
2.0
A2的2 倍
A2
0.5
A3
3.0
A5没
A4
1.5
有比
较，
A5
1.0
为1.0
∑
评价指标 A1 A2 A3 A4 A5 ∑
重要度Rj
2.0 0.5 3.0 1.5 1.0
•我国于1982年开始引进，现已在能源政策分析、产业结 构研究、科技成果评价、发展战略规划、人才考核评价等 方面得到了应用。
三、层次分析（AHP）法
通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性,综合 有关人员的判断,确定被选方案相对重要性的总排序.