层次分析法在物流管理中的应用
方案等),把各种要考虑的因素放在适当的层次内.
首先最高层:物流选址;中间层:运输成本、运输距离、社会指标、环境指标和运输难易程度;最底层:候选地D1,D2,D3.
(2)比较同一层次中各因素对于上一层的同一个因素的相对重要性,构造成对比较矩阵.
比较第i个元素与第j个元素相对上一层某个元素的重要性时,使用数量化的相对权重aij来描述.设共有n个元素参与比较,则Aij=(aij)n×n称为成对比较矩阵.成对比较矩阵中aij按如下标度进行赋值:aij=1,元素i比元素j对上一层次因素的重要性相同;aij=3,元素i比元素j略重要;aij=5,元素i比元素j重要;aij=7,元素i比元素j重要得多;aij=9,元素i比元素j极其重要;aij=2,4,6,8,为以上两判断之间的中间状态对应的标度值;倒数,若元素j与元素i比较,得到的判断值aji=1aij.
如决策人用成对比较法,比较选址的五个条件,得到如下的成对比较矩阵:A=1275512143317141121315132111513311,其中a14=5表示运输成本与环境指标重要性之比为5,即认为运输成本比环境指标重要.
(3)通过计算,检验成对比较矩阵的一致性,必要时对成对比较矩阵进行修改,以便可以达到可以接受的一致性.
若成对比较矩阵A满足以下特点:aii=1,aji=1aij,aij=aikajk,则称A为一致性矩阵.但是因为人们对复杂事物的各元素采用两两比较时,不可能做到判断的完全一致性,而存在估计误差,问题就变为多大范围的不一致性是可以接受的.定义一致性指标CI=λmax-nn-1(其中λmax是A的最大特征值).若CI=0,就为一致性矩阵;CI值越小,成对比较矩阵的一致性越大.一般CI≤0.1,就认为成对比较矩阵的一致性可以接受,否则重新比较判断.
成对比较矩阵的维数越大,判断一致性将越差,因此为放宽对高维成对比较矩阵一致性的要求,引入修正值RI.取更为合理的CR=CIRI为衡量成对比较矩阵一致性的指标,CR≤0.1时满足一致性要求.对A计算得到λmax(A)=5.073,CI=λmax(A)-55-1=0.018,查得RI=1.12,因此CR=0.0181.12=0.016<0.1,这说明A不是一致性矩阵,但不一致程度是可以接受的.
(4)在符合一致性检验的前提下,计算与成对比较矩阵的最大特征值相对应的特征向量,确定每个因素对上一层该因素的权重,计算各因素对于系统目标的总排序权重并决策.
计算A的最大特征值对应的特征向量为:U=(-0.8409,-0.4658,-0.0951,-0.1733,-0.1920),将该向量标准化,使得它的各分量都大于零,各分量之和等于1.标准化后为:U=(0.457,0.263,0.051,0.103,0.126),经过标准化的向量也叫权向量.本例反映了决策者在选址时,是运输成本最重要,其次是运输距离,再次是运输难易程度,最后才是社会指标.各因素的相对重要性由权向量U的各分量所确定,则得到第二层的权向量.
下面求第三层的权向量.分别比较三个候选地D1,D2,D3的运输成本x1,运输距离x2,社会指标x3,环境指标x4,运输难易程度x5.先成对比较三个候选地的运输成本,得成对比较矩阵:B1=113183113831,经过计算,B1的权向量:ωx1(D)=(0.082,0.244,0.674)T,λmax(D)=5.073,CI=0.001,CR=CIRI=0.0010.58<0.1,故B1的不一致性可以接受.λmax(D)可以直观地视为各候选地在运输成本方面的得分.
类似地,分别比较三个候选地的运输距离、社会指标和运输难易程度的成对比较矩阵:B2=125121215121,B3=11311313131,B4=13413111411,B5=14141114441,通过计算可以得到相应的权向量:ωx2(D)=(0.606,0.265,0.129)T,ωx3(D)=(0.429,0.429,0.143)T,ωx4(D)=(0.636,0.185,0.179)T,ωx5(D)=(0.167,0.167,0.667)T,它们可以视为各候选地的运输距离分、社会指标分、环境指标分和运输难易指标分.经过检验B2,B3,B4,B5的不一致性均可接受.
最后计算各候选地的总得分.D1的总分为:ωx(D1)=∑5j=1ujωxj(D1)=0.168.ωx(D1)实际上就是D1各条件的加权平均,权就是各条件的重要性.同理可得D2,D3的得分分别为:ωx(D2)=0.243,ωx(D3)=0.452.比较后可以得到候选地D3为首选地.
总之,用层次分析法来可以解决物流管理中的一些问题,使物流管理系统有效作业,可以给企业降低成本带来经济效益.
【参考文献】
[1]甘应爱,等.运筹学[M].清华大学出版社,2005.
[2]王雷振.物流运筹学[M].上海交通大学出版社,2008.
[3]颜文勇.数学建模[M].高等教育出版社,2011.