本文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)分析法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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網(wǎng)絡(luò)分析法（Analytic Network Process，ANP）

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什么是網(wǎng)絡(luò)分析法

　　網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）是美國匹茲堡大學(xué)的T.L.Saaty教授于1996年提出的一種適應(yīng)非獨立的遞階層次結(jié)構(gòu)的決策方法，它是在層次分析法(Analytic Hierarchy Process,簡稱AHP)的基礎(chǔ)上發(fā)展而形成的一種新的實用決策方法。

　　AHP作為一種決策過程，它提供了一種表示決策因素測度的基本方法。這種方法采用相對標(biāo)度的形式，并充分利用了人的經(jīng)驗和判斷力。在遞階層次結(jié)構(gòu)下，它根據(jù)所規(guī)定的相對標(biāo)度—比例標(biāo)度，依靠決策者的判斷，對同一層次有關(guān)元素的相對重要性進(jìn)行兩兩比較，并按層次從上到下合成方案對于決策目標(biāo)的測度。這種遞階層次結(jié)構(gòu)雖然給處理系統(tǒng)問題帶來了方便，同時也限制了它在復(fù)雜決策問題中的應(yīng)用。在許多實際問題中，各層次內(nèi)部元素往往是依賴的C低層元素對高層元素亦有支配作用，即存在反饋。此時系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更類似于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)分析法正是適應(yīng)這種需要，由AHP延伸發(fā)展得到的系統(tǒng)決策方法。

　　ANP首先將系統(tǒng)元素劃分為兩大部分：第一部分稱為控制因素層，包括問題目標(biāo)及決策準(zhǔn)則。所有的決策準(zhǔn)則均被認(rèn)為是彼此獨立的，且只受目標(biāo)元素支配�？刂埔蛩刂锌梢詻]有決策準(zhǔn)則，但至少有一個目標(biāo)�？刂茖又忻總�準(zhǔn)則的權(quán)重均可用AHP方法獲得。第二部分為網(wǎng)絡(luò)層，它是由所有受控制層支配的元素組組成的C其內(nèi)部是互相影響的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它是由所有受控制層支配的元素組成的，元素之間互相依存、互相支配，元素和層次間內(nèi)部不獨立，遞階層次結(jié)構(gòu)中的每個準(zhǔn)則支配的不是一個簡單的內(nèi)部獨立的元素，，而是一個互相依存，反饋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)�？刂茖雍途W(wǎng)絡(luò)層組成為典型ANP層次結(jié)構(gòu)，見下圖。

　　

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網(wǎng)絡(luò)分析法的特點

　　AHP通過分析影響目標(biāo)的一系列因素，比較其相對重要性，最后選出得分最高的方案即為最優(yōu)方案。Harker和Vargas曾經(jīng)這樣評價AHP：“AHP是一套復(fù)雜的評價系統(tǒng)，當(dāng)我們進(jìn)行多目標(biāo)、多準(zhǔn)則以及多評委的決策時，面對眾多的可選方案，AHP能夠用來解決各種量化和非量化、理性與非理性的決策問題�！盇HP簡單易用，其縝密的理論基礎(chǔ)決定了它能解決各種實際問題。AHP模型使各決策層之間相互聯(lián)系，并能推出跨層次之間的相互關(guān)系。模型的頂層為企業(yè)的總目標(biāo)，然后逐層分解成各項具體的準(zhǔn)則、子準(zhǔn)則等，直到管理者能夠量化各子準(zhǔn)則的相對權(quán)重為止。

　　層次分析法能夠為決策者解決各種復(fù)雜系統(tǒng)問題，但它也存在一些缺憾。例如，AHP就未能考慮到不同決策層或同一層次之間的相互影響，AHP模型只是強調(diào)各決策層之間的單向?qū)哟侮P(guān)系，即下一層對上一層的影響。但在實際工作中對總目標(biāo)層進(jìn)行逐層分解時，時常會遇到各因素交叉作用的情況。如一個項目的不同研究階段對各評委的權(quán)重是不同的；同樣，各評委在項目研究的不同階段對各評價指標(biāo)的打分也會發(fā)生變化。這時，AHP模型就顯得有些無能為力了。

　　網(wǎng)絡(luò)分析法的特點就是，在層次分析法的基礎(chǔ)上，考慮到了各因素或相鄰層次之間的相互影響，利用“超矩陣”對各相互作用并影響的因素進(jìn)行綜合分析得出其混合權(quán)重。而ANP模型并不要求像AHP模型那樣有嚴(yán)格的層次關(guān)系，各決策層或相同層次之間都存在相互作用，用雙箭頭表示層次間的相互作用關(guān)系。若是同一層中的相互作用就用雙循環(huán)箭頭表示。箭頭所指向的因素影響著箭尾的決策因素�；谶@一特點，ANP越來越受到?jīng)Q策者的親睞，成為企業(yè)在對許多復(fù)雜問題進(jìn)行決策的有效工具。ANP中各因素的相對重要性指標(biāo)的確定與AHP基本相同。各因素的相對重要性指標(biāo)（標(biāo)度）是通過對決策者進(jìn)行問卷調(diào)查得到的，但有時也會出現(xiàn)一些不一致的現(xiàn)象（如I與H比，標(biāo)度為3；J與K比，標(biāo)度為5；而I與K比，標(biāo)度為6）。

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網(wǎng)絡(luò)分析法的案例分析

　　案例：基于ANP的水電工程風(fēng)險分析模型 　　1.水電工程風(fēng)險因素識別

　　由于水電工程項目各分項工程眾多，且工程建設(shè)期一般較長，各分項工程面臨的風(fēng)險也將多種多樣，對水電工程風(fēng)險從總體上進(jìn)行風(fēng)險識別將有一定的難度，并且很可能遺漏較重要的風(fēng)險因素，因此在識別風(fēng)險前有必要將整體工程進(jìn)行適當(dāng)分項工程劃分，然后再對各分項工程進(jìn)行風(fēng)險識別。同時由于風(fēng)險因素的多樣化，有必要也將風(fēng)險按照一定的風(fēng)險原則進(jìn)行分解。因此本文采用項目分解結(jié)構(gòu)(WBS)與風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)(RBS)相結(jié)合的方法進(jìn)行風(fēng)險的識別。另外采用此方法進(jìn)行風(fēng)險識別也將有利于風(fēng)險因素ANP結(jié)構(gòu)模型的建立與求解。

　　2.工程項目的層次結(jié)構(gòu)模型

　　在建立整體工程風(fēng)險因素網(wǎng)絡(luò)分析模型結(jié)構(gòu)時，首先要建立工程項目的工作結(jié)構(gòu)模型。由于各個子工程項目都有其相應(yīng)的工程控制目標(biāo):費用、進(jìn)度、質(zhì)量、安全，并且各個子項目對整體工程項目目標(biāo)必然具有不同的重要程度影響。因此在建立工程項目的層次結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該將工程目標(biāo)作為判斷準(zhǔn)則對各子工程項目之間重要度進(jìn)行判斷。在WBS的基礎(chǔ)上建立的各子工程項目重要度模型是AHP結(jié)構(gòu)，如下圖所示例。

　　

　　3.風(fēng)險因素的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型

　　根據(jù)風(fēng)險的來源將風(fēng)險因素分為自然風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險、組織管理風(fēng)險和社會政策風(fēng)險五個類別。根據(jù)這五個類別風(fēng)險再進(jìn)行具體的風(fēng)險因素的劃分。

　　傳統(tǒng)的風(fēng)險分析認(rèn)為風(fēng)險具有發(fā)生概率和損失兩種屬性，但是這種定義顯然不能夠較全面的反映風(fēng)險的本質(zhì)，因此張建設(shè)將可預(yù)測性、可控制性、可轉(zhuǎn)移性引人到風(fēng)險屬性中，將風(fēng)險看作是具有這五種屬性的多維特性對象進(jìn)行描述。引人多維屬性對風(fēng)險進(jìn)行描述可以從不同角度更全面的反映風(fēng)險因素的特性，但其中可轉(zhuǎn)移性和可預(yù)測性均可在可控制性上反映，所以只須將可控制性進(jìn)行估計就可以較全面的反映風(fēng)險的特性，根據(jù)研究的需要，分析認(rèn)為風(fēng)險估計一般是對負(fù)面影響估計，在傳統(tǒng)的二維屬性的基礎(chǔ)上引人“不可控制性”對水電工程項目風(fēng)險進(jìn)行評估。

　　在風(fēng)險識別過程中，只識別了風(fēng)險因素，而要建立ANP模型還必須對風(fēng)險因素之間的互相影響關(guān)系進(jìn)行研究。通過以專家調(diào)查或是小組討論方式最終可得到風(fēng)險因素影響關(guān)系，如下表所示。

　　

　　根據(jù)影響關(guān)系表，以風(fēng)險因素的發(fā)生概率、損失和不可控制性為準(zhǔn)則建立ANP結(jié)構(gòu)模型，見圖3。

　　要對每個子工程項目的風(fēng)險因素都建立相應(yīng)的風(fēng)險因素ANP結(jié)構(gòu)模型，即可得到工程項目的整體的結(jié)構(gòu)模型，建立的整體風(fēng)險因素ANP結(jié)構(gòu)模型為多準(zhǔn)則、多層次模型。

　　4.基于ANP的水電工程風(fēng)險分析模型解析

　　(1）子工程項自重要度的確定。

　　計算各子工程項目的重要度，由于基于WBS建立的結(jié)構(gòu)模型為AHP形式，所以采用傳統(tǒng)方式很容易對模型進(jìn)行重要度求解。

　　(2)子工程的風(fēng)險因素的權(quán)重向量及排序。

　　對各子工程項目下相互關(guān)聯(lián)的風(fēng)險因素權(quán)重向量確定是圖3子工程項目風(fēng)險因素的ANP結(jié)構(gòu)模型。

　　整個工程項目風(fēng)險因素排序的關(guān)鍵步驟，同時也是采用ANP進(jìn)行風(fēng)險分析的核心。根據(jù)圖3的ANP結(jié)構(gòu)模型以及表1中的風(fēng)險因素影響關(guān)系，對子工程項目下的風(fēng)險因素權(quán)重計算按以下步驟進(jìn)行:

　　1)計算風(fēng)險屬性權(quán)重。對描述風(fēng)險大小的概率、損失和不可控制性進(jìn)行重要性比較。此三個屬性是看作評判風(fēng)險因素的準(zhǔn)則，所以采用傳統(tǒng)的AHP法可以確定其權(quán)重大小。

　　2)計算單準(zhǔn)則下各風(fēng)險因素權(quán)重。由于此模型是多準(zhǔn)則問題，因此相互關(guān)聯(lián)的風(fēng)險因素要在三個準(zhǔn)則下分別進(jìn)行比較判斷，現(xiàn)以其中概率準(zhǔn)則對風(fēng)險因素進(jìn)行研究，這一過程又可分為以下幾步:

　　a.建立超矩陣。建立以概率為主準(zhǔn)則，以其中一個風(fēng)險因素為次準(zhǔn)則，進(jìn)行其他風(fēng)險因素的相對重要度比較，即其他風(fēng)險因素對這一風(fēng)險因素發(fā)生概率的影響程度大小進(jìn)行重要度比較。由于并不是其他每個風(fēng)險因素都對其有影響，所以并不是所有元素都要在此次準(zhǔn)則下進(jìn)行比較，影響這個一風(fēng)險因素的其他風(fēng)險因素可從影響關(guān)系表中查得。然后以各風(fēng)險類別組為單元分別計算其特征向量，即相應(yīng)的局部權(quán)重向量。經(jīng)過以每一個元素為次準(zhǔn)則的比較判斷和計算后按式(1)建立超矩陣。

　　

(1)

　　其中())表示風(fēng)險因素類別Rj中風(fēng)險因素受Ri類別中因素影響的向量矩陣。Wij的列向量是由Ri中每個因素以Rj中一個因素為次準(zhǔn)則，進(jìn)行比較判斷得到判斷矩陣的特征向量。

　　b.建立權(quán)矩陣。以概率為主準(zhǔn)則，風(fēng)險類別Ri為次準(zhǔn)則，對所有類別進(jìn)行比較判斷構(gòu)造判斷矩陣，即每個風(fēng)險類別中的對Ri風(fēng)險類別發(fā)生概率的影響程度大小進(jìn)行判斷比較。其中的判斷比較包括了Ri自身與其他類別對自身影響的比較判斷。因為每個風(fēng)險因素所受的影響程度是在各風(fēng)險類別中進(jìn)行比較判斷的，由多個矩陣組成的超矩陣中的各列向量不是歸一化的，即列向量和不為1，無法比較分別存在于不同類別中的元素對一個為次準(zhǔn)則的因素影響程度的大小;另外，未加權(quán)的超矩陣無法采用冪法求解極限相對權(quán)重向量，所以要對各風(fēng)險類別的互相影響重要度進(jìn)行比較判斷。依次以各個類別為次準(zhǔn)則進(jìn)行比較判斷后，得到五個判斷矩陣，并計算特征向量，最后可得如式(2)的權(quán)矩陣。

　　

(2)

　　c.建立加權(quán)超矩陣并求解。將超矩陣按式(3)進(jìn)行加權(quán)可得到加權(quán)超矩陣，加權(quán)超矩陣中列向量元素大小即為各風(fēng)險因素對處于此列上的因素影響的大小，若某一風(fēng)險因素對此因素沒有影響，則對應(yīng)的值為零。此時可利用冪法或其他方法對加權(quán)超矩陣進(jìn)行相對排序向量的求解，最后相對排序向量就是各風(fēng)險因素在概率準(zhǔn)則下的權(quán)重。

　　

(3)

　　3)計算多準(zhǔn)則風(fēng)險因素權(quán)重。依次以損失、不可控制性為準(zhǔn)則對各風(fēng)險因素按照第(2)步進(jìn)行權(quán)重向量求解，然后以第(1)步中所求得的權(quán)重對各單準(zhǔn)則的風(fēng)險因素權(quán)重進(jìn)行合成，可得到風(fēng)險因素在子工程項目中的風(fēng)險大小排序。

　　(3)整體工程項目風(fēng)險因素排序

　　對每一個子工程項目的風(fēng)險因素進(jìn)行權(quán)重向量求解，就可以對整體工程項目的風(fēng)險因素進(jìn)行權(quán)重合成和總排序計算。

　　將各子工程項目的風(fēng)險因素權(quán)重對應(yīng)到整體工程項目所有風(fēng)險因素中，對于不影響此子工程項目的風(fēng)險因素，將其權(quán)重設(shè)為零。由上述工程項目重要度的計算，得到了各子工程項目在整體工程項目的權(quán)重，因此通過對各層子工程項目下的風(fēng)險因素權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和就可得到各風(fēng)險因素在上一層工程項目的排序。最終可得到整體工程項目的風(fēng)險因素總排序。

　　從總排序結(jié)果可以很容易發(fā)現(xiàn)工程項目所面臨的最大、最關(guān)鍵的風(fēng)險因素，由于考慮了風(fēng)險因素的相互影響關(guān)系，所以最終結(jié)果將更加客觀真實地反映實際情況。

　　根據(jù)上述研究總結(jié)得到基于ANP進(jìn)行水電工程項目風(fēng)險分析的流程圖，見下圖。

　　

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參考文獻(xiàn)

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