Die Saaty-Methode: Grundlagen, Priorisierung, Beispiele und praktische Anwendungen

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Die Saaty-Methode: Grundlagen, Priorisierung, Beispiele und praktische Anwendungen
Die Saaty-Methode: Grundlagen, Priorisierung, Beispiele und praktische Anwendungen
Anonim

Saatys Methode ist eine spezielle Art der Systemanalyse. Außerdem soll diese Methode bei der Entscheidungsfindung helfen. Die Methode der Analyse von Hierarchien von Thomas Saaty ist in der Forensik, insbesondere im Westen, in der Wirtschaft, in der öffentlichen Verw altung, äußerst beliebt. Es wird auch oft als MAI bezeichnet.

Bewerbung

Obwohl es von Personen verwendet werden kann, die an einfachen Lösungen arbeiten, ist der analytische Hierarchieprozess am nützlichsten, wenn Gruppen von Personen an komplexen Problemen arbeiten, insbesondere solchen, bei denen viel auf dem Spiel steht und die menschliche Wahrnehmung und menschliches Urteilsvermögen betreffen. In diesem Fall haben Entscheidungen langfristige Folgen. Die Saaty-Methode hat einzigartige Vorteile, wenn wichtige Elemente einer Lösung schwer zu quantifizieren oder zu vergleichen sind. Oder wenn die Kommunikation zwischen Teammitgliedern durch unterschiedliche Spezialisierungen, Terminologien oder Perspektiven behindert wird.

Die Saaty-Methode wird manchmal bei der Entwicklung sehr spezifischer Verfahren für bestimmte Situationen verwendet, z. B. bei der Bewertung von Gebäuden fürHistorische Bedeutung. Es wurde kürzlich bei einem Projekt angewendet, bei dem Videobänder verwendet werden, um den Straßenzustand in Virginia zu bewerten. Straßenbauingenieure nutzten es zunächst, um den optimalen Umfang für ein Projekt zu bestimmen und dann ihr Budget gegenüber dem Gesetzgeber zu rechtfertigen.

Obwohl die Verwendung des Analytical Hierarchy Process keine spezielle akademische Ausbildung erfordert, wird es an vielen Hochschulen, einschließlich Ingenieurschulen und Graduiertenschulen für Wirtschaft, als wichtiges Fach angesehen. Dies ist ein besonders wichtiges Qualitätsfach und wird in vielen spezialisierten Kursen gelehrt, darunter Six Sigma, Lean Six Sigma und QFD.

Analytische Diagramme
Analytische Diagramme

Wert

Der Wert der Saaty-Methode ist in Industrie- und Entwicklungsländern auf der ganzen Welt anerkannt. Zum Beispiel China – etwa hundert chinesische Universitäten bieten Kurse in AHP an. Und viele Doktoranden wählen AHP als Thema ihrer Forschung und Dissertation. Mehr als 900 Artikel wurden in China zu diesem Thema veröffentlicht, und es gibt mindestens eine chinesische wissenschaftliche Zeitschrift, die sich ausschließlich der hierarchischen Analysemethode von Saaty widmet.

Internationaler Status

Das International Symposium on the Analytical Hierarchy Process (ISAHP) findet alle zwei Jahre für Wissenschaftler und Praktiker mit Interesse an diesem Bereich statt. Themen sind unterschiedlich. Im Jahr 2005 reichten sie von „Festlegen von Vergütungsstandards für chirurgische Spezialisten“bis hin zu „Strategischer Technologieplanung“und „Wiederaufbau der Infrastruktur in verwüsteten Ländern“.

Beim Treffen 2007 inValparaiso, Chile, wurden mehr als 90 Beiträge aus 19 Ländern eingereicht, darunter die USA, Deutschland, Japan, Chile, Malaysia und Nepal. Eine ähnliche Anzahl von Beiträgen wurde auf dem Symposium 2009 in Pittsburgh, Pennsylvania, präsentiert, an dem 28 Länder teilnahmen. Zu den Themen gehörten wirtschaftliche Stabilisierung in Lettland, Portfolioauswahl im Bankensektor, Waldbrandmanagement zur Eindämmung der globalen Erwärmung und ländliche Mikroprojekte in Nepal.

Simulation

Der erste Schritt im Prozess der Hierarchieanalyse besteht darin, das Problem als Hierarchie zu modellieren. Dabei untersuchen die Teilnehmer Aspekte des Problems auf verschiedenen Ebenen, von allgemein bis detailliert, und drücken es dann auf mehreren Ebenen aus, wie es die Saaty-Methode zur Entscheidungsfindung (Analyse von Hierarchien) erfordert. Indem sie daran arbeiten, eine Hierarchie aufzubauen, erweitern sie ihr Verständnis des Problems, seines Kontexts und der Gedanken und Gefühle des anderen zu beidem.

Analyseprozess
Analyseprozess

Struktur

Die Struktur jeder AHP-Hierarchie hängt nicht nur von der Art des behandelten Problems ab, sondern auch von Wissen, Urteilen, Werten, Meinungen, Bedürfnissen, Wünschen usw. Der Aufbau einer Hierarchie erfordert normalerweise erhebliche Diskussionen und Recherchen, und Entdeckung durch die beteiligten Parteien. Sogar nach der anfänglichen Konstruktion kann es modifiziert werden, um neue Kriterien oder Kriterien zu erfüllen, die ursprünglich als nicht wichtig erachtet wurden; Alternativen können ebenfalls hinzugefügt, entfernt oder geändert werden.

Analytik auf dem Computer
Analytik auf dem Computer

Wähle einen Anführer

Es ist an der Zeit, mit den Beispielen der Saaty-Methode fortzufahren. Werfen wir einen Blick auf ein Beispiel der Anwendung „Choose a leader“. Eine wichtige Aufgabe für Entscheidungsträger besteht darin, die Gewichtung jedes Kriteriums bei der Auswahl einer Führungskraft zu bestimmen. Eine weitere wichtige Aufgabe dieses Antrags besteht darin, die Gewichtung der Bewerber unter Berücksichtigung aller Kriterien zu bestimmen. Die Methode von T. Saaty, Hierarchien zu analysieren, erlaubt ihnen nicht nur dies, sondern macht es auch möglich, jedem der vier Kriterien einen sinnvollen und objektiven Zahlenwert zuzuordnen. Dieses Beispiel veranschaulicht das Wesen der Technik gut. Darüber hinaus wird der Zweck der Saaty-Methode auch beim Lesen der Anwendung „Choose a Leader“deutlich.

Facettenreiche Analytik
Facettenreiche Analytik

Promotionsprozess

Bisher haben wir nur die Standardprioritäten berücksichtigt. Im Verlauf des analytischen Hierarchieprozesses ändern sich die Prioritäten von ihren Standardwerten, wenn Entscheidungsträger Informationen über die Wichtigkeit der verschiedenen Knoten eingeben. Sie tun dies durch eine Reihe paarweiser Vergleiche.

Nichtlineare Analytik
Nichtlineare Analytik

AHP ist in den meisten Lehrbüchern zu Operations Research und Management enth alten und wird an vielen Universitäten gelehrt; Es wird häufig in Organisationen verwendet, die seine theoretischen Grundlagen sorgfältig studiert haben. Während der allgemeine Konsens darin besteht, dass es technisch solide und praktisch ist, hat die Methode ihre eigenen Kritikpunkte. In den frühen 1990er Jahren wurde eine Reihe von Diskussionen zwischen Kritikern und Befürwortern von Saatys Methodenproblemen in veröffentlichtJournal of Management Science, 38, 39, 40, und das Journal of the Society for Operations Research.

Zwei Schulen

Es gibt zwei Denkrichtungen zum Ändern des Ranges. Die eine besagt, dass neue Alternativen, die keine zusätzlichen Attribute einführen, keinesfalls zu einer Rangänderung führen sollten. Ein anderer glaubt, dass es in manchen Situationen vernünftig ist, einen Rangwechsel zu erwarten. Die ursprüngliche Formulierung von Saatys Entscheidungsfindung ließ Rangänderungen zu. 1993 führte Foreman einen zweiten Modus der AHP-Synthese ein, der als idealer Modus zur Lösung von Wahlsituationen bezeichnet wird, in denen das Hinzufügen oder Entfernen einer "irrelevanten" Alternative die Ränge der vorhandenen Alternativen nicht ändern sollte und wird. Die aktuelle Version von AHP kann diese beiden Schulen aufnehmen: ihr idealer Modus bewahrt den Rang, während ihr distributiver Modus es ermöglicht, den Rang zu ändern. Je nach Problem wird einer der beiden Modi ausgewählt.

Rangumkehr und die Saaty-Lösung werden ausführlich in einem Artikel aus dem Jahr 2001 in Operations Research diskutiert. Und auch im Kapitel "Rang speichern und ändern" zu finden. Und all dies steht im Hauptbuch über die Methode der paarweisen Vergleiche von Saaty. Letzteres präsentiert veröffentlichte Beispiele für Rangänderungen aufgrund des Hinzufügens von Kopien einer Alternative, aufgrund intransitiver Entscheidungsregeln, aufgrund des Hinzufügens von Phantom- und Schein alternativen und aufgrund von Sch altphänomenen in Nutzenfunktionen. Es diskutiert auch distributive und ideale Modi von Saatys Lösungen.

Vergleichsmatrix

In der Vergleichsmatrix kannst du das Urteil weniger ersetzenbefürwortende Stellungnahme, und prüfen Sie dann, ob die Angabe der neuen Priorität weniger günstig wird als die ursprüngliche Priorität. Im Zusammenhang mit Turniermatrizen hat Oscar Perron bewiesen, dass das Hauptrecht-Eigenvektorverfahren nicht monoton ist. Dieses Verh alten lässt sich auch für inverse nxn-Matrizen demonstrieren, wobei n>3. Alternative Ansätze werden an anderer Stelle diskutiert.

Grafiken und Diagramme
Grafiken und Diagramme

Wer war Thomas Saaty?

Thomas L. Saaty (18. Juli 1926 - 14. August 2017) war Distinguished Professor an der University of Pittsburgh, wo er an der Graduate School of Business lehrte. Josef M. Katz. Er war der Erfinder, Architekt und Haupttheoretiker des Analytical Hierarchy Process (AHP), eines Entscheidungsrahmens, der für groß angelegte Entscheidungsanalysen mit mehreren Parteien und mehreren Zielen verwendet wird, und des Analytical Network Process (ANP), dessen Verallgemeinerung Abhängigkeits- und Rückkopplungsentscheidungen. Später verallgemeinerte er die Mathematik von ANP auf Neural Network Process (NNP) mit Anwendung auf neuronale Aktivierung und Synthese, aber keine davon erlangte so viel Popularität wie Saatys Methode, von der Beispiele oben diskutiert wurden.

Er starb am 14. August 2017 nach einem einjährigen Kampf gegen den Krebs.

Bevor er an die University of Pittsburgh kam, war Saaty Professor für Statistik und Operations Research an der Wharton School der University of Pennsylvania (1969–1979). Davor war er fünfzehn Jahre lang für US-Regierungsbehörden und öffentlich finanzierte Forschungsunternehmen tätig.

Probleme

Eine der größten Herausforderungen, denen Unternehmen heute gegenüberstehen, ist ihre Fähigkeit, die geeignetsten und konsistentesten Alternativen so auszuwählen, dass die strategische Ausrichtung erh alten bleibt. In jeder gegebenen Situation die richtigen Entscheidungen zu treffen, ist wahrscheinlich eine der schwierigsten Aufgaben für Wissenschaft und Technologie (Triantaphyllou, 2002).

Wenn wir die sich ständig ändernde Dynamik des aktuellen Umfelds betrachten, wie wir sie noch nie zuvor gesehen haben, ist es sogar für das Überleben einer Organisation entscheidend, die richtige Wahl auf der Grundlage angemessener und konsistenter Ziele zu treffen.

Im Wesentlichen ist die Priorisierung von Projekten in einem Portfolio nichts anderes als ein Ordnungsschema, das auf dem Nutzen-Kosten-Verhältnis jedes Projekts basiert. Projekte mit höherem Nutzen im Vergleich zu ihren Kosten werden bevorzugt. Es ist wichtig zu beachten, dass das Kosten-Nutzen-Verhältnis nicht unbedingt die Verwendung ausschließlicher finanzieller Kriterien wie das bekannte Kosten-Nutzen-Verhältnis bedeutet, sondern ein breiteres Konzept des Projektnutzens und des damit verbundenen Aufwands.

Da Organisationen zu einem komplexen und volatilen "Mitmenschen" gehören, oft sogar chaotisch, liegt das Problem bei der obigen Definition genau in der Bestimmung von Kosten und Nutzen für eine bestimmte Organisation.

Erfahrener Analytiker
Erfahrener Analytiker

Projektstandards

Der Standard für Portfoliomanagement des Project Management Institute (PMI, 2008) besagt, dass der Umfang eines Projektportfolios strategisch ausgerichtet sein sollteOrganisationsziele. Diese Ziele müssen auf das Geschäftsszenario abgestimmt werden, das wiederum für jede Organisation unterschiedlich sein kann. Daher gibt es kein ideales Modell, das den Kriterien entspricht, die jede Art von Organisation verwenden würde, um ihre Projekte zu priorisieren und auszuwählen. Die von einer Organisation zu verwendenden Kriterien sollten auf den Werten und Präferenzen der Entscheidungsträger basieren.

Obwohl eine Reihe von Kriterien oder spezifischen Zielen verwendet werden können, um Projekte zu priorisieren und den wahren Wert des optimalen Kosten-Nutzen-Verhältnisses zu bestimmen. Das Hauptkriterium der Gruppe ist finanziell. Sie steht in direktem Zusammenhang mit Kosten, Leistung und Gewinn.

Zum Beispiel ist Return on Investment (ROI) der Prozentsatz des Gewinns aus einem Projekt. Dadurch können Sie die finanziellen Erträge von Projekten mit unterschiedlichen Investitionen und Gewinnen vergleichen.

Verwandlung

Saatis Analysemethode wandelt meist empirische Vergleiche in Zahlenwerte um, die dann verarbeitet und verglichen werden. Die Gewichtung jedes Faktors ermöglicht es Ihnen, jedes der Elemente innerhalb einer bestimmten Hierarchie zu bewerten. Diese Fähigkeit, empirische Daten in mathematische Modelle umzuwandeln, ist der Hauptunterscheidungsbeitrag der AHP-Methode im Vergleich zu anderen Vergleichsmethoden.

Nachdem alle Vergleiche durchgeführt und die relativen Gewichte zwischen jedem der zu bewertenden Kriterien bestimmt wurden, wird die numerische Wahrscheinlichkeit jeder Alternative berechnet. Diese Wahrscheinlichkeit bestimmt die Wahrscheinlichkeitdass die Alternative den erwarteten Zweck erfüllen sollte. Je höher die Wahrscheinlichkeit, desto wahrscheinlicher ist es, dass die Alternative das Endziel des Portfolios erreicht.

Die im AHP-Prozess enth altenen mathematischen Berechnungen mögen auf den ersten Blick einfach erscheinen, aber wenn Sie mit komplexeren Fällen arbeiten, werden die Analysen und Berechnungen tiefer und umfassender.

Der Vergleich zweier Items mit AHP kann auf verschiedene Weise erfolgen (Triantaphyllou & Mann, 1995). Die von Saaty (SAATY, 2005) vorgeschlagene Skala der relativen Bedeutung zwischen zwei Alternativen ist jedoch die am weitesten verbreitete. Durch die Zuordnung von Werten zwischen 1 und 9 bestimmt die Skala die relative Bedeutung einer Alternative im Vergleich zu einer anderen Alternative.

Ungerade Zahlen werden immer verwendet, um eine vernünftige Differenz zwischen Messpunkten zu ermitteln. Die Verwendung gerader Zahlen sollte nur akzeptiert werden, wenn eine Verhandlung zwischen Bewertern erforderlich ist. Wenn ein natürlicher Konsens nicht erreicht werden kann, wird es notwendig, den Mittelpunkt als vereinbarte Lösung (Kompromiss) zu definieren (Saaty, 1980).

Als Beispiel für die Berechnungen der AHP zur Priorisierung von Projekten wurde ein fiktives Entscheidungsmodell für die Organisation ACME gewählt. Im weiteren Verlauf des Beispiels werden Konzepte, Begriffe und Ansätze zu AHP diskutiert und analysiert.

Der erste Schritt beim Erstellen eines AHP-Modells besteht darin, die zu verwendenden Kriterien zu definieren. Wie bereits erwähnt, entwickelt und strukturiert jede Organisation ihre eigeneeigenen Kriterienkatalog, der wiederum mit den strategischen Zielen der Organisation übereinstimmen sollte.

Für unsere fiktive ACME-Organisation gehen wir davon aus, dass die Forschung zusammen mit den zu verwendenden Kriterien für Finanzierung, Planungsstrategie und Projektmanagement durchgeführt wurde. Der folgende Satz von 12 Kriterien wurde übernommen und in 4 Kategorien eingeteilt.

Sobald die Hierarchie eingerichtet ist, sollten die Kriterien paarweise ausgewertet werden, um die relative Wichtigkeit zwischen ihnen und ihr relatives Gewicht für das globale Ziel zu bestimmen.

Die Bewertung beginnt mit der Bestimmung des relativen Gewichts der anfänglichen Kriteriengruppen.

Beitrag

Der Beitrag jedes Kriteriums zum Organisationsziel wird durch Berechnungen bestimmt, die unter Verwendung des Prioritätsvektors (oder Eigenvektors) durchgeführt werden. Der Eigenvektor zeigt das relative Gewicht zwischen jedem Kriterium; er wird näherungsweise durch Berechnung des mathematischen Mittelwerts aller Kriterien ermittelt. Wir können beobachten, dass die Summe aller Werte eines Vektors immer gleich eins ist. Die genaue Berechnung des Eigenvektors wird nur in bestimmten Fällen festgelegt. Diese Näherung wird in den meisten Fällen verwendet, um den Berechnungsprozess zu vereinfachen, da die Differenz zwischen dem genauen Wert und dem ungefähren Wert weniger als 10 % beträgt (Kostlan, 1991).

Sie werden vielleicht feststellen, dass die ungefähren und exakten Werte sehr nahe beieinander liegen, sodass die Berechnung des exakten Vektors mathematischen Aufwand erfordert (Kostlan, 1991).

Im Eigenvektor gefundene Werte haben direktphysischer Wert in AHP - sie bestimmen die Teilnahme oder Gewichtung dieses Kriteriums in Bezug auf das Gesamtergebnis des Ziels. Beispielsweise haben strategische Kriterien in unserer ACME-Organisation eine Gewichtung von 46,04 % (genaue Eigenvektorberechnung) relativ zum Gesamtziel. Ein positiver Wert für diesen Faktor ist etwa 7-mal höher als ein positiver Wert für das Engagement der Stakeholder (Gewichtung 6,84 %).

Der nächste Schritt besteht darin, nach Inkonsistenzen in den Daten zu suchen. Ziel ist es, genügend Informationen zu sammeln, um festzustellen, ob die Entscheidungsträger bei ihren Entscheidungen konsequent waren (Teknomo, 2006). Wenn beispielsweise Entscheidungsträger argumentieren, dass strategische Kriterien wichtiger sind als finanzielle Kriterien und dass finanzielle Kriterien wichtiger sind als Kriterien für das Engagement von Stakeholdern, wäre es widersprüchlich zu argumentieren, dass Kriterien für das Engagement von Stakeholdern wichtiger sind als strategische Kriterien (wenn A>B und B>C, es wäre inkonsistent, wenn A<C).

Wie beim anfänglichen Kriteriensatz für die ACME-Organisation ist es notwendig, die relative Gewichtung der Kriterien für die zweite Ebene der Hierarchie abzuschätzen. Dieser Prozess ist genau derselbe wie der Schritt zur Bewertung der ersten Ebene der Hierarchie (Kriteriengruppe).

Nachdem der Baum strukturiert und Prioritätskriterien festgelegt wurden, kann festgestellt werden, wie jedes der Kandidatenprojekte die ausgewählten Kriterien erfüllt.

Anspruchsvolle Projekte werden wie bei der Priorisierung von Kriterien paarweise mit verglichenunter Berücksichtigung jedes festgelegten Kriteriums.

AHP hat das Interesse vieler Forscher geweckt, hauptsächlich aufgrund der mathematischen Natur der Methode und der Tatsache, dass die Dateneingabe recht einfach ist (Triantaphyllou & Mann, 1995). Seine Einfachheit zeichnet sich durch den paarweisen Vergleich von Alternativen nach bestimmten Kriterien aus (Vargas, 1990).

Seine Verwendung zur Auswahl von Portfolioprojekten ermöglicht es Entscheidungsträgern, über ein spezifisches und mathematisches Entscheidungsunterstützungstool zu verfügen. Dieses Tool unterstützt und qualifiziert nicht nur Entscheidungen, sondern ermöglicht Entscheidungsträgern auch, ihre Entscheidungen zu begründen und mögliche Ergebnisse zu modellieren.

Die Verwendung der Entscheidungs-/Hierarchieanalysemethode von Saaty beinh altet auch die Verwendung einer Softwareanwendung, die speziell für die Durchführung mathematischer Berechnungen entwickelt wurde.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Qualität der Einschätzungen der Entscheidungsträger. Damit eine Entscheidung so angemessen wie möglich ist, muss sie konsistent und konsistent mit den Ergebnissen der Organisation sein.

Schließlich ist es wichtig zu betonen, dass die Entscheidungsfindung ein breiteres und komplexeres Verständnis des Kontextes erfordert als die Verwendung einer bestimmten Methode. Er schlägt vor, dass Portfolioentscheidungen das Ergebnis von Verhandlungen sind, in denen Methoden wie die Hierarchiemethode von Saaty unterstützen und die Leistung leiten, aber sie können und sollten nicht als universelle Kriterien verwendet werden.

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