基于灰色層次分析法的船舶修理項目優(yōu)先級評價研究*

于上媛 劉曉冰 薛方紅

(大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟學(xué)部，遼寧 大連 116023)

基于灰色層次分析法的船舶修理項目優(yōu)先級評價研究*

于上媛 劉曉冰 薛方紅

(大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟學(xué)部，遼寧 大連 116023)

在資源有限的情況下，如何正確地評價各船舶修理項目的優(yōu)先級是船舶修理企業(yè)面臨的首要問題。首先，結(jié)合平衡計分卡確定評價維度，采用實地調(diào)研和文獻瀏覽法對維度進行細化，建立符合船舶修理企業(yè)特點的評價指標(biāo)體系；其次，考慮到待修船舶信息資料不充分、灰度大等特點，采用灰色層次分析法建立評價模型；最后，運用算例對模型的合理性進行了驗證并與模糊層次分析法進行比較，同時采用MATLAB來簡化評價模型計算。為船舶修理企業(yè)確定船舶修理項目優(yōu)先級提供了一種新的思路，具有較強的易用性。

船舶修理項目；項目優(yōu)先級；平衡計分卡；灰色層次分析法

0 引言

由于每條待修船舶的船型、修理項、修理周期等不同，具有獨特性、一次性的特點，船舶修理企業(yè)可以將每條待修船舶作為一個項目進行管理[1-2]。船舶修理項目存在重要程度差異、技術(shù)難度不同、船舶修理周期不同等特點，再加上船舶修理企業(yè)船塢、吊車等資源有限，因此船舶修理企業(yè)應(yīng)按照項目的重要程度對資源進行合理配置，以實現(xiàn)效益最大化。

項目優(yōu)先級評價是指根據(jù)各項目的評價標(biāo)準(zhǔn)(如項目的重要程度、是否有助于企業(yè)戰(zhàn)略實現(xiàn)等)對企業(yè)的所有項目進行綜合分析、評價并排序，以最先滿足優(yōu)先級高的項目資源需求[3]。項目優(yōu)先級評價可以指導(dǎo)船舶修理企業(yè)正確、合理地進行多項目的資源配置，緩解組織管理矛盾，提高生產(chǎn)管理效率。

近幾年來，多項目優(yōu)先級評價的方法有很多，易明等將平衡計分卡(BSC)和熵權(quán)法運用到優(yōu)先級評價中，但缺乏各指標(biāo)之間的橫向比較[4]；李元元等在熵法的基礎(chǔ)上對TOPSIS法進行改進，并應(yīng)用于項目優(yōu)先級評價，雖然原理清晰、計算簡便，但缺少主觀指標(biāo)的評價[5]；單汨源等采用RAGA-AHP對項目優(yōu)先級進行評價，但計算過程較為復(fù)雜，易用性較差[6]；曾玉成等采用STL-AHP法對項目的優(yōu)先級進行評定，側(cè)重于企業(yè)戰(zhàn)略與項目之間的耦合程度[7]?，F(xiàn)有研究主要側(cè)重于對項目優(yōu)先級的評價方法進行優(yōu)化，卻忽略了將評價指標(biāo)的構(gòu)建和評價方法的選擇與具體行業(yè)相結(jié)合進行分析。

目前，關(guān)于船舶修理企業(yè)船舶修理項目優(yōu)先級評價的研究較少，船舶修理項目具有修理項目繁多、過程復(fù)雜、工期不確定等特點，如何建立一個科學(xué)的、全面的評價指標(biāo)體系和選擇一個簡單易行、準(zhǔn)確的評價方法確定船舶修理項目的優(yōu)先級，進而使優(yōu)先級高的船舶修理項目最先獲得有限的設(shè)備、人員等資源，已成為船舶修理企業(yè)亟待解決的問題。

在現(xiàn)實中，船舶修理企業(yè)在確定項目修理順序時，并不能完全了解各項目的重要程度。雖然可以通過船東提供的資料或上船勘驗獲得一定信息，但大多數(shù)信息是隱蔽的，評價者不能明確，數(shù)據(jù)灰度較大。同時，船舶修理項目優(yōu)先級評價中對定性指標(biāo)的評價具有較大的主觀性，從而導(dǎo)致綜合評價值的準(zhǔn)確性降低。灰色層次分析法適合在資料、信息不充分的情況下進行評價，同時可以減少層次分析法所帶來的個人主觀因素的影響。

1 船舶修理項目優(yōu)先級評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

1.1 船舶修理項目優(yōu)先級的評價維度

Dennis等認為站在戰(zhàn)略高度對多項目進行選擇、評價和實施，將多項目的選擇融入企業(yè)的整體戰(zhàn)略之中，能夠有效地整合企業(yè)資源，成為企業(yè)不斷發(fā)展的動力[8]。平衡計分卡可以將企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)與多項目的選擇緊密聯(lián)系[9]。企業(yè)可以通過運用平衡計分卡和多項目管理來實現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)。同時，企業(yè)必須以戰(zhàn)略的眼光、科學(xué)的方法和手段對多項目優(yōu)先級進行評價[10]。運用平衡計分卡的思想建立評價指標(biāo)，將船舶修理企業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)和具體的項目聯(lián)系起來，有利于管理者判斷船舶修理項目對企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的貢獻程度。本文結(jié)合BSC的相關(guān)理論，從財務(wù)、客戶、內(nèi)部流程、學(xué)習(xí)和成長這四個維度進行船舶修理項目的評價。對四個維度有以下解釋：

(1)財務(wù)維度。評價單個船舶修理項目的財務(wù)情況，各項目的收益與成本會對企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)產(chǎn)生重要影響。

(2)客戶維度。雖然項目還未實施，不存在客戶反饋，但客戶、社會公眾等利益相關(guān)者會影響企業(yè)對項目的重視程度。因此，從客戶和社會公眾對船舶修理項目認同度的方面對優(yōu)先級進行評價。

(3)內(nèi)部流程維度。主要是指項目執(zhí)行過程中的制約因素，如企業(yè)能力、項目客觀條件的要求或者客戶的特殊需求等。本文從資源需求、工期要求、技術(shù)復(fù)雜性等影響船舶修理項目實施流程的角度對本維度進行評價。

(4)學(xué)習(xí)和成長維度。主要是評價項目能否有助于企業(yè)的經(jīng)驗積累、戰(zhàn)略實現(xiàn)等。

1.2 船舶修理項目優(yōu)先級評價要素的確定

本文首先采用文獻瀏覽的方法借鑒、總結(jié)相關(guān)文獻中提及的評價要素，從而對BSC的四個維度做進一步的細分；其次，通過訪談4位船舶修理企業(yè)的管理者，分析、修改、總結(jié)出評價要素；最后，建立船舶修理項目的優(yōu)先級評價指標(biāo)體系，見表1。

表1 船舶修理項目的優(yōu)先級評價指標(biāo)

2 船舶修理項目的優(yōu)先級評價模型

2.1 灰色層次分析法的介紹

灰色層次分析法主要是在層次分析法的基礎(chǔ)上結(jié)合區(qū)間灰數(shù)白化處理，具有灰色系統(tǒng)理論和層次分析法兩者的優(yōu)點，在評價指標(biāo)數(shù)據(jù)時能夠降低數(shù)據(jù)主觀性的影響[11]。本文首先通過層次分析法計算各級評價指標(biāo)的權(quán)重值；其次，結(jié)合灰色評估相關(guān)理論將專家對目標(biāo)的評價數(shù)據(jù)進行白化處理，以減少個人評估的失誤對整個評估結(jié)果的影響；最后，對各目標(biāo)的評價得分進行分析比較。

2.2 灰色層次分析法在船舶修理項目優(yōu)先級評價中的應(yīng)用步驟

2.2.1 確定指標(biāo)權(quán)重

在同一指標(biāo)體系中，各評價指標(biāo)對目標(biāo)的影響程度不同。因此，在分析各指標(biāo)對目標(biāo)的影響時，應(yīng)根據(jù)各指標(biāo)的重要性賦予不同的權(quán)重，其中重要指標(biāo)占的權(quán)重較大。本文中A=(a1,a2,a3,a4)表示一級指標(biāo)Ui權(quán)重集合，Ai=(ai1,ai2,ai3,ai4)表示二級指標(biāo)Uij權(quán)重集合。

2.2.2 劃分指標(biāo)Uij的評分原則

對于定性指標(biāo)，劃分優(yōu)、良、中、差4個標(biāo)準(zhǔn)衡量船舶修理項目在該指標(biāo)的優(yōu)劣程度，對應(yīng)的分值是4，3，2，1分，而優(yōu)劣程度在相鄰等級之間所對應(yīng)的分值是3.5，2.5，1.5，0.5分。

對于定量指標(biāo)，將帶有不同量綱的Uij進行非量綱化處理，以排除量綱對評價結(jié)果的影響，并按照4分制折算得分。標(biāo)準(zhǔn)化的計算公式如下：

對于正向指標(biāo)

yij=zij/maxzij

對于逆向指標(biāo)

yij=minzij/zij

式中，yij為評價指標(biāo)Uij的無量綱指標(biāo)值；zij為評價指標(biāo)Uij的有量綱指標(biāo)值；maxzij為正向評價指標(biāo)Uij所應(yīng)達到的最佳值； minzij為逆向評價指標(biāo)Uij所應(yīng)達到的最佳值。

2.2.3 對評價指標(biāo)打分，建立評價矩陣

2.2.4 確定船舶修理項目的評價灰類

本文將船舶修理項目的評價灰類取為“優(yōu)”“良”“中”“差”四個等級(分別用e=1,2,3,4表示)，所對應(yīng)的白化函數(shù)fe如下：

(1)1灰類f1(“優(yōu)”)，灰數(shù)←1∈[4,)，即

(2)2灰類f2(“良”)，灰數(shù)←2∈[0,3,6]，即

(3) 3灰類f3(“中”)，灰數(shù)←3∈[0,2,4]，即

(4) 4灰類f4(“差”)，灰數(shù)←4∈[0,1,2]，即

上述白化權(quán)函數(shù)見圖1。

圖1 白化權(quán)函數(shù)a)1灰類f1 b)2灰類f2 c)3灰類f3 d)4灰類f4

2.2.5 計算灰色評價權(quán)矩陣

式中，ni為第i個一級評價指標(biāo)下的二級指標(biāo)個數(shù)。

2.2.6 計算綜合評價得分

由于B(s)為向量，不可直接將船舶修理項目進行評價排序，必須進行單值化處理，W(s)表示第s個船舶修理項目的綜合評價得分，再根據(jù)W(s)的大小排出優(yōu)劣順序。計算公式為：W(s)=B(s)·CΤ。其中，CΤ為評價灰類等級值化向量，可根據(jù)灰類等級的“灰水平”進行賦值。

3 灰色層次分析法在船舶修理項目優(yōu)先級評價中的應(yīng)用

3.1 船舶修理項目優(yōu)先級評價的應(yīng)用流程

距待修船舶入廠修理的一個月左右，船舶修理企業(yè)按慣例會召開例會，會議內(nèi)容主要是向全廠通報合同內(nèi)容和條款等，各部門進行資源和技術(shù)的準(zhǔn)備。船舶修理企業(yè)可在例會中召集所有專業(yè)主管和項目經(jīng)理對該船舶修理項目的評價指標(biāo)進行打分并建立評價矩陣，計算得出該船舶修理項目的綜合評價得分。在每月月末對下月的船舶修理項目的綜合評價得分進行排序，從而得出下月船舶修理項目優(yōu)先級的順序，為優(yōu)先級高的修理項目最先配置資源。具體的流程見圖2。

3.2 船舶修理項目優(yōu)先級評價的算例

A船舶修理企業(yè)目前有3個船舶修理項目，合同金額分別為210萬元、175萬元、140萬元，項目總成本分別為120萬元、80萬元、60萬元，按照上文步驟對3個船舶修理項目進行優(yōu)先級評價。

(1)確定各指標(biāo)的權(quán)重，A=(0.39,0.08,0.39,0.14)；A1=(0.33,0.67)；A2=(0.33,0.57,0.1)；A3=(0.55,0.09,0.23,0.13)；A4=(0.31,0.58,0.11)。

(2)合同金額為正向指標(biāo)，項目總成本為逆向定量指標(biāo),根據(jù)公式進行折算計算得分。合同金額得分分別為4，3，2.5，項目總成本得分分別為2，3，4。

(3)專家評分并建立評分矩陣。本例中選取5位專家進行評分，評分矩陣如下。同理，可得第2、3船舶修理項目的評分矩陣D(2)，D(3)。

圖2 船舶修理項目優(yōu)先級評價流程

(4)計算第1船舶修理項目的灰色權(quán)矩陣為

B(1)=(0.332 4,0.376 1,0.291 3,0)。

由公式W(s)=B(s)·CΤ，可知W(1)=3.040 6。

第1條船舶修理項目的綜合評價得分為3.040 6，同理可得第2、3條船舶修理項目的綜合評價得分分別為3.140 6，3.205 7。由綜合評價得分可知第3條船舶修理項目的優(yōu)先級高，應(yīng)優(yōu)先進行資源配置，組織修理。

將本算例數(shù)據(jù)采用模糊層次分析法(參考文獻[10])進行驗證，得到第1、2、3條待修船舶的評價分數(shù)分別為68.328 2,76.878 7,79.102 0。第3條待修船舶的優(yōu)先級最高，第2條次之，與本文計算結(jié)果相符。

將模糊層次分析法與灰色層次分析法得到的綜合評價得分進行歸一化處理，從圖3中可看出采用灰色層次分析法評價各個船舶修理項目之間的差別程度較小，減少了由于個別指標(biāo)的得分較高或較低而造成的整個項目得分的波動，使評價結(jié)果趨于穩(wěn)定和精確。

圖3 模糊層次分析法與灰色層次分析法評價得分對比

3.3 船舶修理項目優(yōu)先級評價的MATLAB實現(xiàn)

MATLAB是矩陣實驗室(Matrix Laboratory)的簡稱，核心是一個基于矩陣運算的快速解釋處理程序，其具有強大的矩陣計算及仿真能力[13]。本文通過利用MATLAB簡化灰色層次分析法的計算，提高船舶修理項目評價的速度和效率，使其具有更大的易用性。部分代碼見圖4。

MATLAB的輸出結(jié)果，第1條船舶修理項目的灰色評價，綜合評價分值為3.040 6，與前述方法計算結(jié)果相同，說明適用于船舶修理項目優(yōu)先級評價的計算。

4 結(jié)語

各項目的優(yōu)先級是船舶修理企業(yè)制訂計劃、資源配置首要考慮的問題。為解決船舶修理企業(yè)船舶修理項目的優(yōu)先級問題，首先，本文結(jié)合平衡計分卡的思想，將船舶修理項目的評價分為四個維度，并且通過實地調(diào)研、文獻瀏覽法對維度進行細分，確定評價要素，從而建立船舶修理項目優(yōu)先級的評價指標(biāo)體系；其次，利用灰色層次分析法評價船舶修理項目的優(yōu)先級；最后，通過算例進行驗證，同時運用MATLAB程序來簡化計算。算例表明該方法的評價結(jié)果科學(xué)合理，計算過程較為簡便，適合船舶修理企業(yè)的實際應(yīng)用。

圖4 MATLAB程序部分代碼(軟件截圖)

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2016-04-25