Кіріспе
Күрделі шешімдерді ұйымдастыру және талдаудың құрылымдалған әдісі. Шешім қабылдау теориясында аналитикалық иерархиялық процесс (АИП), сондай-ақ аналитикалық иерархиялық процесс – математика мен психологияға негізделген күрделі шешімдерді ұйымдастыру және талдаудың құрылымдалған әдісі. Оны 1970 жылдары Томас Л. Саати әзірледі; Саати 1983 жылы Эрнест Форманмен бірлесіп «Эксперт-Таңдау» бағдарламалық құралын жасады, содан бері АИП кеңінен зерттелді және жетілдірілді. Бұл шешім қабылдау критерийлерінің салмағын анықтау үшін дәл тәсілді ұсынады. Жеке сарапшылардың тәжірибесі жұптық салыстыру арқылы факторлардың салыстырмалы шамаларын бағалау үшін қолданылады. Әрбір жауап беруші арнайы дайындалған сауалнама арқылы әрбір элементтің салыстырмалы маңыздылығын салыстырады. АИП көмегімен сарапшылар немесе шешім қабылдаушылар критерийлерді және, қажет болған жағдайда, қосалқы критерийлерді жұптап салыстыра отырып, критерийлердің салыстырмалы маңыздылығын анықтай алады. Осыған сүйене отырып, ең қолайлы нұсқа таңдалады.
In the theory of decision making, the analytic hierarchy process (AHP), also analytical hierarchy process, is a structured technique for organizing and analyzing complex decisions, based on mathematics and psychology. It was developed by Thomas L. Saaty in the 1970s; Saaty partnered with Ernest Forman to develop Expert Choice software in 1983, and AHP has been extensively studied and refined since then. It represents an accurate approach to quantifying the weights of decision criteria. Individual experts’ experiences are utilized to estimate the relative magnitudes of factors through pair wise comparisons. Each of the respondents compares the relative importance of each pair of items using a specially designed questionnaire. The relative importance of the criteria can be determined with the help of the AHP by comparing the criteria and, if applicable, the sub criteria in pairs by experts or decision makers. On this basis, the best alternative can be found.
Білім беру және ғылыми зерттеулер
Аналитикалық иерархиялық процесті қолдану арнайы академиялық дайындық талап етпесе де, ол көптеген жоғары оқу орындарында, оның ішінде инженерлік мектептер мен бизнес мектептерінде маңызды пән саналады. Бұл сапа саласындағы аса маңызды пән болып табылады және Six Sigma, Lean Six Sigma және QFD сияқты көптеген мамандандырылған курстарда оқытылады. Аналитикалық иерархиялық процесс жөніндегі халықаралық симпозиум (ISAHP) осы салаға қызығушылық танытқан ғалымдар мен тәжірибелі мамандардың екі жылда бір рет кездесулерін ұйымдастырады. Симпозиумда кең ауқымды тақырыптар талқыланады. 2005 жылғы тақырыптар "Хирургиялық мамандар үшін төлем стандарттарын белгілеуден" бастап, "Стратегиялық технологиялық жол картасын жасауға" және "Жақында зардап шеккен елдерде инфрақұрылымды қайта жаңартуға" дейін қамтыды. 2007 жылы Чилидің Вальпараисо қаласында өткен шарада АҚШ, Германия, Жапония, Чили, Малайзия және Непал сияқты 19 елден 90 баяндама ұсынылды. 2009 жылы Пенсильвания штатының Питтсбург қаласында өткен симпозиумда да шамамен осындай көлемде мақалалар таныстырылды, онда 28 ел өкілдік етті. Мақалалардың тақырыптарына Латвиядағы экономикалық тұрақтандыру, банк секторындағы портфельді іріктеу, жантүршігерлік ормандарды басқару арқылы жаһандық жылынуды жеңілдету және Непалдағы ауылдық шағын жобалар кірді.
Сипаттамалар анықталды
Иерархия – адамдарды, заттарды, идеяларды және т.б. реттеудің және ұйымдастырудың қабатталған жүйесі, онда жүйенің әрбір элементі, ең жоғарғысынан басқа, бір немесе бірнеше басқа элементтерге бағынады. Иерархия тұжырымы интуитивті түрде оңай түсінілсе де, оны математикалық тұрғыдан да сипаттауға болады. Иерархиялардың схемалары көбінесе пирамидалар сияқты болады, бірақ жоғарғы жағында бір элемент болудан басқа, иерархияда міндетті түрде пирамида пішіндес ештеңе жоқ. Адамдық ұйымдар көбінесе иерархия ретінде құрылады, мұнда иерархиялық жүйе жауапкершіліктерді тағайындау, басшылықты жүзеге асыру және қарым-қатынасты жеңілдету үшін қолданылады. "Нәрселердің" таныс иерархиясына "жоғарыда" үстел компьютерінің корпусы, ал "төменде" оның бағынышты мониторы, пернетақтасы және тышқан кіреді. Идеялар әлемінде біз иерархияны күрделі шындық туралы егжей-тегжейлі білім алуға көмектесу үшін қолданамыз: біз шындықты оның құрамдас бөліктеріне бөлеміз, ал олар өз кезегінде өздерінің құрамдас бөліктеріне, иерархияның төменгі деңгейіне қарай біз қаншалықты тереңге бойлаймыз. Әр қадамда біз тұтасқан бір компонентті түсінуге назар аударамыз, басқа компоненттерді уақытша елемеу арқылы осы және басқа деңгейлерде. Осы процестен өту арқылы біз зерттейтін күрделі шындықты жаһандық тұрғыдан жақсырақ түсінеміз. Мысалы, анатомияны оқып жатқан медицина студенттері қолданатын иерархияны қарастырыңыз: олар бұлшық-сүйек жүйесін (оның ішінде қол, оның құрамына кіретін бұлшық еттер мен сүйектер сияқты бөліктері мен кіші бөліктері), қан айналымы жүйесін (оның көптеген деңгейлері мен тармақтары), жүйке жүйесін (оның көптеген компоненттері мен кіші жүйелері) және т.б. жеке қарастырады, барлық жүйелерді және олардың маңызды бөлімшелерін қамтығанша. Жоғары сынып студенттері бұл бөліністі клетка немесе молекула деңгейіне дейін жалғастырады. Соңында студенттер "жалпы суретті" және оның көптеген бөлшектерін түсінеді. Олар жеке бөліктердің тұтасқа қалай байланысқандығын түсінеді. Иерархиялық жұмыс істеу арқылы олар анатомияны толыққанды түсіне алады. Сол сияқты, шешім қабылдаудың күрделі мәселесіне келгенде, біз иерархияны пайдаланып, үлкен көлемдегі ақпаратты жағдайды түсіну үшін жинақтай аламыз. Осы ақпарат құрылымын құру барысында біз проблеманың жалпы суретін жақсырақ түсінеміз. Күрделірек иерархияларды осы мақаланың арнайы талқылау беттерінен табуға болады. Кез келген АХП иерархиясының дизайны қолдағы проблеманың сипатына ғана емес, сонымен қатар қатысушылардың біліміне, бағалауларына, құндылықтарына, пікірлеріне, қажеттіліктеріне, тілектеріне және т.б. байланысты болады. Иерархияны құру әдетте қатысушылардың маңызды талқылауын, зерттеулерін және жаңалықтар ашуын қамтиды. Тіпті бастапқы құрылысынан кейін оны жаңадан ойланған критерийлерді немесе бастапқыда маңызды деп саналмаған критерийлерді қабылдауға өзгертуге болады; сондай-ақ, баламаларды қосу, жою немесе өзгерту мүмкін.
Басымдықтарды анықтау
Бұл бөлім басымдықтарды түсіндіріп, олардың қалай белгіленетінін көрсетеді және қарапайым мысал ұсынады.
Басымдықтар анықталып, түсіндірілді
Басымдықтар – AHP иерархиясының түйіндерімен байланысты сандар. Олар кез келген топтағы түйіндердің салыстырмалы салмағын көрсетеді. Ықтималдықтар сияқты, басымдықтар да бірліктері мен өлшемдері жоқ, нөл мен бір арасындағы абсолютті сандар. Басымдығы .200 тораптың мақсаты, .100 торапқа қарағанда екі есе, ал .020 торапқа қарағанда он есе және т.б. салмаққа ие. "Салмақ" термині мәні, артықшылығы, ықтималдығы немесе шешім қабылдаушылар қарастыратын кез келген факторды білдіруі мүмкін. Басымдықтар иерархияның архитектурасына сәйкес бөлінеді және олардың мәндері процестің пайдаланушылары енгізген ақпаратқа байланысты. Мақсаттың, критерийлердің және баламалардың басымдықтары тығыз байланысты, бірақ оларды жеке қарастыру қажет. Міндеттің басымдығы – 1.000. Баламалардың басымдықтарының қосындысы әрқашан 1.000-ға тең. Көп деңгейлі критерийлермен жағдай күрделене түсуі мүмкін, бірақ егер тек бір деңгей болса, олардың басымдықтары да 1.000-ға тең болады. Мұның бәрін төмендегі мысалдағы басымдықтар көрсетеді. Мысалдың әрбір деңгейіндегі – мақсат, критерийлер және баламалар – басымдықтарының барлығы 1.000-ға тең екеніне назар аударыңыз. Көрсетілген басымдықтар критерийлердің немесе баламалардың салмақтары туралы ешқандай ақпарат енгізілгенге дейін бар, сондықтан әр деңгейдегі басымдықтар бірдей. Олар иерархияның әдепкі басымдықтары деп аталады. Егер осы иерархияға бесінші критерий қосылса, әрбір критерийдің әдепкі басымдығы 0.200-ге тең болады. Егер тек екі балама болса, олардың әрқайсысының әдепкі басымдығы 0.500-ге тең болады. Иерархияда бірнеше деңгейдегі критерийлер болған кезде екі қосымша ұғым қолданылады: жергілікті басымдықтар және жаһандық басымдықтар. Төменде көрсетілген иерархияны қарастырайық, онда әрбір критерийдің бірнеше субкритерийлері бар. Сұр түсті жергілікті басымдықтар, туысқандар тобындағы түйіндердің ата-анасына қатысты салыстырмалы салмағын көрсетеді. Әрбір критерийлер тобының жергілікті басымдықтары мен олардың туысқан субкритерийлерінің қосындысы 1.000-ға тең. Қара түсті көрсетілген жаһандық басымдықтар, туысқандардың жергілікті басымдықтарын ата-анасының жаһандық басымдылығына көбейту арқылы алынады. Барлық деңгейдегі барлық субкритерийлердің жаһандық басымдықтарының қосындысы 1.000-ға тең. Ереже мынадай: иерархияда балалық түйіндердің жаһандық басымдықтары әрқашан олардың ата-анасының жаһандық басымдығына тең болады. Бір топ балада жергілікті басымдықтардың қосындысы 1.000-ға тең. Біз әзірге тек әдепкі басымдықтарды қарастырдық. Аналитикалық иерархиялық процесс алға жылжыған сайын, шешім қабылдаушылар әртүрлі тораптардың маңыздылығы туралы ақпаратты енгізу арқылы басымдықтарды әдепкі мәндерінен өзгертеді. Олар мұны жұптық салыстырулар жасау арқылы іске асырады.
Практикалық мысалдар
Тәжірибелі мамандар АХП-ны түсінудің ең жақсы жолы – жағдайларды және мысалдарды қарастыру екенін біледі. Осы мақалаға қосымша ретінде егжей-тегжейлі оқыту мысалдары ретінде арнайы жасалған екі толыққанды жағдайды зерттеу берілген: Төрт критерий және үш баламасы бар қарапайым қадамдық мысал: Ұйымға басшы таңдау. Он критерий/қосалқы критерий және алты баламасы бар күрделі қадамдық мысал: Отбасылық автомобиль сатып алу және жабдықты таңдау мысалы. AHP туралы кейбір кітаптарда оның қолданылуының практикалық мысалдары келтірілген, бірақ олар көбінесе қадамдық оқу құралы ретінде емес.
Simple step by step example with four Criteria and three Alternatives: Choosing a leader for an organization. More complex step by step example with ten Criteria/Subcriteria and six Alternatives: Buying a family car and Machinery Selection Example. Some of the books on AHP contain practical examples of its use, though they are not typically intended to be step by step learning aids.
Ретті ауыстыру
Шешім қабылдау – бұл баламаларды критерийлер немесе осы баламалардың атрибуттары бойынша реттеуді қамтамасыз ету. Кейбір шешім қабылдау теорияларының аксиомасы бойынша, шешім мәселесіне жаңа баламалар қосылған кезде, ескі баламалардың реті өзгеруі тиіс емес – «рангтың кері өзгеруі» болмауы керек. Рангтың кері өзгеруіне қатысты екі түрлі пікір бар. Бірі, қосымша атрибуттарды енгізбейтін жаңа баламалар ешқандай жағдайда рангтың кері өзгеруіне себеп болмауы керек дейді. Екіншісі, кейбір жағдайларда рангтың кері өзгеруін күтуге болады деп санайды. AHP-нің бастапқы құрамы рангтың кері өзгеруіне мүмкіндік берді. 1993 жылы Форман екінші AHP синтез режимін енгізді, оны идеалды синтез режимі деп атады. Бұл режим таңдау жағдайларында «маңызсыз» баламаны қосу немесе алып тастаудың қолданыстағы баламалардың ретін өзгертпеуі керек. AHP-нің қазіргі нұсқасы осы екі пікірді де ескере алады – оның идеалды режимі рангты сақтайды, ал үлестіру режимі рангтың өзгеруіне мүмкіндік береді. Қай режим қолдағы мәселеге сәйкес таңдалады. Рангтың кері өзгеруі және AHP мәселесі 2001 жылы жарияланған «Операциялық зерттеулер» мақаласында кеңінен талқыланды. Мақалада рангтың кері өзгеруінің мысалдары келтірілген: баламаның көшірмелері мен оған ұқсас көшірмелерін қосу, шешім қабылдау ережелерінің тұрақсыздығы, «фантомдық» және «әшекейлік» баламаларды қосу, сондай-ақ пайдалылық функцияларындағы ауысу құбылысы. Сондай-ақ, AHP-нің үлестіру және идеалды режимдері де қарастырылған. 2014 жылы AHP-нің рангты кері өзгерткен жаңа түрі табылды. Бұл жағдайда, маңызсыз деректерді жою кезінде рангтың кері өзгеруі байқалды, яғни баламаларды ажырата алмайтын деректерді жою. Рангтың кері өзгеруінің түрлі түрлері бар. Сонымен қатар, AHP-ден басқа әдістер де мұндай рангтың кері өзгеруін көрсетуі мүмкін. AHP және басқа көпкритериялық шешім қабылдау (МКДМ) әдістерімен рангтың кері өзгеруі туралы толыққанды ақпарат шешім қабылдаудағы рангтың кері өзгеруі бетінде берілген.
Кейбір салмақты экстракциялау әдістерінің монотондылығы жоқ
Салыстыру матрицасында бір бағаны нашаррақ бағамен алмастырып, жаңа басымдықтың көрсеткіші бастапқы басымдықтан нашар болатынын тексеруге болады. Турнирлік матрицалар контекстінде Оскар Перрон негізгі оң өздік вектор әдісінің монотонды емес екенін дәлелдеген. Бұл қасиет n > 3 болғанда, өзара n x n матрицалар үшін де көрсетілуі мүмкін. Балама тәсілдер басқа жерде талқыланады.