主观赋权方法怎么选?七类常用方法的思路、优缺点与适用场景
<div style=“text-align: center;”> <img src=“figures/subjective-weighting-methods-guide/00-subjective-weighting-theme.png” width=“900” alt=“采购经理在仓库样品台前,为产品质量、采购成本、交付能力和售后服务分配砝码”> </div>
假设你要为一家企业选择供应商,已经确定了四个评价指标:产品质量、采购成本、交付能力和售后服务。
负责生产的人最关心质量,采购部门希望控制成本,销售部门则担心交货不及时。大家都能说出理由,可一旦要把这些判断变成权重,就遇到了问题:
质量应该占多少?它比交付重要多少?如果只能说“略微重要”,又该怎么计算?
主观赋权方法,就是把这些经验、偏好和专业判断整理成权重的工具。不同方法提出的问题不同,有的要求两两比较,有的先排序,有的允许表达模糊判断,还有的考虑指标之间的相互影响。
下面围绕这个供应商评价场景,介绍 MCDM Online 计算工具中提供的七类主观赋权方法。案例和数值均为说明方法而设定,不代表真实研究数据。
先弄清楚:主观权重表达什么?
在供应商评价中,质量权重较高,表示本次评价希望更重视质量。它不意味着质量数据的波动最大,也不证明质量对企业绩效具有最大的因果影响。
主观赋权主要依据评价者的判断;熵权法、CRITIC等客观赋权方法主要依据数据特征。选择哪一种,应取决于研究希望权重表达什么。
一般情况下,权重满足:
$$ w_j\geq 0,\qquad \sum_{j=1}^{n}w_j=1 $$
但把一组数字归一化,只能保证形式上的规范。权重是否合理,还要看评价目标是否明确、指标定义是否清楚,以及判断者是否了解相关业务。
例如,“采购成本”究竟只指报价,还是包含运输、返工和维护费用?如果不同专家理解不同,换一种赋权方法也难以解决分歧。
1. AHP:把复杂判断拆成两两比较
层次分析法(AHP)先建立目标、准则和指标的层次结构,再让评价者比较同一组指标的相对重要性。它通过判断矩阵计算权重,并检查判断的一致性。
在供应商案例中,你不必直接给质量分配一个百分比,而是依次回答:质量和成本谁更重要?质量和交付谁更重要?交付和售后谁更重要?通常采用1–9标度表达相对重要程度,反向比较填写倒数。
同一判断矩阵中的指标应相对于共同的上级目标进行比较。若在“产品质量”下继续细分为合格率和质量稳定性,这两个指标得到的是相对于产品质量的局部权重。例如,产品质量占总权重的0.40,合格率在产品质量内部占0.60,则合格率相对于总目标的全局权重为$0.40\times0.60=0.24$。不同层级的权重不能直接放在一起比较。
一致性检验关注比较判断能否相互协调。例如,若质量比交付重要、交付又比售后重要,却认为售后远比质量重要,就需要回头检查判断理由。通过一致性检验并不证明权重符合现实;未通过时,应核对指标含义和比较依据,再修订判断。
优点: 层次结构清楚,能把一个大问题拆成较容易回答的小问题;判断矩阵保留了权重的依据,方便解释和复核;一致性检验能够提示明显的逻辑冲突。
局限: 同一判断矩阵包含$n$个指标时,需要$n(n-1)/2$次独立比较。指标较多时,填写和复核的负担会增加,专家也可能难以稳定区分相邻标度。
适合的情况: 指标层次明确,同一组指标数量适中,研究需要清楚展示判断依据和一致性检查过程。
2. BWM:围绕最重要和最不重要的指标比较
最优最劣法(BWM)先让评价者选出最重要和最不重要的指标,然后完成两组比较:最重要指标相对于各指标有多重要,各指标相对于最不重要指标有多重要。再通过优化模型寻找尽量符合这些判断的权重。
例如,先选质量为最重要指标,售后为最不重要指标,再围绕它们填写比较。这里的“最优、最劣”指重要性的两端,不是在评价某家供应商表现好坏。
两组比较中的自身比较均为1,重复出现的“最重要指标相对于最不重要指标”应填写相同数值。两组判断还应尽量协调:若质量相对于交付的比值为3,交付相对于售后的比值为2,那么完全一致时,质量相对于售后的比值应为6。实际判断可能存在偏差,优化模型会寻找尽量符合两组比较的权重;它不能代替评价者解释这些比较的依据。
优点: 比较集中在两个参照指标上,可以减少填写量。对于$n$个指标,去掉自身比较并合并重复的最重要—最不重要比较后,共有$2n-3$项不同的比较判断;相对AHP的优势在指标较多时更明显。
局限: 最重要和最不重要指标的选择会影响后续判断;如果多项指标的重要程度接近,选定参照可能并不容易。两组比较仍可能冲突,需要结合所用模型检查一致性。
适合的情况: 同一组指标较多,评价者能够明确识别重要性的两端,希望降低比较负担。
操作说明:BWM使用指南。
3. G1:先排顺序,再判断相邻差距
G1序关系法先将指标按重要性排序,再给出相邻指标的重要性比值,由这些比值递推并归一化得到权重。
假设排序为“质量、交付、成本、售后”,评价者只需判断质量相对于交付、交付相对于成本、成本相对于售后的重要性比值。
按重要性从高到低排序后,相邻比值表示前一个指标的权重与后一个指标的权重之比,应不小于1;比值为1表示同等重要。例如,三个相邻比值分别取1.2、1.5和1.1时,以售后的相对权重为1,成本为1.1,交付为$1.5\times1.1=1.65$,质量为$1.2\times1.65=1.98$,再将这四个数归一化即可得到权重。这也说明,排序相同并不意味着权重相同,相邻差距同样决定结果。
优点: 在确定排序后,$n$个指标只需要$n-1$个相邻比值;计算过程简洁,通常不需要AHP式的一致性检验,便于解释权重如何从排序和差距得到。
局限: 对初始排序依赖较强;相邻比值会逐级传递,连续偏大的比值可能拉大首尾权重差距。如果评价者连排序都难以确定,G1也不会让问题自动变简单。
适合的情况: 指标有较明确的重要性顺序,评价者容易判断相邻差距,希望减少比较次数。
4. 优序图法:只判断谁更重要
如果评价者能够判断质量比成本重要,却无法可靠地回答“重要多少”,优序图法提供了更简单的表达方式。
项目使用1表示前者相对重要,0表示前者相对不重要,0.5表示同等重要。完成两两比较后,按行汇总并归一化得到权重。
填写比较矩阵时,行指标相对于列指标的判断记为$p_{ij}$,非对角元素应满足$p_{ij}+p_{ji}=1$。例如,质量相对于成本填1,成本相对于质量就应填0;同等重要时,两处均填0.5。自身比较不计入汇总,对角线留空或填0。
优点: 标度简单,填写门槛较低;不要求评价者给出重要性比值,计算结果容易复核。
局限: 只能保留胜负或平局关系,难以区分“略微重要”和“重要得多”;仍需要两两比较;可能出现质量优于成本、成本优于交付、交付又优于质量的循环判断。汇总得到权重不会自动消除这种冲突。
适合的情况: 希望快速整理相对优先关系,或者评价者只能稳定判断谁更重要。若研究需要细致表达重要性强度,应考虑其他方法。
5. AHM:通过属性测度汇总相对重要性
属性层次模型(AHM)以属性测度表达指标之间的相对重要关系,再汇总得到权重。项目的AHM工具接收AHP式判断矩阵,并根据设定的参数$\beta$转换成属性判断矩阵。
在供应商案例中,评价者仍然需要比较质量、成本、交付和售后,只是后续将采用属性测度的转换与汇总规则。
转换后的非对角测度位于0到1之间,相反方向的两个测度之和为1,同等重要时各为0.5。例如,在本工具中,当质量相对于成本的AHP标度为3、$\beta=2$时,质量相对于成本的属性测度为$6/7$,反向测度为$1/7$。这些数用于表达相对重要关系,不应解读为质量更重要的概率。随后汇总各指标对应的测度并换算为权重;改变$\beta$可能改变权重,因此报告中应说明参数取值,并检查结论对参数变化是否敏感。
优点: 可以利用AHP式的比较数据;计算过程相对简洁;通常无需采用AHP的CR一致性检验。
局限: 仍然需要收集两两比较,省去一致性检验不会自动减少专家填写量;转换规则和参数设定会影响权重解释。缺少AHP式检验,也意味着研究者需要主动复核异常和相互矛盾的判断。
适合的情况: 研究采用属性测度框架,或者已有AHP式比较数据,并且能够清楚说明转换参数及其依据。
操作说明:AHM使用指南。
6. 三角模糊AHP:给判断留出模糊范围
三角模糊AHP在AHP的两两比较中引入三角模糊数$(l,m,u)$,其中$0<l\leq m\leq u$。代表值$m$是隶属度为1的值,不一定是上下界的算术中点;下界$l$和上界$u$表达判断的模糊范围。在代表值和标度一致时,范围越宽,表示判断的模糊程度越大。本工具的代表值沿用AHP的1–9标度及其倒数。
例如,认为产品质量比采购成本稍微重要,但判断不够确定时,可以用$(2,3,4)$代替单一的标度3,同时保留重要程度和模糊性。
三角模糊AHP存在不同的权重计算方案。本工具先提取代表值矩阵并进行一致性检验,再构造模糊评判因子矩阵、调整判断矩阵,最后通过方根法计算并归一化得到权重。模糊范围的引入不能代替对判断一致性的检查。
优点: 能保留单个数值难以呈现的判断模糊性;可以将语言描述映射为三角模糊数,适合评价者不愿给出过于精确判断的情境。
局限: 需要解释三个数的含义,数据准备和计算更复杂;模糊数的取值规则和所用的权重计算方案可能影响结果,采用去模糊化的方案还需要说明其具体规则。范围并非越宽越好,随意设置上下界会引入额外的主观选择。
适合的情况: 判断本身存在明确的模糊性,而且能够说明语言标度、上下界设定和计算流程。只因为方法名称包含“模糊”,不足以成为选用理由。
操作说明:三角模糊AHP使用指南。
7. ANP:把指标之间的依赖与反馈纳入模型
AHP通常用层次结构组织问题。但现实中,供应商的质量、成本和交付可能存在相互联系:提高质量要求可能改变成本,生产与交付安排也可能相互制约。
网络层次分析法(ANP)允许在模型中表达这些依赖和反馈关系。研究者先依据业务知识、理论或其他证据建立关系结构,评价者再在明确的影响条件下进行比较,最后通过超矩阵及其加权、极限计算得到优先权重。
优点: 能将层次模型较难呈现的依赖和反馈纳入分析,适合关系结构本身就是研究重点的评价问题。
局限: 网络关系、比较问题和归一化规则都需要仔细设计,判断量和解释难度通常较高;极限计算也需要关注收敛条件。仅凭指标在数据上相关,不能直接确定ANP中的影响关系。
对于供应商案例,如果研究只需要表达四个方面的评价偏好,层次结构可能已经足够;若赋权必须考虑有依据的指标依赖与反馈关系,可以进一步考虑ANP。ANP用于在既定关系结构下综合优先权重,其计算结果不能直接作为因果关系的证据。
适合的情况: 有明确依据支持指标或指标组之间的依赖与反馈,并且能够完成网络建模、条件比较和结果解释。
多位专家参与时:群策怎么做?
回到供应商案例,生产、采购和销售部门可能分别给出不同判断。群策赋权就是按明确的规则汇总多位评价者的意见,形成群体权重。它可以与AHP、G1等方法结合,既要选择个人如何表达判断,也要确定多人意见如何汇总。
收集判断前,应统一评价目标、指标含义、标度和比较条件,并说明专家为何适合参与本次评价。参与人数和专业构成应结合研究范围与意见代表性确定;多找几位专家,并不能自动保证权重更合理。
一种做法是先汇总判断,再计算权重。 例如,群策AHP可以对各专家判断矩阵中对应位置的数值取几何平均,得到群体判断矩阵,再计算权重。几何平均能够保留正互反矩阵的倒数关系;直接逐项取算术平均,通常不能保留这一性质。采用这种做法时,各矩阵不仅要维度相同,指标顺序和比较含义也必须一致。本工具的三角模糊AHP问卷处理则对对应位置的$l$、$m$、$u$分别取几何平均。
另一种做法是先计算个人权重,再汇总权重。 各专家分别完成赋权,随后按专家权重进行加权平均。设第$k$位专家对指标$j$的权重为$w_j^{(k)}$,专家权重为$\alpha_k$,则:
$$ \bar w_j=\sum_{k=1}^{K}\alpha_k w_j^{(k)},\qquad \alpha_k\geq0,\qquad \sum_{k=1}^{K}\alpha_k=1 $$
例如,三位专家对质量的权重分别为0.50、0.30和0.40,专家等权时,群体质量权重为0.40。本工具的群策G1采用这种方式:每位专家可以给出不同的重要性排序,分别计算权重后,再按指标名称对齐并汇总,不能直接把不同排序下的相邻比值逐项平均。先汇总判断与先汇总权重在一般情况下可能得到不同结果,研究中应说明采用哪一种流程及其理由。
专家权重与指标权重表达不同含义:前者决定每位专家的意见在汇总中占多少,后者决定每个指标在评价中占多少。若没有充分依据区分专家影响,可以采用等权;若设置不同专家权重,应说明相关专业经验、任务熟悉程度等依据,并检查改为等权后结论是否明显变化。
群策还需要区分个人判断的一致性与专家之间的共识。两位专家的AHP矩阵都可能通过一致性检验,却分别更重视质量和成本;平均后得到一组权重,也不意味着分歧已经消失。应保留个人结果,检查差异集中在哪些指标,必要时反馈给专家讨论或重新判断。问卷修订或剔除应有事先说明的规则,并记录处理理由及其对结果的影响。
操作说明:群策AHP、群策G1、群策三角模糊AHP。不同方法的群策数据要求与汇总规则应分别核对。
把七类方法放在一起看
下面的比较用于初步选型,最终仍需结合研究目标和数据准备条件。
| 方法 | 主要向评价者提什么问题 | 主要优点 | 主要局限 |
|---|---|---|---|
| AHP | 两个指标谁更重要,程度如何? | 层次清楚,有一致性检查 | 比较量随同组指标数快速增加 |
| BWM | 相对于最重要和最不重要指标,差距如何? | 指标较多时可减少比较 | 依赖参照选择,仍需检查一致性 |
| G1 | 顺序是什么,相邻指标差多少? | 只需相邻比值,计算简单 | 依赖排序,比值差异逐级传递 |
| 优序图法 | 谁更重要,或是否同等重要? | 标度简单,易填写 | 丢失强度信息,可能出现循环偏好 |
| AHM | 如何用属性测度汇总比较判断? | 汇总简洁,可利用AHP式数据 | 需解释转换参数,主动复核判断 |
| 三角模糊AHP | 判断的代表值和模糊范围是什么? | 保留判断的模糊性 | 数据准备复杂,受模糊数及计算规则影响 |
| ANP | 在给定影响条件下,哪些因素更重要? | 可表达依赖和反馈 | 建模、判断和解释负担较大 |
真正选方法时,先回答三个问题
第一,评价者能稳定回答哪一种问题? 能给出相对重要程度,可以考虑AHP;能明确排序和相邻差距,可以考虑G1;只能判断谁更重要,可以考虑优序图法。若能选出重要性的两端,BWM也是一个候选。
第二,判断的模糊性是否需要显式表达? 如果专家确实难以给出单个确定判断,可以考虑三角模糊AHP,并说明使用的标度。不要把不了解指标、信息不足或问卷表述不清,都归结为模糊性。
第三,指标之间的依赖是否是本次研究必须处理的问题? 若有明确的依赖与反馈结构,可以考虑ANP;若主要任务是为既定指标分配重要性,先采用能够清楚解释的简单框架。
例如,这个四指标供应商案例采用AHP,只需6次独立比较,操作负担并不高。改成同一组10个指标时,AHP需要45次比较,BWM有17项不同的比较,G1在确定排序后需要9个相邻比值。比较次数只是工作量的一部分,问题是否容易理解同样重要。
从一组清楚的指标开始
现在可以先写清楚评价目标、指标含义和专家能够回答的问题,再选择方法。对于层次明确、指标数量适中的研究,AHP是一个便于展示完整判断过程的起点;若填写负担、模糊表达或网络依赖是主要问题,再按需要选择其他方法。
在MCDM Online计算工具中选择相应方法前,先查看使用指南,核对所需数据和标度。想进一步理解权重如何进入综合评价,可以阅读综合评价入门;准备开展AHP研究,可以继续阅读AHP实证分析指南。
最终值得写进论文或报告的,不只是“采用了某种赋权方法”,还包括为什么选它、判断如何获得,以及这些判断对结果有多大影响。
若采用群策,还应交代专家人数与专业构成、专家权重、意见汇总方式,以及分歧和异常问卷的处理过程,让读者能够复核群体权重的来源。