研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性指標(biāo)權(quán)重確定的FANP法

陳相杰，楊乃定，劉效廣

西北工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，西安710129

1 引言

研發(fā)活動(dòng)是國(guó)家和企業(yè)獲得持久競(jìng)爭(zhēng)力的源泉。近年來(lái)，隨著科技的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)環(huán)境的復(fù)雜多變，研發(fā)活動(dòng)面臨的復(fù)雜性越來(lái)越高，復(fù)雜性管理已成為項(xiàng)目管理領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。復(fù)雜性評(píng)價(jià)是銜接復(fù)雜性識(shí)別和復(fù)雜性控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)方法主要分三類：基于計(jì)算復(fù)雜性的評(píng)價(jià)方法[1-2]、基于項(xiàng)目結(jié)構(gòu)模型的評(píng)價(jià)方法[3-5]和綜合評(píng)價(jià)法[6-7]。第一類方法只能對(duì)特定的項(xiàng)目管理問(wèn)題如排序和調(diào)度復(fù)雜性進(jìn)行評(píng)價(jià)；第二類方法實(shí)際上評(píng)價(jià)的是模型的復(fù)雜性，而并非項(xiàng)目本身的復(fù)雜性；應(yīng)用比較廣泛，理論較成熟的是綜合評(píng)價(jià)法，但是該方法應(yīng)用的一個(gè)難點(diǎn)就是指標(biāo)權(quán)重的確定。如何準(zhǔn)確地確定指標(biāo)權(quán)重直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的正確與否。

研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性涉及的元素眾多，元素之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，這就給指標(biāo)權(quán)重確定增加了難度。傳統(tǒng)的指標(biāo)權(quán)重確定方法主要存在以下不足：一方面，層次分析法構(gòu)建的遞階層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了評(píng)價(jià)體系的結(jié)構(gòu)模型，割裂了元素之間的相互關(guān)系，不能正確反映事物之間的本質(zhì)聯(lián)系；另一方面，專家在構(gòu)造判斷矩陣的過(guò)程中采用的是確定值打分，該打分方法不能準(zhǔn)確反映人認(rèn)識(shí)的模糊性，尤其對(duì)于研發(fā)項(xiàng)目，對(duì)未知領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)不足和研發(fā)項(xiàng)目本身的復(fù)雜性使判斷打分的模糊性更加嚴(yán)重。基于此，本研究引入網(wǎng)絡(luò)分析法來(lái)描述評(píng)價(jià)體系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；同時(shí)考慮到人們?cè)诠烙?jì)判斷時(shí)對(duì)邊界值和概率最大值比較敏感的特點(diǎn)，引入三角模糊數(shù)和模糊概率來(lái)描述專家的判斷信息，構(gòu)造模糊判斷矩陣，并采用期望值法對(duì)模糊判斷矩陣進(jìn)行非模糊化處理，然后用加權(quán)平均算子對(duì)專家的打分進(jìn)行綜合集成，這兩種方法的結(jié)合解決了專家打分時(shí)的偶然因素，使打分值更加穩(wěn)定地趨向于真實(shí)值，提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度。最后，通過(guò)實(shí)例與AHP法所得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該方法的有效性。

2 研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

項(xiàng)目復(fù)雜性研究尚處于起步階段，有部分學(xué)者對(duì)項(xiàng)目復(fù)雜性的界定進(jìn)行了研究但并沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)：Baccarini[8]認(rèn)為項(xiàng)目復(fù)雜性包含組織復(fù)雜性和技術(shù)復(fù)雜性兩個(gè)維度；Vidal[9]等人又從項(xiàng)目規(guī)模、相關(guān)性、差異性和環(huán)境4個(gè)方面詳細(xì)描述了項(xiàng)目的組織復(fù)雜性和技術(shù)復(fù)雜性，進(jìn)一步分析了每個(gè)維度可能包含的復(fù)雜性因素；W illiam s[10]考慮到人的認(rèn)識(shí)的有限性，從項(xiàng)目復(fù)雜性的來(lái)源的角度將項(xiàng)目復(fù)雜性分為結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和不確定性，結(jié)構(gòu)復(fù)雜性是指項(xiàng)目各相關(guān)要素的數(shù)量與交互程度，不確定性指的是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)這些知識(shí)的無(wú)知程度，后來(lái)他又將“時(shí)間緊迫性”[11]作為復(fù)雜性的另外一個(gè)維度；Ribbers和Schoo[12]為了尋找ERP項(xiàng)目系統(tǒng)有效的管理方法，對(duì)15個(gè)案例進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性也是項(xiàng)目復(fù)雜性的一個(gè)重要維度，并將項(xiàng)目復(fù)雜性分為結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性；Geraldi[13]等人在前人研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了項(xiàng)目復(fù)雜性包含的5個(gè)維度：結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、不確定性、動(dòng)態(tài)性、緊迫性和社會(huì)政治復(fù)雜性。研發(fā)是對(duì)未知領(lǐng)域的探索，影響項(xiàng)目成功的因素眾多，復(fù)雜性來(lái)源廣泛，形式多樣，關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。實(shí)際上，研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，社會(huì)技術(shù)系統(tǒng)理論認(rèn)為任何系統(tǒng)均包含社會(huì)、技術(shù)和環(huán)境3個(gè)子系統(tǒng)[14]?；谠摾碚?，本研究將NPD項(xiàng)目復(fù)雜性分為組織復(fù)雜性、技術(shù)復(fù)雜性和環(huán)境復(fù)雜性3個(gè)維度。在上述研究的基礎(chǔ)上，羅列出所有可能的復(fù)雜性因素，然后采用Delphi法，反復(fù)征詢專家意見(jiàn)，不斷修改完善，形成最終的指標(biāo)體系如表1所示。

表1 研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1 組織復(fù)雜性

組織復(fù)雜性是指為實(shí)現(xiàn)最終研發(fā)成果所需要的組織和人員的復(fù)雜情況，它包括組織規(guī)模復(fù)雜性、組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、團(tuán)隊(duì)文化和制度復(fù)雜性，以及組織成員交互復(fù)雜性4個(gè)指標(biāo)。組織規(guī)模復(fù)雜性指的是項(xiàng)目組織所包含的團(tuán)隊(duì)、小組、成員的數(shù)量，它是組織復(fù)雜性形成的基礎(chǔ)，組織的規(guī)模越大，管理者需要協(xié)調(diào)的因素越多，組織的復(fù)雜性越高，管理的難度越大。組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜性指的是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)組織所采取的組織結(jié)構(gòu)形式，組織結(jié)構(gòu)的層級(jí)和幅度對(duì)搜集信息的質(zhì)量和命令的執(zhí)行情況會(huì)產(chǎn)生直接影響，是構(gòu)成組織復(fù)雜性的一個(gè)重要因素。團(tuán)隊(duì)文化在一定程度上影響和約束著團(tuán)隊(duì)成員之間的溝通，而組織制度直接規(guī)定了信息傳遞和命令下達(dá)的程序。組織成員交互復(fù)雜性指的是組織內(nèi)部各小組成員之間溝通交流的頻率、深度和廣度，它反應(yīng)了組織內(nèi)部的信息交流與成果共享，利益協(xié)調(diào)與沖突博弈，交互的程度在很大程度上影響了研發(fā)活動(dòng)的走向。這些因素從不同方面影響研發(fā)活動(dòng)，構(gòu)成了研發(fā)項(xiàng)目的組織復(fù)雜性。

2.2 技術(shù)復(fù)雜性

技術(shù)復(fù)雜性指的是研發(fā)過(guò)程中將輸入轉(zhuǎn)化成輸出的技術(shù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度，技術(shù)復(fù)雜性主要來(lái)自4個(gè)方面：原材料、設(shè)備、技術(shù)原理和產(chǎn)品。因此可以將技術(shù)復(fù)雜性分成原材料來(lái)源復(fù)雜性、設(shè)備操作和維護(hù)復(fù)雜性、技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性，以及任務(wù)目標(biāo)多樣性4個(gè)指標(biāo)。原材料是研發(fā)活動(dòng)的物質(zhì)保障，原材料來(lái)源復(fù)雜性指的是原材料的來(lái)源、獲取難度以及持續(xù)性，原材料獲取困難或中斷，影響項(xiàng)目成功。設(shè)備操作和維護(hù)是研發(fā)活動(dòng)進(jìn)行的前提和保障，操作和維護(hù)復(fù)雜性描述的是設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行終止的因素；技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度主要來(lái)自4個(gè)方面：技術(shù)群規(guī)模、技術(shù)新穎度、技術(shù)雜糅程度和關(guān)鍵技術(shù)的獲取難度。按照適應(yīng)度景觀理論[15]，技術(shù)群的規(guī)模決定了適應(yīng)度景觀的空間大小，技術(shù)的雜糅程度描述的是技術(shù)的結(jié)合方式，每一技術(shù)組合都形成一個(gè)局部最優(yōu)，只有特定的技術(shù)組合才會(huì)達(dá)到最高值，研發(fā)的目的就是找到這個(gè)最優(yōu)的技術(shù)組合，并以一定的方式將這些技術(shù)結(jié)合到一起，完成研發(fā)的目標(biāo)。技術(shù)新穎度描述的是對(duì)基礎(chǔ)技術(shù)的掌握程度，技術(shù)新穎度越高，項(xiàng)目尋找到最優(yōu)值的難度就越大，就像技術(shù)空間的一層迷霧，遮擋了研發(fā)人員尋找最優(yōu)值的視線，增加了技術(shù)難度。任務(wù)目標(biāo)多樣性指的是完成最終產(chǎn)品需要實(shí)現(xiàn)的功能、任務(wù)或目標(biāo)。

2.3 環(huán)境復(fù)雜性

環(huán)境復(fù)雜性描述的是研發(fā)過(guò)程中受到項(xiàng)目之外一切因素影響而表現(xiàn)出的無(wú)序性，環(huán)境子系統(tǒng)的復(fù)雜程度對(duì)項(xiàng)目成功產(chǎn)生的影響，可以概括為以下幾個(gè)方面：市場(chǎng)需求復(fù)雜性、資金來(lái)源復(fù)雜性、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)復(fù)雜性以及法律政策因素。市場(chǎng)需求復(fù)雜性描述的是市場(chǎng)需求的不可預(yù)測(cè)性和動(dòng)態(tài)性，反應(yīng)了研發(fā)成果的需求情況；如果市場(chǎng)需求不明確或者經(jīng)常發(fā)生變化，項(xiàng)目成果不能轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟(jì)效益，最終導(dǎo)致項(xiàng)目的失敗。研發(fā)需要持續(xù)的資金支持，資金來(lái)源是多元化的，資金來(lái)源的復(fù)雜性構(gòu)成成為影響項(xiàng)目成功的一項(xiàng)重要因素。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)復(fù)雜性反映了研發(fā)產(chǎn)品的市場(chǎng)容量，競(jìng)爭(zhēng)過(guò)于激烈，導(dǎo)致市場(chǎng)容量有限，無(wú)法收回成本。另外，研發(fā)活動(dòng)必須符合國(guó)家政策和法律法規(guī)，法律政策的變更有可能導(dǎo)致項(xiàng)目被迫停止，前期的投入無(wú)法收回，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 基于FANP的研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

3.1 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型

本文評(píng)價(jià)的對(duì)象是研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性，研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性既是決策目標(biāo)又是評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。各組元素之間存在相互影響和依存關(guān)系，采用Delphi法征求從事研發(fā)項(xiàng)目研究的學(xué)者及專家的意見(jiàn)，調(diào)查匯總各元素集、元素之間的關(guān)系，建立如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型。

3.2 構(gòu)造模糊判斷矩陣

構(gòu)造判斷矩陣的過(guò)程就是進(jìn)行兩兩比較。以往專家在進(jìn)行比較時(shí)，通常給出的是一個(gè)確定的實(shí)數(shù)打分值，而由于事物的復(fù)雜性和人判斷的模糊性，這種確定值往往不能準(zhǔn)確地描述事物的本質(zhì)以及人對(duì)事物的認(rèn)識(shí)。實(shí)際上，人在對(duì)事物進(jìn)行判斷估值時(shí)，對(duì)估計(jì)值的邊界值和最有可能值比較敏感，也就是說(shuō)人們善于給出一個(gè)包含最可能值的分值區(qū)間，而三角模糊數(shù)的特點(diǎn)恰好跟人的這種認(rèn)識(shí)特點(diǎn)相符合，因此本研究采用三角模糊數(shù)來(lái)描述專家的打分值。設(shè)參與打分的專家有m個(gè)，專家集E={E1，E2，…，Em}，專家權(quán)重ωE，ωE={ωE1，ωE2，…，ωEm}，滿足ωE1+ωE2+…+ωEm=1，0≤ωEk≤1，k=1，2，…，m。研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，一級(jí)指標(biāo)集B=(B1，B2，…，Bn)，二級(jí)指標(biāo)集C=(C1，C2，…，Cp)。設(shè)專家的打分值αij=(lij，mij，uij)，表示專家對(duì)Ci和Cj指標(biāo)進(jìn)行比較時(shí)偏愛(ài)Ci的程度，mij表示最有可能的打分值，lij和uij分別是打分值的下限和上限；uij-lij的大小反映了模糊數(shù)的模糊程度，uij-lij越大，打分值模糊程度越高。專家在打分的同時(shí)給出三角模糊數(shù)中每一個(gè)值的模糊概率(plij，pmij，puij)，分別表示lij，mij，uij的可能性大小，其中plij+pmij+puij=1，0≤plij，pmij，puij≤1。

3.3 三角模糊數(shù)的非模糊化

模糊判斷矩陣求指標(biāo)排序向量比較復(fù)雜，先將其轉(zhuǎn)化成非模糊判斷矩陣，對(duì)文獻(xiàn)[16]提出的非模糊化方法——期望值法進(jìn)行簡(jiǎn)化，將上面得到的所有模糊判斷矩陣按公式（1）進(jìn)行非模糊化處理。改進(jìn)方法增強(qiáng)了專家打分的可靠性和穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程。

3.4 三角模糊數(shù)的集成

不同的專家給出的打分值是不同的，另外由于偶然因素的影響，個(gè)別專家的打分值可能偏離真實(shí)值，因此需要一種方法維持打分值的穩(wěn)定性，這里采用加權(quán)算術(shù)平均算子[17]將所有專家的打分值進(jìn)行集成：

則綜合模糊判斷矩陣為：

3.5 模型的ANP計(jì)算

第一步構(gòu)造超矩陣

將非模糊化處理并加權(quán)集成后得到的所有實(shí)數(shù)判斷矩陣，利用特征根法求出判斷矩陣的特征向量，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，特征向量經(jīng)過(guò)歸一化處理后即為單層指

圖1 研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型

將歸一化的排序向量構(gòu)造矩陣Wij：

其中，Wij表示Bi中的元素對(duì)Bj中元素的重要性排序向量，若Bj中元素不受Bi中元素影響，則Wij=0。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建超矩陣W：

第二步計(jì)算加權(quán)超矩陣

對(duì)超矩陣進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，元素組的權(quán)重與元素的權(quán)重求法類似，這里不再贅述。對(duì)Bj無(wú)影響的元素組排序向量為0，得到加權(quán)矩陣為：

其中，i=1，2，…，m，j=1，2，…，m。

第三步求各元素排序向量

4 實(shí)例分析

本研究邀請(qǐng)了10位從事研發(fā)項(xiàng)目管理研究和實(shí)踐的專家進(jìn)行打分，專家按照上面構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行兩兩比較，給出比較的模糊值和模糊概率，并按照公式（1）、（2）進(jìn)行非模糊化處理和集成，假定各個(gè)專家的權(quán)重是一樣的，即均為1/10，得到綜合模糊判斷矩陣。表2是組織復(fù)雜性B1中的各元素關(guān)于任務(wù)目標(biāo)多樣性C8的綜合模糊判斷矩陣，其他綜合模糊判斷矩陣由于篇幅所限，在此不一一列出。

表2 B1中元素關(guān)于C8的綜合模糊判斷矩陣

綜合模糊判斷矩陣是以非整數(shù)的形式給出的，而現(xiàn)有的ANP計(jì)算軟件Super Decision只能計(jì)算整數(shù)形式的判斷矩陣，無(wú)法完成模糊ANP的計(jì)算。應(yīng)用M atlab 7.0軟件對(duì)模糊判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算，求出各個(gè)綜合模糊判斷矩陣的歸一化排序向量，并驗(yàn)證判斷矩陣的一致性，得到未加權(quán)超矩陣如表3。

同樣元素組之間以相同的方法進(jìn)行判斷打分，計(jì)算各元素組的權(quán)重，為了計(jì)算簡(jiǎn)便，假定各元素組的權(quán)重相等，即均為1/3，兩者進(jìn)行加權(quán)，得到加權(quán)超矩陣如表4所示。

最后求出各元素相對(duì)于總目標(biāo)的權(quán)重：

而用傳統(tǒng)的AHP在相同的專家相同的時(shí)間打分的情況下，得出的最終元素權(quán)重為：

表3 未加權(quán)超矩陣

表4 加權(quán)超矩陣

從上面所求的結(jié)果中可以看出：任務(wù)目標(biāo)復(fù)雜性、市場(chǎng)需求復(fù)雜性、技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性和組織規(guī)模復(fù)雜性4個(gè)指標(biāo)所占比重較大，4項(xiàng)指標(biāo)均超過(guò)10%。競(jìng)爭(zhēng)激烈程度、團(tuán)隊(duì)文化與制度復(fù)雜性、組織成員交互復(fù)雜性以及組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜性4項(xiàng)指標(biāo)重要性程度一般，所占比重介于5%～10%之間。政策法律因素、資金、設(shè)備和原材料的復(fù)雜性對(duì)研發(fā)項(xiàng)目的影響較小，重要性程度小于5%。兩者對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：FANP法求得的結(jié)果中技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性所占的比重高于組織規(guī)模復(fù)雜性，而實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這一結(jié)果也得到研發(fā)項(xiàng)目管理者的普遍認(rèn)同。組織成員交互復(fù)雜性所占比重高于組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，這是由于隨著科技的發(fā)展，研發(fā)活動(dòng)所需要的技術(shù)越來(lái)越趨向于邊緣化、縱深化和交叉化，組織成員之間的交互對(duì)研發(fā)項(xiàng)目的成功起到越來(lái)越重要的作用，不同程度的交流會(huì)形成不同的適應(yīng)度景觀，形成若干局部最優(yōu)，增加了組織篩選最優(yōu)方案的難度也就增加了研發(fā)項(xiàng)目的復(fù)雜性。

以上算例分析及對(duì)比，說(shuō)明了模糊ANP法在確定研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重方面的適用性和有效性。

5 結(jié)論

（1）研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系涉及元素眾多，內(nèi)部關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，人們對(duì)其認(rèn)識(shí)程度參差不齊，在已有研究的基礎(chǔ)上，征詢專家的意見(jiàn)，構(gòu)建了適應(yīng)于本研究的研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性指標(biāo)體系，并用網(wǎng)絡(luò)分析法建立了指標(biāo)元素之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型。

（2）針對(duì)傳統(tǒng)層次分析法在確定復(fù)雜性指標(biāo)權(quán)重問(wèn)題上存在不足，本研究將模糊數(shù)學(xué)和網(wǎng)絡(luò)分析法引入到研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重中來(lái)，提出一種基于模糊網(wǎng)絡(luò)分析法的復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定方法。

（3）通過(guò)與傳統(tǒng)AHP法所得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，實(shí)例驗(yàn)證了模糊網(wǎng)絡(luò)分析法在確定研發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重上的有效性和優(yōu)越性。

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