基于結(jié)構(gòu)熵權(quán)法的大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)評價指標(biāo)體系權(quán)重確定實踐

●韓蘊業(yè) 任 振 何 偉 熊 勇

一、研究背景及意義

大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)的提高，在壓縮項目建設(shè)周期、優(yōu)化項目資源調(diào)配、提升項目管理效率、實現(xiàn)組織戰(zhàn)略目標(biāo)等方面發(fā)揮著不可忽視的作用。前期依托于協(xié)同學(xué)管理理論，結(jié)合某項國家重大項目的實際管理經(jīng)驗，從信息、資源、目標(biāo)、組織和文化五個維度，構(gòu)建了一個大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)評價指標(biāo)體系，為評價大科學(xué)工程項目整體協(xié)同效應(yīng)提供了參考方法。通常在評價指標(biāo)體系中，由于每個指標(biāo)與同類型的其他指標(biāo)相比是存在區(qū)別的，具體表現(xiàn)為其作用、地位和影響程度等都存在差異，因此在指標(biāo)體系的實際應(yīng)用過程中，需要根據(jù)指標(biāo)的相對重要程度，為各個指標(biāo)賦予適當(dāng)?shù)臋?quán)重，由此來表明不同指標(biāo)對總體目標(biāo)的“貢獻度”大小。只有在確定指標(biāo)體系權(quán)重的基礎(chǔ)上，才能更加科學(xué)有效、客觀合理地開展評價工作。

大科學(xué)工程項目本身具有明顯的復(fù)雜系統(tǒng)工程特性，項目研制周期長也使得對項目不同階段的協(xié)同效應(yīng)評價關(guān)注點不同，這兩方面因素使得大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)評價指標(biāo)體系更應(yīng)該根據(jù)項目自身特點及評價重點對指標(biāo)權(quán)重進行個性化設(shè)置，從而得出更加全面客觀、科學(xué)準(zhǔn)確的評價結(jié)論，為不斷提升大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)提供更為有效的參考意見。

二、結(jié)構(gòu)熵權(quán)法計算過程

根據(jù)原始數(shù)據(jù)來源的不同，常見的計算指標(biāo)權(quán)重賦權(quán)方法主要有主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法兩大類，兩類方法各有優(yōu)缺點。主觀賦權(quán)法中，數(shù)據(jù)來自于評價者或調(diào)查對象的知識儲備或工作經(jīng)驗，數(shù)據(jù)是主觀產(chǎn)生的，常見的方法有層次分析法、多元分析法、模糊統(tǒng)計法、專家調(diào)查法等，正是因為主觀賦權(quán)法是以被調(diào)查者對指標(biāo)相對重要性的主觀理解為依據(jù)來計算指標(biāo)權(quán)重的，所以其透明度及客觀性相對較差，但其對目標(biāo)的解釋性是較強的?？陀^賦權(quán)法的計算數(shù)據(jù)是由評價指標(biāo)在實際評價過程的實際數(shù)據(jù)得到的，常見的有均方差法、熵值法、主成分分析法、線性回歸法等，多數(shù)情況下，客觀賦權(quán)法精度較高誤差較小，但是可能出現(xiàn)與實際相悖的評價結(jié)果，相比主觀賦權(quán)法解釋性較差。

“結(jié)構(gòu)熵權(quán)法”以熵理論為基礎(chǔ)，對德爾菲法和模糊分析法的基本思想進行了結(jié)合，是一種結(jié)合主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法的指標(biāo)體系權(quán)重確定方法。首先，基于已構(gòu)建的指標(biāo)體系，通過對專家開展問卷調(diào)查的方式，得到指標(biāo)的重要性排序調(diào)查表；其次，根據(jù)熵理論對排序結(jié)果進行熵值計算和“盲度分析”，以反映各位專家對各個指標(biāo)的不同認(rèn)識，并減少指標(biāo)的模糊性以及指標(biāo)排序可能存在的不確定性；最后，對數(shù)據(jù)結(jié)果進行歸一化處理，從而得出指標(biāo)體系維度層及指標(biāo)層的權(quán)重系數(shù)。計算方法及步驟如下：

（一）典型排序

將各個維度的指標(biāo)匯總形成相應(yīng)的權(quán)重集合，設(shè)計對應(yīng)的《評價指標(biāo)重要性排序調(diào)查表》如表1所示，用來搜集各位專家對指標(biāo)相對重要性的評價意見，從而對n個指標(biāo)進行重要性排序。嚴(yán)格依據(jù)“德爾菲法”的規(guī)則，選取一定數(shù)量專家并發(fā)放排序調(diào)查表。所選取的專家須對相關(guān)研究領(lǐng)域充分了解并熟悉，能夠發(fā)表權(quán)威且客觀公正的意見，重要性排序調(diào)查表不記名填寫，每位專家基于個人知識儲備以及相關(guān)工作經(jīng)驗，對評價指標(biāo)集中各個指標(biāo)的相對重要性做出獨立評判（通過劃“√”的方式）。經(jīng)過數(shù)據(jù)回收整理，匯總形成重要性排序意見，即“典型排序”。

表1 評價指標(biāo)重要性排序調(diào)查表

（二）盲度分析

由于“數(shù)據(jù)噪聲”的存在，各位專家對指標(biāo)相對重要性的評判意見會產(chǎn)生一定的誤差，此外，這些原始數(shù)據(jù)還會存在一定的不確定性，因此，為了消除上述消極影響，需對典型排序結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，依據(jù)熵理論對排序結(jié)果進行計算得出熵值。具體步驟如下：

假設(shè)有K名專家參與問卷調(diào)查，回收K張評價指標(biāo)重要性排序調(diào)查表，排序表與指標(biāo)集一一對應(yīng)，表示為U={u,u,u,…,u}，指標(biāo)集與“典型排序”數(shù)組一一對應(yīng)，表示為（a,a,a,…,a），由n個指標(biāo)和K張排序表可整理得出評價指標(biāo)的典型排序矩陣，記為A(A=(a)k*n,i=1,2,3,…,k，j=1,2,3,…,n)，其中a指的是專家i對第j個指標(biāo)uj的重要性評價，a中的n∈(1,2,3,…,n)。

對指標(biāo)體系的典型排序矩陣進行轉(zhuǎn)化，定義排序結(jié)果轉(zhuǎn)化隸屬度函數(shù)如下：

令pn(I)=(m-I)/(m-1),λ=1/ln(m-1),代入化簡得：

式（2-2）中，I是專家依據(jù)“典型排序”給各個指標(biāo)確定的重要性定性排序值，假設(shè)某個指標(biāo)被專家選作“第一選擇”，那么I取值為1，其余排序按此規(guī)律類推。μ∈[0,1]，μ(I)稱為I所對應(yīng)的隸屬度函數(shù)值，I∈（1,2,3，...，j,j+1）,j表示實際排序最大標(biāo)號，m為轉(zhuǎn)化參數(shù)量，令m=j+2。

當(dāng)I=1時，p(I)=(m-I)/(m-1)=1

當(dāng)I=j+1取最大序號時，p(j+1)=[(j+2)-(j+1)]/[(j+2)-1]=1/(j+1)＞0。

將I=a代入公式（2-2）中可得到的a定量轉(zhuǎn)化值b(μ(a)=b)，b即為I的隸屬度，隸屬度矩陣為D=（b）k*n。假設(shè)每位專家對每個指標(biāo)發(fā)表評價意見的重要程度是均等的，計算所有專家對第j個指標(biāo)uj的一致看法，將其定義為平均認(rèn)識度b，b=(b+b+b+...+b)/k。

不同專家對于某些指標(biāo)的評價會因個人知識儲備和工作經(jīng)驗的差異而造成不確定性，這種不確定性稱之為“認(rèn)識盲度”，記為Q，令：

對每一個指標(biāo)u，定義所有專家對其的總體認(rèn)識度，記為,

X=(x,x,x...x)即為全體專家對指標(biāo)u的評價向量。

（3）歸一化處理

對指標(biāo)的總體認(rèn)識度x進行歸一化處理，得到：

三、大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)評價指標(biāo)權(quán)重確定

（一）典型排序

根據(jù)結(jié)構(gòu)熵權(quán)法的思想，首先，在前期確定的協(xié)同效應(yīng)評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，運用“德爾菲法”收集專家的意見，需要注意的是專家應(yīng)具備足夠的權(quán)威性和客觀公正性，能夠依據(jù)自己的經(jīng)驗和知識，獨立地對大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)度量指標(biāo)體系各指標(biāo)給出重要程度排序意見。通過訪談的方式并結(jié)合表1所示的測評指標(biāo)重要性排序?qū)＜艺{(diào)查表，收集了某大科學(xué)工程項目10位專家的調(diào)查結(jié)果，進行匯總整理，結(jié)果如表2所示，此處僅以一級指標(biāo)為例進行展示說明，其余二級指標(biāo)、三級指標(biāo)重要性排序數(shù)據(jù)處理過程同理。

表2 子系統(tǒng)（一級指標(biāo)）重要性排序調(diào)查表

（二）盲度分析及歸一化處理

在上述得到的一系列重要性排序?qū)＜艺{(diào)查表的基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)構(gòu)熵權(quán)法思想，對這些數(shù)據(jù)進行“盲度分析”以及歸一化處理，得出某大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)指標(biāo)體系各子系統(tǒng)、序參量及三級指標(biāo)的權(quán)重。為便于計算及讀者理解，將“盲度分析”和數(shù)據(jù)歸一化處理過程整合為一張表格，具體計算結(jié)果如下表所示，此處僅以一級指標(biāo)為例進行展示說明，其余二級指標(biāo)、三級指標(biāo)權(quán)重計算數(shù)據(jù)處理過程同理。

根據(jù)以上得到的各子系統(tǒng)、序參量、三級指標(biāo)的權(quán)重計算結(jié)果，最終匯總得到完整的大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)度量指標(biāo)體系，如表5所示。

表3 權(quán)重計算過程變量解釋表

表4 子系統(tǒng)（一級指標(biāo)）權(quán)重計算表

表5 大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)度量指標(biāo)體系

四、結(jié)論

本文在前期構(gòu)建的大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，利用結(jié)構(gòu)熵權(quán)法對協(xié)同能力評價各項指標(biāo)賦予了獨立權(quán)重，由最終的指標(biāo)體系表可以看出，資源協(xié)同、組織協(xié)同以及信息協(xié)同對于某大科學(xué)工程協(xié)同能力提升發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，通過進一步分析，以資源協(xié)同為例，又將資源關(guān)聯(lián)指標(biāo)作為重點關(guān)注對象，其所對應(yīng)的三級指標(biāo)中，人員共享又成為關(guān)注焦點。

通過對大科學(xué)工程項目協(xié)同效應(yīng)度量指標(biāo)體系進行賦權(quán)，可為大科學(xué)工程項目協(xié)同能力的個性化、精準(zhǔn)化評價提供參考標(biāo)準(zhǔn)，從而使得不同項目可以根據(jù)自身特點進行本地化的賦權(quán)和評價，基于評價結(jié)果可有針對性的制定項目協(xié)同效應(yīng)提升方案，從而使得項目整體協(xié)同能力得到快速有效提升，促進項目目標(biāo)的高質(zhì)量實現(xiàn)。