4L模型分析法
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附录A安全检查表法(SCL)依据特种设备相关的法律、法规、安全技术规范和标准,可以通过编制安全检查表,对特种设备及其作业过程中的潜在危险和有害因素进行判别检查。
安全检查表应列举需查明的所有能导致事故的不安全状态或行为,通常依据据以下四个方面进行编制:a)特种设备有关法律、法规、安全技术规范、标准及规定;b)国内外事故案例和企业以往事故情况;c)系统分析确定的危险部位及防范措施;d)过往经验与研究成果。
安全检查表无统一格式,可以依据需求自行设计,但应条目清晰、内容全面、要求详细,如表B.1。
表B.1 安全检查表基本格式编制安全检查表的程序如下:a)系统功能的分解。
一般工程系统都比较复杂,难以直接编制总的安全检查表。
可按系统工程观点将系统进行功能分解,建立功能结构图。
这样既可以显示各构成要素、部件、组件、子系统与总系统之间的关系,又可以通过各构成要素的不安全状态的有机组合求得总系统的检查表。
b)人、机、物、管理和环境因素。
车间中的人、机、物、管理和环境都是生产系统的子系统。
从安全的观点出发,不只是考虑“人-机系统”,应该是“人-机-物-管理-环境系统”。
c)潜在危险因素的探求。
一个复杂的或新的系统,人们一时难以认识起潜在的危险因素和不安全状态,对于这类系统可以采用类似“黑箱法”原理探求,即首先设想系统可能存在哪些危险及其潜在因素,并推论其事故发生过程和概率,然后逐步将危险因素具体化,最后寻求处理危险的方法。
通过分析不仅可以发现其潜在的危险因素,而且可以掌握事故发生的机理和规律。
编制安全检查表应注意的问题如下:a)编制安全检查表的过程,应组织技术人员、管理人员、操作人员和安全人员深入现场共同编制。
b)按查隐患要求列出的检查项目应齐全、具体、明确,突出重点,抓住要害。
为了避免重复,尽可能将同类性质的问题列在一起,系统的列出问题或状态。
另外应规定检查方法,并有合格标准。
防止检查表笼统化,行政化。
c)各类检查表都有其适用对象,各有侧重,不宜通用。
4L模型4L模型(英语名:4-layer Model),即4层式管理分析模型,是我国管理学家利志斌提出的管理分析工具。
4L模型展示了企业管理的系统构成,定义了相关项目的内涵,并揭示了管理项目之间的相互作用关系,阐明了提高管理水平和运营绩效的方法原则。
管理者可利用此工具对本部门、本系统和本企业的经营管理进行分析,寻找改善经营管理和提高绩效的具体方法。
目录:1、企业管理的系统构成(1)项目分布说明(2)显性管理项目与隐性管理项目(3)隐性管理项目的特点与管理方法。
2、管理项目的相互作用(1)基本规律(2)主要项目的作用3、提高管理水平和业绩的方法原则(1)企业的整体运营绩效(2)提高外层管理绩效的方法(3)提高内层管理项目水平的方法4、需要特别说明的管理项目(1)企业文化(2)学习型组织(3)流程管理(4)管理技能(5)职业素质(6)质量管理正文:1、企业管理的系统构成4L模型图:(1)项目分布说明根据当前最新的管理实践知识,4L模型共收录了14个管理项目。
这些项目是普通企业里最常见的一类管理项目。
特定的企业可能会根据本企业的需要,增设其他一类管理项目,譬如服务管理、信息管理、物流管理等。
项目的分布原则。
4L模型共分为4层,最里层为第一层,依次往外是第二层、第三层,最外层是第四层。
各管理项目根据相互作用的大小强弱、由里到外地进行分布。
最里层(即第一层)的管理项目作用力最强,然后往外逐层减小。
作用力是指一个管理项目对另一个管理项目在提高(或降低)管理水平和运营绩效方面的影响。
同一层的各个管理项目,其相互作用力比较接近。
(2)显性管理项目与隐性管理项目企业管理由多个管理项目组成,这些项目包括显性管理项目和隐性管理项目。
显性管理项目是指设置专门的职能部门开展工作的项目;隐性管理项目是指没有设置相应职能部门的项目。
如果隐性管理项目设置了专门的职能部门,但该部门不属于企业的一类职能部门时,同样视作隐性管理项目。
4L模型4L模型〔英语名:4-layer Model〕是指4层式治理分析模型,是一种治理分析工具,治理者可以用它来分析改善经营治理的方法。
该模型收录了企业最常见的治理工程,展示了这些工程在企业治理中的相互作用关系,揭示了提高企业治理水平和运营绩效的具体方法。
该模型由我国治理学家利志斌提出。
目录1.企业治理的系统构成〔1〕4L模型简介〔2〕工程的分类〔3〕隐性治理工程2.各治理工程的根本规律和作用〔1〕根本规律〔2〕作用3.提高治理水平和业绩的方法原则〔1〕提升企业整体运营绩效的方法〔2〕提高外层治理绩效的方法〔3〕提高内层治理工程水平的方法正文1.企业治理的系统构成4L模型图:〔1〕4L模型简介4L模型以当前治理实践知识为依据,收录了企业文化、流程治理、人力资源治理、学习型组织等十四个一般企业最常见的治理工程。
依据治理工程之间相互作用力的大小,这些治理工程被划分为四层;作用力指的是一个治理工程在提升其他治理工程的治理绩效方面所发挥的作用。
最里层是第—层,依次往外为第二层、第三层和第四层。
各工程之间的相互作用力由里到外呈递减趋势,第—层治理工程作用力最强。
〔2〕工程的分类企业的各个治理工程具体可以分为两大类:显性治理工程和隐性治理工程。
显性治理工程是指在企业中设置了特意的职能部门进行治理工作的工程。
显性治理工程包含人力资源治理、营销治理、质量治理、财务治理、研发治理、生产治理、采购治理、其他治理等。
隐性治理工程则指的是在企业中没有设置相应职能部门的工程。
隐性治理工程包含:企业文化、学习型组织治理、流程治理、职业素养、治理技能、战略治理等。
虽然隐性治理工程在企业中没有设置特意的职能部门,但它对提高企业整体运营绩效和治理水平起到了决定性的作用。
〔3〕隐性治理工程企业中的隐性治理工程具有两个特点:第—,跨部门。
隐性治理工作涉及企业每一个部门,并且处理的都是重要事务。
隐性治理工程一般不设置特意的职能部门开展、落实治理工作。
yaahp层次分析法软件帮助1 概述yaahp是⼀款层次分析法辅助软件,为使⽤层次分析法的决策过程提供模型构造、计算和分析等⽅⾯的帮助。
主要功能:l层次模型绘制使⽤yaahp绘制层次模型⾮常直观⽅便,⽤户能够把注意⼒集中在决策问题上。
通过便捷的模型编辑功能,⽤户可以⽅便地更改层次模型,为思路的整理提供帮助。
如果需要撰写⽂档或报告讲解,还可以直接将层次模型导出,不再需要使⽤其他软件重新绘制层次结构图。
图1.1 层次模型绘制l判断矩阵⽣成及⽐较数据输⼊确定层次模型后,软件将据此进⾏解析并⽣成判断矩阵。
判断矩阵数据输⼊时可以选择多种输⼊⽅式,⽆论是判断矩阵形式输⼊还是⽂本描述形式输⼊都⾮常⽅便。
在输⼊数据时,除了可以通过拖动滑动条来完成输⼊,也可以直接键⼊⾃定数据。
图1.2 判断矩阵数据输⼊l判断矩阵⼀致性⽐例及排序权重计算由于⼈的主观性以及客观事物的复杂性,在实际决策问题中,⼀次就构造出满⾜⼀致性要求的判断矩阵很难实现,经常需要对判断矩阵进⾏多次调整修正才能达到⼀致性要求。
使⽤yaahp,在输⼊判断矩阵数据时,软件能根据数据变化实时显⽰判断矩阵的⼀致性⽐例,⽅便⽤户掌握情况做出调整。
图1.3 判断矩阵⼀致性⽐例实时显⽰l不⼀致判断矩阵⾃动修正yaahp提供的实时⼀致性⽐例计算功能能够帮助⽤户对不⼀致判断矩阵进⾏⼈⼯调整。
但是,⼈⼯调整判断矩阵的过程有⼀定的盲⽬性,需要凭借经验和技巧来完成,缺乏科学性。
⽽且,如果是收集到的专家问卷调查数据,直接对这些数据进⾏的调整很可能是不合理的。
针对这种情况,yaahp提供了不⼀致判断矩阵⾃动修正功能。
该功能考虑⼈们决策时的⼼理因素,在最⼤程度保留专家决策数据的前提下修正判断矩阵使之满⾜⼀致性⽐例。
标记需要修正的判断矩阵,整个修正过程⾃动完成。
图1.4 标记⾃动修正⼀致性⽐例l残缺判断矩阵⾃动补全实际决策过程中,可能需要向众多专家收集调查问卷。
专家通过调查问卷给出的数据可能是不完整的,例如某位专家为了避嫌等原因没有给出某项数据,这时就会导致判断矩阵中的数据不完整,即存在残缺矩阵。
一、层次分析法层次分析法[1] (analytic hierarchy process,AHP)是美国著名的运筹学家T.L.Saaty教授于20世纪70年代初首先提出的一种定性与定量分析相结合的多准则决策方法[2,3,4].该方法是社会、经济系统决策的有效工具,目前在工程计划、资源分配、方案排序、政策制定、冲突问题、性能评价等方面都有广泛的应用.(一) 层次分析法的基本原理层次分析法的核心问题是排序,包括递阶层次结构原理、测度原理和排序原理[5].下面分别予以介绍.1.递阶层次结构原理一个复杂的结构问题可以分解为它的组成部分或因素,即目标、准则、方案等.每一个因素称为元素.按照属性的不同把这些元素分组形成互不相交的层次,上一层的元素对相邻的下一层的全部或部分元素起支配作用,形成按层次自上而下的逐层支配关系.具有这种性质的层次称为递阶层次.2.测度原理决策就是要从一组已知的方案中选择理想方案,而理想方案一般是在一定的准则下通过使效用函数极大化而产生的.然而对于社会、经济系统的决策模型来说,常常难以定量测度.因此,层次分析法的核心是决策模型中各因素的测度化.3.排序原理1层次分析法的排序问题,实质上是一组元素两两比较其重要性,计算元素相对重要性的测度问题.(二) 层次分析法的基本步骤层次分析法的基本思路与人对一个复杂的决策问题的思维、判断过程大体上是一致的[1].1. 成对比较矩阵和权向量为了能够尽可能地减少性质不同的诸因素相互比较的困难,提高结果的准确度.T .L .Saaty 等人的作法,一是不把所有因素放在一起比较,而是两两相互对比,二是对比时采用相对尺度.假设要比较某一层个因素对上层一个因素的影响,每次取两个因素和,用表示和n n C C ,,1 O i C j C ij a i C 对的影响之比,全部比较结果可用成对比较阵j C O 表示,称为正互反矩阵.()1,0,ij ij ji n nijA a a a a ⨯=>=A 一般地,如果一个正互反阵满足:A (1),ij jk ik a a a ⋅=,,1,2,,i j k n = 则称为一致性矩阵,简称一致阵.容易证明阶一致阵有下列性质:A n A ①的秩为1,的唯一非零特征根为;A A n ②的任一列向量都是对应于特征根的特征向量.A n 如果得到的成对比较阵是一致阵,自然应取对应于特征根的、归一化的特征向量(即分量之和为1)表n示诸因素对上层因素的权重,这个向量称为权向量.如果成对比较阵不是一致阵,但在不一致的n C C ,,1 O A 容许范围内,用对应于最大特征根(记作)的特征向量(归一化后)作为权向量,即满足:A λw w (2)Aw w λ=直观地看,因为矩阵的特征根和特征向量连续地依赖于矩阵的元素,所以当离一致性的要求不远时,A ij a ij a 的特征根和特征向量也与一致阵的相差不大.(2)式表示的方法称为由成对比较阵求权向量的特征根法.A 2. 比较尺度当比较两个可能具有不同性质的因素和对于一个上层因素的影响时,采用Saaty 等人提出的尺i C j C O 91-度,即的取值范围是及其互反数.ij a 9,,2,1 91,,21,1 3. 一致性检验成对比较阵通常不是一致阵,但是为了能用它的对应于特征根的特征向量作为被比较因素的权向量,其λ不一致程度应在容许范围内.若已经给出阶一致阵的特征根是,则阶正互反阵的最大特征根,而当时是一致阵.所以n n n A n λ≥n λ=A 比大得越多,的不一致程度越严重,用特征向量作为权向量引起的判断误差越大.因而可以用数值λn A n λ-的大小衡量的不一致程度.Saaty 将A3(3)1nCI n λ-=-定义为一致性指标.时为一致阵;越大的不一致程度越严重.注意到的个特征根之和恰好等0CI =A CI A A n 于,所以相当于除外其余个特征根的平均值.n CI λ1n -为了确定的不一致程度的容许范围,需要找到衡量的一致性指标的标准,又引入所谓随机一致性指A A CI 标,计算的过程是:对于固定的,随机地构造正互反阵,然后计算的一致性指标.RI RI n A 'A 'CI 表1 随机一致性指标的数值RI 表中时,是因为阶的1,2n =0RI =2,1正互反阵总是一致阵.对于的成对比较阵,将它3n ≥A 的一致性指标与同阶(指相同)CI n 的随机一致性指标之比称为一致性比率,当RI CR (4)0.1CICR RI=<时认为的不一致程度在容许范围之内,可用其特征向量作为权向量.A 对于利用(3),(4)式和表1进行检验称为一致性检验.当检验不通过时,要重新进行成对比较,或对已A 有的进行修正.A n1234567891011RI00.580.901.121.241.321.411.451.491.514. 组合权向量由各准则对目标的权向量和各方案对每一准则的权向量,计算各方案对目标的权向量,称为组合权向量.一般地,若共有层,则第层对第一层(设只有个因素)的组合权向量满足:s k 1 (5)()()()1,3,4,k k k w W w k s -== 其中是以第层对第层的权向量为列向量组成的矩阵.于是最下层对最上层的组合权向量为:()k W k 1k - (6)()()()()()132sss w W W W w -= 5. 组合一致性检验在应用层次分析法作重大决策时,除了对每个成对比较阵进行一致性检验外,还常要进行所谓组合一致性检验,以确定组合权向量是否可以作为最终的决策依据.组合一致性检验可逐层进行.如第层的一致性指标为(是第层因素的数目),随机一致p ()()p n p CI CI ,,1 n 1-p 性指标为,定义()()1,,p p n RI RI ()()()()11,,P p p p n CI CI CI w -⎡⎤=⎣⎦ ()()()()11,,p p p p n RI RI RI w-⎡⎤=⎣⎦ 则第层的组合一致性比率为:p5(7)()()(),3,4,,pp p CI CRp s RI== 第层通过组合一致性检验的条件为.p ()0.1p CR <定义最下层(第层)对第一层的组合一致性比率为:s (8)()2*sP p CR CR ==∑对于重大项目,仅当适当地小时,才认为整个层次的比较判断通过一致性检验.*CR 层次分析法的基本步骤归纳如下:(1) 建立层次结构模型 在深入分析实际问题的基础上,将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次.同一层的诸因素从属于上一层的因素或对上层因素有影响,同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用,而同一层的各因素之间尽量相互独立.最上层为目标层,通常只有个因素,最下层通常为1方案或对象层,中间可以有个或几个层次,通常称为准则或指标层,当准则过多时(比如多于个)应进一19步分解出子准则层.(2) 构造成对比较阵 从层次结构模型的第层开始,对于从属于上一层每个因素的同一层诸因素,用成2对比较法和比较尺度构造成对比较阵,直到最下层.91-(3) 计算权向量并做一致性检验 对于每一个成对比较阵计算最大特征根及对应特征向量,利用一致性指标,随机一致性指标和一致性比率做一致性检验.若检验通过,特征向量(归一化后)即为权向量;若不通过,重新构造成对比较阵.(4)计算组合权向量并做组合一致性检验利用公式计算最下层对目标的组合权向量,并酌情作组合一致性检验.若检验通过,则可按照组合权向量表示的结果进行决策,否则需重新考虑模型或重新构造那些一致性比率较大的成对比较阵.CR(三) 层次分析法的优点1.系统性层次分析把研究对象作为一个系统,按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策,成为继机理分析、统计分析之后发展起来的系统分析的重要工具.2.实用性层次分析把定性和定量方法结合起来,能处理许多用传统的最优化技术无法着手的实际问题,应用范围很广.同时,这种方法将决策者与决策分析者相互沟通,决策者甚至可以直接应用它,这就增加了决策的有效性.3.简洁性具有中等文化程度的人即可了解层次分析的基本原理和掌握它的基本步骤,计算也非常简便,且所得结果简单明确,容易为决策者了解和掌握.(四) 层次分析法的局限性层次分析法的局限性可以用囿旧、粗略、主观等词来概括.第一,它只能从原有的方案中选优,不能生成新方案;第二,它的比较、判断直到结果都是粗糙的,不适于精度要求很高的问题;第三,从建立层次结构模型到给出成对比较矩阵,人的主观因素的作用很大,这就使得决策结果可能难以为众人接受.当然,采取专家群体判断的方法是克服这个缺点的一种途径.(五) 层次分析法的若干问题层次分析法问世以来不仅得到广泛的应用而且在理论体系、计算方法等方面都有很大发展,下面从应用的角度讨论几个问题.1.正互反阵最大特征根和对应特征向量的性质成对比较阵是正互反阵.层次分析法中用对应它的最大特征根的特征向量作为权向量,用最大特征根定义一致性指标进行一致性检验.这里人们碰到的问题是:正互反阵是否存在正的最大特征根和正的特征向量;一致性指标的大小是否反映它接近一致阵的程度,特别,当一致性指标为零时,它是否就为一致阵.下面两个定理可以回答这些问题.定理1对于正矩阵(的所有元素为正数)A A1)的最大特征根是正单根;Aλ2)对应正特征向量(的所有分量为正数);λwω73),其中,是对应的归一化特征向量.w IA I I A k k k =T ∞→lim ()T=1,1,1 I w λ定理2 阶正互反阵的最大特征根;当时是一致阵.n A n λ≥n λ=A 定理2和前面所述的一致阵的性质表明,阶正互反阵是一致阵的充要条件为 的最大特征根.n A A n λ=2. 正互反阵最大特征根和特征向量的实用算法众所周知,用定义计算矩阵的特征根和特征向量是相当困难的,特别是矩阵阶数较高时.另一方面,因为成对比较阵是通过定性比较得到的比较粗糙的量化结果,对它精确计算是不必要的,下面介绍几种简单的方法.(1) 幂法 步骤如下:a .任取维归一化初始向量n ()0w b .计算()()1,0,1,2,k k wAw k +== c .归一化,即令()1k w+ ()()()∑=+++=ni k ik k ww1111~~ωd .对于预先给定的精度,当 时,即为所求的特征向量;否则返回bε()()()1||1,2,,k k i i i n ωωε+-<= ()1k w +e.计算最大特征根()()111k n i k i in ωλω+==∑9这是求最大特征根对应特征向量的迭代法,可任选或取下面方法得到的结果.()0w (2) 和法 步骤如下:a.将的每一列向量归一化得A 1nij ij iji a aω==∑ b .对按行求和得ij ω1ni ij j ωω==∑ c .将归一化即为近似特征向量.i ω()*121,,,ni i n i w ωωωωωωT===∑ d.计算,作为最大特征根的近似值.()11n ii iAw n λω==∑这个方法实际上是将的列向量归一化后取平均值,作为的特征向量.A A (3) 根法 步骤与和法基本相同,只是将步骤b 改为对按行求积并开次方,即.根法是将和法ij ω n 11nn i ij j ωω=⎛⎫= ⎪⎝⎭∏ 中求列向量的算术平均值改为求几何平均值.3. 为什么用成对比较阵的特征向量作为权向量当成对比较阵是一致阵时,与权向量的关系满,那么当不是一致阵时,权向量A ij a ()T =n w ωω,,1 iij ja ωω=A的选择应使得与相差尽量小.这样,如果从拟合的角度看确定可以化为如下的最小二乘问题:w ij a ijωωw (9)()21,,11min i nniij i n i j j a ωωω===⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭∑∑ 由(9)式得到的最小二乘权向量一般与特征根法得到的不同.因为(9)式将导致求解关于的非线性方程组,i ω计算复杂,且不能保证得到全局最优解,没有实用价值.如果改为对数最小二乘问题:(10)()21,,11min ln ln i nniij i n i j j a ωωω===⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭∑∑ 则化为求解关于的线性方程组.可以验证,如此解得的恰是前面根法计算的结果.ln i ωi ω特征根法解决这个问题的途径可通过对定理2的证明看出.4. 成对比较阵残缺时的处理专家或有关学者由于某种原因无法或不愿对某两个因素给出相互比较的结果,于是成对比较阵出现残缺.应如何修正,以便继续进行权向量的计算呢?11一般地,由残缺阵构造修正阵的方法是令()ij A a =()ij Aa = ,,0,,1,ij ij ij ij i i a a i j a a i j m m i i jθθθ≠≠⎧⎪==≠⎨⎪+=⎩ 为第行的个数,(11)表示残缺.已经证明,可以接受的残缺阵的充分必要条件是为不可约矩阵.θA A (六) 层次分析法的广泛应用层次分析法在正式提出来之后,由于它在处理复杂的决策问题上的实用性和有效性,很快就在世界范围内得到普遍的重视和广泛的应用.从处理问题的类型看,主要是决策、评价、分析、预测等方面. 这个方法在20世纪80年代初引入我国,很快为广大的应用数学工作者和有关领域的技术人员所接受,得到了成功的应用.层次分析法在求解某些优化问题中的应用[5]举例 假设某人在制定食谱时有三类食品可供选择:肉、面包、蔬菜.这三类食品所含的营养成分及单价如表所示表 肉、面包、蔬菜三类食品所含的营养成分及单价2食品维生素A/(IU/g)维生素B/(mg/g)热量/(kJ/g)单价/(元/g )肉面包蔬菜0.3527250.00210.00060.002011.9311.511.040.02750.0060.0.007该人体重为kg,每天对各类营养的最低需求为:55维生素A 国际单位 (IU)7500维生素B mg1.6338热量 R kJ8548.5考虑应如何制定食谱可使在保证营养需求的前提下支出最小?用层次分析法求解最优化问题可以引入包括偏好等这类因素.具体的求解过程如下:①建立层次结构②根据偏好建立如下两两比较判断矩阵表3 比较判断矩阵13W D ED 13E311,,,主特征向量max 2λ=10CI =100.1CR =<()0.75,0.25W T=故第二层元素排序总权重为()10.75,0.25W T=表4 比较判断矩阵D ABR A 112B 112R5.05.01,主特征向量111max 1113,0,0,0.58CI CR RI λ====()0.4,0.4,0.2W T=故相对权重()210.4,0.4,0.2,0P T=③ 第三层组合一致性检验问题因为,()()2111211112120;0.435CI CI CI W RI RI RI W ====212200.1CR CR CI RI =+=<故第三层所有判断矩阵通过一致性检验,从而得到第三层元素维生素A 、维生素B 、热量Q 及支出的总权重E15为:()()221221120.3,0.3,0.15,0.25W P W P P W T===求第四层元素关于总目标的排序权重向量时,用到第三层与第四层元素的排序关系矩阵,可以用原始W 的营养成分及单价的数据得到.注意到单价对人们来说希望最小,因此应取各单价的倒数,然后归一化.其他营养成分的数据直接进行归一化计算,可得表5表5 各营养成分数据的归一化食品维生素A维生素B 热量R单价F肉0.0139 0.44680.48720.1051面包0.00000.12770.47020.4819蔬菜0.98610.42550.04260.4310则最终的第四层各元素的综合权重向量为:,结果表明,按这个人的偏好,肉、()3320.2376,0.2293,0.5331W P W T==面包和蔬菜的比例取较为合适.引入参数变量,令,,,0.2376:0.2293:0.533110.2376x k =20.2293x k =30.5331x k =代入()1LP 123min 0.02750.0060.007f x x x =++131231231230.352725.075000.00210.00060.002 1.6338..(1)11.930011.5100 1.048548.5,,,0x x x x x s t LP x x x x x x +≥⎧⎪++≥⎪⎨++≥⎪⎪≥⎩则得kf 0116.0min =()13.411375000.0017 1.6338..26.02828548.50k k s t LP k k ≥⎧⎪≥⎪⎨≥⎪⎪≥⎩容易求得,故得最优解;最优值,即肉g ,面1418.1k =()*336.9350,325.1650,755.9767x T=*16.4497f =336.94g ,蔬菜g ,每日的食品费用为元.325.17755.9816.45总之,对含有主、客观因素以及要求与期望是模糊的优化问题,用层次分析法来处理比较适用.二、模糊数学法模糊数学是1965年美国控制论专家L.A.Zadeh创立的.模糊数学作为一门新兴学科,它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、模糊评判等各方面.在气象、结构力学、控制、心理学方面已有具体的研究成果.(一) 模糊数学的研究内容一一一研究模糊数学的理论,以及它和精确数学、随机数学的关系;一一一研究模糊语言和模糊逻辑,并能作出正确的识别和判断;一一一研究模糊数学的应用.(二) 模糊数学在数学建模中应用的可行性1.数学建模的意义在于将数学理论应用于实际问题[6].而模糊数学作为一种新的理论,本身就有其巨大的应用背景,国内外每年都有大量的相关论文发表,解决了许多实际问题.目前在数学建模中较少运用模糊数学方法的原因不在于模糊数学理论本身有问题,而在于最新的研究成果没有在第一时间进入数学建模的教科书中,就其理论本身所具有的实用性的特点而言,模糊数学应该有助于我们解决建模过程中的实际问题.2.数学建模的要求是模型与实际问题尽可能相符.对实际问题有这样一种分类方式:白色问题、灰色问题和黑色问题.毫无疑问,引进新的方法对解决这些问题大有裨益.在灰色问题和黑色问题中有很多现象是17用“模糊”的自然语言描述的.在这种情况下,用模糊的模型也许更符合实际.3. 数学建模活动的目的之一是培养学生的创新精神.用新理论、新方法解题应该受到鼓励.近年来,用神经网络法、层次分析法等新方法建立模型的论文屡有获奖,这也说明了评审者对新方法的重视.我们相信,模糊数学方法应该很好,同样能够写出优秀的论文.(三) 模糊综合评判法中的最大隶属原则有效度在模糊统计综合评判中,如何利用综合评判结果向量,其中, ,为()12,,,m b b b b =01j b <<m 可能出现的评语个数,提供的信息对被评判对象作出所属等级的判断,目前通用的判别原则是最大隶属原则[7].在实际应用中很少有人注意到最大隶属原则的有效性问题,在模糊综合评判的实例中最大隶属原则无一例外地被到处搬用,然而这个原则并不是普遍适用的.最大隶属原则有效度的测量1. 有效度指标的导出在模糊综合评判中,当时,最大隶属原则最有效;而在11max 1,1nj j j n j b b ≤≤===∑()1max 01,j j nb c c ≤≤=<<时,最大隶属原则完全失效,且越大(相对于而言),最大隶属原则也越有效.由此可1njj bnc ==∑1max j j nb ≤≤1njj b=∑19认为,最大隶属原则的有效性与在中的比重有关,于是令:1max j j nb ≤≤1njj b=∑ (12)11max njjj nj b bβ≤≤==∑显然,当时,则为的最大值,当, 时,有为11max 1,1nj j j n j b b ≤≤===∑1β=β()1max 01j j nb c c ≤≤=<<1nj j b nc ==∑1n β=的最小值,即得到的取值范围为:.由于在最大隶属原则完全失效时,而不为,所以不宜ββ11n β≤≤1n β=0直接用值来判断最大隶属原则的有效性.为此设:β (13)()()11111n n n n βββ--'==--则可在某种程度上测定最大隶属原则的有效性.而最大隶属原则的有效性还与(的含义是β'j n j b ≤≤1sec j nj b ≤≤1sec 向量各分量中第二大的分量)的大小有很大关系,于是我们定义:b (14)11sec njjj nj b bγ≤≤==∑可见: 当时,取得最大值.()1,1,0,0,,0b = γ12当时,取得最小值.()0,1,0,0,,0b = γ0即的取值范围为,设.一般地,值越大最大隶属原则有效程度越高;而值越大,γ012γ≤≤()02120γγγ-'==-β'γ'最大隶属原则的有效程度越低.因此,可以定义测量最大隶属原则有效度的相对指标:(15)()112121n n n n βββαγγγ'--⎛⎫===⎪'--⎝⎭使用指标能更准确地表明实施最大隶属原则的有效性.α2. 指标的使用α从指标的计算公式看出与成反比,与成正比.由与的取值范围,可以讨论的取值范围:ααγββγα当取最大值,取最小值时,将取得最小值;γβα0当取最小值,取最大值时,将取得最大值:因为 ,所以可定义时,.即:γβα0limγα→=+∞0γ=α=+∞.0α≤<+∞由以上讨论,可得如下结论:当 时,可认定施行最大隶属原则完全有效;当时,可认为α=+∞1α≤<+∞施行最大隶属原则非常有效;当时,可认为施行最大隶属原则比较有效,其有效程度即为值;当0.51α≤<α21时可认为施行最大隶属原则是最低效的;而当时,可认定施行最大隶属原则完全无效.有了测00.5α<<0α=量最大隶属原则有效度的指标,不仅可以判断所得可否用最大隶属原则确定所属等级,而且可以说明施行最大隶属原则判断后的相对置信程度,即有多大把握认定被评对象属于某个等级.讨论a . 在很多情况下,可根据值的大小来直接判断使用最大隶属原则的有效性而不必计算值.根据与βαα之间的关系,当,且时,一定存在.通常评价等级数取和之间,所以这一条件往往β0.7β≥4n >1α>494n >可以忽略,只要就可免算值,直接认定此时采取最大隶属原则确定被评对象的等级是很有效的.0.7β≥αb . 如果对进行归一化处理而得到,则可直接根据进行最大隶属原则的有效度测量.()12,,,m b b b b = b 'b '(四) 模糊数学在数学建模中的应用模糊数学有诸多分支,应用广泛.如模糊规划、模糊优化设计、综合评判、模糊聚类分析、模糊排序、模糊层次分析等等.这些方法在工业、军事、管理等诸多领域被广泛应用.举例 带模糊约束的最小费用流问题[8]问题的提出 最小费用流问题的一般提法是:设是一个带出发点和收点的容量-费用网络,(),,,D V A c ω=s v t v 对于任意,表示弧上的容量,表示弧上通过单位流量的费用,是给定的非负数,问(),i j v v A ∈ij c (),i j v v ij ω(),i j v v 0v 怎样制定运输方案使得从到恰好运输流值为的流且总费用最小?如果希望尽可能地节省时间并提高道路s v t v 0v的通畅程度,问运输方案应当怎样制定?模型和解法 问题可以归结为:怎样制定满足以下三个条件的最优运输方案?(1)从到运送的流的值恰好为;(2)总运输费用最小;(3)在容量大的弧 上适当多运输.如果仅考虑s v t v 0v ij c (),i j v v 条件(1)和(2),易写出其数学模型为:()()()()()()()}(),0,,0,,,,min()..0,0i j s j j s t j j t i j j i ij ijv v Asj js v v A v v A tj jt v v A v v A ij ji i s t v v A v v A ij ijf f f v f f v M s t f f v V v v f c ω∈∈∈∈∈∈∈⎧-=⎪⎪-=-⎪⎪⎨⎪-=∈⎪⎪≤≤⎪⎩∑∑∑∑∑∑∑把条件(3)中的“容量大”看作上的一个模糊子集,定义其隶属函数:为:A Aμ[]0,1A →()()00,0,1,ij ij ij i j A d c c v ij c c v v e c cμμ--≤≤⎧⎪==⎨->⎪⎩其中(平均容量)()1,i j ij v v c A c -⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎣⎦∑:23()()()()21,21,0,11i j i j ij v v A ij v v A A c c d A c c -∈-∈⎧⎡⎤⎪⎢⎥-≤⎪⎢⎥⎣⎦⎪=⎨⎡⎤⎪⎢⎥->⎪⎢⎥⎪⎣⎦⎩∑∑::建立是为了量化“适当多运输”这一模糊概念.对条件(2)作如下处理:对容量大的弧,人为地降低ij μij c (),i j v v 运价,形成“虚拟运价”,其中满足:越大,相应的的调整幅度也越大.选取为,ij ωij ωij ωij c ij ωij ω()1k ij ij ij ωωμ=-.其中是正参数,它反映了条件(2)和条件(3)在决策者心目中的地位.决策者越看重条件(3),取值(),ijv v A ∈k k 越小;当取值足够大时,便可忽略条件(3) .一般情况下,合适的值最好通过使用一定数量的实际数据进k k 行模拟、检验和判断来决定.最后,用代替原模型中的,得到一个新的模型.用现有的方法求解这ij ωM ij ωM '个新的规划问题,可期望得到满足条件(3)的解.模型的评价此模型在原有的数学规划模型和解法的基础上,增加了模糊约束.新模型比较符合实际,它的解包含了原模型的解,因而它是一个较为理想的模型.隶属度的确定在模糊数学中有多种方法,可以根据不同的实际问题进行调整.同样的思想方法可以处理其他的模糊约束问题.三、灰色系统客观世界的很多实际问题,其内部结构、参数以及特征并未全部被人们了解,对部分信息已知而部分信息未知的系统,我们称之为灰色系统.灰色系统理论是从系统的角度出发来研究信息间的关系,即研究如何利用已知信息去揭示未知信息.灰色系统理论包括系统建模、系统预测、系统分析等方面.(一) 灰色关联分析理论及方法灰色系统理论[9]中的灰色关联分析法是在不完全的信息中,对所要分析研究的各因素,通过一定的数据,在随机的因素序列间,找出它们的关联性,找到主要特性和主要影响因素.计算方法与步骤:1. 原始数据初值化变换处理分别用时间序列的第一个数据去除后面的原始数据,得出新的倍数列,即初始化数列,量纲为一,()k 各值均大于零,且数列有共同的起点.2. 求关联系数()()()()()()()()()0000min min ||max max ||||max max ||k i k k i k ikiki k k i k k i k ikx x x x x x x x ρξρ-+-=-+-3. 取分辨系数01ρ<<254. 求关联度 ()()11ni k i k k r n ξ==∑(二) 灰色预测1. 灰色预测方法的特点(1) 灰色预测需要的原始数据少,最少只需四个数据即可建模;(2) 灰色模型计算方法简单,适用于计算机程序运行,可作实时预测;(3) 灰色预测一般不需要多因素数据,而只需要预测对象本身的单因素数据,它可以通过数据本身的生成,寻找系统内在的规律;(4) 灰色预测既可做短期预测,也可做长期预测,实践证明,灰色预测精度较高,误差较小.2. 灰色预测GM(1,1)模型的一点改进一些学者为了提高预测精度做出了大量的研究工作,提出了相应的方法.本文将在改善原始离散序列光滑性的基础上,进一步研究GM(1,1)预测模型的理论缺陷及改进方法[10].问题的存在及改进方法如下:传统灰色预测GM(1,1)模型的一般步骤为:(1)1-ADO :对原始数据序列进行一次累加生成序列(){}0k x ()1,2,,k n = ()()101kk i i x x =⎧⎫=⎨⎬⎩⎭∑()1,2,,k n =。
4层次分析法在公路运输配载中的应用4.1层次分析法的原理层次分析法( Analytic Hierarchy Process, AHP)是美国运筹学家萨( T.L.Satty) 于 20 世纪70 年代提出的【2】,它的基本原理是首先将复杂问题所涉及的因素分成若干层次, 以同各要素按照某一准则进行两两判断, 比较其重要性, 以此计算各层要素的权重, 最后根据组合权重并按最大权重原则确定最优方案。
由于层次分析法具有的系统性、灵活性、实用性等特点特别适合于多目标、多层次、多因素的复杂系统决策,近年来已受到人们越来越多的重视, 已被广泛地应用于社会、经济、军事、规划等很多领域的评价、决策、规划等。
4.2层次分析法在配载问题中应用的价值和意义一个高效的货物配载决策方案对企业来说有着至关重要的作用。
解决货物配载问题的方法较多, 其中包括整数规划、多目标规划、随机模拟方法、决策支持系统法和专家系统法等配载方法。
在上述几种选择方法中, 整数规划和多目标规划可以保证客户需求动态变化的情况下实现配载方案和配送路径的实时更新, 但该方法中所涉及的参数有时难以确定, 计算也较为复杂; 随机模拟方法对定性的因素难以量化处理, 其所得结果的可靠度也并不高; 而对于其他的几种方法也有精度不高、参数难以确定和可操作性差的缺点。
与其他方法相比, 层次分析法最大的优势在于, 它能把定性和定量的方法结合起来, 处理许多用传统的最优化技术无法着手的实际问题。
在最大程度克服主观因素的条件下, 尽可能全面地考虑所有的影响因素, 得出比较准确、科学的结论。
同时, 层次分析法比较简单易行, 成本也比较低, 不会给企业造成过重的财务负担。
这些优点, 就使得层次分析法能被企业运用到货物配载方式的决策中去。
4.3 层次分析法模型及其构造1,运输活动绩效的影响因素。
为了使企业选择出最优车辆, 在衡量运输活动的整体运营绩效时, 运输活动评价指标可以从以下几个方面考虑。
4L模型
4L模型(英语名:4-layer Model)是指4层式管理分析模型,是一种管理分析工具,管理者可以用它来分析改善经营管理的方法。
该模型收录了企业最常见的管理项目,展示了这些项目在企业管理中的相互作用关系,揭示了提高企业管理水平和运营绩效的具体方法。
该模型由我国管理学家利志斌提出。
目录
1.企业管理的系统构成
(1)4L模型简介
(2)项目的分类
(3)隐性管理项目
2.各管理项目的基本规律和作用
(1)基本规律
(2)作用
3.提高管理水平和业绩的方法原则
(1)提升企业整体运营绩效的方法
(2)提高外层管理绩效的方法
(3)提高内层管理项目水平的方法
正文
1.企业管理的系统构成
4L模型图:
(1)4L模型简介
4L模型以当前最新管理实践知识为依据,收录了企业文化、流程管理、人力资源管理、
学习型组织等十四个普通企业最常见的管理项目。
根据管理项目之间相互作用力的大小,这些管理项目被划分为四层;作用力指的是一个管理项目在提升其他管理项目的管理绩效方面所发挥的作用。
最里层是第一层,依次往外为第二层、第三层和第四层。
各项目之间的相互作用力由里到外呈递减趋势,第一层管理项目作用力最强。
(2)项目的分类
企业的各个管理项目具体可以分为两大类:显性管理项目和隐性管理项目。
显性管理项目是指在企业中设置了专门的职能部门进行管理工作的项目。
显性管理项目包括人力资源管理、营销管理、质量管理、财务管理、研发管理、生产管理、采购管理、其他管理等。
隐性管理项目则指的是在企业中没有设置相应职能部门的项目。
隐性管理项目包括:企业文化、学习型组织管理、流程管理、职业素质、管理技能、战略管理等。
虽然隐性管理项目在企业中没有设置专门的职能部门,但它对提高企业整体运营绩效和管理水平起到了决定性的作用。
(3)隐性管理项目
企业中的隐性管理项目具有两个特点:第一,跨部门。
隐性管理工作涉及企业每一个部门,并且处理的都是重要事务。
隐性管理项目一般不设置专门的职能部门开展、落实管理工作。
如果设置专门的职能部门,由于工作涉及其他部门,而专职部门的人员对其他部门的工作不够了解,就不能提出有说服力的建议,并且专职部门没有足够的权威落实工作。
第二个特点:除了开始阶段工作量大一些外,日常工作量不大,没必要设置专门职能部门。
在企业中,隐性管理项目可以运用新一代学习型组织的技术设置专门的学习小组来进行管理。
设置学习环小组,不会改变原有的组织架构。
小组成员是由企业领导、跨部门管理人员和专业技术人员组成,保证了学习环的权威性和专业性。
小组成员通过定期的工作交流、总结的方式,提出解决问题的管理意见。
小组成员可以兼职,在学习环小组下可以设置全职的机构负责执行落实。
2、管理项目的基本规律和作用
(1)基本规律
4L模型中,管理项目具有以下基本规律:内层(指第一、二、三层)的任意一个管理项目有以下作用:可以对该项目的所有外层管理项目都产生强作用;可以与同层管理项目产生作用;也可以对更里层管理项目产生作用。
最外层(第四层)管理项目不仅对其他管理项目的作用力小,相互间的作用力也小。
(2)作用
4L模型中的每个项目都对其他管理项目有着重要影响,下面以几个主要的管理项目为例来进行说明:
Ⅰ、企业文化
企业文化处于4L模型的最里层(核心层),可以看出它在企业管理中的重要性。
企业文化属于意识的范畴,通过改变员工的思想和行为方式来改变其他管理项目。
它包括有愿景、使命、宗旨、理念、重要的方法和原则、行为规范等丰富的内容。
企业文化有好坏之分,好的企业文化能带动企业员工更积极、更有效率地工作,促进企业发展。
反之,则不利于企业的发展。
Ⅱ、学习型组织管理
学习型组织管理通过持续的改良和创新来提升其他管理项目,它和企业文化一样都是改善企业经营管理的利器。
学习型组织管理可以用来优化企业文化,使企业文化向好的方面发展;不良的企业文化却无法用来提升学习型组织管理。
Ⅲ、人力资源管理
人力资源管理对所有管理项目都能产生重要的影响,并在一定程度上决定了所有管理项目的基础水平。
所有管理项目都涉及到人的因素,而人力资源管理决定了员工的基础能力。
人力资源管理部门通过招聘、培训和薪酬管理等方式,影响员工的基本素质和工作态度。
Ⅳ、流程管理
每个部门的工作都是由一个个的流程组成,因此流程管理的水平会影响到整个工作的成效。
人们可以合理运用流程管理技术,来优化工作流程,帮助提高其他管理项目的效率。
Ⅴ、管理技能
企业和各部门的工作都会涉及到管理,管理者需要进行决策、安排工作和跟进。
管理者管理技能的高低,关系到企业的人财物能否得到合理的分配和运用,不仅对企业的整体工作成果会产生重要影响,也会影响到其他管理项目。
Ⅵ、职业素质
所有的工作都需要人来执行,员工职业素质的好坏,也在一定程度上会影响企业整体的工作效果和其他管理项目。
3、提高管理水平和业绩的方法原则
(1)提升企业整体运营绩效的方法
提高企业整体运营绩效的方法就是提高每一个外层管理项目的绩效,企业的整体绩效等于外层管理项目的绩效之和。
外层管理项目包括:战略管理、营销管理、质量管理、财务管理、研发管理、生产管理、采购管理、其他管理等。
每一个外层管理项目都能够为企业的整体运营绩效作出直接的贡献,至于贡献多少,则无法确定。
这是因为大多数管理项目都是相互作用的,无法确定其贡献的业绩是自身管理水平的提高,还是受到其他管理项目的支持。
(2)提高外层管理绩效的方法
要提高外层管理项目的绩效,方法就是提高每一个内层管理项目的水平。
第一,人力资源管理部门做好招聘和培训工作。
第二,优秀的企业文化能鼓舞员工工作热情和积极。
第三,培养员工端正的工作态度,改善员工的工作方法和能力,关系到员工的职业素质。
第四,利用学习型组织管理,不断改良和创新,提高专业技术。
第五,管理者发挥良好的领导作用,能提升员工的士气,提高团队绩效,涉及到管理技能。
第六,流程管理可以帮助企业合理设置每个工作流程和岗位,使整体工作更富效率。
(3)提高内层管理项目水平的方法
提高内层管理项目的水平,就要提高每一个内层管理项目的专业知识水平。
内层(第一、二、三层)管理项目包括企业文化、人力资源管理、学习型组织管理、流程管理、管理技能、职业素质六个项目。
我们可以通过两种方法来提高每个内层管理项目的专业知识水平:第一,设置学习环,运作学习小组,不断提高本项目的专业技术水平。
小组成员通过学习交流,最终会成为该管理项目的专家。
第二,提高其他内层管理项目的水平,通过相互作用共同提升。