分析層級法

當面臨許多替代方案要做出決策時，通常都是依幾個準則來加以評比，以便選擇一 個或多個替代方案，其中分析層級法就是將複雜問題加以系統化之方式，以便決策者可 以有結構的來分析問題，並決定替代方案之優先順序。分析層級法是首先由Saaty (1971) 所發展出來的一套有系統的決策模式，主要目的就是在不確定情況下及具有多個評估準 則的決策問題，將欲研究的複雜系統分解成簡明的層級結構系統，透過成對比較矩陣的 建立而求得各層級要素或方案的優先順序。所以分析層級法對於導出權重或順序的多重 屬性及屬量而言，是一種相當良好的分析方法。 Saaty 分別在 1972 至 1978 年間將分析 層級法應用於美國國家科學基金會，從事有關於產業電力配額、蘇丹運輸系統研究、美

國武器管制、及裁軍局（ACDA）分配資源於從事恐怖主義之分析等多項研究，使得分 析層級法得以臻於成熟。以後經過不斷修正，分析層級法應用層面增加，例如，行為科 學、行銷管理、投資組合等，最後Satty (1980) 提出一套完整的方法論。分析層級法的 應用範圍廣泛，目前在國外已應用於下列十三種決策問題：

1. 決定優先順序 (Setting priorities)

2. 產生可行方案 (Generating a set of alternatives) 3. 選擇最佳方案 (Choosing the best policy alternative) 4. 決定需要條件 (Determining requirements)

5. 根據成本效益分析制定決策 (Making decision using benefits and costs) 6. 資源分配 (Allocating resources)

7. 預測結果-風險評估 (Predicting outcomes-risk assessment) 8. 衡量績效 (Measuring performance)

9. 系統設計 (Designing a system)

10. 確保系統穩定性 (Ensuring system stability) 11. 最適化 (Optimizing)

12. 規劃 (Planning)

13. 衝突解決 (Conflict resolution)

分析層級法是以一個層次的結構，將計量因素與非計量因素同時考量之理論，同時 匯集專家們的判斷與經驗，以產生所欲解決方案之優先順序，提供決策者參考。本法主 要內容有四:

1. 將複雜的問題間之評估予以結構化，並建立層級結構；

2. 設定各問題之評比尺度，並建立成對比較矩陣；

3. 計算各問題之相對權數；

4. 檢定一致性。

分析層級法的流程可細分為下列幾個步驟：

1. 決策問題之認定: 首先要釐清問題之所在，才可對問題下定義，方能清楚瞭解決 策目的。尤其是在應用分析層級法時，對於評估要素之分層，更須充分掌握問題之方向。

2. 列舉各評估要素: 在列舉各評估要素時，首在專家及決策者意見之整合，藉由 其專業知識與實務經驗對決策所面臨之問題的評估要素，慎重列舉各評估要素，此時毋 須考慮決策因素的順序及關聯性。有關專家及決策者意見之採用可用腦力激盪法(Group brainstorming) 或德懷術 (Delphi method) 以收彙整之效。

3. 建立層級 : 將各項評估要素，依各要素之相互關係與獨立性程度劃分層級。層 級劃分多寡視分析問題之複雜度而定，但每一層級之要素至多七個以內，以免在評估時 造成矛盾之現象，以致影響評估結果，各層級之要素彼此間應獨立。而層級之結構則可 以從整體目標、子目標等，最後至決策之結果，進而形成多重層級，而層級之多少則視 決策之複雜度與分析程度而定。層級之種類又可分成完整層級(Complete hierarchy) 與不 完整層級 (Incomplete hierarchy)，完整層級是指每上下層級間之要素彼此間都有所相連 如教育均等之分析層級結構，不完整層級則是指上下層級間並非全部都有聯結。

層級結構之建立是以群體討論的方式或參考相關文獻及專家之意見，經反覆修正後 加以彙總而成。建立層級結構的原則可整理如下:

1)第一層為決策問題的目標或評比之目的；

2)重要性相近的要素應置於同一層級；

3)同一層級內之要素個數不宜過多且應力求獨立；

4)最底層為決策問題的行動方案或評比對象。

建立層級時應注意的是：

1)最高層級代表評估之最終目標；

2)儘量將重要性相近的要素放在同一層級；

3)層級內之要素不宜多，依 Satty 之建議最好不要超過 7 個，因為受限於人之因素，

同時過多時，也會影響層級之一致性。

層級結構建立以後，即根據問卷結果或專家評估同層級之各評估要素間的相對重要 性。分析層級法之評比方式是以上一層級的要素為基準，將同層級內之任兩要素對該上 層要素之重要性或影響力兩兩做比較，可減輕決策者在思考時的負擔，更能清晰地呈現 決策因素的相對性。分析層級法係採用名目尺度為成對比較之評估指標，其可分為九個 尺度如表2-1 所示:

表2-1 分析層級法尺度表

兩因素之相對重要性強度 定 義 說 明

1 一樣重要 兩因素對該目標有相同貢獻

3 稍重要 評比者認為A 較 B 稍重要

5 很重要 評比者認為A 較 B 頗重要

7 十分重要 對A 有強烈偏好，甚重要

9 極其重要 A 之重要性絕對凌駕於 B

2, 4, 6, 8 重要性介於此數之相鄰 當需要折衷值時 上列之倒數

2.3 創造性問題解決理論

人們需要有好的工具來發展新系統、解決問題以及選擇較優良的解決問題方法。創 造性問題解決理論(Theory of Inventive Problem Solving, TRIZ)是一種有系統的思考方 法，以創新知識資料庫或稱為專利資料庫，針對問題建立了一些分析原則，克服技術或 物理上的衝突與矛盾而達成創新性的解決方案。無論是技術或非技術領域的問題，使用 TRIZ 不但能提高創新的成功率、縮短創新的週期，更能及早預測過程中的問題，因此 近年來企業為降低成本，引進此技術的意願提高，例如英業達利用TRIZ 改善筆記型電 腦的設計，台灣電力公司運用TRIZ 改善輸電地下電纜運轉容量，光聯科技以此改善液 晶顯示器破裂專案等。其它方面如汽車產業、綠色工程、紡織、玩具產品等的創新設計，

也都有不少成功利用TRIZ 的實例。

2.3.1.TRIZ 來源與簡介

TRIZ 來自俄語 Teorija rezvenija izovretatelskih zadach 的縮寫，其意義為「創造性問 題解決理論」。是由蘇俄的Genrich Saulovich Altshuller(1926-1998) 在二次世界大戰後分 析研究 20 多萬個專利後提出的理論，他發現不同種類的工程系統與技術皆有相同的專 利發展過程，創新者或是問題解決者可以從過去專利發明規律以及路徑，仿效應用而產 生新穎的專利技術，使發明過程得以預期，避免使用過多的試誤而浪費成本與時間。這

樣的技術直到1990 年以後才藉由移民者傳出，在蘇俄以外的國家使用，接著 TRIZ 的軟 體產生，使其相繼在美國、日本等其它國家發展更為快速，應用也更為廣泛。

TRIZ 理論一般是以類比的認知和運用為基礎，其解決問題基本步驟如圖 2.1 所示。

首先針對特定的矛盾問題進行分析及抽象化。再將類似經驗運用於問題的提問上，有助 於將解答原則轉換到特定的問題。形成的抽象問題套入TRIZ 所提供的創新問題解決工 具如矛盾矩陣、創新原則、質場分析等，找出抽象的解答後再以具體化的方式轉為實際 問題適合的解答。

抽象的問題 (矛盾矩陣)

具體的問題

抽象的解答 (創新原則)

具體的解答 TRIZ矛盾矩陣的關係

無法直接提供問題解答

具 體 化 抽

象 化

圖 2.1 TRIZ 理論的基本解題步驟

TRIZ 理論的中心概念包括矛盾(Contradiction)、來源(Resources)、理想化(Ideality)、

演進模式(Patterns of evolution)、創新原則(Innovative principles)，使用 TRIZ 理論時，首 先要有假設目標為刪除有害的功能而達到理想化設計、完全或部分刪除矛盾皆屬於創新 的方法、創新過程可以具體化列出，如實體矛盾或技術矛盾。以簡單的模式取代過去許 多不必要的複雜，有創意的解決問題、找出問題並檢視問題與解決方法，是TRIZ 的主 要工作。

2.3.2 解決矛盾的工具

矛盾衝突普遍存在於各種產品的設計之中，使用傳統設計的折衷法，無法將矛盾徹 底解決，而是對產生矛盾的兩邊犧牲其中一方甚至兩方而取得折衷妥協方案，或是降低 矛盾的程度。Altshuller 利用大量的專利發明原理，研究出解決矛盾的 TRIZ 方法，提出 能夠解決矛盾的創新原則，並建立解決矛盾的邏輯思考方法與工具，包括了三十九個矛 盾參數(Contradiction Parameters)、四十個創新原則(Innovation Principles)、七十六個標準

解(Standard Solutions)、質場分析(Su-Field Analysis)以及龐大的知識資料庫等。TRIZ 理 論認為產品創新的目的是解決或移除設計中的矛盾，而產生新的、具有競爭力的解。

Altshuller 將矛盾分為三類：管理矛盾(Administrative Contradictions)、實體矛盾 (Physical Contradictions)以及技術矛盾(Technical Contradictions)。管理矛盾是指為了實現 某些現象或希望取得某些結果，需要作一些事情，但不知道如何去做，如希望提高產品 品質、降低原物料的成本，但不知道方法。實體矛盾是指為了實現某種功能，一個子系 統或元件必須增加某種參數特性；同時為了實現另一種功能必須降低該參數特性。技術 矛盾是指一個作用同時導致有用及有害兩種結果，也可指有利作用的引入或有害效應的 消除導致一個或幾個子系統或系統變壞。管理矛盾本身只具有暫時性，而無啟發價值。

技術上的矛盾可使用三十九個工程參數及四十個創新原理搭配矛盾矩陣加以解決，而實 體矛盾我們則需使用分隔原則來解決，使系統達到理想化。

2.3.3 三十九個工程參數與四十個創新原則

TRIZ 理論經過對專利詳細研究後，提出三十九個通用工程參數來表示矛盾(如表 2.1) 以及四十個創新原則(如表 2.2)。在實務上遇到矛盾時，找出兩個矛盾點對應的參數轉化 成標準的技術矛盾。

表2.1 三十九個工程參數 1.移動物件的重量 21.效能

2.靜止物件的重量 22.能量耗損 3.移動物件的長度 23.材料耗損 4.靜止物件的長度 24.資訊耗損 5.移動物件的面積 25.時間耗損 6.靜止物件的面積 26.材料數量 7.移動物件的體積 27.可信賴度 8.靜止物體的體積 28.測量的正確性 9.速度 29.組裝的正確性

10.作用力 30.影響物件的外在負面因素 11.壓力、張力 31.影響物件的內在負面因素

10.作用力 30.影響物件的外在負面因素 11.壓力、張力 31.影響物件的內在負面因素