層級程序分析法

壹、使用層級程序分析法的原因

現實生活中決策行為往往在諸多相互衝突的目標中權衡取捨；因此，多準則決策

（Multi-Crititeria Decision Making, MCDM）的重點，在於如何權衡取捨多重目標之間的 衝突或抵換行為（張保隆，2007）。

科學園區轉運站與多目標空間指標建構與發展優勢乃屬一多準則決策問題

（Multi-Criteria Decision Making, MCDM），由於過去顯少針對交通轉運站與多目標空 間指標建構與發展優勢進行研究討論，本研究將探討轉運站與多目標空間指標建構與 發展優勢評估準則間彼此所存在的優先順序，嘗試提出一套整合轉運站與多目標空間 利用因素下，以修正式德爾菲法（Modified Delphi Method）邀請專家評定新竹科學園 區轉運站與多目標空間之評估準則，進而運用層級程序分析法（Analytical Hierarchy Process）決定其發展優勢。

一般而言，指標權重之決定可採客觀評量與主觀評量兩種。客觀評量系由調查所 得的資料計算，以反映出反項指標應有之權重，常用之方法有迴歸分析（Regression Analysis）、因素分析（Factor Analysis）、結構方程式模型（Structural Equation Model）、

資料包絡分析（Data Envelopment Analysis, DEA）等；主觀評量則是調查專家學者的意 見，常用之方法有相同權重法、德爾菲法（Delphi method）、專家綜合評點法及層級 程序分析法（Analytical Hierarchy Process）等（蘇世名，2011）。

為了符合新竹科學園區轉運站與多目標空間整體規劃未來將由主管機關—科學工 業園區管理局進行評估與執行，構面與指標權重將採主觀評量方式，同時為使新竹科 學園區轉運站與多目標空間之建構符合使用者－科技從業人員的期待，及參考科學園 區轉運站先期規劃案委託單位之意見，故將對產業界、學術界及政府機關以修正式德 爾菲法進行專家問卷統整評估準則，並以層級程序分析法作為研究方法，對全數專家 問卷進行整體分析與探討，最後提出綜合性的研究結果。

層級程序分析法是一種有層級的組織架構，可用在解決複雜問題時的有效決策，以 簡化決策程序。AHP 是將複雜且非結構的情況分割成數個組成成分，安排這些成分或 變數為階層次序，將每個變數的相關重要性利用主、客觀判斷給予數值；綜合這些判斷 來決定那一個變數有最高優先權。

 層級程序分析法可將複雜的新竹科學園區轉運站與多目標空間指標建構 與發展優勢問題，劃分為簡單明確的層級結構關係，透過學者專家等決策 群組意見予以評估分析後，即可獲得評估準則權重對科學園區轉運站與多 目標空間影響的重要性或貢獻度。

 新竹科學園區轉運站與多目標空間指標建構與發展優勢之評估為一主觀 且又複雜的問題，需透過各層面（業界、學界及政府機關）的共識加以分 析，層級程序分析法在理論上可透由一致性檢定來檢定專家的共識性、結 論的一致性，較為客觀。

貳、層級程序分析法的具體內容

層級程序分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）為 1971 年的匹茲堡大學教授 Thomas L. Saaty 所發展，應用在不確定情況下及具有多數個評估準則之決策問題（曾 國雄、鄧振源，1989）解決了非結構化的經濟、社會及管理科學問題。其運用系統方 法匯集專家意見，將複雜的問題因素由上而下簡化、建立層級結構，將每位決策者對 方案主觀的評價轉化成準則，並透由量化方式加以評估，可使複雜的問題、風險不確 定的情況、或分歧的判斷中尋求一致性，以提供決策者選擇適當方案的充分資訊，同 時減少決策錯誤的風險。

層級程序分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）的九項基本假設（鄧振源、曾國 雄，1989）：

 一個系統可被分解成許多種類（Classes）或成分（Components），並形 成網路的層級結構。

 層級結構中，每一層級的要素均具獨立性（Independence）。

 每一層級內的要素，可以用上一層級內某些或所有要素作為評判準則，進 行評估。

 進行比較評估時，可將絕對數值尺度轉換成比例尺度（Ratio Scale）。

 成對比較後，可使用正倒值矩陣（Positive Reciprocal Matrix）處理。

 偏好關係滿足遞移性（Transitivity）。不僅優劣關係滿足遞移性（A優於B，

B優於C，則A優於C），同時強度關係也滿足遞移性（A優於B二倍，B優於 C三倍，則A優於C六倍）。

 完全具遞移性不容易，因此容許不具遞移性的存在，但需測試其一致性

（Consistency）的程度。

 要素的優勢程度，經由加權法則（Weighting Principle）而求得。

 任何要素只要出現在階層結構中，不論其優勢程度大小，均被認為與整個 評估結構有關，而並非檢核階層結構的獨立性。

參、層級程序分析法的優缺點

層級程序分析法是一種有組織的架構，可用在解決複雜問題時的有效決策，以簡化 決策程序。基本上，AHP 是將複雜且非結構的情況分割成數個組成成分，安排這些成 分或變數為階層次序，將每個變數的相關重要性利用主觀判斷給予數值；綜合這些判斷 來決定哪一個變數有最高優先權。而問題的每個變數必須給予一個數值，以幫助決策者 思考而得到結論。

一、AHP 之優點

AHP中問題的描述即在澄清決策所希望達成的目的。故AHP就是將複雜的問題予以 系統化，並將問題的各個考慮層面予以層級化的架構，因為層級結構（Hierarchical Structure）有助於決策者對於事物的整體了解，同時利用評估要素建構為層級形式，使 工作易於達成。因此，層級式架構具有下列的優點（Vargas, 1990）：

 具有彈性：就彈性而言，若發生資料不足或遺漏部分資料時，可透過層級 架構的模式彌補資料缺失，作適時的擴充或修改。

 易於瞭解：在層級架構中，各層級元素的優先順序是逐層演變的結果，故 我們可以清楚的觀察同一層元素間的彼此關係（具獨立性）及上下層元素 間的彼此影響。故在研究問題時，可利用此一關係來作元素間的分類或整 合。

 合乎邏輯：層級架構是依層級程序逐步推演的，藉此將複雜的決策問題系 統化成簡明的架構，使決策者在分析時可兼顧不同元素間的邏輯關係，對 於決策的正確性具有正面之幫助。將問題描述建構成層級架構後，透過量 化的判斷，找出脈絡後加以綜合評估決定替代方案的優先順序（Priority），

以選擇最適當（或最佳）的方案，減少決策錯誤的發生機率。

二、AHP 之缺點

的問題開始，無論任何情形，首先要確立階層結構，在進行成對比較，以求算層級內各 要素的權數，並計算最後一階層各方案的權數。然而，AHP 不是萬靈丹，仍然有其缺 點（鄧振源、曾國雄，1989）：

 判斷的感覺模糊。

 評估尺度過於細鎖：Saaty 建議使用1～9 的尺度，其根據主要在於 1. 人類無法同時對7 種以上的事物進行比較；

2. 1～9 尺度值的誤差均方根與中位數絕對誤差最小；

3. 人類的區別能力以「同等重要」、「稍重要」、「頗重要」、「極重要」及

「絕對重要」等五個屬性為基礎，為其精確語句連續性，宜在5 個屬性間 加入折衷值。

 標準化方法的質疑。

Roper-Low 和Sharp 亦指出AHP 以下幾點缺失（嚴振昌，2001）：

 由於層級結構的簡單化，可能隱藏某些重要的依存關係，而且過分的簡化 決策問題。

 有形（Tangible）與無形（Intangible）屬性間的比較，較為困難。

 由於AHP 的特徵向量（優先向量）之大小，並未具有統計上的顯著性

（Statistical Significance），故無法提供給決策者一種明確的結果。

 專家學者之人數及人選為其主要限制，若受訪專家人數過多或人選認定標 準的偏差，將影響分析結果的一致性。

 決策者僅在專家對替選方案的評估結果出來後才決定方案，其參與機會不 多，將增加方案推行的阻力。

 不同背景之專家因著眼點不一，其結果必有差異，產生意見相左或需協調 整合。

雖然AHP法是一套有系統的質化準則評估方法，但為使進行各成對比較單元評比作 業時能有客觀參考依據，應在調查同時，提供完整的資訊給受訪者，包括各替方案的詳 細介紹及其在各評估準則上的表現績效，以使評估結果更為客觀合理（馮正民、邱裕鈞，

2004）。

肆、層級程序分析法的決策程序

層級程序分析法最大的功用在使錯綜複雜的問題分解成各個組成要素，再將這些要 素依關係分組形成簡明的層級結構系統；並藉由名目尺度（Nominal Scale）作各層級要 素之成對比較矩陣後，經運算求得矩陣之特徵向量（Eigen-vector），代表層級中某層 次各要素之優先程度，再求出特徵值，以該特徵值評定每個配對比較矩陣之一致性強弱 程度，作為取捨或評估決策之訊息，確定決策方案相對重要性之優勢順位（Priority），

此即為決策分析之參考數據。

AHP 在具有多目標（Multiobjective）或多準則（Multicriteria）的決策領域中，是 一種簡單而實用的方法；應用AHP 處理問題時，大致可區分成下列六個步驟，其分析 程序與步驟，如圖4-18 所示（鄧振源、曾國雄，1989）：

步驟一：問題界定

對於問題所可能涵蓋的範圍，宜盡量的擴大，將可能影響問題的要因，均可納入問 題中。問題界定可分為澄清問題與分解問題，澄清問題是要將問題予以清楚而肯定的指 明，因為「將問題明確的指出就等於解決問題的一半」，所以問題說明的重要性可見一 斑。而分解問題可遵循5W1H（What、Why、Where、Who、When、How）的原則來將 問題簡化。

步驟二：建立層級結構

層級的建構在 AHP 中是非常重要的一環，良好的層級架構對於問題之解決有關鍵 性的影響。層級的結構是以複雜度遞減的方式排列，上層的元素用以列舉系統的最終目 標，而下層的元素用以陳述系統的次第與限制，以確保其上層目標之必然滿足，更下一 層的元素則用以提供系統結構及功能方面的資訊。因此，所建構層級的多寡，將視系統

層級的建構在 AHP 中是非常重要的一環，良好的層級架構對於問題之解決有關鍵 性的影響。層級的結構是以複雜度遞減的方式排列，上層的元素用以列舉系統的最終目 標，而下層的元素用以陳述系統的次第與限制，以確保其上層目標之必然滿足，更下一 層的元素則用以提供系統結構及功能方面的資訊。因此，所建構層級的多寡，將視系統