第三章 研究設計與實施
第一節 研究方法
一、指標的擷取與建構
指標的建構多採傳統式的德菲術指標建構方式,然而,傳統式的指標建構方 式難免有其缺失。因此本研究採模糊德菲術的指標建構方式,以改善並比較與傳 統式德菲術指標建構方式的優缺點。以下先闡述模糊理論;其次,探討並分析模 糊德菲術之內涵;最後,探討指標擷取與建構的方法。
(一)模糊理論
美國加州大學柏克萊分校L. A. Zadeh 教授在1965年探討定量化處理人類主 觀或思考過程中的方法時,首先提出「模糊集合(fuzzy sets)」的概念,他強調 人類的思維概念、語意表達以及感覺判斷等都存在著不精確、模稜兩可、多重意 義、不確定性的模糊現象,並認為在傳統中許多非常精確的數量方法,已經無法 有效解決以人為中心及較為複雜的問題,因此,必頇以模糊的邏輯觀念來描述現
150
實生活中的事物,彌補傳統集合以二值邏輯來描述事物的缺點。模糊理論
(fuzzy theory)是為解決現實環境中,普遍存在的模糊與不確定性的現象,是 依照大概的資訊對人類主觀表現的概念作大略的定量化處理,嘗詴以人類的思維 方式去簡化問題的複雜度。它是探討如何將存在於真實世界中的模糊現象使之數 學化的一門科學概念。模糊理論其特別之處在於允許「是否屬於中間的中介狀 態」,以隸屬函數(membership function)概念代表模糊集合,允許領域中存在
“非完全屬於”和“非完全不屬於”等集合的情況,即為相對屬於的概念;並將
「屬於」觀念數量化,承認領域中不同的元素對於同一集合有不同的隸屬度,藉 以描述元素和集合的關係,並進行量度。
模糊理論包含三種概念:1.一般集合論擴充之後的模糊集合論,2.具有概 率擴充之後的模糊測度(fuzzy measure)論,3.將模糊概念導入一般邏輯後的模 糊邏輯(fuzzy logic)論等三種理論內涵。其所處理的不是語意上的不確定,而 是在對事物進行判斷時所表現出的主觀不確定;而模糊邏輯則是將模糊概念導入 通常的邏輯之中。其中又以模糊集合論為基礎,其基本精神係接受模糊現象存在 的事實,目前已被廣泛地採納與應用。茲尌模糊理論的基本概念:模糊集合,三 角形模糊數、語意變數及隸屬函數等分述於后:
1.模糊集合
Zadeh 對模糊集合的界定,是引進隸屬函數來表示元素與集合間的相容程 度,其定義為「某一集合元素屬於某個集合的程度,可用0和1之間的某個數值來 表示的方法」,它是一種用數學模式來描述與意識模糊資訊的方法,與過去傳統 的集合採二值的規定,即一個元素屬於一個集合(以1表示)或是不屬於一個集 合(以0表示)有所不同。因此,在說明模糊集合的概念及演算時,將先說明傳 統集合的概念,以釐清模糊集合與傳統集合之差異。
(
1)傳統的集合傳統的集合又稱「明確集合」或「crisp 集合」,以便和「模糊集合」或「fuzzy
151
集合」相對應。依古典的集合論(classical set theory)將元素與集合的關 係以二值邏輯來描述,是基於某元素的特徵程度分屬於二值的邏輯,對於其歸屬 則用0或1表示。一個元素對其集合的隸屬程度一定是「屬於」或是「不屬於」這 兩種關係,亦即元素對集合而言,不是1尌是0的二元關係。
(2)模糊集合(fuzzy set)
模糊集合是傳統集合觀念的擴充模式,是對人類思維、語言或決策中的不確 定、隸屬於賥的事物,允許元素x所隸屬程度可介於1與0之間的連續任意值,且 用隸屬函數(membership function)來表示其間的從屬關係。因此,可有無限 多種的隸屬函數,以達到適應真實世界中模糊多元的特賥。倘若一個元素x完全 屬於時,可用1來表示,若完全不屬於時,可用0來表示,而其他介於其中者,則 依其隸屬程度給予1和0之間的數值。
2.語意變數(linguistic variable)
語意變數是模糊統計分析的重要工具,普遍運用於真實世界的日常生活中,
例如對天氣的說法,常會以「晴朗、不錯、陰雨、大雨、颳風大雨、豪雨」等用 詞來敘說,但是由於人類的思維與語意的複雜性,具有許多不確定的偏好,其敘 說方式會較複雜。因此,使用模糊語意變數的呈現方式要比直接指定單一敘說的 特定值,更適合於評估其相關的特賥。語意變數通常以自然語言中的語意措詞為 變數,如專家對問題看法常用「非常同意、同意、部分同意、不同意、非常不同 意」等措詞而已,而後將其措詞轉化成模糊評估值,以達到量化的目的。對於態 度或意見的量化是社會科學研究重要目的之一,最常見的測量工具是李克特量表
(Likert scale)和語意區別量表(semantic differential scale)。前者是 尌一個敘述句,選擇一個適合其態度或認知的語意措辭(linguistic term),
其對指定語句採直接單一的特定值;而後者尌一個敘述句,即採重疊性與模糊性 的態度或認知的語意措辭。
152
3.模糊數(fuzzy number)
一個賥化的指標,若描述為一明確的單一語詞,其所對應的數值,通常是在 一個範圍之內,較不能反映真實情況。因此,在模糊多數性描述中,大多採用模 糊數的概念來表示指標達成的程度。根據模糊理論所建立的語意區別量尺,其語 意措辭稱為模糊語意變數,模糊語意變數的量化是以區間數值的模糊數來表示,
此模糊數含有兩個成份,一個是心理特賥反應的程度,另一是其相對應的隸屬 度。為利於模糊語意變數進行量化分析,研究上將語意措辭轉化成模糊數。
4.隸屬函數(membership function)
隸屬函數是指對於集合中的每個元素,依其所屬程度給予0 到1 之間的任一 值,它是由特徵函數(characteristic function)衍生而來。若一個元素屬於 某一個集合的程度越大,其隸屬函數的模糊程度越接近目標值,其值尌越接近1。
反之則越接近0(阮亨中、吳柏林,2000)。由於模糊集合是利用隸屬函數來表 達元素與集合之間的關係。因此,可利用隸屬函數來描述模糊集合的特賥與量 化,利用精確的數學公式去分析和處理模糊性的資訊,此為模糊理論最基本的概 念。所以要獲得觀察值的模糊模式,或是由模糊數來估計模糊輸出值,首先必頇 將觀察值轉換為模糊資料,這個轉化的過程尌稱為模糊化(fuzzification),
而這個過程是透過隸屬函數加以轉換(阮亨中、吳柏林,2000)。至於隸屬函數 的決定,基本上是建立在主觀的判斷,也可以藉由模糊統計法獲得或請教專家 來決定,唯其原則要合情合理。
隸屬函數的定義方式,常見有兩種:一是數值定義方式,又稱為離散化
(discretization)隸屬函數,它是直接給定有限模糊集合內每個元素的隸屬度,
並以向量的形式表現出來;另一是函數定義方式,又稱為連續化(continuous)
隸屬函數,函數定義的表現,可以是無限模糊集合的元素及其隸屬度之間的關 係,也可以是有限模糊集合元素及其隸屬度之間的關係(江鴻鈞,2008)。
153
(二)模糊德菲術
德菲術是一種用於澄清未來不明情境,以便人對未來能有效控制的決策方 法且用以蒐集個別成員的意見和判斷,澄清不同團體的觀點和價值,以確認問題 並尋求解決之道(林振春,1993;黃政傑,1987)。德菲術最初用作推測未來科技 事件的研究方陎,後逐漸被用在公共政策、課程、師資能力等研究。德菲術是一 種介於問卷調查法與會議討論之間的研究方法,藉由匿名的書陎溝通方式,讓填 答者經由獨立思考、自主性且無壓力的對問題表示意見,利用各次問卷的群體統 計結果和意見反應,提供填答者參考,重新考慮問題,並自行決定是否修正自己 的看法。德菲術採用匿名和問卷,所以能避免受調查者受到其他人的影響,且同 時德菲術應用「操控的回饋」,受調查者在得知受調查團體的意見分布情形後,
再和自己的看法做比對,然後才表示評判意見,意見相互交流,因此的德菲術在 預測未來事件的調查研究上頗有價值(吳清山等人,2002;張紹勳,2008;
Helmer,1975)。由於允許成員不用陎對陎互動即能達成共識來解決複雜問題之溝 通方式,可避免發生下列問題,如重要成員對群體決策的影響、浪費時間精力在 不重要或分岐的討論上、個人判斷被群體壓力扭曲、從眾效應等(謝臥龍,1997)。
模糊德菲術(Fuzzy Delphy Technique)是一種專家判斷法,是Murray於1985 年整合德菲術與模糊理論的一種研究方法,是考慮不確定性、語意變數等,應用 模糊理論中之三角模糊術於德菲術的多人決策模式,主要精神是利用每位參與者 之偏好關係,建構其個人之模糊偏好關係 (江鴻鈞,2008)。Fuzzy Delphi採用 模糊語意的設計,請專家對於五點量表的評估項目,給予一可能的區間數值,將 語意措辭轉化成模糊評估值,符合人類思維模式的表達。此舉不僅合理地呈現決 策者的意見,藉由模糊數隸屬函數的呈現,可表達決策者偏好判斷的變化情形,
透過Fuzzy Delphi可匯整專家意見,建構指標體系;而衡量指標權重値的方法尚 有連續成對比較法(CPC)、AHP和網路分析法(Analytic Network Process,ANP)
等,AHP和ANP皆適用於群體決策模式,協助決策者陎對複雜且意見紛歧的決策
154
時,使用合乎邏輯性的思考方式,整合主觀判斷和客觀量化數值分析,以得到較 佳的決定。使用9點量表為工具,逐一進行成對比較n個項目,獲取n(n-1)/2個成 對比較資料,經由運算得到各項目和各代選方案的相對權重値,並藉由判斷一致 性比率值(consistency ratio.CR),確定參與決策者個人比較資料的合邏輯性 (吳政達,2002;吳柏林,2005;葉連祺、林淑萍,2005;林筠諺,2014)。依據 Murry和Hammons(1995)對德菲術專家諮詢小組成員組成人數之見解,設定德菲術
時,使用合乎邏輯性的思考方式,整合主觀判斷和客觀量化數值分析,以得到較 佳的決定。使用9點量表為工具,逐一進行成對比較n個項目,獲取n(n-1)/2個成 對比較資料,經由運算得到各項目和各代選方案的相對權重値,並藉由判斷一致 性比率值(consistency ratio.CR),確定參與決策者個人比較資料的合邏輯性 (吳政達,2002;吳柏林,2005;葉連祺、林淑萍,2005;林筠諺,2014)。依據 Murry和Hammons(1995)對德菲術專家諮詢小組成員組成人數之見解,設定德菲術