第二章 文獻探討
2.7 研究方法之相關文獻
2.7.4 網路層級分析法（Analytic NetworkProcess；ANP）
層級分析法(Analytic Hierarchy Process; AHP)是由國際著名決策科學大 師 Thomas L. Saaty 在 1971 年替美國國防部進行有關應變計劃問題研究時首 創之方法，主要應用於不確定情況下及具有多個評估準則之決策問題上。而 在 1972 年 Saaty 運用 AHP 方法替美國國家科學基金會針對產業對國家福利 的貢獻程度來決定電力的分配，進而在 1973 年因 Saaty 主持蘇丹運輸之研究 而更趨成熟，並在 1980 年 Saaty 將此理論整理成專書問世提倡【43】。
而分析層級程序法(AHP)的理論發展主要係用來提供解決非結構化的經 濟、社會及管理科學等問題。可幫助解決資源分配、方案選擇、決定優先順 序、解決衝突、規劃、績效衡量等領域之問題，並針對問題訂出總目標，根 據總目標發展出次目標，即為下層元素，反覆直到最後層之元素，建構完成 後藉由尺度(Scale)方式進行成偶比對(Pairwise Comparison)，求出特徵向量做 為評估各元素間的權重，最後透過綜合求得整體目標之優先順序【43】、【45】。
在問題求解進行過程中，AHP 法主要假設每一階層的要素均須相互獨 立，並將較複雜的問題加以系統化（systematize）進行評估。而傳統的單向 階層關係（AHP 模式）無法清楚及有效的表示真實的問題。然而，在現實生 活中之問題間常存有相依（dependence）或回饋（feedback）關係，而隨著問 題愈大，相依或回饋關係也愈錯綜複雜，此時若再使用獨立性的假設，則有 可能過度簡化問題，致使評估結果產生偏差。因此，Saaty 為避免前述缺點，
於 1975 年提出考慮相依及回饋關係的層級分析法，直到 1996 年時出版了網 路層級分析法（Analytic NetworkProcess；ANP）一書後方始完備。而 ANP 法 主要為 AHP 方法之延伸，可將前述之相依及回饋關係加以解決，而此種結構 模式類似於網路結構模式，而 ANP 法的產生便是適用於解析此種網路系統的 結構問題【43】，以下介紹 ANP 法之特性。
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一、網路層級分析法之特性
在現實生活中有著許多的決策問題無法以結構化階層清楚表示，因 為在上下層級間存在彼此相互作用且具有相依特性，不是單純的由上而 下的線性關係，而是比較類似於網路的關係架構。而 Saaty 認為構成在群 組(Clusters)與元素(Element)之間相依性的交互影響關係可以用圖形方式 去分析說明，而圖形中每一個元素必須相連，不可以區分成二個或二個 以上不相連的圖形。【43】ANP 法允許群組(cluster)內的相互回饋(inner dependence)及群組與群組之間的相互回饋(outer dependence)，它提供了一 個完整架構其中包含群組與元素之間的連結，並以決策者所期望的方式 去研究整個問題程序，研究者可從問題中找出各個元素與群組之間的相 互影響，再推導出各方案之優先順序比例尺度。以下將 ANP 法之特性歸 納如下：
(一)具有網路架構模式
在 ANP 中運用網路圖的方式，清楚的顯示因素間相互影響的關 係； 而 箭頭 本身 的方向 代表著對 某項因素之 影響， 如圖 2.1 中 Alternative 因素為例，Alternative 本身受到 Cluster A 和 Cluster D 的 影響，同時也影響了 ClusterA。
圖 2.1 ANP 基本網路架構圖 資料來源：【43】
(二)具有因子間相互關聯性
當 Cluster A 內所包含之因子彼此間存有相互的影響關係，稱為 內部相關（Inner Independence），當 Cluster B 內的因子與其他 Cluster C 內的因子發生影響關係時，則稱為外部相關（Outer Independence），
如圖 2.2 所示。
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圖 2.2 ANP 內、外部相依關係圖 資料來源：【43】
(三)具有回饋機制
當 Cluster A 支配著 Cluster B 的同時，Cluster B 也支配 Cluster A，兩者之間具有相互支配或依賴關係，如圖 2.3 所示。
圖 2.3 ANP 回饋關係圖 資料來源：【43】
(四)運用超級矩陣計算
所謂的超級矩陣（Super matrix）如圖 2.4，是將各群組與其包含 之因素，依序列於矩陣左側與上方而形成多個子矩陣所組成，而子矩 陣是由因素與因素間彼此交互比對之特徵向量所組成，而在超級矩陣 中若有空白或為 0 則表示出因素和群組間是彼此獨立沒有相關性，其 好處在於可運用來評估相關性及表現因素間的相互關係與強度。圖中 2.4 之 e11，e12˙˙˙eNN都是經由成偶比對計算後的特徵向量值，經由
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這樣計算，可以解決因子 A 影響因子 B，而因子 B 又會影響因子 C 的影響傳遞情形。所以 ANP 法是一種相依性的量測方式，從個別的 比例尺度中取得混合順序的比例尺度，來表示因子對控制準則、指標 的影響程度。可以用來進行預測或決策中競爭者之間相互的關係與影 響的強烈程度。
圖 2.4 ANP 超級矩陣示意圖 資料來源：【43】
二、網路層級分析法(ANP)的基本假設：
因為網路層級分析法(ANP)法是 AHP 層級分析法的延伸，兩種方法仍存 有些許相似的地方，在 AHP 法中許多假設在 ANP 中仍然成立，以下先說明 AHP 法的基本假設【26】：
(一) 一個系統可被分解成許多種類（Class）或成分(Components)，並形 成有向網層的層級結構。
(二) 在層級結構中，每一層要素均假設具獨立性。
(三) 每一層級內的要素，可以運用上一層級內某些或所有要素為基準，
進行評估作業。
(四) 比較評估時可將絕對、數值尺度換成比例尺度(ratio scale)。
(五) 在進行成對或兩兩比較(Pair-wise comparison)後， 可以使用正倒值 矩陣(Positive reciprocal matrix)進行處理。
(六) 偏好關係滿足遞移性（Transitivity），不僅優劣之關係滿足遞移原則 (A 優於 B，B 優於 C，則 A 優於 C）、而要素的優勢程度經由加權
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法則(weighting principle)而求得；同時強度關係也滿足遞移性(即是 A 優於 B 兩倍，B 優於 C 三倍，則 A 優於 C 六倍)。
(七) 完全具備遞移性不容易，因此容許非完全遞移性的存在，但必須測 試一致性 (consistency)的程度。
(八) 任何要素只要出現在階層架構中，不論其優勢程度多小，都被認為 與整個評估架構有關，並非檢核階層結構之獨立性。
而上述基本假設，除了第一項「形成有向網層的層級結構」與第二項之
「要素均假設具獨立性」外，其餘在網路層級分析法(ANP)中亦都成立，如 圖 2.3 所表示。
三、網路層級分析法（ANP）與層級分析法(AHP )之比較
ANP 法與 AHP 法之差別，在於 AHP 方法之層級架構為線性架構，
而 ANP 法為非線性網路架構，因 ANP 法具有相依與回饋之特性，並使 用超級矩陣計算權重，兩種方法之相異之處如表 2.2 所示。
表 2.2 AHP 與 ANP 方法比較表 方法
特性 AHP 法 ANP 法
元素間相互關係 因素間互為獨立 因素間容許相互影響與 相依問題
問題結構特性 層級式架構 網路式架構
回饋關係 無 容許因素間回饋關係
權重計算方式 單純矩陣 超級矩陣
因素比較基礎 以目標為元素比較基礎 以指定評估項目為元素 比較基礎
資料來源：【11】
以下以 Sekitani【50】之文章中舉例說明 AHP 與 ANP 方法之差別。在 美國有麥當勞、漢堡王、溫蒂漢堡三大速食業者，如今欲從此三家評選出最 具績效之速食業者。在方案評估過程中分別將廣告宣傳及服務態度二個因子 作為評估之準則，並依據此評估準則評估出三家速食業者之績效，如下圖 2.5 可以由階層圖示中看出 AHP 與 ANP 之差別。
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圖 2.5 AHP 與 ANP 方法之差別示意圖 資料來源：【
50
】四、網路層級分析法（ANP）的進行步驟
Saaty 【48】建議在研究過程中採用以下七個步驟，分別是：
(一)準則比較，假設各準則彼此是獨立的，兩兩比較得出準則權重 (二)以各準則為主比較各專案之權重，假設各專案之間彼此是獨立的 (三)考量各準則間相互依賴的關係
(四)就各準則條件下考量各專案間相互依賴的關係
(五)從步驟一到步驟三，綜合計算各準則相互依賴情況下的權重 (六)從步驟二和步驟四，綜合計算各準則情況下各專案的權重 (七)最後，綜合步驟五和步驟六，計算得出各專案的權重
Meade 與 Roger【37】認為 ANP 法是以 AHP 法為基礎運作，並將 ANP 法分成四個階段，分別為：
(一)形成架構與問題(Mode construction and problem structuring) (二)相互依賴群組的成對比對
(三)形成超級矩陣(Supermatrix formation)
(四)最後選擇最佳方案(Selection of best alternative)
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林家豪【11】提出運用因素分析法與 ANP 法建構營造廠現場管理人 力配置模式，並將 ANP 法分為九個階段，重點如下：
(一)運用腦力激盪法進行問題分析 (二)控制群組的選取
(三)關係網路圖之建立 (四)建立成對比較矩陣 (五)進行一致性檢定 (六)建立超級矩陣 (七)隨機化欄位值 (八)極限值運算 (九)選擇最適方案
陳哲昌【12】運用 ANP 法處理較複雜的決策問題，同時利用問卷方 式調查找出最適防災社區管理組織模式，並將 ANP 進行方法分為六個階 段，重點如下：
(一)界定決策問題
(二)成立 5-15 人決策群體
(三)運用腦力激盪的方式構建問題結構 (四)設計問卷與調查
(五)專家偏好整合
(六)建立成對比較矩陣，計算每個要素的權重 (七)一致性檢定
(八)超矩陣運算
(九)計算各個可行方案的相對重要性 (十)選擇最適當方案
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五、AHP 法與 ANP 法的應用領域
觀看國、內外有關 ANP 之部份文獻經彙整後，發覺 ANP 方法在國 內各領域為初步成長階段，而其應用之潛力和應用層面應可待進一步的 擴大，故本研究希望藉由蒐集國外及我國相關 ANP 研究領域之文獻，建 構出乙套適合我國海軍大氣海洋局資訊服務整合關鍵因素之模式，以下 針對 Saaty 對於決策建議應用領域列述如下【55】，國內文獻如表 2.3 所 示。
(一)戰略應用層面
國際政治形式分析、經濟形式預測、國家產業架構研究、國防軍 事研究、能源政策分析、科技成果評價、發展戰略擬定等方面。
(二)戰術應用層面
市場調研、用戶需求分析、工業工程、企業發展規劃、人員考核 測評，產品架構調整等方面。
(三)美國應用領域
1.美國國會是否應就智慧產權問題制裁中國
2.福特汽車公司因運動車事故，是否撤出運動車領域，還是重新設計 3.公司是否應生產運動型轎車
4.拉斯加是否應冒環境污染的危險進行石油開採
5.大規模的商業化市場份額是多少，包括民航、運動鞋、連鎖快餐等 6.美國是否應使吸毒合法化
7.解決中東衝突最穩妥的辦法是什麼 8.美國在伊拉克的最好策略應該是什麼 9.紐約應在世貿舊址上做什麼
10.遠東國家愛滋病擴散的排名
11.匹茲堡是否應為足球、棒球和籃球分建三個體育場
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表 2.3 我國目前 ANP 研究領域