第四章 研究設計與方法
第二節 習慣領域與層級分析法
一、習慣領域
習慣領域(Habitual Domains,HD)理論由游伯龍提出,其應用範圍甚廣,
例如徐村和、張有恆以習慣領域的行為動態模式分析消費者行為模式。因為人 類在複雜的生活系統中經常面臨決策問題,有些決策問題並非經常發生,因此 無法從過去的經驗中得出解決的途徑,也無法利用數學模式進行分析,決策者 必需擴展其習慣領域,以明瞭未知與不確定部份的事與物。一般而言,因受限 於當時的思考環境以及個人無形習慣領域的影響,以致於在研擬評估準則時,
無法思考出完整與周延的準則因素,此外也可能由於所接受到的訊息不夠充份
,而造成無從判段某一些準則的相互間的關係,使準則之間形成關係曖昧不明 的印象,在這種情形之下,往往會納入諸多類似、關聯程度頗高的準則進行評 估卻不自知,或有偏重一方之嫌,使用習慣領域方法,則在釐清這些因受個人 習慣影響以致可能產生的決策灰色地帶、提升決策品質上,達到一定的成效。
使用習慣領域理論來進行資料分析時,包括三個步驟:建立標準因素集、
建立影響因素集(實際領域)以及計算影響因素隸屬度。
由於某些影響因素的隸屬度很低,表示該項因素並未獲得一定程度以上的受 訪者認為具代表性,因此必需再將影響因素進行代表性篩選,篩選的方法就是計 算隸屬性,利用模糊統計法,可計算各影響因素的隸屬度。其計算方式為:隸屬 度(
µ
AD(x
i))=填寫x
i 為影響因素的人數 ÷ 總調查人數。之後再設定α-截 集(α-cuts)值,並篩選出隸屬度大於α的影響因素。本研究之α-截集值之設定係 依徐村和、楊宗欣在民國88年所發表的文獻中,建議採用共識度α=0.5(亦即 採過半數的共識度)為篩選基準。(四)建立可達領域
挑選出隸屬度大於所設定之α-截集值的影響因素,即可建立可達領域。
綜上所述,習慣領域理論在本研究的應用如圖 4-2 所示:
圖 4-2 習慣領域法於本研究之應用
二、層級分析法
「層級分析法」(Analytic Hierarchy Process, AHP)在 1971 年時由美國賓州 匹茲堡大學教授 Thomas L. Saaty 所提出,主要在試圖解決決策制訂時所面臨的 可行方案如何選擇的困難。Saaty 在 1972 年至 1978 年間將層級分析法應用於美 國國家科學基金會中有關產業電力配額、蘇丹運輸系統研究、美國武器管制以 及裁軍局分配資源以從事恐怖主義分析等之多項研究,再經過不斷地修正,層 級分析法運用的層面更為廣泛,在行為科學、行銷管理、投資組合等等的議題
研究上也都可以此方法進行探討,到了 1980 年 Saaty 總結過去的研究成果,提 出了一套完整的方法論並著作成書(Saaty,1980;Saaty & Vargas,1982)。
層級分析法可解決包含多個評核準則的決策問題,以用來處理各領域中多 個評估準則方案的選取與資源配置的權重分配(Zahedi,1986)。藉由層級分析 法可使複雜的問題化為簡單的層級,透過系統化的分解(Breakdown)程序,
將複雜的問題由高層次往低層次逐步分解,也就是先藉由決策人員或專家意見 收集某一決策下的各種評估因素,將各個評估因素進行兩兩配對比較(Pairwise Comparison),以找出各評估因素之間相對重要性的比值,經計算賦予各評估因 素權重後,再整合所有評估因素,依其權重高低排列出各評估因素之間的優先 順序,以做為擇取最適方案的依據。因此,在面對資訊與風險皆不確定的情況 下,使用層級分析法可幫助人員釐清在制定某一決策前,就各適行方案的優先 順序予以排列,以提供決策制定者推動其決策之參考。
以層級分析法操作時,各個步驟分別詳述如下:
(一)問題描述
對於想要尋求解決的問題予以界定。通常層級分析法對於下列十三種決策 問題,可提供解決之道(Saaty,1990;Saaty & Vargas,1991):
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 Alternatives)
4.決定需要條件(Determining Requirements)
5.依據成本效益制定決策(Making Decision Using Benefits and Cost)
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)
(二)影響要素分析
利用各種資料收集方式,包括與決策制訂有關人員之間的會議或討論、專 家訪談或是同業做法等,例如以腦力激盪法(Group Brainstorming)或是德爾 非法(Delphi Method),找出對於解決上述問題的所有可能的評估因素。此階 段主要目的在於整合決策者與專家的意見,而此時毋需考慮各評估因素之間的 順序或關聯性。
(三)建立層級結構(Hierarchical Structure)
建立層級結構乃是層級分析法中至關重要的步骤,在說明其建立方法之前
,先探討層級結構的幾個基本概念(楊士德,2004):
1.倒數對照特性(Reciprocal Comparison):決策者在進行因素之間的比較 時,對於因素喜愛的程度必須滿足倒數的特性,也就是說,若 A 比 B 的 偏好程度是 a 倍,則 B 是 1/a 倍偏好於 A。
2.同質性(Homogeneity):因素之間的比較必須是有意義的,並且在一個 合理的評估尺度內。
3.獨立性(Independence):因素彼此之間的比較必需假設相互獨立。
4.預期性(Expectations):為了完成決策目標,關係階層必需完整的描述,
在建構關係階層及相關準則或是選擇方案時,必須完整而不能有所遺漏
。
依據評估問題的複雜度與需分析程度後決定層級級數,並在各級數內填入 評估因素。舉一個具有六個評估因素(A1、A2、A3、B1、B2、B3),劃分成 三個層級,再將六個評估因素分別填入(A:A1、A2、A3;B:B1、B2、B3
)之層級結構圖如圖 4-3。
圖 4-3 層級分析法之層級架構圖
(四)問卷設計
製作問卷內容,就經專家訪談法或腦力激盪法所收集之各可行方案,設計 問卷題目。
(五)問卷填寫
將問卷提供予相關人員填寫。
(六)建立成對比較矩陣
層級結構建立後,根據問卷的結果,評估同層級各要素彼此之間的相對重 要性,在此步驟內必須先進行成對比對評估,之後再建立成對比較矩陣。
成對比較評估時,以上一層級的要素為基準,將同一層級內之任二要素對 該上層要素的重要性或影響性兩兩比較,以減輕決策者思考時之負擔,清晰地 呈現影響決策之重要因素的彼此相對性。層級分析法的評比尺度如表 4-2,包 括等強(Equal Strong)、稍強(Weak Strong)、頗強(Strong)、極強(Very Strong
)到絕強(Absolute Strong)再加上介於二者之間的強度,共分為九個等級,
分別配以比重 1~9。
表 4-2 層級分析法之評比尺度 A 因素與 B 因素之
相對重要性強度 定義 說明
1 一樣重要 A 與 B 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 為頗重要 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
相鄰二數間 當需要折衷值時 上列數之倒數 在比較 B 對 A 之
相對重要性 --- 資料來源:Saaty, Thomas L.,1980
賦予各要素彼此之間之相對重要性評比之後,再進行成對比對矩陣的建立
。此時以每一層的評比要素作為基準,並以其所屬的下一層的 n 個評比要素,
進行兩兩比較,形成成對的比對評估值,其所產生的 C(n,2)=n(n-1)/2 個 評估值,即為成對比較矩陣值之倒數放置主對角線左下方相對位置中,並將主 對角線上的要素數值均設為 1,則可得較完整的成對比較矩陣。
以前述圖 4-4 之層級架構圖而言,以第二層級 A 要素為例,其下的第三層 級有三個要素 A1、A2、A3,因此可建立的成對矩陣如表 4-3。
表 4-3 成對比較矩陣
可行方案 A1 A2 A3
A1 A11 A12 A13 A2 A21 A22 A23 A3 A31 A32 A33
矩陣比較時以左列的可行方案與上欄的可行方案相比,因此 A12 表示 A1 比 A2,而 A21 則表示 A2 比 A1。同時,矩陣對角線右上角每一比對數值的倒 數,即為其下方的相對數值(金正台,2001),因此,舉例而言,假設 A13=5
,則 A31=1/5;假設 A12=3,則 A21=1/3;以數值表示,帶入表 4-4 得出成對矩 陣比對數值如表 4-4。
表 4-4 成對比較矩陣數值表
(七)特徵向量(Eigenvalue Vector)與最大特徵值(Maximized Eigenvalue)
1.特徵向量(Eigenvalue Vector)的計算
層級分析法利用數值分析中常用之特徵值解法,計算出特徵向量或優先向
=2.4662 2.4662/3.9938=0.6175 A2 A21
=1.1856 1.1856/ 3.9938=0.2969 A3 A31
=0.3420 0.3420/3.9938=0.0856 小計 2.4662+1.1856+0.3420
=3.9938 1.00
接著將權重 0.6175 分別帶入 A11、A21、A31,將權重 0.2969 分別帶入 A12
、A22、A32,將權重 0.0856 分別帶入 A13、A23、A33,得出加權過後的各評 估因素之成對比較矩陣即為特徵向量值如表 4-6。
表 4-6 成對比較矩陣之特徵向量值
A1 A2 A3 A1 A11
1×0.6175=0.6175
A12
3×0.2969=0.8906
A13
5×0.0856=0.4282 A2 A21
1/3×0.6175=0.2058
A22
1×0.2969=0.2969
A23
5×0.0856=0.4282 A3 A31
1/5×0.6175=0.1235
A32
1/5×0.2969=0.0594
A33
1×0.0856=0.0856
2.最大特徵值(Maximized Eigenvalue)的計算
A1 0.6175 0.8906 0.4282 1.9363 1.9363/0.6175=3.1356 A2 0.2058 0.2969 0.4282 0.9309 0.9309/0.2969=3.1356 A3 0.1235 0.0594 0.0856 0.2685 0.2685/0.0856=3.1356
合計 9.4068
最大特徵值λmax 合計 9.4068/3=3.1356
(八)一致性檢定
層級分析法以一致性指標 C.I.(Consistence Index)及一致性比率 C.R.(
Consistence Ratio)來檢定評分結果是否合乎信度。
1. 一致性指標 Consistence Index, C.I.)的計算 C.I.=( λmax-n)/n-1(Saaty,1980)。
舉前表 2-15 成對比較矩陣之最大特徵值為例,其 C.I.值的計算方式為:C.I=(
λmax-3)/(3-1)= (3.1356-3)/(3-1)=0.0678
2. 一致性比率(Consistence Ratio, C.R.)的計算
進行 C.R.值計算之前,先取得 n 值正倒值矩陣的隨機指標值表(Saaty,
1980)如表 4-8。
表 4-8 得 n 值正倒值矩陣的隨機指標值表
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
R.I. 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.51 資料來源:Saaty, Thomas L.,1980
知道 R.I 的值後,C.R.=C.I./R.I.。層級分析法即是利用 C.R.值來衡量成對 比較矩陣的整體一致性,其 C.R.值必須小於 0.1 才是可接受的一致性水準,如 果 C.R.值大於 0.1,即表示判斷具有隨機性,必需考慮重新評估或修正。
(九)計算整體層級的總優先向量
整體層級之一致性若達到可接受的水準後,層級分析法最後的步驟是將各 階層的要素相對權數予以整合,以求算整體層級的總優先向量,所算出的向量 即代表各決策方案對應於決策目標的相對優先順序。
(十)最適方案
依各方案所得數值由高到低順序排列,即可提供決策人員對於決策推動時 相關資源配置或關注焦點之優先順序。