Il metodo Saaty: nozioni di base, prioritizzazione, esempi e applicazioni pratiche

Sommario:

Il metodo Saaty: nozioni di base, prioritizzazione, esempi e applicazioni pratiche
Il metodo Saaty: nozioni di base, prioritizzazione, esempi e applicazioni pratiche
Anonim

Il metodo di Saaty è un modo speciale di analisi del sistema. Inoltre, questo metodo ha lo scopo di aiutare a prendere decisioni. Il metodo di analisi delle gerarchie di Thomas Saaty è estremamente diffuso nelle scienze forensi, soprattutto in Occidente, negli affari, nella pubblica amministrazione. Viene spesso indicato anche come MAI.

Applicazione

Sebbene possa essere utilizzato da persone che lavorano su soluzioni semplici, il processo della gerarchia analitica è molto utile quando gruppi di persone lavorano su problemi complessi, specialmente quelli con una posta in gioco alta che coinvolgono la percezione e il giudizio umani. In questo caso, le decisioni hanno conseguenze a lungo termine. Il metodo Saaty presenta vantaggi unici quando elementi importanti di una soluzione sono difficili da quantificare o confrontare. O quando la comunicazione tra i membri del team è ostacolata dalle loro diverse specializzazioni, terminologia o prospettive.

Il metodo Saaty viene talvolta utilizzato nello sviluppo di procedure molto specifiche per situazioni specifiche, come la valutazione di edifici persignificato storico. Di recente è stato applicato a un progetto che utilizza una videocassetta per valutare le condizioni delle autostrade in Virginia. Gli ingegneri stradali l'hanno usato prima per determinare l'ambito ottimale per un progetto e poi giustificare il loro budget ai legislatori.

Sebbene l'uso del processo di gerarchia analitica non richieda una formazione accademica speciale, è considerato una materia importante in molti istituti di istruzione superiore, comprese le scuole di ingegneria e le scuole di specializzazione in economia. Questa è una materia di qualità particolarmente importante e viene insegnata in molti corsi specializzati tra cui Six Sigma, Lean Six Sigma e QFD.

Grafici analitici
Grafici analitici

Valore

Il valore del metodo Saaty è riconosciuto nei paesi sviluppati e in via di sviluppo di tutto il mondo. Ad esempio, la Cina: un centinaio di università cinesi offrono corsi in AHP. E molti dottorandi scelgono l'AHP come oggetto delle loro ricerche e dissertazioni. In Cina sono stati pubblicati più di 900 articoli su questo argomento, ed esiste almeno una rivista scientifica cinese dedicata esclusivamente al metodo di analisi gerarchica Saaty.

Status internazionale

Il Simposio Internazionale sul Processo della Gerarchia Analitica (ISAHP) si riunisce ogni due anni per studiosi e professionisti interessati al campo. Gli argomenti sono diversi. Nel 2005, hanno spaziato da "Definizione di standard salariali per specialisti chirurgici" a "Pianificazione tecnologica strategica", "Ricostruzione di infrastrutture nei paesi devastati".

Alla riunione del 2007 aValparaiso, Cile, sono stati presentati più di 90 articoli da 19 paesi, inclusi Stati Uniti, Germania, Giappone, Cile, Malesia e Nepal. Un numero simile di documenti è stato presentato al simposio del 2009 a Pittsburgh, in Pennsylvania, al quale hanno partecipato 28 paesi. Gli argomenti includevano la stabilizzazione economica in Lettonia, la selezione di portafogli nel settore bancario, la gestione degli incendi boschivi per mitigare il riscaldamento globale e microprogetti rurali in Nepal.

Simulazione

Il primo passo nel processo di analisi della gerarchia è modellare il problema come una gerarchia. In tal modo, i partecipanti esplorano aspetti del problema a diversi livelli, da generale a dettagliato, e quindi lo esprimono in modo multilivello, come richiesto dal metodo Saaty del processo decisionale (analisi delle gerarchie). Lavorando per costruire una gerarchia, espandono la loro comprensione del problema, del suo contesto e dei reciproci pensieri e sentimenti su entrambi.

Processo di analisi
Processo di analisi

Struttura

La struttura di qualsiasi gerarchia AHP dipenderà non solo dalla natura del problema affrontato, ma anche da conoscenze, giudizi, valori, opinioni, bisogni, desideri, ecc. Costruire una gerarchia di solito implica discussioni e ricerche considerevoli e scoperta dalle parti coinvolte. Anche dopo la costruzione iniziale, può essere modificato per soddisfare nuovi criteri o criteri che inizialmente non erano considerati importanti; le alternative possono anche essere aggiunte, rimosse o modificate.

Analisi sul computer
Analisi sul computer

Scegli un leader

È ora di passare agli esempi del metodo Saaty. Diamo un'occhiata a un esempio dell'applicazione "Scegli un leader". Un compito importante per i decisori è determinare il peso da attribuire a ciascun criterio nella scelta di un leader. Un altro compito importante di questa candidatura è determinare il peso da attribuire ai candidati, tenendo conto di ciascuno dei criteri. Il metodo di analisi delle gerarchie di T. Saaty non solo consente loro di farlo, ma consente anche di assegnare un valore numerico significativo e oggettivo a ciascuno dei quattro criteri. Questo esempio illustra bene l'essenza della tecnica. Inoltre, lo scopo del metodo Saaty diventa chiaro anche leggendo l'applicazione "Scegli un leader".

Analisi multiforme
Analisi multiforme

Processo di promozione

Finora abbiamo considerato solo le priorità predefinite. Con il progredire del processo di gerarchia analitica, le priorità cambieranno dai loro valori predefiniti man mano che i responsabili delle decisioni inseriscono informazioni sull'importanza dei vari nodi. Lo fanno attraverso una serie di confronti a coppie.

Analisi non lineare
Analisi non lineare

AHP è incluso nella maggior parte dei libri di testo di ricerca e gestione operativa ed è insegnato in molte università; è ampiamente utilizzato nelle organizzazioni che ne hanno studiato attentamente le basi teoriche. Sebbene il consenso generale sia che sia tecnicamente valido e pratico, il metodo ha le sue critiche. All'inizio degli anni '90, una serie di discussioni tra critici e fautori dei problemi del metodo di Saaty è stata pubblicata inJournal of Management Science, 38, 39, 40, e il Journal of the Society for Operations Research.

Due scuole

Ci sono due scuole di pensiero sul cambio di grado. Uno afferma che le nuove alternative che non introducono attributi aggiuntivi non dovrebbero causare un cambio di rango in nessuna circostanza. Un altro ritiene che in alcune situazioni sia ragionevole aspettarsi un cambio di grado. La formulazione originale del processo decisionale di Saaty consentiva cambiamenti di rango. Nel 1993, Foreman ha introdotto una seconda modalità di sintesi AHP chiamata modalità ideale per risolvere situazioni di scelta in cui l'aggiunta o la rimozione di un' alternativa "irrilevante" non dovrebbe e non cambierà i ranghi delle alternative esistenti. L'attuale versione di AHP può ospitare entrambe queste scuole: la sua modalità ideale preserva il grado, mentre la sua modalità distributiva consente di modificare il grado. Entrambe le modalità vengono selezionate in base al problema.

L'inversione di grado e la soluzione Saaty sono discusse in dettaglio in un articolo del 2001 in Ricerca operativa. E può anche essere trovato nel capitolo chiamato "Salvare e cambiare il grado". E tutto questo è nel libro principale sul metodo dei confronti accoppiati di Saaty. Quest'ultimo presenta esempi pubblicati di cambio di rango dovuto all'aggiunta di copie di un' alternativa, a causa di regole decisionali intransitive, a causa dell'aggiunta di alternative fantasma e esca ea causa di fenomeni di commutazione nelle funzioni di utilità. Discute anche le modalità distributive e ideali delle soluzioni di Saaty.

Matrice di confronto

Nella matrice di confronto, puoi sostituire il giudizio in menoparere favorevole, e quindi verificare se l'indicazione della nuova priorità diventa meno favorevole della priorità originaria. Nel contesto delle matrici dei tornei, Oscar Perron ha dimostrato che il metodo principale dell'autovettore destro non è monotono. Questo comportamento può essere dimostrato anche per matrici nxn inverse, dove n>3. Approcci alternativi sono discussi altrove.

Grafici e grafici
Grafici e grafici

Chi era Thomas Saaty?

Thomas L. Saaty (18 luglio 1926 - 14 agosto 2017) è stato Distinguished Professor presso l'Università di Pittsburgh, dove ha insegnato presso la Graduate School of Business. Joseph M. Katz. È stato l'inventore, l'architetto e il principale teorico dell'Analytical Hierarchy Process (AHP), un framework decisionale utilizzato per l'analisi decisionale su larga scala, multipartitico e multi-obiettivo, e dell'Analytical Network Process (ANP), la sua generalizzazione a decisioni di dipendenza e feedback. In seguito ha generalizzato la matematica dell'ANP al processo di rete neurale (NNP) con l'applicazione all'attivazione e alla sintesi neurale, ma nessuno di loro ha guadagnato la stessa popolarità del metodo di Saaty, esempi dei quali sono stati discussi sopra.

È morto il 14 agosto 2017 dopo una battaglia durata un anno contro il cancro.

Prima di entrare all'Università di Pittsburgh, Saaty è stato professore di statistica e ricerca operativa presso la Wharton School dell'Università della Pennsylvania (1969–1979). In precedenza, ha trascorso quindici anni lavorando per agenzie governative statunitensi e società di ricerca finanziate con fondi pubblici.

Problemi

Una delle principali sfide che le organizzazioni devono affrontare oggi è la loro capacità di selezionare le alternative più appropriate e coerenti in un modo che mantenga l'allineamento strategico. In ogni situazione, prendere le decisioni giuste è probabilmente uno dei compiti più difficili per la scienza e la tecnologia (Triantaphyllou, 2002).

Quando consideriamo le dinamiche in continua evoluzione dell'ambiente attuale come non abbiamo mai visto prima, fare la scelta giusta basata su obiettivi adeguati e coerenti è fondamentale anche per la sopravvivenza di un'organizzazione.

In sostanza, dare la priorità ai progetti in un portfolio non è altro che uno schema di ordinazione basato sul rapporto costi-benefici di ciascun progetto. Sarà data priorità ai progetti con benefici maggiori rispetto al loro costo. È importante notare che il rapporto costi/benefici non significa necessariamente l'uso di criteri finanziari esclusivi, come il noto rapporto costi-benefici, ma invece un concetto più ampio di vantaggi del progetto e sforzi associati.

Poiché le organizzazioni appartengono a un "compagno" complesso e volatile, spesso anche caotico, il problema con la definizione di cui sopra sta proprio nel determinare i costi ei benefici per ogni particolare organizzazione.

Analista esperto
Analista esperto

Standard del progetto

The Project Management Institute Standard for Portfolio Management (PMI, 2008) afferma che l'ambito di un portafoglio di progetti dovrebbe essere basato suobiettivi dell'organizzazione. Questi obiettivi devono essere allineati con lo scenario aziendale, che a sua volta può essere diverso per ciascuna organizzazione. Pertanto, non esiste un modello ideale che soddisfi i criteri che qualsiasi tipo di organizzazione utilizzerebbe per stabilire le priorità e selezionare i propri progetti. I criteri che devono essere utilizzati da un'organizzazione dovrebbero essere basati sui valori e sulle preferenze dei decisori.

Sebbene sia possibile utilizzare una serie di criteri o obiettivi specifici per stabilire le priorità dei progetti e determinare il vero valore del rapporto ottimale costi/benefici. Il criterio principale del gruppo è finanziario. È direttamente correlato a costi, prestazioni e profitto.

Ad esempio, il ritorno sull'investimento (ROI) è la percentuale di profitto di un progetto. Ciò ti consente di confrontare i rendimenti finanziari dei progetti con diversi investimenti e profitti.

Trasformazione

Il metodo di analisi di Saati converte i confronti, che sono spesso empirici, in valori numerici, che vengono poi elaborati e confrontati. Il peso di ciascun fattore consente di valutare ciascuno degli elementi all'interno di una determinata gerarchia. Questa capacità di convertire dati empirici in modelli matematici è il principale contributo distintivo del metodo AHP rispetto ad altri metodi di confronto.

Dopo aver effettuato tutti i confronti e aver determinato i pesi relativi tra ciascuno dei criteri da valutare, viene calcolata la probabilità numerica di ciascuna alternativa. Questa probabilità determina la probabilitàche l' alternativa dovrebbe soddisfare lo scopo previsto. Maggiore è la probabilità, maggiore è la probabilità che l' alternativa raggiunga l'obiettivo finale del portafoglio.

Il calcolo matematico incluso nel processo AHP può sembrare semplice a prima vista, ma quando si lavora con casi più complessi, l'analisi ei calcoli diventano più profondi e completi.

Il confronto di due oggetti usando AHP può essere fatto in vari modi (Triantaphyllou & Mann, 1995). Tuttavia, la scala di importanza relativa tra due alternative proposta da Saaty (SAATY, 2005) è la più utilizzata. Assegnando valori che vanno da 1 a 9, la scala determina l'importanza relativa di un' alternativa rispetto ad un' altra alternativa.

I numeri dispari vengono sempre utilizzati per determinare una differenza ragionevole tra i punti di misurazione. L'uso di numeri pari dovrebbe essere accettato solo se è richiesta la negoziazione tra valutatori. Quando non è possibile raggiungere un consenso naturale, diventa necessario definire il punto intermedio come una soluzione concordata (compromesso) (Saaty, 1980).

Per servire da esempio dei calcoli di AHP per la definizione delle priorità dei progetti, è stato scelto un modello decisionale fittizio per l'organizzazione ACME. Man mano che l'esempio si sviluppa ulteriormente, concetti, termini e approcci all'AHP verranno discussi e analizzati.

Il primo passo nella costruzione di un modello AHP è definire i criteri da utilizzare. Come già accennato, ogni organizzazione sviluppa e struttura la propriaproprio insieme di criteri, che, a loro volta, dovrebbero essere coerenti con gli obiettivi strategici dell'organizzazione.

Per la nostra organizzazione fittizia ACME, assumeremo che la ricerca sia stata condotta insieme alle aree di finanziamento, strategia di pianificazione e criteri di gestione del progetto da utilizzare. Il seguente insieme di 12 criteri è stato adottato e raggruppato in 4 categorie.

Una volta stabilita la gerarchia, i criteri dovrebbero essere valutati in coppia per determinare l'importanza relativa tra loro e il loro peso relativo per l'obiettivo globale.

La valutazione inizia con la determinazione del peso relativo dei gruppi di criteri iniziali.

Contributo

Il contributo di ciascun criterio all'obiettivo organizzativo è determinato da calcoli eseguiti utilizzando il vettore di priorità (o autovettore). L'autovettore mostra il peso relativo tra ciascun criterio; si ottiene in modo approssimativo calcolando la media matematica per tutti i criteri. Possiamo osservare che la somma di tutti i valori di un vettore è sempre uguale a uno. Il calcolo esatto dell'autovettore è determinato solo in casi specifici. Questa approssimazione viene utilizzata nella maggior parte dei casi per semplificare il processo di calcolo, poiché la differenza tra il valore esatto e il valore approssimativo è inferiore al 10% (Kostlan, 1991).

Potresti notare che i valori approssimativi ed esatti sono molto vicini tra loro, quindi calcolare il vettore esatto richiede uno sforzo matematico (Kostlan, 1991).

I valori trovati nell'autovettore sono direttivalore fisico in AHP - determinano la partecipazione o il peso di questo criterio in relazione al risultato complessivo dell'obiettivo. Ad esempio, nella nostra organizzazione ACME, i criteri strategici hanno un peso del 46,04% (calcolo accurato degli autovettori) rispetto all'obiettivo generale. Un punteggio positivo su questo fattore è circa 7 volte superiore a un punteggio positivo sull'impegno degli stakeholder (peso 6,84%).

Il prossimo passo è cercare eventuali incongruenze nei dati. L'obiettivo è raccogliere informazioni sufficienti per determinare se i decisori siano stati coerenti nelle loro scelte (Teknomo, 2006). Ad esempio, se i decisori sostengono che i criteri strategici sono più importanti dei criteri finanziari e che i criteri finanziari sono più importanti dei criteri di impegno degli stakeholder, sarebbe incoerente sostenere che i criteri di impegno degli stakeholder sono più importanti dei criteri strategici (se A>B e B>C, non sarebbe coerente se A<C).

Come per la serie iniziale di criteri per l'organizzazione ACME, è necessario stimare i pesi relativi dei criteri per il secondo livello della gerarchia. Questo processo è esattamente lo stesso del passaggio per la valutazione del primo livello della gerarchia (gruppo di criteri).

Dopo aver strutturato l'albero e stabilito i criteri di priorità, è possibile determinare in che modo ciascuno dei progetti candidati soddisfa i criteri selezionati.

Allo stesso modo in cui si assegnano le priorità ai criteri, i progetti candidati vengono confrontati in coppia contenendo conto di ogni criterio stabilito.

AHP ha attirato l'interesse di molti ricercatori, principalmente a causa della natura matematica del metodo e del fatto che l'immissione dei dati è abbastanza semplice (Triantaphyllou & Mann, 1995). La sua semplicità è caratterizzata dal confronto a coppie di alternative secondo criteri specifici (Vargas, 1990).

Il suo utilizzo per selezionare i progetti di portfolio consente ai decisori di disporre di uno strumento di supporto decisionale specifico e matematico. Questo strumento non solo supporta e qualifica le decisioni, ma consente anche ai decisori di giustificare le loro scelte e modellare i possibili risultati.

L'utilizzo del metodo di analisi della decisione/gerarchia Saaty implica anche l'utilizzo di un'applicazione software progettata specificamente per eseguire calcoli matematici.

Un altro aspetto importante è la qualità delle valutazioni fatte dai decisori. Affinché una decisione sia il più adeguata possibile, deve essere coerente e coerente con i risultati dell'organizzazione.

Infine, è importante sottolineare che il processo decisionale implica una comprensione del contesto più ampia e più complessa rispetto all'uso di qualsiasi metodo particolare. Suggerisce che le decisioni di portafoglio sono il prodotto di negoziati in cui metodi come il metodo della gerarchia di Saaty supportano e guidano le prestazioni, ma non possono e non devono essere utilizzati come criteri universali.

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