基于灰色层次分析法的船舶修理项目优先级评价研究*

于上媛 刘晓冰 薛方红

(大连理工大学管理与经济学部，辽宁 大连 116023)

基于灰色层次分析法的船舶修理项目优先级评价研究*

于上媛 刘晓冰 薛方红

(大连理工大学管理与经济学部，辽宁 大连 116023)

在资源有限的情况下，如何正确地评价各船舶修理项目的优先级是船舶修理企业面临的首要问题。首先，结合平衡计分卡确定评价维度，采用实地调研和文献浏览法对维度进行细化，建立符合船舶修理企业特点的评价指标体系；其次，考虑到待修船舶信息资料不充分、灰度大等特点，采用灰色层次分析法建立评价模型；最后，运用算例对模型的合理性进行了验证并与模糊层次分析法进行比较，同时采用MATLAB来简化评价模型计算。为船舶修理企业确定船舶修理项目优先级提供了一种新的思路，具有较强的易用性。

船舶修理项目；项目优先级；平衡计分卡；灰色层次分析法

0 引言

由于每条待修船舶的船型、修理项、修理周期等不同，具有独特性、一次性的特点，船舶修理企业可以将每条待修船舶作为一个项目进行管理[1-2]。船舶修理项目存在重要程度差异、技术难度不同、船舶修理周期不同等特点，再加上船舶修理企业船坞、吊车等资源有限，因此船舶修理企业应按照项目的重要程度对资源进行合理配置，以实现效益最大化。

项目优先级评价是指根据各项目的评价标准(如项目的重要程度、是否有助于企业战略实现等)对企业的所有项目进行综合分析、评价并排序，以最先满足优先级高的项目资源需求[3]。项目优先级评价可以指导船舶修理企业正确、合理地进行多项目的资源配置，缓解组织管理矛盾，提高生产管理效率。

近几年来，多项目优先级评价的方法有很多，易明等将平衡计分卡(BSC)和熵权法运用到优先级评价中，但缺乏各指标之间的横向比较[4]；李元元等在熵法的基础上对TOPSIS法进行改进，并应用于项目优先级评价，虽然原理清晰、计算简便，但缺少主观指标的评价[5]；单汨源等采用RAGA-AHP对项目优先级进行评价，但计算过程较为复杂，易用性较差[6]；曾玉成等采用STL-AHP法对项目的优先级进行评定，侧重于企业战略与项目之间的耦合程度[7]。现有研究主要侧重于对项目优先级的评价方法进行优化，却忽略了将评价指标的构建和评价方法的选择与具体行业相结合进行分析。

目前，关于船舶修理企业船舶修理项目优先级评价的研究较少，船舶修理项目具有修理项目繁多、过程复杂、工期不确定等特点，如何建立一个科学的、全面的评价指标体系和选择一个简单易行、准确的评价方法确定船舶修理项目的优先级，进而使优先级高的船舶修理项目最先获得有限的设备、人员等资源，已成为船舶修理企业亟待解决的问题。

在现实中，船舶修理企业在确定项目修理顺序时，并不能完全了解各项目的重要程度。虽然可以通过船东提供的资料或上船勘验获得一定信息，但大多数信息是隐蔽的，评价者不能明确，数据灰度较大。同时，船舶修理项目优先级评价中对定性指标的评价具有较大的主观性，从而导致综合评价值的准确性降低。灰色层次分析法适合在资料、信息不充分的情况下进行评价，同时可以减少层次分析法所带来的个人主观因素的影响。

1 船舶修理项目优先级评价指标体系的构建

1.1 船舶修理项目优先级的评价维度

Dennis等认为站在战略高度对多项目进行选择、评价和实施，将多项目的选择融入企业的整体战略之中，能够有效地整合企业资源，成为企业不断发展的动力[8]。平衡计分卡可以将企业的战略目标与多项目的选择紧密联系[9]。企业可以通过运用平衡计分卡和多项目管理来实现战略目标。同时，企业必须以战略的眼光、科学的方法和手段对多项目优先级进行评价[10]。运用平衡计分卡的思想建立评价指标，将船舶修理企业的战略目标和具体的项目联系起来，有利于管理者判断船舶修理项目对企业战略目标的贡献程度。本文结合BSC的相关理论，从财务、客户、内部流程、学习和成长这四个维度进行船舶修理项目的评价。对四个维度有以下解释：

(1)财务维度。评价单个船舶修理项目的财务情况，各项目的收益与成本会对企业战略目标的实现产生重要影响。

(2)客户维度。虽然项目还未实施，不存在客户反馈，但客户、社会公众等利益相关者会影响企业对项目的重视程度。因此，从客户和社会公众对船舶修理项目认同度的方面对优先级进行评价。

(3)内部流程维度。主要是指项目执行过程中的制约因素，如企业能力、项目客观条件的要求或者客户的特殊需求等。本文从资源需求、工期要求、技术复杂性等影响船舶修理项目实施流程的角度对本维度进行评价。

(4)学习和成长维度。主要是评价项目能否有助于企业的经验积累、战略实现等。

1.2 船舶修理项目优先级评价要素的确定

本文首先采用文献浏览的方法借鉴、总结相关文献中提及的评价要素，从而对BSC的四个维度做进一步的细分；其次，通过访谈4位船舶修理企业的管理者，分析、修改、总结出评价要素；最后，建立船舶修理项目的优先级评价指标体系，见表1。

表1 船舶修理项目的优先级评价指标

2 船舶修理项目的优先级评价模型

2.1 灰色层次分析法的介绍

灰色层次分析法主要是在层次分析法的基础上结合区间灰数白化处理，具有灰色系统理论和层次分析法两者的优点，在评价指标数据时能够降低数据主观性的影响[11]。本文首先通过层次分析法计算各级评价指标的权重值；其次，结合灰色评估相关理论将专家对目标的评价数据进行白化处理，以减少个人评估的失误对整个评估结果的影响；最后，对各目标的评价得分进行分析比较。

2.2 灰色层次分析法在船舶修理项目优先级评价中的应用步骤

2.2.1 确定指标权重

在同一指标体系中，各评价指标对目标的影响程度不同。因此，在分析各指标对目标的影响时，应根据各指标的重要性赋予不同的权重，其中重要指标占的权重较大。本文中A=(a1,a2,a3,a4)表示一级指标Ui权重集合，Ai=(ai1,ai2,ai3,ai4)表示二级指标Uij权重集合。

2.2.2 划分指标Uij的评分原则

对于定性指标，划分优、良、中、差4个标准衡量船舶修理项目在该指标的优劣程度，对应的分值是4，3，2，1分，而优劣程度在相邻等级之间所对应的分值是3.5，2.5，1.5，0.5分。

对于定量指标，将带有不同量纲的Uij进行非量纲化处理，以排除量纲对评价结果的影响，并按照4分制折算得分。标准化的计算公式如下：

对于正向指标

yij=zij/maxzij

对于逆向指标

yij=minzij/zij

式中，yij为评价指标Uij的无量纲指标值；zij为评价指标Uij的有量纲指标值；maxzij为正向评价指标Uij所应达到的最佳值； minzij为逆向评价指标Uij所应达到的最佳值。

2.2.3 对评价指标打分，建立评价矩阵

2.2.4 确定船舶修理项目的评价灰类

本文将船舶修理项目的评价灰类取为“优”“良”“中”“差”四个等级(分别用e=1,2,3,4表示)，所对应的白化函数fe如下：

(1)1灰类f1(“优”)，灰数←1∈[4,)，即

(2)2灰类f2(“良”)，灰数←2∈[0,3,6]，即

(3) 3灰类f3(“中”)，灰数←3∈[0,2,4]，即

(4) 4灰类f4(“差”)，灰数←4∈[0,1,2]，即

上述白化权函数见图1。

图1 白化权函数a)1灰类f1 b)2灰类f2 c)3灰类f3 d)4灰类f4

2.2.5 计算灰色评价权矩阵

式中，ni为第i个一级评价指标下的二级指标个数。

2.2.6 计算综合评价得分

由于B(s)为向量，不可直接将船舶修理项目进行评价排序，必须进行单值化处理，W(s)表示第s个船舶修理项目的综合评价得分，再根据W(s)的大小排出优劣顺序。计算公式为：W(s)=B(s)·CΤ。其中，CΤ为评价灰类等级值化向量，可根据灰类等级的“灰水平”进行赋值。

3 灰色层次分析法在船舶修理项目优先级评价中的应用

3.1 船舶修理项目优先级评价的应用流程

距待修船舶入厂修理的一个月左右，船舶修理企业按惯例会召开例会，会议内容主要是向全厂通报合同内容和条款等，各部门进行资源和技术的准备。船舶修理企业可在例会中召集所有专业主管和项目经理对该船舶修理项目的评价指标进行打分并建立评价矩阵，计算得出该船舶修理项目的综合评价得分。在每月月末对下月的船舶修理项目的综合评价得分进行排序，从而得出下月船舶修理项目优先级的顺序，为优先级高的修理项目最先配置资源。具体的流程见图2。

3.2 船舶修理项目优先级评价的算例

A船舶修理企业目前有3个船舶修理项目，合同金额分别为210万元、175万元、140万元，项目总成本分别为120万元、80万元、60万元，按照上文步骤对3个船舶修理项目进行优先级评价。

(1)确定各指标的权重，A=(0.39,0.08,0.39,0.14)；A1=(0.33,0.67)；A2=(0.33,0.57,0.1)；A3=(0.55,0.09,0.23,0.13)；A4=(0.31,0.58,0.11)。

(2)合同金额为正向指标，项目总成本为逆向定量指标,根据公式进行折算计算得分。合同金额得分分别为4，3，2.5，项目总成本得分分别为2，3，4。

(3)专家评分并建立评分矩阵。本例中选取5位专家进行评分，评分矩阵如下。同理，可得第2、3船舶修理项目的评分矩阵D(2)，D(3)。

图2 船舶修理项目优先级评价流程

(4)计算第1船舶修理项目的灰色权矩阵为

B(1)=(0.332 4,0.376 1,0.291 3,0)。

由公式W(s)=B(s)·CΤ，可知W(1)=3.040 6。

第1条船舶修理项目的综合评价得分为3.040 6，同理可得第2、3条船舶修理项目的综合评价得分分别为3.140 6，3.205 7。由综合评价得分可知第3条船舶修理项目的优先级高，应优先进行资源配置，组织修理。

将本算例数据采用模糊层次分析法(参考文献[10])进行验证，得到第1、2、3条待修船舶的评价分数分别为68.328 2,76.878 7,79.102 0。第3条待修船舶的优先级最高，第2条次之，与本文计算结果相符。

将模糊层次分析法与灰色层次分析法得到的综合评价得分进行归一化处理，从图3中可看出采用灰色层次分析法评价各个船舶修理项目之间的差别程度较小，减少了由于个别指标的得分较高或较低而造成的整个项目得分的波动，使评价结果趋于稳定和精确。

图3 模糊层次分析法与灰色层次分析法评价得分对比

3.3 船舶修理项目优先级评价的MATLAB实现

MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称，核心是一个基于矩阵运算的快速解释处理程序，其具有强大的矩阵计算及仿真能力[13]。本文通过利用MATLAB简化灰色层次分析法的计算，提高船舶修理项目评价的速度和效率，使其具有更大的易用性。部分代码见图4。

MATLAB的输出结果，第1条船舶修理项目的灰色评价，综合评价分值为3.040 6，与前述方法计算结果相同，说明适用于船舶修理项目优先级评价的计算。

4 结语

各项目的优先级是船舶修理企业制订计划、资源配置首要考虑的问题。为解决船舶修理企业船舶修理项目的优先级问题，首先，本文结合平衡计分卡的思想，将船舶修理项目的评价分为四个维度，并且通过实地调研、文献浏览法对维度进行细分，确定评价要素，从而建立船舶修理项目优先级的评价指标体系；其次，利用灰色层次分析法评价船舶修理项目的优先级；最后，通过算例进行验证，同时运用MATLAB程序来简化计算。算例表明该方法的评价结果科学合理，计算过程较为简便，适合船舶修理企业的实际应用。

图4 MATLAB程序部分代码(软件截图)

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大连市科技计划项目“面向大型船舶修理企业的智能制造系统平台的研发(2014A11GX031)”。

2016-04-25