基于AHP—熵权法的LCPS研发项目风险评价

徐力

摘要： 箱位扫描系统（LCPS），通过激光器实时扫描获得堆场集装箱轮廓，与龙门吊控制系统一起实现起升和小车的防撞保护与智能减速功能。文章依据LCPS研发项目风险评价的主要过程，加之考虑到研发项目各个风险因素之间的关系，结合项目本身的特点，将LCPS研发项目的风险因素分为技术风险、项目进度风险、成本风险和市场风险，然后采用AHP-熵权法评估各个风险因素的权重，并结合计算结果给出LCPS研发项目的风控建议。

Abstract： Load Collision Profile System （LCPS） is the system which could Scan the profile of the yard container by using laser and it realizes collision protection and intelligent deceleration function of hoisting and trolley with the system of gantry crane. Based on the mainly evaluation process of LCPS R$D project and considering the correlation among risk factors， and combining the features of the project itself ， this paper divides the factors into four categories which are technical risk， project schedule risk， cost risk and market risk. Then AHP and entropy weight method is adopted to evaluate the weights of every factor. Finally this paper proposes some risk management opinions about LCPS R&D; project.

關键词： AHP-熵权；LCPS研发项目；风险评价

Key words： AHP and entropy weight method；LCPS R&D; project；risk evaluation

中图分类号：F281 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）25-0071-03

0 引言

随着世界贸易的发展，码头客户对于港口机械设备的要求越来越高，因此企业对于新产品的研发也愈发重视。但在新产品的研发过程中存在着很多自然与非自然的不确定性因素，所以在项目研发之前，应尽可能及时准确地识别项目生命周期中的潜在风险[1]。LCPS（Load Collision Profile System）即箱位扫描系统，主要作用是系统通过激光器实时扫描获得堆场集装箱轮廓，与龙门吊控制系统一起实现起升和小车的防撞保护与智能减速功能，LCPS系统在港口机械设备中是不可或缺的。

目前的LCPS主要是基于欧洲的SIL-2以及PL-D标准，但现行的系统配置以及功能不能通过国内标准，因此目前很多企业致力于LCPS系统的自主研发。在LCPS研发过程中可能存在技术、管理等方面的风险因素，因此尽可能准确地识别这些风险因素并提前预防控制，这对于LCPS研发项目的成功与否至关重要。

目前关于项目风险识别与评价的方法多种多样，不同的方法具有不同的使用范围，例如Liu和Wei采用TOPSIS方法对电动汽车充电桩合作伙伴项目进行了风险的识别与评估[2]，肖欣鸣运用模糊层次分析法对汽车传感器研发项目进行风险评估[3]，李晓龙也运用层次分析法来对建筑幕墙设计项目的风险进行识别与评价[4]。层次分析法通过将问题层层分解，可以清晰地给出每种风险的权重，但是层次分析法在判断的过程中比较注重主观判断，忽略了风险本身的波动问题，而熵权法能用于不确定性的度量，一般来说信息量越大不确定性就会越小，专家们关于一项指标的评分波动越大则说明该指标的风险不确定性越大，在项目研发过程中，不确定性越大的风险越难把控，因此它们对于项目的影响也就越大，相关的风险权重也就越高。因此，本文选用AHP-熵权法进行LPCS研发项目的风险评价，这对于研发项目风险的管控与预防具有很强的实际意义。

1 AHP-熵权法

层次分析法（Analytic Hierarchy Process， AHP）是一种定性与定量相结合的多目标决策方法，由美国运筹学家Satty提出，被广泛应用于复杂问题的决策上。能够将难以定量的总目标进一步分解，将复杂的风险问题分解为若干层次和若干要素，并在同一层次的各要素之间进行简单的比较和判断，利用可精确化和定量化的子目标系统解决问题。

熵是系统无序程度的一个度量，最先由Shannon在信息论中用来度量信息量。一般来说，指标对结果的影响程度会随着其集中程度增高而降低[5]。熵权法是一种确定指标波动的方法，运用指标的变异程度来确定各个风险指标的权重，进而在一定程度上消除人的主观判断。熵权法主要分为以下几个步骤：

①数据标准化。假设有m个评价指标和n个评价对象，则初始的评价矩阵为

然后将该矩阵进行标准化处理，得到矩阵，pij表示第j个专家对于第i个指标的评价值。对于越大越优的指标，对于越小越优的指标。

②定义信息熵。对于第i个指标的信息熵为：

③确定第i个指标的权重。计算第i个指标的熵权为：

2 LCPS研发项目的风险评价

2.1 风险评价指标体系的构建

本文依据LCPS研发项目风险评价的主要过程，加之考虑到研发项目各个风险因素之间的关系，结合项目本身的特点，归纳出该项目主要存在四类风险：

①技术风险：技术风险是产品研发中的主要风险，在产品研发的各个阶段研发团队能否攻克关键技术难题、生产出满足顾客需求的产品是他们面临的主要的难题。项目的技术风险主要包括结构设计风险、工艺流程风险以及技术可靠性风险。

②项目进度风险：一个项目能否按照计划进行对于企业的成本预算至关重要，越是复杂的项目周期越长，不可控的突发因素越多，如供货商未能按时供货、工作人员不足、自然灾害等因素都可能导致项目不能如期完成，因此严格把握项目进度、合理设置各个流程之间的衔接期限非常重要。

③成本风险：企业如果想要获取利润，一定要严格控制研发项目的成本，激光器是LCPS系统中的关键部件，在LCPS研发成本中占一定的比例，如果激光器的价格发生大幅度上升则会造成企业成本的提升。其次人员的风险、通货膨胀率的变化均会导致成本的变化。

④市场风险：目前很多企业致力于LCPS系统的研发，因此该市场的竞争也日趋激励。及时了解市场动向以及相关的技术变革，不断学习新技术，是企业得以发展的源动力。

因此本文主要依据以上分析，将LCPS研发项目的风险指标因素归为技术风险、项目进度风险、成本风险和市场风险四类。具体如表1所示。

2.2 风险指标权重的计算

为了从主观和风险波动两个层面反应风险的权重，本文采用AHP-熵权法计算指标的权重，首先用层次分析法确定指标权重，而后熵权法确定指标权重，最后通过加权计算出各指标的组合权重。

2.2.1 层次分析法确定指标权重

运用层次分析法对风险进行评估一般可以分为以下几个步骤：

①建立递接层次结构模型。

该结构图包括目标层、准则层、次准则层。本文的目标层为LCPS研发项目风险评价指标A，准则层为（B1，B2，B3，B4）即技术风险、项目进度风险、成本风险和市场风险，次准则层为通过问卷识别的21个主要风险因素记为（C11，C12，…，C45）。

②通过邀请LCPS相关研究方向的专家，对专家们进行访谈，得到该项目两两比较的风险因素判断矩阵。比较尺度选择Saaty提出的相对刻度表进行量化，具体刻度表如表2所示。

③层次单排序及其一致性检验。

④层次总排序及其一致性检验。

表3为本文关于目标层构造的判断矩阵，运用方根法计算每个风险因素的权重，并进行一致性检验，最后得到 小于0.10通过一致性检验。同理计算方案层的权重，具体结果在表5中第5列的AHP权重。

2.2.2 熵权法确定指标权重

本文采用李克特七级量表来表示LCPS研发过程中各因素的风险程度，打分从1至7表示风险越来越大。设技术风险、项目进度风险、成本风险和市场风险为第一级风险指标，每个一级指标下的子指标为二级风险指标。运用专家打分法，最后得到八位专家给出具体二级指标的风险得分，具体如表4所示。

通过对上面的矩阵进行标准化，可以得到标准后的矩阵为：

依据矩阵P计算第i个风险指标的熵权值如表5中第6列的熵权。

2.2.3 计算组合权重

本文从风险大小和风险波动两个层面刻画LCPS在研发过程中风险的程度，然后采用加权平均的方法确定最终各个指标的组合权重大小。加权公式为 ，其中W i为运用层次分析法测得的主观权重，W2为运用熵权法测得的客观权重，？琢为偏好系数，本文主要研究的是LCPS研发过程中风险因素的程度，对于风险大小的偏好大于风险波动的偏好，因此取？琢=0.6，最终测得的组合权重如表5所示。

从表5可以发现运用AHP法测得的权重中，“时间节点突然改变”和“关键技术的攻关”权重最大，这说明专家们认为这两项指标在LCPS研发过程中突发事故对整个项目造成的损失较为严重；运用熵权法测得的权重中，“关键技术的攻关”、“调试时间的拖延”和“用户要求未能达到”三项权重较大，说明专家们对于这些指标的打分波动较大。最后综合了主观的判断和风险波动，“关键技术的攻关”的组合权重最大，这说明在LCPS研发项目中，能否攻克技术难关，研发出符合顾客需求的产品，对于研发项目来说是最重要的也是整个项目周期的主要风险点所在。

3 结论

本文结合LCPS研发项目的特点，分析了项目研发中存在的技术风险、项目进度风险、成本风险和市场风险，并构建了LCPS研发项目指标体系，进而设计基于AHP-熵权法的风险评价方法。研究表明：在LCPS研发过程中主要面临的风险是关键技术的攻关、现场管理混乱、质量把控不足和顾客需求多变，也即在研发过程中能否突破关键技术是技术风险中最关键的因素。对于企业来说应积极引进相关专业人才，组织研发团队交流学习，克服因技术的缺失而导致研发项目的流产；此外企业应积极联系上游供应商，确保供应及时，及时与顾客沟通了解顾客需求，确保整个研发项目顺利进行。

参考文献：

[1] 姚明来，王艳伟，刘秦南，等.基于全生命周期理论的公共基础设施PPP项目风险动态评价[J].工程管理学报，2017，31（4）：65-70.

[2]Liu J C， Wei Q S. Risk evaluation of electric vehicle charging infrastructure public-private partnership projects in China using fuzzy TOPSIS [J]. Journal of Cleaner Production， 2018， in press.

[3]肖欣鳴.基于模糊层次分析法对汽车传感器研发项目的风险评估[J].项目管理技术，2017（12）：95-99.

[4]李晓龙.建筑幕墙设计项目风险识别与评价研究[D].浙江理工大学，2016.

[5]李博杨，李贤功，吴利高，等.基于熵权法和集对分析的煤矿安全事故人因失误分析[J].矿业安全与环保，2017，44（1）：111-114.