Analiza metod wielokryterialnych podejmowania decyzji ze szczególnym uwzględnieniem metody AHP na podstawie literatury.

Praca wykonana w ramach przedmiotu:

Systemy wspomagania decyzji

Spis treści

1. Metody badawcze w politologii.

2. Metoda analizy hierarchicznej:

1. Charakterystyka metody hierarchicznej analizy problemu

2. Model hierarchiczny w metodzie AHP

3. Główne ograniczenia i zalety metody AHP

4. Algorytm oceny

3. AHP dla wskazania paliw i źródeł energii dla polskich systemów ogrzewania

1. Wstęp

2. Wybór najlepszego paliwa i źródła energii cieplnej

3. Wnioski

1.Metody badawcze w politologii.

W politologicznej literaturze naukowej wyrażany jest pogląd, iż koniecznym warunkiem ukształtowania się nowej dyscypliny naukowej jest spełnienie określonych wymogów. Z reguły za takie uważa się

1. wyodrębnienie się grupy badaczy zajmujących się daną dziedziną nauki i przekonanych ojej odrębności;

2. powstanie wielu instytucji uprawiających daną dziedzinę;

3. napływ młodych ludzi zafascynowanych nauką;

4. akceptację dyscypliny przez grupy najwybitniejszych uczonych;

5. usamodzielnienie się dyscypliny naukowej poprzez określenie swego przedmiotu, metod i teorii.

W zasadzie wszystkie te wymogi zostały już w przypadku politologii spełnione, jednakże określenie metod badawczych tej nauki budzi jeszcze wiele sporów i kontrowersji. W nauce o polityce stosowane są, bowiem rozmaite metody i techniki badawcze wykorzystywane w innych dyscyplinach nauk społecznych. Ta sytuacja zdaje się potwierdzać pogląd K. Opałka, zdaniem, którego to właśnie przedmiot rozstrzyga o sposobach (metodach) jego badania, a o wyodrębnieniu badającej go dyscypliny decydują właściwości przedmiotu, a nie stosowane w niej metody badawcze. Politologia, z uwagi na swój merytoryczny związek z innymi dyscyplinami społecznymi, jest uprawniona do wykorzystywania dla swoich celów metod stosowanych w prawoznawstwie, ekonomii politycznej, filozofii, historii itp. Przejęte z tych nauk metody badawcze są w tej sytuacji jej własnymi metodami badawczymi.

Powszechny jest w naszej literaturze naukowej pogląd, że stosowanie w nauce o polityce różnych, często bardzo odmiennych metod i technik badawczych, jest dopuszczalne i celowe, o ile respektują one dwie następujące podstawowe zasady metodologiczne, na których opiera się teoria polityki:

1. historyzmu (postulującą badanie zjawisk w aspekcie konkretno-historycznym);

2. podejścia systemowego (postulującą badanie zjawisk w aspekcie całościowym, z uwagi na więzi przyczynowo-skutkowe warunkujące dany kształt zjawisk i występujących między nimi związków).

Metody badawcze nauki politycznej mogą być klasyfikowane w zależności od charakteru źródeł, czasu prowadzenia badań i czasu, w jakim określone zjawiska i procesy miały lub będą miały miejsce. Do najczęściej wykorzystywanych należą następujące metody:

1. analizy systemowej;

2. porównawcze;

3. decyzyjna;

4. behawioralne;

5. ilościowe (statystyczne);

6. empiryczne.

1. Metoda analizy systemowej. Analiza systemowa jest metodą uznaną za najbardziej rozwojową, a przez to jest bardzo wpływową we współczesnej nauce o polityce. Rozwinęła się zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych. Za jej prekursora uważa się D. Eastona. Duży wpływ na analizę systemową w politologii wywarły także prace T. Parsonsa i K. W. Deutscha,

Przez podejście systemowe będziemy rozumieć całokształt zasad naukowego myślenia oraz metod i środków analizy, pozwalających badać dany obiekt jako względnie jednolitą całość. Z kolei myślenie systemowe to całokształt metod i sposobów badania, opisywania i konstruowania systemów. Analiza systemowa jako metoda badawcza politologii charakteryzuje się:

1. ujmowaniem systemu jako całości złożonej z elementów zależnych od siebie wzajemnie, jak i od owej całości;

2. uwzględnianiem ogółu warunków, w jakich owa całość (nazywana systemem) działa;

3. szukaniem źródła przekształceń systemu w samym systemie, w jego zdolności samosterowania własnym działaniem i oddziaływaniem na otoczenie

W klasycznym ujęciu Eastona analiza systemowa obejmuje:

1. „wejście" do systemu (żądanie i poparcie zmian);

2. konwersję wewnątrzsystemową (przełożenie języka zewnętrznego - np. żądań - na język właściwy danemu systemowi);

3. wytwory systemu (dążenia i działania polityczne);

4. sprzężenie zwrotne między „wejściem" a „wyjściem";

5. środki służące utrzymaniu systemu wobec napięć pochodzących z otoczenia systemu albo wywołanych wewnątrz systemu),

6. granice systemu.

W zależności od przedmiotu badań możemy mówić o analizie

1. makrosystemowej - gdy dotyczy systemu politycznego jako całości;

2. systemowej średniego rzędu - gdy dotyczy określonego podsystemu (np. systemu partyjnego, związków zawodowych);

3. mikrosystemowej - gdy dotyczy elementu systemu (np. konkretnej decyzji politycznej).

2. Metody porównawcze. Jednymi z najwcześniej stosowanych w badaniach nad polityką są metody porównawcze (komparatystyczne). Stosowane są w badaniach zjawisk życia społecznego w postaci naturalnej; inaczej niż na przykład w naukach przyrodniczych, gdzie te metody służą do porównywania wyników i obserwacji wielokrotnie powtarzanych doświadczeń. A zatem, przez metody porównawcze będziemy rozumieć takie metody badawcze, które polegają na porównywaniu dwóch różnych układów politycznych lub poszczególnych ich części. Takie pojmowanie metody porównawczej zawęża się do badań porównawczych instytucji politycznych, tj. systemów politycznych rozumianych jako układy polityczne funkcjonujące w ramach jednego państwa. Bezpośrednim celem badań porównawczych jest ustalenie cech podobnych bądź tożsamych oraz cech odróżniających porównywanych instytucji lub procesów politycznych, względnie całych układów politycznych. Dopiero z tych ustaleń, wspartych często rezultatami badawczymi osiągniętymi innymi metodami, wyprowadzić możemy ogólniejsze wnioski, co do przedmiotu badań. Szczególne znaczenie tych badań dla nauki o polityce polega na tym, że z jednej strony dostarczają materiału niezbędnego do podejmowania optymalnych decyzji politycznych, a z drugiej strony odgrywają poważną rolę w kształtowaniu świadomości politycznej obywateli.

Podstawowa trudność w stosowaniu metody porównawczej wynika z konieczności właściwego doboru przedmiotu porównywanych zjawisk, jakie chce się poddać obserwacji i opisowi naukowemu. Właściwością tej metody jest, bowiem konfrontacja dwóch (lub więcej) obiektów politycznych (lub ich części), które noszą znamiona podobieństwa. Wynik zaś powinien polegać na ustaleniu, na czym polega owe podobieństwo lub różnica; należy zastanowić się, jakie wobec tego muszą zostać spełnione warunki, aby osiągnąć właściwe efekty stosowania tej metody

3. Metoda decyzyjna. Spośród wszystkich metod i technik badawczych metoda decyzyjna znajduje obecnie najbardziej wszechstronne zastosowanie zarówno w nauce o polityce, jak i w nauce o stosunkach międzynarodowych. Polega ona na kompleksowym traktowaniu zjawisk politycznych. Najważniejsze w tej metodzie są następujące kategorie:

1. ośrodek decyzyjny, traktowany jako podmiot działania politycznego;

2. proces decyzyjny, czyli zespół powiązań przyczynowo-skutkowych występujących wewnątrz ośrodka decyzyjnego w związku ze stanem wejścia, strukturą ośrodka i celami decydentów;

3. decyzja polityczna, czyli akt nielosowego wyboru działania lub zaniechania politycznego;

4. implementacja polityczna, czyli proces urzeczywistnienia decyzji za pomocą odpowiednio dobranych metod i środków

Do zalet tej metody możemy zaliczyć głównie odformalizowanie badań oraz możliwość w większym niż inne metody zakresie analizowania rzeczywistych mechanizmów życia politycznego. Jej zaletą jest również to, że zasadnicze komponenty tej metody (informacje o podjętych działaniach ośrodka decyzyjnego) są dość łatwo dostępne.

Ma ta metoda również wady. Absolutyzuje ona, bowiem decyzje polityczne, utożsamiając je prawie ze zjawiskami i procesami polityczny­mi. Zbyt wiele uwagi zwraca się też w niej na technikę podejmowania decyzji. Ponadto, z różnych względów, wiele czynników wpływających na decyzje polityczne będzie zawsze niedostępnych dla badaczy.

4. Metody behawioralne. Są niekiedy określane jako socjologiczne, z racji szerokiego stosowania ich w socjologii. Możemy je zdefiniować jako metody analizowania zjawisk społecznych (a w metodach behawioralnych w nauce o polityce - zjawisk politycznych) poprzez obserwację zachowań jednostek ludzkich i złożonych z tych jednostek grup ludzi. Kluczem do zrozumienia tej metody jest, zatem kategoria zachowania politycznego (ang., behaviour 'zachowanie, postępowanie'), poprzez którą rozumie się wszelkie działania jednostki, odnoszące się do jej roli jako członka pewnej zbiorowości politycznej.

Stosowanie metod behawioralnych w nauce o polityce opiera się na przeświadczeniu, że polityka jako zjawisko społeczne ma przede wszystkim wymiar jednostkowy, a wszelkie grupowe formy działań dadzą się wyprowadzić właśnie z analizy zachowania jednostek złączonych więzią społeczną. Przy tego rodzaju podejściu przyjmuje się, że decydu­jącym motywem uczestnictwa w polityce jest orientacja natury psychicznej u człowieka. Ludzie, bowiem w określony sposób angażują swoje stany psychiczne, emocję, wolę na rzecz zjawisk i procesów politycznych, mających dla nich z różnych względów jakąś wartość. Poprzez swoje uczestnictwo w polityce ludzie nadają jej psychiczny wyraz, swoiste piętno, które uwidacznia się we wszystkich procesach realizacji.

Praktyczne zastosowanie metody behawioralnej w politologii sprowadza się obecnie do stosowania czterech najpowszechniejszych technik badawczych:

1. statystycznych badań aktywności politycznej (zmierzają one do wykrycia prawidłowości występujących w zachowaniach wyborczych lub związków pomiędzy zachowaniem a cechami społecznymi środowiska);

2. badań ankietowych i wywiadów (obecnie opierają się one przede wszystkim na kwestionariuszach zawierających pytania otwarte i skategoryzowane);

3. eksperymentów laboratoryjnych (polegających na stymulowaniu pewnych sytuacji politycznych, aby ustalić najbardziej prawdopodobny scenariusz przyszłych wydarzeń);

4. teorii gier i ich zastosowania w badaniach nad podejmowaniem decyzji politycznych.

5. Metody ilościowe. Rozpowszechnione są szczególnie w naukach ekonomicznych oraz w nauce o polityce. Polegają głównie na gromadzeniu i przetwarzaniu masowych informacji o zjawiskach politycz­nych, społecznych i ekonomicznych, a następnie na analizie ilościowej tak zgromadzonego materiału. W wyniku stosowania analiz systemowych można otrzymać

1. syntetyczne charakterystyki za pomocą średniej (ujmowanej nie formalnie, lecz jako typowe warunki występowania danego zjawiska);

2. analizę zależności i współzależności określających natężenie jednej zmiennej poprzez natężenie innych zmiennych (np. wpływ inflacji na wzrost wynagrodzeń)

6. Metody empiryczne. Politologia jest bardzo charakterystyczną nauką społeczną, nie może, bowiem sama przeprowadzać naukowych eksperymentów (a wiec eksperymentów politologicznych). Cecha ta różni ją znacznie od innych nauk społecznych. Eksperymenty miarodajne dla politologii przeprowadzane są natomiast przez politykę, którą można pojmować jako „permanentne eksperymentowanie". Metody badań empirycznych, zatem to określony, powtarzalny sposób uzyskiwania pewnego typu informacji o rzeczywistości, niezbędnych dla rozwiązania określonego typu problemu badawczego, szukanie odpowiedzi na pytanie określonego rodzaju przez szeroko pojmowaną obserwację rzeczy­wistości.

Nieco odmienne spojrzenie na metody empiryczne w nauce o polityce ma H. Groszyk. Jego zdaniem ostatecznym celem empirycz­nych procedur badawczych powinno być także ustalenie rządzących danym zjawiskiem praw. Wyeksponował on w związku z tym trzy główne stadia zastosowania tej metody:

1. zbieranie faktów poprzez szeroko pojętą obserwację;

2. analizę tych faktów głównie przez porównywanie;

3. systematyzację faktów (częściową lub pełną), połączoną z wnioskami a posteriori zmierzającymi do wykazania dynamizmu społecznego w postaci ustalenia bądź tylko zmiany, bądź też prawidłowości.

Małą liczbę wykrytych dotychczas prawidłowości można tłumaczyć słabym jeszcze stanem rozwoju nauki o polityce.

2.Metoda analizy hierarchicznej

1. Charakterystyka metody hierarchicznej analizy problemu

Metoda hierarchicznej analizy problemu (AHP - ang. Analytic HierarchyProcess), opracowana przez Saaty'ego [24][25][26] , służy przede wszystkim do wspomagania wyboru wariantów decyzyjnych. Wariantami tymi mogą być obiekty fizyczne, np. maszyny, produkty, itp., jak i pewne stany reprezentowane przez warianty projektowe lub realizacyjne, które prowadzą do osiągnięcia określonych stanów (jakości, bezpieczeństwa, ryzyka). Ponieważ ocena wariantów stanowi fazę przed decyzyjną, za pomocą metody AHP jest także możliwe dokonywanie oceny diagnostycznej lub porównawczej rozważanych obiektów. Metoda AHP ujmuje podejście wielokryterialne, oparte na kompensacyjnej strategii modelowania preferencji i przy założeniu porównywalności wariantów. Uwzględnienie preferencji oceniającego, decydujących o subiektywności ocen, stanowi istotę podejścia wielokryterialnego, traktującego owe preferencje jako zjawisko naturalne dla ocen dokonywanych przez człowieka, w odróżnieniu od pomiarów mających charakter obiektywny. Metoda AHP uwzględnia specyfikę psychologicznych procesów wartościowania, mających przede wszystkim charakter relacyjny i hierarchiczny. Liczne zastosowania tej metody we wspomaganiu decyzji ekonomicznych, technicznych czy społecznych potwierdzają jej przydatność szczególnie w tych zastosowaniach, gdzie znaczna część kryteriów oceny ma charakter jakościowy, a doświadczenie oceniającego stanowi główne źródło ocen, mających charakter subiektywny. Modelowanie za pomocą hierarchicznej analizy problemu AHP jest przydatne szczególnie wtedy, gdy nie jest znana zależność funkcyjna między elementami problemu decyzyjnego, opisanego w postaci hierarchii czynników, natomiast jest możliwy do oszacowania efekt występowania danych własności i ich efektu praktycznego. Podczas oceny wariantów następuje psychologiczna synteza domniemanych efektów związanych z rozważanymi wariantami przez odwołującą się do doświadczenia ocenę łącznego ich wpływu na spełnienie celu nadrzędnego, znajdującego się na szczycie hierarchicznej struktury decyzyjnej. Cel nadrzędny zdefiniowany jest jako stan docelowy, o największym stopniu ogólności, wynikający z pomyślnego rozwiązania problemu decyzyjnego, np. uzyskania zadowalającego stanu bezpieczeństwa lub jakości. Jest on wynikiem realizacji celów głównych, przyczyniających się do realizacji celu nadrzędnego. Cele główne składają się z celów cząstkowych (pomocniczych), które w przypadku ocen bezpieczeństwa stanowią specyficzne atrybuty jakościowe rozważanych wariantów, odpowiadające pożądanym własnościom wpływającym na poziom bezpieczeństwa. Zastosowanie modelu hierarchicznego pozwala ponadto na wykorzystanie kryteriów opisanych jakościowo, związanych z kontekstem sytuacyjnym, stanowiących zdecydowaną większość, w sytuacjach gdy ocena dotyczy poziomu bezpieczeństwa tworzonego nie tylko przez spełnienie wymagań określonych przepisami, ale także przez czynniki sytuacyjne o charakterze społecznym, czy kulturowym. Ograniczenie obliczeń w metodzie AHP do algebry liniowej i rachunku wektorowego ułatwia implementację komputerową oraz stosowanie metody w praktyce decyzyjnej. Potwierdzają to liczne zastosowania metody do rozwiązywania różnych problemów decyzyjnych.

Metoda AHP wykazuje swoją przydatność szczególnie w sytuacjach, kiedy: • występuje hierarchia kryteriów oceny, reprezentujących różny poziom szczegółowości, związana z hierarchią celów lub oczekiwanych korzyści; • większość kryteriów oceny wariantów nie ma charakteru ilościowego lecz jakościowy, a ponadto znaczna cześć ocen jest obarczonych subiektywnością oceniającego (decydenta): • występuje pełna porównywalność wariantów, a więc np. gdy porównanie i ocena odbywają się na zbiorze wariantów należących do tej samej klasy.

Metoda AHP znajduje zastosowanie w sytuacjach decyzyjnych, z którymi wiąże się różny poziom ryzyka niepowodzenia, np. w rozwiązywaniu problemów alokacji zasobów, oceny zatrudnienia i decyzji płacowych, zarządzania jakością, formułowania strategii marketingowych, wycen wartości, wyboru wariantów, predykcji wyników, planowania, wspomagania decyzji zespołowych, analizy korzyści/kosztów, wartościowania rozwiązań konstrukcyjnych, zarządzania produkcją, formułowania i wartościowania zasad strategicznych, wartościowania zmian organizacyjnych, oceny dostawców. U źródeł metody AHP leży twierdzenie Saaty'ego, który powołując się na liczne przykłady uzasadnia, że osądy człowieka mają zawsze charakter relatywny, zależny od charakterystyki oceniającego, jego aktualnej roli i wyznawanego systemu wartości. W rezultacie spotyka się różne spojrzenia na problem decyzyjny (przedmiot oceny lub wartościowania), przejawiające się w rożnych wagach istotności cząstkowych użyteczności poszczególnych wariantów, a więc i kryteriów oceny. Wskazuje to na daleko idącą zgodność metody AHP z podejściem opartym na funkcji użyteczności, gdzie agregacja preferencji odbywa się poprzez addytywną lub multiplikatywną postać funkcji wartości, opisującą subiektywną „wartość” rozważanych wariantów pod kątem funkcji celu. W metodzie AHP warianty decyzyjne podlegają analizie w ramach oceny porównawczej lub diagnostycznej. Agregacja ocen cząstkowych, zależnie od rodzaju oceny, odbywa się: • w ocenie porównawczej: przez obliczenie wektora uporządkowania zbioru produktów; • w cenie diagnostycznej: przez zastosowanie addytywnej funkcji użyteczności, której wartość stanowi podstawę określenia „odległości” produktu od umownego wzorca. Analiza problemu decyzyjnego metodą AHP odbywa się w dwu fazach: -Opracowanie hierarchicznej reprezentacji problemu. Na najwyższym poziomie hierarchii znajduje się cel nadrzędny, a na poziomie najniższym - rozważane warianty decyzyjne. Poziomy pośrednie zajmują rozważane czynniki składowe problemu, jak kryteria decyzyjne lub inne czynniki, wpływające na stopień realizacji celu nadrzędnego i wybór najlepszego wariantu (jako kryteria wyboru). Liczba poziomów pośrednich zależy od złożoności problemu i przyjętego przez decydenta/analityka modelu problemu decyzyjnego. -Wygenerowanie ocen z wzajemnego porównania kryteriów wyboru (preferencji globalnych) oraz rozważanych wariantów (preferencji lokalnych). Wymaga to dokonania przez oceniającego (decydenta) serii porównań parami elementów znajdujących się na każdym z poziomów modelu hierarchicznego, związanych z elementem znajdującym się na poziomie wyższym. Istotność każdego kryterium i czynnika w modelu hierarchicznym wyznacza się przez przekształcenie ocen pozyskanych od decydenta z porównań parami.

Analizując zagadnienie bardziej szczegółowo metodę AHP realizuje się w następujących krokach: 1.Zdefiniowanie problemu decyzyjnego i określenie celu. 2. Określenie hierarchii dla rozpatrywanego problemu poprzez zdefiniowanie celów nadrzędnych na najwyższym poziomie hierarchii, poprzez podrzędnych cele podrzędne i kończąc na najniższym poziomie hierarchii, na którym określane są alternatywy decyzyjne. 3. Skonstruowanie zbioru macierzy porównań elementów na danym poziomie hierarchii, przy czym pojedyncza macierz jest konstruowana dla każdego kryterium znajdującego się na poziomie hierarchii bezpośrednio powyżej poziomu aktualnie porównywanego. 4. Hierarchiczna synteza wyników otrzymanych dla wszystkich poziomów w hierarchii. 5. Po wykonaniu porównań dla wszystkich par obiektów należy wykonać sprawdzenie spójności ocen dla każdej macierzy porównań. Realizowane jest to na podstawie znalezionego dla macierzy wektora własnego λ_max poprzez obliczenie współczynnika spójności CR:

gdzie:

n - jest rozmiarem macierzy porównań

- jest wskaźnikiem spójności

RI - jest standaryzowanym wskaźnikiem spójności (Tabela 3.5)

Tabela 3.5. Wartości standaryzowanego wskaźnika spojności RI

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
RI	0	0	0,58	0,9	1,12	1,24	1,32	1,41	1,45	1,49

Przyjmuję się, że macierz porównań jest spójna jeżeli wartość współczynnika spójności CR nie przekracza wartości 0,1. Jeżeli wartość ta jest przekroczona należy zweryfikować oceny i ewentualnie wykonać je powtórnie.

6. Kroki od 3 do 6 są wykonywane dla wszystkich poziomów hierarchii.

2. Model hierarchiczny w metodzie AHP

Podstawą metody AHP jest modelowanie graficzne hierarchii celów do przedstawienia problemu w postaci drzewa hierarchicznego [29], co pozwalałatwo opisać strukturę decyzyjną problemu, gdzie realizacja celu głównego przez każdy z wariantów wynika ze spełnienia celów pośrednich, wyrażonych przez odpowiadające im kryteria. W ramach metody AHP decydent dokonuje najpierw dekompozycji problemu decyzyjnego w postaci hierarchicznej struktury decyzyjnej (rys.5.l): cel nadrzędny (np. Bezpieczeństwo), cele pośrednie (główne czynniki ryzyka, np. Człowiek, Technika, Środowisko), czynniki cząstkowe (np. elektryczność, media wybuchowe, itp.) i następnie warianty decyzyjne (rozwiązania projektowe lub realizacyjne). Zapewniona jest ilościowa i jakościowa porównywalność kryteriów z tego samego poziomu, jak i poprawność logiczna i relacyjna na wszystkich poziomach struktury hierarchicznej. Występujące w modelu czynniki ryzyka będą stanowiły kryteria oceny wariantów pod względem poziomu bezpieczeństwa. Wariantami decyzyjnymi są projektowe lub realizacyjne rozwiązania, dotyczące obiektu technicznego, które w efekcie zapewniają pożądany poziomu bezpieczeństwa. Do oceny bezpieczeństwa złożonego obiektu technicznego wystarcza przyjęcie hierarchicznego modelu o podstawowej strukturze, składającej się z najwyżej czterech poziomów: • cel nadrzędny: bezpieczeństwo obiektu jako stan docelowy stanowiący wypadkową osiągania celów bezpieczeństwa poprzez główne czynniki ryzyka w obiekcie; • czynniki główne: opisują podcele bezpieczeństwa, których realizacja daje wypadkową stopnia realizacji celu nadrzędnego; wyrażona w pewnej skali istotność każdego z kryteriów głównych opisuje jego rolę i udział w realizacji celu nadrzędnego; • czynniki cząstkowe: odpowiadają węższym charakterystykom bezpieczeństwa wchodzącym w skład czynników głównych na wyższym poziomie hierarchii; czynniki cząstkowe w szczególnym przypadku mogą przyjąć postać miary: stanowią odzwierciedlenie szczegółowych wymagań, których spełnienie daje efekt w postaci realizacji funkcji celu bezpieczeństwa dla związanej z nimi charakterystyki: w przeciwieństwie do wyższych poziomów hierarchii dla miar możliwe jest na ogół pozyskanie wartości poprzez bezpośredni pomiar własności ocenianego produktu, czyli są one wyrażane przez wartości parametrów technicznych lub użytkowych albo wartości pozyskanych ocen • warianty: postulowane lub realne rozwiązania projektowe lub realizacyjne, generujące pewien stopień spełnienia funkcji celów na odpowiednich poziomach modelu hierarchicznego. W ocenie rozważanych wariantów struktura hierarchiczna stanowi psychologiczną projekcje użyteczności cząstkowych, generowanych przez spełnienie poszczególnych wymagań, grup wymagań i wyłonionych z nich kryteriów. W percepcji użytkownika (oceniającego, decydenta) każdy z posiadanych przez wariant atrybutów bezpieczeństwa, poprzez stopień spełnienia wymagań pochodzących z charakterystyk składowych (podkryteriów), przyczynia się do realizacji odpowiedniej funkcji celu zlokalizowanej na określonym szczeblu hierarchii celów. W modelu hierarchicznym bezpieczeństwo obiektu (jeśli jest zdefiniowane jako cel nadrzędny) jest skutkiem zgodnej w stosunku do oczekiwań realizacji celów cząstkowych opisanych przez zdefiniowane atrybuty bezpieczeństwa i jakości oraz związane z nimi kryteria oceny. Wynikający zeń system kryteriów oceny bezpieczeństwa ma zatem strukturę hierarchiczną. Jest to zgodne z hierarchiczno- obiektowym sposobem widzenia przez człowieka zjawisk i relacji w otaczającym świecie, typowych zwłaszcza w sytuacji, gdy związki ocenowe są opisane jakościowo i dotyczą abstrakcyjnych pojęć lub niematerialnych wariantów decyzyjnych. W zastosowaniach inżynierskich technika modelowania systemu hierarchicznego (znanych np. jako „drzewa jakości”) ma swoją tradycję i jest szeroko stosowana, a kryterium umiejscowienia danej cechy w hierarchii stanowi relacja zawierania się cechy niższego rzędu w cesze rzędu wyższego. Techniki drzewiaste szeroko stosuje się również w inżynierii niezawodności i zastosowaniach technicznych dla wizualizacji abstrakcyjnych konstrukcji, np. drzewa katalogów, czy obiektowych struktur danych. W zastosowaniach inżynierskich technika modelowania systemu hierarchicznego (znanych np. jako „drzewa jakości”) ma swoją tradycje i jest szeroko stosowana, a kryterium umiejscowienia danej cechy w hierarchii stanowi relacja zawierania się cechy niższego rzędu w cesze rzędu wyższego. Techniki drzewiaste szeroko stosuje się również w inżynierii niezawodności i zastosowaniach technicznych dla wizualizacji abstrakcyjnych konstrukcji, np. drzewa, katalogów, czy obiektowych struktur danych. O przydatności analizy hierarchicznej jako dogodnej techniki modelowania dla syntetycznej oceny bezpieczeństwa obiektu technicznego przesadzają ponadto poprawność reprezentacji, prostota pod względem formalnym i zarazem możliwość integracji z innymi metodami umożliwiającymi analizy ilościowe. Metoda AHP służy przede wszystkim do porównywania wariantów decyzyjnych, chociaż możliwe jest też dokonywanie ocen o charakterze diagnostycznym. W obu podejściach wartości ocen pozyskuje się od użytkowników i ekspertów znających charakterystyki (np. bezpieczeństwa) ocenianych obiektów metodą wywiadu bezpośredniego lub przez uporządkowanie wariantów metodą AHP, wykorzystując porównanie parami. W przypadku oceny porównawczej wariantów metodą AHP na najniższym poziomie hierarchii modelu lokalizuje się warianty decyzyjne, reprezentowane przez warianty projektowe lub realizacyjne albo też stany obiektu. Warianty te są następnie według zasad AHP porównywane parami ze względu na stopień spełnienia kolejnych kryteriów. Umożliwia to ocenę porównawczą produktów na podstawie analizy preferencji decydenta, z wykorzystaniem ocen względnych, umożliwiających utworzenie macierzy preferencji lokalnych z uwagi na każde z kryteriów i wyznaczenie wektora uporządkowania wariantów produktów z uwagi na stopień realizacji funkcji celu. W wyniku zastosowania metody AHP powstaje macierz ocen względnych dla stanów cech obiektów z uwagi na stopień spełnienia kryteriów adekwatnych do odpowiednich cech bezpieczeństwa w strukturze modelu hierarchicznego. W wyniku zebrania danych o własnościach wariantów (jako wartości miar pochodzących z ocen i oszacowań) powstaje macierz danych pierwotnych, wyrażonych w różnych jednostkach miary. Aby sprowadzić dane do porównywalności, należy je poddać operacji normowania, w wyniku czego powstaje macierz danych unormowanych. Przez agregację ocen w ramach struktury hierarchicznej modelu bezpieczeństwa powstaje macierz danych zagregowanych , która jest podstawą utworzenia zredukowanej macierzy ocen, poddającej oceny końcowe wyznaczane dla kryteriów głównych, dla czynników głównych i dla oceniania wariantów.

Wskaźniki istotności	Określenie	Objaśnienie
1	Jednakowa istotność	Oba czynniki w jednakowym stopniu przyczyniają się do osiągnięcia celu
3	Niewielka przewaga	Osąd i doświadczenie nieznacznie przekładają jeden czynnik nad drugi
5	Silna przewaga	Osąd i doświadczenie silnie przekładany nad drugi
7	Bardzo silna przewaga	Jeden czynnik jest bardzo silnie przekładany nad drugi i praktyka potwierdza tą przewagę
9	Absolutna przewaga	Przewaga jednego czynnika nad drugim jest absolutna i potwierdzona w najwyższym stopniu
2,4,6,8	Wartości pośrednie	Stosuje się w razie konieczności

Tabela 5.1 Pozyskiwanie ocen dominacji przez porównywanie parami

3. Główne ograniczenia i zalety metody AHP

Zasadniczymi ograniczeniami metody AHP są: • ograniczona z praktycznych względów do kilku liczba porównywalnych elementów na tym samym poziomie hierarchii, • założenie pełnej porównywalności elementów (czynników i wariantów) występujących w modelu hierarchicznym, • wymaganie spójności macierzy ocen, • utrudnione uwzględnienie zależności pomiędzy cząstkowymi funkcjami celu, • duże uproszczenia w modelowaniu rzeczywistej sytuacji, dające jednak korzyści praktyczne w postaci uproszczonego postępowania podczas wspomagania decyzji, • zalecenie (nie bezwzględna konieczność) współpracy zewnętrznego analityka- konsultanta, który powinien być także „organizatorem" procesu decyzyjnego, • potrzeba przeszkolenia osób mających stosować metodę AHP w zakresie podstaw i praktycznych aspektów wykorzystania.

Metoda AHP ma wiele zalet, do których można zaliczyć: •uniwersalność polegającą na możliwości uwzględnienia dużej liczby czynników różnej natury: ekonomicznych, społecznych, środowiskowych, technicznych, organizacyjnych, politycznych i innych, •stwarza ramy do podziału dużych i skomplikowanych problemów decyzyjnych na mniejsze, bardziej zrozumiałe sterowalne decyzje, •bezpośrednią i efektywną drogę włączenia danych i opinii ekspertów, •szybkość i prostotę z jaką można przedstawić strukturę problemu i przeprowadzić jego analizę, co pozwala na głębsze zrozumienie problemu, poprzez rozwiązywanie go krok po kroku, •elastyczność przy jej rewizji i przydatność jej założeń do przeprowadzenia dyskusji i do ustalenia obszarów zgodności uczestników i spraw spornych, gdy pojawia się konflikt, •łatwość z jaką metoda może być wdrożona, bez ponoszenia dużych nakładów, a co najważniejsze w krótkim czasie, wykorzystując przy tym opracowane już materiały i inne źródła.

4. Algorytm oceny

Główne kroki w analizie: ✓ określenie celu analizy, ✓ określenie zbioru dopuszczalnych i porównywalnych wariantów (rozwiązań, decyzji, działań) podlegający ocenie i ich cech, ✓ określenie zbioru kryteriów oceny tych wariantów, ✓ określenie reguł decyzyjnych postępowania z wariantami, ✓ wyznaczenie preferencji kryteriów, ✓ wyznaczenie preferencji wariantów ze względu na dane kryterium, ✓ wyznaczenie wartości wielkości charakteryzującej dany wariant, ✓ wyznaczenie wartości wskaźnika charakteryzującego spójność ocen preferencji, a jeśli wymaganej spójności nie uzyskano ✓ skorygowanie ocen (zrewaloryzowanie) preferencji

---