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研究生: 楊子毅
YANG TZU-I
論文名稱: 應用粒子群演算法調校層級分析法之權重矩陣以協助選商決策
Application of Particle Swarm Optimization to Justify the Weighting Matrix of Analytical Hierarchy Process for Contractor Selection
指導教授: 楊亦東
I-Tung Yang
口試委員: 王維志
WANG WEI-CHIH
楊智斌
YANG CHIH-BIN
陳鴻銘
CHEN HUNG-MING
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 138
中文關鍵詞: 最有利標層級架構分析粒子群演算法
外文關鍵詞: Most advantageous tendering (MAT), Analytic hierarchy process (AHP), Particle Swarm Optimization(PSO)
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  • 層級分析法(analytic hierarchy process, AHP)於1971 年由Thomas Saaty 所提出,沿用至今已經將近四十年的時間,其中經過不少專家學者提出改善方法,在現今決策領域中,已屬不可或缺的決策工具。
    專家評選是層級分析法(AHP)中最基本也不可或缺的資料,但人為的專家評選在冗長的評選程序中,難免會出現意見上有矛盾,或是最後結果出現的隨機一致性指標(Random Consistency Index, RC)超過標準值而不適用的情況。而現今選商決策時,當出現專家評選的結果有問題或矛盾,流程上無法馬上進行重新訪調的程序,因而將無法立即解決問題,也會造成計算廠商得分與名次上的拖延,進而對整個工程進度將有一定性的影響。
    本研究選擇以傳統AHP方法為基礎,再加上粒子群演算法(Particle Swarm Optimization,PSO) ,提出一套改良式AHP方法(PSO-AHP)。針對傳統AHP中需要的專家評選資料,其易受人為影響,而出現專家評選矛盾或專家提出之權重不符合隨機一致性指標(Random Consistency Index, RC)問題時,所提出的改良式AHP方法。此方法能有效的自動化偵測出不符合隨機一致性指標(Random Consistency Index, RC)之權重,能以最快的時間重新校正出符合一致性要求的準則項目相對重要性權重值,捨棄掉需要再一次的重新訪談專家意見之程序,避免繁雜的程序浪費時間,進而作為最後在排序廠商得分與名次的依據。
    本研究之前已有其他學者提出相關之研究,其以基因演算法(Genetic Algorithm, GA)針對傳統AHP之缺失,提出了一套改良式AHP方法(Adaptive AHP Approach, A^3)[3]。本研究將以PSO-AHP與A^3(Adaptive AHP Approach)進行比較。研究最後以國內最有利標選商之實際案例,以A^3與PSO-AHP兩種不同之最佳化演算法計算,以驗證PSO-AHP之優點。


    Analytic hierarchy process (AHP) is a method developed by Thomas Saaty in 1971. The method has been extensively studied and refined by experts for over 40 years. In today’s field of decision making, AHP has proven to be an indispensable tool in today’s field of decision making
    Expert selection is AHP’s most basic yet most important data. But in the long procedure of expert selecting there could be a possibility that there will be a paradox of opinion or maybe the final results appear to have an over standard Random Consistency Index situation causing the results to be inconclusive. Yet in today’s contractor selection if there appears to be a paradox or problem in the expert selection. It is usually impossible to re-interview a subject. Not only making it difficult to solve the problem immediately, but also causing a delay in the calculation of score and rank in the Contractor performance evaluation. In result, giving a negative influence on the progress of the entire project.
    This paper chooses AHP to serve as its basis, and presents an improved model of AHP by adding Particle Swarm Optimization. Conventional AHP’s expert selection data is easily affected by human factors. Sometimes creating a selection paradox or causing the weights assigned by experts to be inconsistent with the Random consistency index. Therefore, this improved AHP model is chosen to focus on this particular problem. The improved AHP model can automatically detect non-consisting weights. Using the shortest time to recalibrate the weights to fit Random Consistency, Avoiding wasting time to do the re-interview procedure. And according these weights we can continue conducting score and rank procedures to modify a proper contractor selection model.
    Previous scholars have already done other related research. By using Genetic Algorithm (GA) to make up the deficiency in traditional AHP. Therefore, in order to verify PSO-AHP advantages. This paper will use PSO-AHP and Adaptive AHP Approach to conduct a comparison through a practical most beneficial domestic contractor selection case example.

    目 錄 第一章緒論……………………………………………………………………1 1.1研究問題與動機1 1.2研究目的2 1.3研究範圍2 1.4研究流程與方法5 1.5論文架構7 第二章文獻回顧9 2.1決標原則9 2.1.1最低標9 2.1.1.1最低標決標優缺點介紹10 2.1.2最有利標11 2.1.2.1國內政府採購法評選項目之規定11 2.1.2.2適用最有利標13 2.1.2.3最有利標評選計分方式13 2.1.3複數投標15 2.1.3.1複數投標的意義15 2.1.4決標原則之相關研究17 2.1.5小結19 2.2選商決策方法20 2.2.1層級分析法(Analytical Hierarchy Process, AHP)20 2.2.1.1層級分析法背景介紹20 2.2.1.2層級分析法之原理20 2.2.1.3層級分析法之基本假設23 2.2.1.4層級分析法之步驟23 2.2.1.5層級分析法之優缺點26 2.2.1.6AHP之相關研究26 2.2.2模糊偏好理論(Fuzzy Preference Relations, FPR)29 2.2.2.1模糊偏好理論定義29 2.2.2.2模糊偏好理論步驟31 2.2.3FPR之相關研究36 2.2.4小結39 第三章研究方法40 3.1問題定義40 3.2最大特徵值( λmax )解法42 3.3作業研究44 3.3.1非線性規劃(Nonlinear Programming; NLP)45 3.3.1.1非線性規劃解法介紹45 3.3.2小結48 3.4粒子群演算法(Particle Swarm Optimization)48 3.4.1粒子群演算法簡介49 3.4.2粒子群演算法之參數設定與步驟50 3.5小結53 第四章最有利標之選商決策模型54 4.1國內最有利標招商介紹54 4.1.1最有利標評選項目55 4.2PSO-AHP選商決策模型57 4.2.1PSO-AHP模型之建立58 4.2.2定義目標與限制式59 4.2.3PSO求解空間61 4.2.4PSO運算與參數定義63 4.2.5田口式實驗設計法64 4.2.5.1田口式分析應用68 4.2.6PSO-AHP中PSO之運算70 4.3PSO-AHP選商決策模型模式之應用74 第五章最有利標之選商決策模型實證應用77 5.1案例一背景說明77 5.1.1工程背景77 5.1.2工程合約型式78 5.2AHP層級架構介紹78 5.2.1架構介紹80 5.3應用田口式決定PSO之參數83 5.3.1田口式實驗設計法試驗84 5.3.2建立PWM89 5.4案例一評選項目總體指標值計算結果92 5.5評選項目權重值計算結果100 5.6案例二106 5.6.1架構介紹106 5.7田口式實驗設計法試驗108 5.7.1參數計算108 5.7.2案例二評選項目總體指標值計算結果111 5.8小結114 第六章結論與建議115 6.1結論115 6.2建議116 參考文獻………………………………………………………………………117 附 錄………………………………………………………………………121 附錄一、案例一以PSO-AHP完成各準則項目權重值計算結果之彙整比較表121 附錄二、案例二以PSO-AHP完成各準則項目權重值計算結果之彙整比較表131

    參考文獻
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