全 文 ：第 v{卷 第 u期
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林 业 科 学
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应用层次分析法选择木材干燥窑
杨文斌 张显权
k东北林业大学 哈尔滨 txsswsl
刘金福
k福建农林大学 南平 vxvsstl
关键词 } 木材干燥窑 o层次分析法 o选择
收稿日期 }usst2sz2sy ∀
ΧΗΟΟΣΙΝΓ ΩΟΟ∆ ∆ΡΨ ΚΙΛΝ ΒΨ ΥΣΙΝΓ ΤΗΕ ΑΝΑΛΨΤΙΧ ΗΙΕΡΑΡΧΗΨ ΠΡ ΟΧΕΣΣ
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Κεψ ωορδσ} • ²²§§µ¼ ®¬¯±o„±¤¯¼·¬¦«¬¨µ¤µ¦«¼ ³µ²¦¨¶¶o≤«²²¶¨
我国的木材干燥从 us世纪 xs年代引进前苏联的干燥理论 !设备 o发展至今 o已具备一定的规模 ∀
其中 o木材干燥设备厂家从 us世纪 {s年代开始的数家发展为目前的几十家 o这一方面说明了我国木材
干燥事业的蓬勃发展 o同时也为众多的经营木材的用户选择干燥窑提供了广阔的选择余地 ∀然而 o众多
的干燥窑设备厂家也有好坏之分 o许多用户由于缺乏专业知识 o在选择干燥设备时也缺乏对厂家及其设
备的系统了解 o进行购买决策时具有较大的盲目性 ∀此外 o即使用户面对的干燥设备厂家质量均较好 o
也存在谁家的 !哪一种干燥窑更适应于用户自己当地条件的设备这一问题 ∀面对众多的要考虑的因素 o
要作出好的购买决策 o仅依靠简单的判断分析显然缺乏科学性 ∀而利用层次分析法法则能够较好地解
决决策过程的盲目性和不确定性 o特别是当用户面对着几个技术水平相近的干燥窑生产厂家进行选择
时 o显得进退两难 o而利用层次分析法则能更好地避免决策过程的人为因素 o使得决策更合理 !更科学 ∀
层次分析法是从英文名词k׫¨ ¤±¤¯¼·¬¦«¬¨µ¤µ¦«¼ ³µ²¦¨¶¶l意译而得的 ∀也可称作 „‹°法 ∀它是 us世
纪 zs年代由美国学者 „ qq≥¤¤·¼最早提出的一种多目标评价决策方法 ∀它将决策人对复杂系统的评价
决策思维过程数学化 ∀其基本思路是决策人通过将复杂问题分解为若干层次 o每一层次又有若干要素
组成 o然后对同一层次各要素以上一层的要素准则进行两两比较 !判断和计算 o以获得各要素的权重 o从
而为选择最优方案提供决策依据 ∀ „‹°法的特点是 }将决策人的思维过程数学化 !系统化 o以便使决策
依据易于被人接受 ∀同时 o应用 „‹°法时所需的定量信息要求不多 o但决策人对决策问题的本质 !所包
含的系统要素及其相互之间的逻辑关系必须掌握得十分清楚 !透澈 ~此外 o„‹°法对无结构化的系统评
价及多目标决策问题更为适用 ∀ „‹°法自 us世纪 {s年代初引入我国 o被广泛地应用于工业 !农业 !国
防 !教育等领域的决策问题中 o近几年来 o„‹°在林业中的应用也越来越受关注k黄启堂等 ot||z ~张纬根
等 ot||{l ∀
现以下例说明层次分析法选择木材干燥窑的过程 ∀
1 多层结构模型的建立
对构成决策问题的各种要素建立多级k多层次l递阶结构模型如图 t o该模型由三个层次构成 o目标
层为对被经过简单的判断后初步筛选出的几家较优的干燥窑厂家进行优先排序 o以实现用户/优中选
优0的最终目的 ~因素层是各生产厂家被用户考察的因素 o对于一个用户在选择干燥窑时 o至少必须考虑
图中的几个因素 o即干燥窑所选用的热源k…t !…u !…vl !干燥窑的窑型k…w !…x !…yl !窑体所用的材料 …z !风
机型式 …{ !干燥设备的干燥降等损失 …| !单位被干材积投资 …ts和单位被干材积电耗 …tt o方案层是用户
所面对的厂家 ≤t !≤u !≤v !≤w !,≤±k≤±代表第 ±个干燥设备厂家l ∀这里需要说明的是 o国内干燥窑生产
厂家有十几 !二十家 o用户很容易在众多的厂家中选出几家较适合于自己的生产厂家 o此例为四家 o此时
再根据层次分析法进行选择 o不但可使计算过程简化 o更可以避免利用一般思维进行选择造成的不确定
性 o也可避免最后决策过程的人为因素干扰 o从而使决策过程科学 !合理 ∀由于每一个生产厂家均涉及
因素层的每一个因素 o因此 o方案层与上一层即因素层的结构关系是完全相关性结构 ∀
图 t 相关性结构图
ƒ¬ªqt ≥·µ∏¦·∏µ¤¯ ³¬¦·∏µ¨ ²©¦²µµ¨ ¤¯·¬²±

2 建立判断矩阵
对同一层次k等级l的要素以上一级的要素为准则进行两两比较 o并根据评定尺度确定其相对重要
度 o最后据此建立判断矩阵 ∀常用的判断尺度有两种 o即 t ∗ |判断尺度和 s ∗ u判断尺度 o他们都是将
人们的定性判断转化为定量判断的尺度 o由于应用 v个判断尺度可使得决策人对各要素的重要与否较
易作出判断 o而 |个尺度的判断较容易出现逻辑上的错误 o在本例中 o由于每一层间的因素较多 o为了使
判断来得简单 o我们采用 v个尺度的判断 o见表 tk汪应洛 ot||yl ∀然而 ov个判断尺度给出的是一个间
接判断矩阵 o必需经过换算才能计算各要素的相对重要度 ∀这工作并不需要用户来完成 o它可以通过电
脑编程来完成 ∀用户仅需根据自己的实际情况对各层各要素的相对重要度利用 v个尺度表进行判断即
可 ∀
表 1 3 个判断尺度表
Ταβ .1 Ταβλε οφτηρεεσχαλεϕυδγ µεντ
判断尺度 ≥¦¤¯¨­∏§ª¨ °¨ ±· 定义 °¨ ¤±¬±ª
t 对 Ε‹ 而言 oΑι和 Αϕ同样重要 ©²µ Ε‹ oΑι ¤±§ Αϕ¤µ¨ ·«¨ ¶¤°¨¬°³²µ·¤±·
u 对 Ε‹ 而言 oΑι比 Αϕ重要 ©²µ Ε‹ oΑ鬶°²µ¨ ¬°³²µ·¤±··«¤± Αϕ
s 对 Ε‹ 而言 oΑι没有 Αϕ重要 ©²µ Ε‹ oΑ鬶 ²¯º ¬°³²µ·¤±··«¤± Αϕ
szt 林 业 科 学 v{卷
由表 t可知 o若某一要素与自身相比 o其判断尺度为 t o即
αιϕ € ΩιΩϕ € αιι €
Ωι
Ωι € αϕϕ €
Ωϕ
Ωϕ € t kι € ϕl ktl
式中 }αιϕ表示从判断准则 ΕΗ角度考虑要素 Αι 对要素 Αϕ的相对重要度
若 Αι比 Αϕ重要 o则 αιϕ € u o或 αϕι € s ~若 Αι没有 Αϕ重要 o则 αιϕ € s o或 αϕι € u
3 层次单排序计算
将用户的判断数据输入程序 o通过计算机程序计算 o确定各要素的相对重要度 ∀应用 t ∗ |级判断
尺度计算要素 Αι对于上一级要素 ΕΗ的相对重要度 o也就是计算 Αι关于 ΕΗ的权重时 o可以先求出判断
矩阵的特征向量 Ω o然后经过归一化处理 o即可求出 Αι关于 ΕΗ的相对重要度k权重l ∀
求特征向量 Ω的分量 Ωι可用下述公式计算 o即
Ωι € 0
ν
ϕ€ t
αιϕ
t
ν ι € t ou ov o, oν kul
式中 }ν为判断矩阵阶数 ∀然后 o对 Ω € k Ωt oΩu o, oΩνlΤ进行归一化k正则化l处理 o即
ΩΑ € Ε
ν
ι € t
Ωι kvl
归一化的结果就是 Αι关于 ΕΗ的相对重要度k权重l Ωsι o即
Ωsι € ΩιΩΑ kwl
由于本例利用 t !u !s三个判断尺度建立的判断矩阵为间接判断矩阵 o各要素的相对重要度必需将
其换算成以 t ∗ |级的判断尺度给出的判断矩阵 o其换算方法如下 }
先按下式计算各要素重要度的排序指数 ρι o如下 }
ρι € Ε
ν
ϕ€ t
αιϕ ι € t ou o, oϕ kxl
式中 }αιϕ是指间接判断矩阵中的元素 ∀从 ρι 中选出 ρ°¤¬和 ρ°¬± o以它们所对应的要素作为 u个基点比较
要素 o将基点比较要素按 t ∗ |级判断尺度进行比较判断 o得出其相对重要性程度为 βµ k  tl o其他要素
的相对重要度 o可由下式换算 }
βιϕ €
ρι p ρϕ
ρ°¤¬ p ρ°¬±kβµ p tl n t ρι p ρϕ  s
t ρϕ p ριρ°¤¬ p ρ°¬±kβµ p tl n t ρι p ρϕ  s
kyl

kzl
ι oϕ € t ou o, oν
这样 o就可以将间接矩阵变换成 t ∗ |级判断尺度的判断矩阵 o然后再用公式kwl计算各要素的相对重要
度 ∀接着进行相容性和误差分析 ∀由于篇幅的原因 o从目标层到因素层的表列省略 o计算结果中的 ≤ q
Œq在 s ∗ s1suy之间 ∀
一般情况下 o若 ≤ qŒq小于 s qts o就可以认为判断矩阵有相容性 o据此而计算的 Ωχ值 k即带有偏差的
相对重要度向量l是可以被接受的 ∀由于所计算的 ≤ qŒq值均小于 s1ts o数据可被接受 ∀
4 层次总排序计算
在计算了各级要素对上一级 ΕΗ的相对重要度后 o即可从最上级开始 o自上而下地求出各级上各要
素关于系统总体的综合重要度k也称系统总体权重l o其计算过程如下k汪应洛 ot||u ~t||{l }
本例中 Β级有 tt个要素 oΒt oΒu oΒv o, oΒtt o其对总值的重要度为 Ωχt oΩχu o, oΩχtt ~它的下级 Χ
有 w个要素 Χt oΧu oΧv oΧw oΧι 关于 Βϕ的相对重要度为Μιϕ o则 Χ级的要素 Χι 的综合重要度 }
tzt 第 u期 杨文斌等 }应用层次分析法选择木材干燥窑
Ωδι € Ε
ι
ϕ
ΩχϕΜι k{l
通过综合重要度的计算 o就能对所有的替代方案进行优先排序 o从而为决策人选择最优方案提供科
学决策的依据 ∀本例中 Ωδt € s1t|sx oΩδu € s1tzyu oΩδv € s1vtzs oΩδw € s1vtyz o因此 ow个干燥设备生产
厂家的排序是 Χv  Χw  Χt  Χu ∀
5 小结
对投资者经过初选后的 w个干燥设备生产商进行了定量化的评判 o结果表明 o利用 „‹°法对干燥
窑进行选择是可行的 o它能够将人的主观判断和定性分析用数量的形式表达 !转换和处理 o在本例中 o
Χv 的综合重要度为 s1vtzs o而 Χw 的综合重要度为 s1vtyz o相差甚小 o可见这两厂家间的产品都很适合
用户 o但通过定量的分析后 o就可将厂商 Χv 和厂商 Χw 之间的细微差别区分开来了 ∀因此 o作为投资
者 o可根据此结果进行选择 ∀但是 o我们必需看到 o投资者在应用 „‹°法时还显得不是非常方便 o若能
够将以上计算过程转换为可视界面 o投资者只要根据提示向导输入自己的判断 o确认后即可得出干燥设
备生产厂家的排序 o只有这样 o才能将科学的理论转换成生产力 ∀
参 考 文 献
黄启堂 o游水生 o黄榕辉等 q应用层次分析法评价木质藤本观赏植物资源 1福建林学院学报 ot||z okwl }vvt ∗ vvw
汪应洛主编 q系统工程理论方法与应用 1 北京 }高等教育出版社 ot||u ox
汪应洛主编 q系统工程 q北京 }机械工业出版社 ot||y ox
汪应洛主编 q系统工程理论 !方法与应用 q北京 }高等教育出版社 ot||{ ox
张纬根 o郑郁善 1 用 „‹°法筛选观光木杉木混交模式的研究 1 福建林学院学报 ot||{ okwl }uy| ∗ uzu
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