Geneza i schemat struktury decyzyjnej

Pierwsze prace dotyczące AHP (ang. Analytic Hierarchy Process) rozpoczęły się w latach siedemdziesiątych XX wieku w USA. Twórcą teorii jest prof. Thomas L. Saaty z Uniwersytetu Pittsburgu²³⁷. Analytic Hierarchy Process jest metodą, która łączy w sobie wybrane koncepcje z dziedziny matematyki i psychologii. W Polsce jako pierwsi analityczny proces hierarchiczny do nauk ekonomiczno – rolniczych wprowadzili: W. Adamus i K. Szara²³⁸ (Uniwersytet Jagielloński). Zapoczątkowało to ukazywanie się później w Polsce wielu artykułów na ten temat.

Metoda AHP umożliwia dekompozycję złożonego problemu decyzyjnego do postaci elementarnej struktury hierarchicznej, złożonej z kryteriów w oparciu o które podejmujemy decyzją i możliwych do wyboru wariantów rozwiązań. Na podstawie porównań parami poszczególnych kryteriów, tworzony jest finalny ranking dla skończonego zbioru wariantów.

W strukturze hierarchicznej różne elementy systemu usytuowane na jednym poziomie wpływają na elementy na wyższym poziomie. Jest możliwe wówczas obliczenie relatywnej siły wpływu elementów z najniższego poziomu, na ogólną wydajność systemu²³⁹.

Do ważnych zalet analitycznego procesu hierarchicznego należy również ta, że w rozstrzygnięciu problemu decyzyjnego może brać udział nie tylko jeden decydent ale i grupa decydentów. Połączona opinia wielu decydentów jest wówczas bardziej wiarygodna, niż opinia jednego eksperta. Jest to szczególnie ważne w sytuacjach konfliktowych gdzie decydenci reprezentują różne grupy interesów i mają odmienne stanowiska w kwestii oceny

237 Pierwszą książkę na temat tej metody prof. T. L. Saaty wydał w 1980 roku. Nosi ona tytuł: „The Analytic Hierarchy Process”. Dotychczas wydano kilkanaście książek o tej tematyce, przetłumaczonych następnie na wiele języków. Uzupełnieniem teorii jest program komputerowy Export Choice, wspomagający podejmowanie decyzji i opracowany na bazie metody Analitycznego Procesu Hierarchicznego

238 W. Adamus, K. Szara, [2000]: Zastosowanie Analitycznego Procesu Hierarchicznego AHP do racjonalizacji zarządzania i organizacji gospodarstw (przedsiębiorstw), Zagadnienia Ekonomiki Rolnej, nr 4–5/2000.

- 133 -

poszczególnych wariantów²⁴⁰. W opisywanej metodzie decydenci nie oceniają problemu według jednego kryterium. Rozwiązanie problemu decyzyjnego następuje na drodze oceny spójnej rodziny kryteriów, których uwzględnienie jest niezbędne aby zaspokoić potrzeby wszystkich interesariuszy. Dobór kryteriów powinien być wiec odpowiednio przeprowadzony. Kryteria powinny reprezentować wszystkie najważniejsze atrybuty opisywanych obiektów, nie wolno też powodować ich nadmiernej redundancji. Należy redukować nadmierną ilość kryteriów, ograniczając się do tych najważniejszych, uwzględnić należy także przydatność pod kątem dokonywania analiz decyzyjnych ²⁴¹ . Poniżej zaprezentowano kilka przykładów, gdzie można wykorzystać metodę AHP.

Tabela 9. Przykładowe cele kryteria i alternatywy wyboru.

Cel główny Kryteria wyboru Alternatywy decyzyjne

240 W. Findeisen (red.), [1985]: Analiza systemowa – podstawy i metodologia, PWN, Warszawa, s. 668-700.

241 T. Kasprzak (red.), [1992]: Systemy wspomagania decyzji wielokryterialnych, Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, s. 31.

- 134 -

Hierarchiczny schemat decyzyjny w tej metodzie przedstawiany jest za pomocą wielopoziomowej struktury, w której elementy uporządkowane są w kierunku malejącej ważności. Pozwala to na zastosowanie metody wielu dziedzinach: miedzy innymi w ekonomii, logistyce, zarządzaniu, marketingu. Główna zaletą metody AHP jest możliwość obiektywnego wyboru w oparciu o subiektywnie opinie uporządkowane względem ważności dla poszczególnych kryteriów. Hierarchia ważności w metodzie AHP ma z góry określoną strukturę. Najpierw ustala się cel procesu decyzyjnego, następnie kryteria oceny oraz warianty rozwiązania. Porównania kryteriów dokonuje się parami na zasadzie subiektywnego określenia, które z nich i w jakim stopniu jest ważniejsze od drugiego.

Zwykle człowiek zmuszony jest do podejmowania wielu kluczowych decyzji w swoim życiu. Na przykład zastanawiamy się jaką szkołę wybrać, w którym mieszkaniu zamieszkać, jak wybrać najlepszych przyjaciół, spożywaną żywność, lub czym się kierować przy zakupie samochodu i tak dalej. Podejmowanie decyzji jest więc procesem wyboru wśród alternatywnych możliwości, który opiera się na wielu kryteriach. W procesie decyzyjnym należy wziąć pod uwagę wiele czynników lub kryteriów do rozważenia, a także kilka alternatywnych rozwiązań z których na jedno powinniśmy się zdecydować. Dopiero na bazie jasnych kryteriów i alternatyw, nasze decyzje będą lepsze i bardziej oczywiste. Należy zawsze precyzyjnie zdefiniować kryteria według których dokonujemy wyboru, oraz alternatywy decyzyjne.

Należy pamiętać, że określanie kryteriów i alternatyw to elementy bardzo subiektywne w całym procesie decyzyjnym. Nigdy wykaz kryteriów i alternatyw nie są wyczerpuje listy.

One nie obejmują wszystkich możliwych kryteriów ani wszystkich możliwych alternatyw.

Jak zauważa W. Adamus - tworząc modele korzyści czy dobierając kryteria (subkryteria) należy uwzględniać czynniki które mają największy wpływ na dane zjawisko. Warto kierować się tutaj zasadą Vilfredo Pareto (20/80), w myśl której 80% problemów jest powodowanych przez 20% przyczyn. W procesie decyzyjnym 80% efektów osiąganych w danym przedsięwzięciu jest wynikiem wyboru oraz późniejszego skupienia uwagi w trakcie jego realizacji, na 20% najbardziej istotnych czynnikach wpływu. Pozostałe 80% czynników wpływu odpowiada tylko za 20% efektów²⁴². Dlatego aby dobrze dobrać czynniki wpływu i właściwie ocenić korzyści, zawsze należy się koncentrować na najbardziej newralgicznych elementach w rozważanym procesie decyzyjnym. Nie ma prawidłowych lub błędnych kryteriów, ponieważ opinie są zawsze subiektywne. Różni ludzie mogą dodać lub odjąć pewne elementy z listy. Niektóre czynniki mogą być łączone ze sobą, a pewne kryterium

- 135 -

może zostać podzielone na bardziej szczegółowe kryteria Większość decyzji oparta jest na poszczególnych wartościach czynników, które mają dla nas jak największe znaczenie.

Staramy się, aby nasze decyzje były racjonalne, więc musimy przekształcić subiektywne oceny na subiektywne wartości. Wartościami mogą być liczby w dowolnym przedziale na przykład od 1 do 10 lub -5 do 5. Wartością może być także dowolny numer zamówienia (liczba porządkowa) który można umieścić w różnych zakresach dla każdego czynnika.

Wyższa wartość oznacza wyższy poziom czynnika lub bardziej pożądaną wartość²⁴³. Zwykle przyjmowane kryteria i alternatywy są subiektywne. Zależą one od opinii eksperta w dziedzinie w której dokonujemy wyboru. Podczas rozwiązywania wielokryterialnych problemów decyzyjnych metodą AHP, można wyróżnić następujące etapy postępowania:

Etap 1. Budowa modelu hierarchicznego, składającego się z celu głównego, kryteriów wyboru (subkryteriów) mających wpływ na ocenę, oraz alternatywnych rozwiązań.

Etap 2. Określenie dominacji poszczególnych kryteriów i subkryteriów (czynników^∗), poprzez porównanie parami ważności ich wpływu.

Etap 3. Określenie dominacji wariantów alternatywnych rozwiązań poprzez porównanie ich parami. Uwzględnić należy spełnienie wymagań dla każdego wariantu alternatywnego względem odpowiadającym im czynnikom wpływu. Bardzo istotne jest też bieżące kontrolowanie współczynnika niezgodności ocen, który nie powinien być większy niż 10%. Jeżeli współczynnik niespójności ocen przekracza 10% należy powtórnie zebrać dane empiryczne.

Etap 4. Uporządkowanie wariantów decyzyjnych w celu wyboru najlepszego rozwiązania dla zniwelowania postawionego problemu.

Etap 5. Ewentualna analiza wrażliwości wyników.

Jak już wspomniano hierarchiczny schemat decyzyjny jest konstruowany za pomocą dekompozycji rozważanego problemu decyzyjnego na elementy składowe decyzji: cel główny, kryteria podstawowe (cele podrzędne), kryteria pośrednie (atrybuty) oraz możliwe warianty do wyboru. Cel główny jest umieszczany na szczycie hierarchii i składa się z kilku celów podrzędnych, będących jego uszczegółowieniem. Kolejny poziom schematu decyzyjnego tworzą atrybuty decyzyjne (kryteria pośrednie), których realizacja jest niezbędna do osiągnięcia celów podrzędnych. Atrybuty również mogą zostać rozłożone na podrzędne działania. Schemat decyzyjny jest więc zbudowany z kilku poziomów, których liczba jest

242 W. Adamus, [2005]: Ocena korzyści z wejścia Polski do struktur Unii Europejskiej w aspekcie wybranych czynników, Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu, tom VII, Poznań, Zeszyt nr 4, s. 25.

243 T. L. Saaty, L. G. Vargas, [2001]: Models, Methods, Concepts & Applications of the Analytic Hierarchy Process, Kluwer Academic Publisher, Massachusetts, USA.

∗ Słowa: „czynniki wpływu” i „kryterium wyboru” używane będą zamiennie.

- 136 -

zależna od stopnia ogólności, jaki pragnie się utrzymać w rozważaniach. Ostatni najniższy poziom tworzą możliwe warianty decyzyjne. Schemat struktury decyzyjnej przedstawiono na poniższym rysunku.

Rysunek 29. Hierarchia decyzyjna w modelu AHP.

Źródło: http://www.expertchoice.com/tech_support

Każda decyzja podejmowana z wykorzystaniem AHP zaczyna się od budowy modelu hierachiczego analizowanego problemu. Najprostsza postać struktury hierarchicznej składa się z trzech poziomów:

celu nadrzędnego, opisującego cel decyzji lub też stan docelowy do którego uzyskania zmierza decydent,

kryteriów wyboru opisujących czynniki główne, których spełnienie przybliża do realizacji celu nadrzędnego; kryteria reprezentują cele niższego rzędu, których realizacja wspomaga osiąganie celu głównego i mogą dzielić się na subkryteria,

wariantów decyzyjnych, opisujących rozważane możliwości działania, stany lub alternatywy decyzyjne stanowiące przedmiot analizy.

Czynniki o największym stopniu ogólności (kryteria główne) znajdują się na górnych poziomach hierarchii i mogą być podzielone na bardziej szczegółowe czynniki (subkryteria) składowe, umieszczone na niższych poziomach hierarchii. Czynniki wyższego rzędu zawierają w sobie czynniki niższego rzędu, ich spełnienie jest skutkiem realizacji celów podrzędnych (składowych). Warianty decyzyjne lokują się na najniższym poziomie hierarchii, a stopień spełnienia przez każdy z nich celów cząstkowych prowadzących do realizacji celu nadrzędnego stanowi podstawę wartościowania przydatności wariantów do rozwiązania rozważanego problemu decyzyjnego²⁴⁴.

244 M. Sikorski, [2000]: Instrukcja do programu Expert Choice v.9.5., Wydział Zarządzania i Ekonomii, Politechnika Gdańska, s. 5.

- 137 -