何朝远 张耀明 南京玻璃纤维研究设计院
吴广谋 东南大学系统工程研究所
1、 模糊综合评判方法的适用性分析(概述)
笔者曾对科技创新成果转化过程的系统结构、决策原则进行了专门的论述。本文将就成果转化过程中具体的战略决策方法问题进行讨论,并提出一个可供借鉴的具体方法。
一般来说,科技创新成果转化过程中的战略决策问题的解决,是建立在对多个相对独立的因素进行综合评价的基础上的,只有全面,深入地对转化过程产生影响的各种因素进行认真、仔细的分析、评价,并给出一个较科学可信的评价结论,才有可能做出较符合客观实际、反映转化过程客观发展和变化规律的正确决策。因此,可以说,科技创新成果转化过程中的决策,就是对转化过程中的各种影响因素及其可能发生的情况,进行分析、评价、判断,并做出抉择。然而,这些影响因素,大多数是以好、较好、一般、差或高、中、低等类似的定性方式进行评价,很难进行具体而准确的量化,因而也就很难直接用绝对量化的方式进行评价、做出决策。正因如此,以往在进行此类决策时,基本上是依赖于决策者的个人素质、性格和好恶,主观性过强,科学性不够。由于过多地依赖主观,而对应当考虑的客观因素考虑得不够全面,或判断得不够准确,使不少决策出现失误,造成转化过程的失败。
模糊数学中的模糊综合评判方法,正是针对难以直接用准确的数字进行量化的评价问题提出来的一种很有价值的方法。此方法就是对原本仅具有模糊和非定量化特征的因素,经过某种数学处理,使其具有某种量化的表达形式,从而为决策提供可以进行比较和判别的依据,提高决策的科学性和正确性。对于具体的科技创新成果转化战略决策问题而言,用模糊综合评判方法所得出的结果,既可直接用于决策,也可作为重要决策依据,供最终的决策者参考。
用模糊综合评判的方法进行决策的关键是:决策因素的选择、评价等级的确定、权系数的分配、评价模型的建立以及评价结果的处理和使用。在科技创新成果转化过程中,影响各阶段结果的因素有很多,因此,在进行决策时,务必要认真、仔细地寻找出各种可能的影响因素,尽可能不要有遗漏。每遗漏一个影响因素,就意味着多一份决策风险。评价等级,是对各影响因素对转化过程中某一阶段影响程度和影响效果的估量,它反映各影响因素对其影响对象的影响情况,虽然它具有模糊性和经验性,但却是把影响因素与综合评判和决策建立起联系的不可缺少的媒介。对于决策而言,诸多的影响因素都以不同的方式影响着决策的结果,但它们各自对决策的影响程度或者说在综合评判中的重要程度是有所不同的,这种不同随决策对象(内容)、决策者的不同而变化,因此,必须加以区分,以此提高决策的针对性和科学性。权系数的分配,就是针对这个问题采取的解决办法。决策者可以根据具体的决策对象和决策要求,对各影响因素分配给予不同的权重系数,使重要和主要的影响因素的作用,在模糊计算、评判中得以体现。这既考虑了全面,又有所侧重,并且在一定程度上也反映了决策者的一些决策理念。从而使模糊综合评判决策具有更好的实用性和可操作性。
2、 评价因素、评价等级和权系数的确定
2-1 评价因素的确定
全面、适当地确定评价因素,在模糊综合评判中是极为重要的。对于科技创新成果转化过程中的决策问题而言,各阶段的战略决策所需考虑的评价因素大体相同,只是各自的权重分配在不同阶段的决策中随着各阶段工作重点的不同,而有所不同。
那么,在科技创新成果转化过程各阶段的决策过程中,应当考虑哪些评价因素呢?由于科技创新成果转化过程是一项系统工程,因此,决策时所需考虑的评价因素也是多方面、多层次的,主要可分为五大类,即:市场效益类、创新技术类、可持续发展类、资源状况类和风险竞争类。这五大类因素中的每一类又可派生出若干个与之对应的评价因素,这些评价因素中,有的还可以细分为几个子评价因素。市场效益类包括市场状况、效益情况;创新技术类包括技术情况、创新性;可持续发展类包括政策情况、环保情况、持续创新能力;资源条件类包括能源状况、原料状况、人才状况、资金状况、硬件设施状况;风险竞争类包括竞争能力、抗风险能力。下面,着重对上述这些评价因素进行论述。
(1) 市场状况。
对于一项科技创新成果来说,是否有应用市场,应用市场的规模多大,决定了成果转化价值的高低。缺乏市场的科技创新成果是没有转化价值的。因此,市场的状况,是科技创新成果转化过程中决策时,必须考虑的首要影响因素。市场状况主要包括:已有市场、未来市场和潜在市场这三方面。也就是要从时间、空间的角度,全方位地对市场进行考察。
(2) 经济、效益情况。
除了极个别项目外,绝大多数科技创新成果转化成功与否的最终检验标准是其转化后能否产生经济效益。取得经济效益也是绝大多数成果转化能否生存和发展的先决条件。因此,效益情况是成果转化过程中,尤其是在中试阶段和正式建线阶段前,决策时必须考虑的决定性评价因素。经济效益情况主要应从投入产出比、投资回收期、利润等方面进行考虑。对这些方面应尽可能进行量化预测,提高决策评判的准确性和科学性。
(3)技术情况。
技术情况包括技术先进性、难易程度、成熟度、成功的可能性等方面。在科技创新成果转化各阶段的战略决策时,对技术情况所包含的各方面进行考虑的侧重点是有所不同的。如:在资源配置、科研攻关阶段前的立项决策时,对技术的先进性、难易程度、成功的可能性等,应做尽可能充分的分析估计;而在中试改造阶段前的中试立项决策时,则对技术的成熟度应多加考虑。技术情况对创新成果转化的可行性、项目投资大小、转化后的竞争能力、产品生命周期等诸多方面都会有很大影响。因此,技术情况是决策时必须考虑的重要因素。
(4)创新性。
创新性是具有自主知识产权的先决条件,也是使企业拥有核心技术能力的关键。创新性主要从三个方面进行考察,即:产品、工艺和技术装备。创新性越强,形成的核心技术能力也就越强,就越有利于取得竞争优势和良好的经济效益。因此,创新性也是科技创新成果转化过程中决策时要考虑的十分重要的评价因素。
(5)政策法规情况。
一项创新技术、产品能否成功地进行转化,在很大程度上决定于该技术、产品是否符合国家的各项产业法规和政策;是被支持、鼓励,还是被反对、禁止。符合法规、政策的创新技术产品,不但不会遇到任何法律障碍,还有可能获得有关方面的大力支持;相反,轻则会遇到法律麻烦,重则转化过程根本无法进行。因此,政策法规情况是一个举足轻重的评价因素。
(6)环保情况。
随着社会经济的繁荣和社会各方面的不断进步,人们对生活环境和生活质量的要求也越来越高。从全人类的生存和长远利益的角度出发,在发展经济的同时,必须考虑环境保护问题。为此,世界各国也逐渐建立了相应的法律、法规。因此,不论从哪方面考虑,环境保护问题都应当成为科技创新成果转化过程中决策时不容忽视的评价因素。环保问题一般应从两个方面进行考虑,即:技术、产品本身对环境的影响和技术应用、产品生产过程中产生的副产品对环境的影响。
(7)持续创新能力。
一项科技创新成果是否有较高的转化价值和强和持久的生命,不仅要看成果的创新性和各项技术经济指标,而且要看其持续创新的能力。持续创新能力越强,其市场潜力、竞争力和生命力就越强。持续创新能力不仅包括成果本身的技术、产品和应用的持续创新能力,还包括对相关技术、产品甚至产业的创新的影响能力。在进行项目决策时,尤其是考虑一项创新成果的长期利益时,它的持续创新能力是一个非常重要的评价因素。
(8)能源状况。
一般来说,工业领域的科技创新成果在转向生产力转化的过程中,必然要用到各种能源,而各种能源在地域、价格、对环境的污染程度等方面均有所不同,因此,对成果转化的可能性及转化后的效益状况等,都会产生直接影响。决策时需认真考虑。
(9)原料状况。
原料状况与能源状况有某些相似之外,包括原料获取的难易程度、价格、对环境的影响等方面,对成果转化的可行性及转化后的效益状况也将产生直接影响。因此,决策时也应充分考虑。
(10)人才状况。
科技创新成果转化过程中的每个阶段,除了需要有各种硬件设施和环境条件支持外,各类人才也是不可缺少的支撑条件。由于人的主观能动性对客观事物的发展结果能起极其重要的影响作用。科技创新成果转化过程能否胜利完成,很大程度取决于人的因素。因此,从某种意义上讲,在决策时,人才因素具有比客观因素更重要的地位。
(11)资金状况。
资金是任何科技创新成果转化过程所不可缺少的物质基础。转化过程对资金的需求量、实施转化过程的主体的资金拥有量、所需资金的可获得性以及资金使用的成本等,都是考虑资金状况时所应包含的内容。资金状况也直接影响着转化过程的可行性及过程的最终效果,因而,必须慎重考虑。
(12)硬件设施状况。
科技创新成果转化过程中所需的硬件设施支持主要包括:水、电、厂房、设备及交通运输条件等。这些硬件设施的可获得性和使用成本,也直接影响着整个过程能否展开和展开的顺利与否。因而,在决策时也必须考虑。
(13)竞争能力。
竞争能力不仅包括科技创新成果本身因其创新程度、技术水平、产品价格的高低和优劣所具有的市场竞争能力,还包括实施转化过程的主体的人、财、物、组织机构、管理水平、知名度、信誉度和营销能力等方面,尤其应注意核心能力在竞争中的作用。
(14)抗风险能力。
可以说任何科技创新成果转化过程都具有风险,所以在进行决策时,必须考虑实施主体的抗风险能力。抗风险能力的大小,有时甚至决定了整个转化过程的成功与否。抗风险能力主要应从经济分析、资产情况、人员情况、和对可能出现的风险的预测等方面进行考虑。值得一提的是,决策者对待风险的态度,也就是决策者的心理素质和决策理念对抗风险能力也将起到决定性的作用。因此,在评价抗风险能力时,需要加以考虑。
以上14个影响科技创新成果转化各阶段战略决策的评价因素是构成模糊综合评价的最基本的评价因素,这些因素比较全面地包含了对整个转化过程中各阶段将产生重要影响的方面。但是,在进行模糊综合评价时,如果把这14个评价因素放在同一个层次上,一次性地进行评价,则会出现两种情况相互矛盾的问题:一个是由于评价因素太多,权系数分配过于分散,造成主、次评价因素区别不大的结果,而影响综合评价的科学性;另一个是因为某些评价因素还需进一步细化,才能更准确、客观地反映其影响程度。因此,对这14个评价因素要通过分解和综合,按三个层次进行评价(具体评价方法将在后面叙述)。需要指出的是:这14个评价因素及其下一级评价因素并不是一成不变的,根据转化过程中的不同阶段,不同的具体情况,可以做出相应的调整和改变。
2-2、评价等级及权系数的确定
(1)、评价等级的确定
在进行科技创新成果转化过程中的战略决策时,由于多数评价因素是很难直接用量化指标划分等级的,因此,更多是使用一些如:好、中、差或优、良、一般、差等,模糊的定性形容词来进行等级划分。至于用何种定性词、分几个等级,则可根据具体情况,由决策者或综合评价的组织者确定。
(2)、权系数的确定
在进行综合评价时,每个评价因素对转化过程各阶段的影响作用程度是各不相同的。如果不对此加以区分,则有可能会降低某些重要因素在决策过程中的影响力,从而影响综合评价和决策结果的合理性。权系数的作用就是对不同的评价因素,根据其重要程度,赋与不同的权重系数,以此调整其各自在综合评价和决策中的影响度。
由于不同的人,对相同的事物也会有不同的看法,因此,对每个评价因素,不同的人会因其知识状况、经营观念、性格特征、信息量的大小和观察分析能力的不同,而赋与不同的权系数,因此很难说每个评价因素的权系数多大为宜。但是,这并等于说权系数的确定就没有意义了,只是需要采用某种恰当的方法来进行确定,以此使权系数的确定更合理、适用。
根据确定权系数的主体来看,主要有专家组确定、企业家确定、专家和企业家共同确定这三种形式。专家组是由若干各具有不同专业特长、较宽知识面、较强观察、分析问题和掌握较多信息量的人员构成,由于其构成人员具有较高的素质和较强的代表性,因而由专家组确定的权系数更具合理性和适用性。而企业家对企业的现状、需求和未来有较全面、深刻的认识,因此,由企业家确定的权系数更能反映企业的经营思路和企业的某些特点和愿望,也就有利于使评判、决策结果更符合企业的实际需要。由专家和企业家共同确定权系数则有可能使两者的优势得以结合。专家和企业家共同确定权系数可有两种模式:一种就是由专家和企业家共同组成工作组,来确定权系数;另一种就是先由专家组确定出权系数的分配方案建议,再由企业家根据具体情况作适当的微调。到底采用何种形式,则可根据具体情况来决定。
权系数的确定方法有许多,但对于科技创新成果转化过程中的决策问题,在采用模糊综合评判方法时,较适用的有排队法、分级导出法、平均值法和比较判断法。所谓排队法,就是把所有评判因素按其重要程度从高到低进行排队,然后再依此由多到少分配权重系数。此种方法比较简单,易于操作,适用于由决策者(企业家)根据经验、偏好来确定权重系数,最能反映决策者的经营理念和决策观念。但此方法综合性不够强,主观成份较多。分级导出法,就是先把权系数分成若干等级(并且可以预先赋与每个等级某个权重值),由确定权系数的工作小组成员,各自对每个评判因素分别确定其等级,再对每个成员的意见进行综合,并用适当的数学方法进行处理,最后确定每个因素的权系数。平均值法,就是由工作小组成员,分别给每个因素赋与一个权重系数,再求出各自的平均值,并以此做作每个因素的权重系数。由于分级导出法和平均值法综合了各方面的意见,且经过一定的数学方法处理,因此,更能反映客观情况,应用起来也较方便。比较判断法,就是把所有评判因素两两进行比较,把比较结果分成若干种情况,并且对每一种情况以一个能反映其相对重要的程度的数值来代表,这些比较结果可以矩阵的形式表达出来,对该矩阵进行相应的数学处理和计算,最终可获得每个因素的权重系数。虽然此方法合理性更强,即适用于决策者,也适用于工作组,但其操作起来相对比较麻烦。
3、模糊综合评判数学模型的建立
3-1、建立模糊集合
1、评价对象集:
X={X1,X2,……,Xk} ①
评价对象集就是科技创新成果转化过程中战略决策时需进行评价的项目方案的集合。X1,X2,……,Xk分别代表不同的项目方案。有时,科技创新成果转化过程中需进行评价的项目仅有一个,此时的决策则是取和舍这两种选择,与通常意义上的在两种以上方案中选择一种的决策略有不同。
2、评价因素集:
U={U1,U2,……,Un} ②
评价因素集就是前述的科技创新成果转化过程中战略决策时所需考虑的评价因素。U1,U2,……,Un分别代表不同评价因素。
3、评价等级集:
V={V1,V2,……,Vm} ③
评价等级集可定义为前述的某一组定性形容词(如:优、良、一般、差、很差;等等)的集合。
4、评价权重集:
A={a1,a2,……,an} j=1 ④
权重集就是所有评价因素的各自权重系数的集合。个数n与评价因素的个数一致。权重集的确定方法如前所述。
3-2、建立模糊关系矩阵
1、 建立模糊关系矩阵的方法
在建立了科技成果转化过程中某一阶段前战略决策时的模糊集合后,要进行模糊综合评价,就必须确定评价因素集中各因素与权重系数集中各权重系数的模糊隶属关系,也就是各因素对应于各权重系数的隶属度。这种隶属度可以用以下方法得出:
(1)首先,用已确定的评价因素集与权重系数集构造成表1,并且尽可能给出每个等级的说明。
(2)请参加评价的每位成员分别根据等级说明和自己的判断,确定每个评价因素所属的等级,并填入表1中。
(3)在同一因素中,把选择相同等级的人数相加,再除以参加评价的总人数,则可得出各因素隶属于各等级的隶属度。并可组成如下各因素与各等级之间的模糊关系矩阵:
其中:rij=xij/n
xij是把第i个评价因素评价为第j个等级的人数
n是参加评价的人员总数
3-3、建立综合评价模型及计算
由前面的模糊集合和模糊矩阵,我们可以建立如下的模糊综合评价模型:
B=A⊙R=(b1 、b2 、…… bm) ⑥
式中:(⊙)代表运算子,我们取乘和加运算,则上式可写成矩阵形式:
B=[A]1×n·[R]n×m=[b1 、b2 、…… bm] ⑦
式中b1 、b2 、…… bm即为对评价因素的综合评价结果,反映了该层次所有评价因素总体对应于各评价等级的隶属情况。
4、模糊综合评价模型的应用
模糊综合评价模型的建立,为我们解决科技创新成果转化过程的决策评价问题提供了科学的方法。但是,在具体进行科技创新成果转化过程中的决策评价时,还需注意处理好一些具体的操作问题。
4-1、模糊综合评价的层次性
根据科技创新成果转化过程中战略决策评价因素的构成特点,一般可分三个层次进行模糊综合评价。可以说上节所述的14个评价因素是基本因素。由这些因素,可以向上归纳为第一层次的五大类评价因素;由这些因素中的某些因素还可以向下细化出第三层次的若干子因素。在进行模糊综合评价时,就按此三个层次,先从第三层次开始建立起若干个评价因素集U(3)与相应的评价等级集V(3)的模糊关系矩阵R(3),并根据模糊综合评判模型对其进行运算,得出与R(3)对应的若干个评价结果集B(3),这若干个评价结果集B(3)就分别是第二层次相关模糊关系矩阵中相应评价因素所在行的模糊关系值(或者说是模糊关系矩阵中相应评价因素与评价等级之间的模糊关系行);依此类推,第二层次可形成对应于第一层次五大类因素的5个模糊关系矩阵R(2),用模糊综合评判模型的公式对其进行运算,就可分别得到第一层次五大类评价因素与评价等级之间的模糊关系B(2);用B(2)又可构成第一层次的模糊关系矩阵R(1),再对其进行模糊关系运算,就得到了最终的模糊综合评价结果B。评价因素层次见表2。
4-2、模糊综合评价因素的变化调整
由于科技创新成果转化过程中各阶段的工作目标及主要任务有所不同,项目类型、企业状况、管理者的经营理念也可能有所不同,因此,在做各阶段战略决策的模糊综合评判时,可以对前述14个基本评价因素及其下一层次的子评价因素做适当的增、减调整,以使评价体系在保证科学性的前提下,更符合各种具体情况、针对性更强。除了可对评价因素做少量调整外,权重系数的调整,对体现各评价因素在各阶段中的影响程度的大小有着重要的作用。各阶段权系数集的确定,可采用前述的方法进行。需要注意的是,每个层次的评价等级集应当一致。至于等级的个数可根据需要确定,等级太少,评价结果不够细化,难于比较和取舍;等级太多,等级之间难以准确区分,评价效果反而不好。一般分3~5个等级为好。
4-3、如何用模糊综合评价的结果来进行决策
1)对评价结果的处理
有了用前述方法确定的科技创新成果转化过程中某阶段的评价因素集、评价等级集和权系数集,利用已建立的模糊综合评价模型,经过三个层次的模糊综合评价计算,可以最终得出该阶段与评价等级相对应的如下形式的一组数据结果:
B=(b1 、b2 ……、 bm)
式中b1 、b2 ……、 bm即为对该阶段各评价因素等级的综合评判结果。(一般来说,是一组小数)。
我们可以对上式进行如下处理:
(1) 用100%分别乘以式中的每个数字,则可以得到一组百分数,其含义可以认为是赞成评价为V1,V2,……,Vm等级的人各有百分之几。
(2) 可以给每个等级V1,V2,……,Vm从高到低,确定一个百分制分数。例如:如果等级分为优、良、一般、差、很差五等,则可以分别确定为优:85~100;良:70~85;一般:55~70;差:40~55;很差:40以下。然后用下式计算其总得分:
BQ=∑(bi·Qi) i=1,2,……,m ⑧
BQ:实际上可以理解为是被评价对象经过评判所得到的平均等级分。
Qi:相应评价等级分数范围的中间值。
如果以数理统计的观点来看,则此平均等级得分BQ就是抽样检测的结果,我们可以假设当参加评判的人数很大时,抽样结果的分布属正态分布,这时,就可以对式⑧的结果,用下式进行置信度估计:
ta(n-1)>(BQ-μ)√n/s ⑨
式中μ取可立项分数的下限值,BQ为前述的平均等级分,其它符号的含义见有关数理统计的书籍。
由ta(n-1)就可以根据t分布表查得评判结果的置信度。
用此方法进行处理时,等级划分不宜太粗,每一等级的分值的跨度应尽可能接近,以减少计算误差。
2)利用评价结果进行决策
用上述第一种处理方法所得的结果,决策者可以直观地看出把被评价对象评价为哪一等级的人数最多,因此,决策者可以认为被评价对象在很大程度上属于该等级,并据此做出最终决策。利用此种处理结果进行决策,虽不能直接判定被评价对象属于哪一评价等级,但可以清楚地看到对被评价对象的整体评价情况,有利于决策者依据评价结果,结合自己的经验和判断,做出决策。
用上述第二种处理方法所得的结果,决策者可以根据总得分情况,看其落在哪个等级的分数范围内,并根据置信度的估计值,进行判断,做出最终决策。利用此种处理方法进行决策,与前种方法相比,评价结果更具有确定性,而且能够进行可信度估计,决策者可依此结果直接进行决策。
与此同时,决策者根据综合评判过程中得出的不同层次的评价矩阵B(i),还可以对三个层次中的每个评价因素的等级状况有一个较全面的了解,对其中的弱项、不足和可能产生的问题引起注意,并有针对性地采取一些必要的改善和预防措施,使决策更加全面、尽可能完善,提高决策的可靠性。
5、小结
综上所述,用模糊综合评价方法进行科技创新成果转化过程中的战略决策,具体步骤如下:
第一步:确定与评价有关的各参数集:评价因素集U、评价等级集V和评价因素的权重系数集A。并确定评价分几个层次进行。
第二步:根据被评价项目的具体情况,组成由技术专家和管理者参加的评价工作组(组员人数一般不少于15人,人数太少,综合性不强,不利于统计分析。以15~25人为宜)。
第三步:用填表(表1)的方式,请每位评价工作组的成员对各层次中没有下一层次评价子因素的各评价因素,给出评价等级的建议,在此基础上,由第三层次开始,逐层建立评价因素与评价等级之间的模糊关系矩阵R(i)及相应的权重系数集A(i)。
第四步:用本章所述的模糊综合评价模型对各评价层次的模糊关系矩阵进行变换,即用公式B=[A]·[R]进行矩阵乘法运算,得出各层次的评价矩阵B(i)。
第五步:按本章第四节所述的方法对最终的评价矩阵B进行数据处理,得出最终的评价结果,并用此结果作为决策的依据。同时,依据各层次的评价矩阵B(I)所提供的各评价因素等级信息,对决策做补充和完善。
表1
表二
文献来源:http://www.njfilter.com/article/article8.htm