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して多数 の ものが提案 されているが,最近,階層的意思決定法,いわゆる

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(1)

若 林 信 夫

1

.序

意思決定 は,通常,複数個 の矛盾 した基準 の もとで評価 された複数個 の代替 案 の中か ら最良の ものを選択す ることに特徴がある。 その選択 のための手法 と

して多数 の ものが提案 されているが,最近,階層的意思決定法,いわゆる

AHP (AnalyticHierarchyProcess)

が注 目を浴 びている。従来の手法,例えば,デ ル フ ァイ法 や

SMART

法 が論理 的,公理 的基礎 が脆 弱 で あ ったの に対 し,

AHP

は, よ り強固であるよ うにみえ る。

AHP

を用 いれば,複数個の矛盾 した 基準,複数個 の代替案,複数人の行為者 や当事者 の問の合意形成的な意思決定 が導かれ るとい う 。 しか し,周知 の如 く, ケネス ・アロウに代表 され る社会的 選択理論では,複数個の基準 の もとでは, そのような選択関数 は論理的 に存在 し得 ない ことが示 されて いる

両者 の見解 は挑戦 的 にみえ るが冥際 には荊者

(AHP)

は後者 ( 社会的選択理論)で要求 され るような推移律 も多数決原理 も前 提 としないのである

。AHP

は,合意形成 を得 るための決定支援 の一手段である にす ぎないが,社会的選択理論 を構成す るための新 しい見方を与えているよう に思われる 。

本稿 の目的 は,

AHP

( 階層的意思決定法)の論理的基礎 を明 らかに し,社会 的選択理論 の操作的な側面 に迫 ってみ ることである。

階層的意思決定法

(AHP)

は, トマス

・L

・サーテ ィ

(

1 ) により

1970

年代後半

(1).

トマス

・L

・サーティ

(ThomasL.Saaty)1918

年生れ,現在, ピッツバーグ大 学経営大学院の教授。 イェール大学で数学 の博士号 を取得後,ペ ンシルバニア大学 に長 く勤務。線形計画法,グラフ垣論,コンパ ク トシティ論 など

10

数冊 の著書があ

59〕

(2)

60 商 学 討 究 第

38

巻 第

3・4

に完成 された極 めて実用的な技法であ り, その コンピュータ ・プログラムを作 成 し, 実行 してみることは教育的価値がある

d

付録では, プログラム言語 の FORTRANで書 いたコンピュータ ・プログ ラムの実施例 を提示す る。

2.

階層的意思決定率 ( AHP) の方法論

2.

1.AHP概説

意思

決定に関する科学的研究は,伝統的に,オペレー ションズ ・リサーチや

管理科

学の一分野であったが,最近は,決定科学 ( De c i s i on Sci ence s) とい

う新分

野で包括されることもある。そこでの中心的役割は, 意思決定分析 の技

法の開

発にある。また,それに派生的に,意思決定の環境あ るいは構造をより

明瞭にさ

せる特徴がある。

層的

意思決定法は,前記の数学者 Saa t yにより,1 9 7 2年, 政策科学の分野

, / E

項巨

隈 のウ ェ イ ト づげの決定に固定 値 と 固 有 ベ ク トルを応 用 す る こ とを提 案 した こと に始 ま る。 与 りあ げ られ た例 題 と計 算 手 続 きの簡 単 さ,理 論 の潜 在 的 な能 力 よ り, 個 人 的 な意思 決 定 の み な らず , 広 く, 経 営 や経 済 の分野 に も 応 府 さ れ る に至 った ( 2 )

・ 階 愚 的意 思 決 定 法 は, 同一 の決 定 問題 に対 し , 複 数 の行 為 者 間 で相 矛盾 す る 臣的 ( 基準) ; を も. っJ た複 雑 な多 属性 の代 替案 を 評 価 す るた め に用 い られ る。 こ

る 。AHP については共著 も含め

4

冊 ある 。AHP の萌芽的論文 は下記の ものである。

" Ante l 苦e n Va lueal l o c at i on mode lf orpr ior i t i z a t i on and pl annl ng

,"

Un‑

p唖bユ i s he dmanus c r ipt ,Um ive r s i t yofPe nns yl vani aEne r gyManage me ntand Po捉c yCe

n=

t e r

,1972.

(.2)AH:P

は階層的意思決定法のはか,階層型意思決定法,階層化意思決定法 ともいわれ る 。 . AH' P の優れ た解説書 は,創始者 Sa at y の下記の 4 冊である.日本語では刀根の / 糊 軒

声 [9]

と真鍋他の雑誌特集号

[10

]頭i 手頃である。

・ , T也eAnal yt i cH・ i e r a r c hy・ Pr oc e s s ,Ne w Yor k

.M

cGr aw‑ Hi

ll,1980.

・ ・ TbeLog icofPr i{ ) r 舶e s ,Bos t on: Kl uwe rNi j hof f

,1981.

De c i s i わn Maki ngf orLe a d' e r s ,Be l mont: Li f e t i meLe a r ni ngPub.

1982.

・ ん Ana 抄t

i

tPl anni ng

,

‑Ne w Yor k: Pe r gamon

,1985.

(3)

の過程 を通 C,全体 の評価基準 を容易 に理解 し,評価 で きる部分問題 に階層的 に分解す る

.

評価 は各段階で具体的な効用関数 や評価関数 を想定する必要は な く, 単 に‑対比較 を明確 に行 うことがで きればよい。

AHP

の手順 を次 に述 べ る。

2. 2 AHPの手順

あ る意思決定問題 に直面 LAHPを適用 して提言 を し

うとす るな らば次の 3つの段階を踏 まなければな らない。

( 1 ) 問題 を分析 し,階層図を書 く。

直面 した問題 は,究極的 に何 が目標であるか,それを達成す るための代替案 は何か,そのための評価基準 は何かを識別 し,階層構造 を

示す る段階である。

各階層 は,

ベル 1 ( 又 は トップ レベル) に目標 (ゴー

とか フォーカスと

もい う),

ベル 2に基準 (

クライテ リオ ン),そ して,レベル 3に代替案 ( オー

ル タナ テ

ブ)を識別 し,

設定す る。

具 体 例

して,受験生の

大学選択 の意思決定を考 えよ う。彼は,A大学,B大

学 , C大

を案 として考え

ている。大学 の選択 につ い七は種 々の制約叉 は基準

が あ る。

学の知名度,大

学 の運動部,費用,そ して立地 の 4つを基準 に して

い ると し

う‑。階層図は下

のよ うになる。 ( 図 1)

レベル

1

:目 標

レベル 2:基

レベル3

:代替案

1.AHP

の階層図の例

(4)

62

商 学 討 究 第 3 8 巻 第 3・4 号 ( 2 ) 各階層 で要素間の優先度 を比較判断す る。

階層 の各 レベルで,諸要素間の選好関係 を‑対比較 によ りウェイ トをっ け る。. まず, トップ レベルの全体 目標か らみてす ぐ下 の レベルの諸要素間の相対 的重要性 を一対比較 して ウェイ トをつ ける。全ての要素 を一対比較す ると正方 な 「 判断行列」( ‑対比較行列 ともい う)がで きる。‑対比較 のさい,諸要素間 に絶対的な尺度があればそれを用 い, さもないとさは主観的な判断によりウェ イ トをっける 。 判断の尺度 は

Saaty

の提案 した下 の表

1

の数字 を用 いる。

1

相対的重要性の尺度

相対的重要性の強さ i 説 明 ‑

1 2

‑ つり要素は同等に重要 3p 一方は他方よりも重要 一

5

一方は他方より. も強 く重要

7 ‑ ‑方は他方よりもさらに強く重要 2, 4, 6, 8は隣り合うウエイトの中間の値。上の数字 の逆数,他方からみて一方をどう重要であるとみなすか。

有理数は絶対的尺度からくる比率を表す。

\ 同様 に,第

i

レベルの要素 か らみて第

i+1

レベルの各要素間の相対的重要 性 をやはり‑対比較 により評価 し,正方 な判断行列 を構成す る

判断の尺度 はそれほど厳密 な数字である必要 はない。 プログラムは,各判断 行列 について要素 の ウェイ トと整合度 (コンシステ ンシー)を計算す る ( 計算

については後述) 。整合度が悪 ければ一対比較 をや り直すよ う指示 され る。

大学選 びの上記 の例 にあてはめると, まず, トップ レベルか らみて, レベル

2 の 4 つの基準 の各 々の‑対比較を行 う。知名度対費用,知名度対立地,知名 度 対運動部 の比較 を主観的に 2 , 3 , 5 ( 少 し重要, よ り重要,強 く重要) と 考え るな ら,実行結果 の出力 リス ト( 付録)の

<A>

のようになる。他 の‑対比 較 について も同様 である。

各要素 の ウェイ トは出力 リス トの

<B>

のよ うに計算 され る。

(5)

( 3 ) 各階層でウェイ トを合成す る。

各階層の要素 ( 項 目)毎 に計算 されたウェイ トは階層の レベルで合成 されな ければな らない。合成の方法 は,各階層q) 要素のウェイ トに上 の レベルの要素 のウェイ ト ( 優先度)を掛 けて加えればよい。最終的にはボ トム レベルの代替 案の総合 ウェイ ト

(Compositepriorities)

が得 られればよい。( 出力 リス トの

<C>

を参照)。

総合優先度の最高の代替案を選ぶ,あるいは,資源や予算の配分のときは, 総合優先度 に比例 した配分案を実施 ( 又は提言)す ることになる

2.3 AHP

の数学

2.3.1

判 断 行 列

tEl,E2

,‑,En

)を何 らかの意味で比較可能 な ものの集合 とす る。 (ul, u2

,

・ ・ ・

,un)

は%‑ の集合の各要素 に対す る比率尺度

(ratioscale)

を表す。各

i

j

について

, ui/uj

は ,E

i

の比率尺度 と Eiの比率尺度 の比 である。それぞれは,存 在す ることがわか っていて も通常,既知ではない。今

,ai

5で

,ui/uj

の主観的な 推定値を表す としよう。

特に

,αii‑1, q i 1/αi

jと してよい。後者 は相反性又 は逆数性 といわれ る。

A‑ αij

i

,j

1,

I2

,‑,

n

は,判断行列, スコア行列,又 は主観的な‑対比較行列 といわれる これは,

対角要素が

1

で,上半非対角要素 と下半非対角要素が逆数関係の正方行列であ

る。それゆえ,行列の全要素を必要 としないので,上半非対角要素だけをとり

出 した次のような図又 はグラフを書 いて もよい。

(6)

64

商 学

38

巻 第

3・4

A

C D

上図又はグラフは,

AHP

を実施す るには便利である。

比較すべ き要素 の個数 は, 全部で,

(n‑1) + (n‑2)

+

‑12+1‑

n(n‑

1) /2 である。

以下では,数学的処理 の便宜上,正方行列表記を用 いる。

判断が 「 整合的」であるとは,行列

A

のすべての i

,j

,

k

に対 して,

αijαjk= αik

が成 りたっ ことである

行列

A

が整合的であれば,

aii‑1

かつ

aji

‑1

/aij

は自動的に成 り立っ。

AHP

では行列全体が完全 に整合的であることは要求 さ れないが,整合度の指数 の導入 は重要である これは,固有値 との関連で後 に 述べる

2.3

1

.2

要素のウェイ ト

要素の個数が

r3

個以上 になると各要素の相対的重要性のウェイヽづけの計算 が必要 になる。

n‑3

のとき,判断行列 は

A

≡(

1 α b 1/α l c 1/b 1/c 1

と書 ける。

3

っの要素 Ⅹ

,y,

Zの相対的重要度 (ウェイ ト)は,判断行列 A の

(7)

全要素 を用 いてい くつかの方法で求めることがで きる。・

Saaty

のオ リジナルな考 えは,行列

A

の固有値 を計算 し,最大固有値 に対応 す る ( 右)固有 ベ ク トルを採用す るものである。 いわゆる固有ベ ク トル法 につ いて は後 にとりあげるが,上例 では 最大固有値 は,

L‑1+ (ac/b)1/3+(b/ac)1/3

であ り, 亘れに対応す る固有ベ ク トルは

W =

(

(αb)1/3 (C/α)1/3

(1/bc)1/3

とな りこれを採用すればよい。 しか し,上で得 られた

W

は,

A

の各行 の幾何平 均 ベク トルに他な らない。

n≦3

で は固有 ベ ク トル法 と幾何平均 ベ ク トル法 は一致 したウェイ トを も・ た らすが,

n>3

では必ず しも成 り立 たな

い。

そのいずれかよいかは議論 が分か れ るが,後者 ( 幾何平均 ベ ク トル法) の方が明 らかに簡単 に計算 で きる。 しか し,後述す るところの整合度指標 のよ うな便利 な,論理的 に優れた指標 は,前 者 の固有 ベク トル法 でのみ得 られ る。

2. 3. 2. 1

幾何平均 ベク トル法

幾何平均 ベ ク トルにはさまざまな利点があるが, そのひとつに,任意 の正方 な判断行列

A

に対 して,対数最小二乗法

(LLSM)

を適用す ることによ り幾何 平均 ベク トルが得 られ ることが挙 げ られ る

。PietdeJong

[2

]にな らって 以下,簡単 に論証 しよ う。

対数最小二乗法

(LLSM‑LogarithmicLeastSquaresMethod)

による導

出 :

ajj

は,Eiと E j を一対比較 して得 られる判断行列 の要素であるか ら, ai j ‑i

eij

と書 ける

。 u

iと

uj

は未知のパ ラメタで

, eij

は正 の撹乱項である。両辺 の対数 を

とると,

(8)

66

商 学 討 究

38

巻 第

3・4

log

a

ij‑log

u

ilog

uj

+log

ei j

∴ y

ij

=Xi ‑Xj +ei j x iの最小二乗推定量 は,

n n

M i n

∑ ( yj k‑Ⅹj +Ⅹk ) 2

Ⅹ1 , Ⅹ 2 , ‑

,Ⅹ n

j ‑ 1k‑ 1

の解である 解析的に解 けば, n

会i ‑( i = =1yi j +C)/n

(

Cは任意 の定数)

を得,

ii

ゐ逆対数 G iが,対数最小二乗法の解 になる なお,

会i

の逆対数 a iは, 合計が

1

になる要請があれば,制約付の二次計画問題 を解 くように定式化 して

もよい。 また,決定係数 R 2 は,整合度の欠落を調べ るのに使える。

いずれにせよ

,C‑0

のとき,

log

w i ‑

蓋log

ai j

n j

‑1

より,幾何平均ベク トル

w i ‑ Li ‑ nl al l j / n

を得 る。

幾何平均 ベク トルは LLSM によ らな くて も単純 な最小二乗法か らも導かれ る.ま、 た,

Acz6

1と Saat y は,相反性 を用いて幾何平均 ベク トルの存在を証明 している :

「 ‑定の

n≧2

に対 して,

f(Ⅹ1

, Ⅹ2 ,‑, Ⅹn ) ‑ Q l l l i k 1 4( xk ) ], ( 準算術平均)

f(

主 意 ,‑

,

去 )

‑1〝(Ⅹ1

, x2 ・‑ヲ Ⅹn ) , ( 相反性) および,

f(

0Ⅹ1 , 0Ⅹ2

,

・ ・ ・ , 0Ⅹn )

O f(

Ⅹ1

, Ⅹ2

,‑ ,

Ⅹn) ( 一次同次性)

(9)

を満 たす唯一 の解 は,

f( Ⅹ1

, Ⅹ2,‑ , Ⅹn)‑.ln1Xll/n

である。」

n

幾何平均 H i

nal

iIl/n

yala2

,・

an

の計算手続 きについて述べ る

計算機 プログラ ムを作 ることは見掛 け通 り簡単 であるが,電卓 を利用す るときには若干 の工夫 が必要である。 安価 な電卓 には平方根 キー ( √ ) やメモ リーキ

ー[

王 コ や

匹頭 二 ]があ ‑て も 3 乗根 キーや 7 乗根 キーはない。 番 の近似値を電早 で求 め る算法 は次 のよ うにすればよ い。

( 1 )

X

をセ ッ トす る

匹至

≡ コ

・ ( 2 ) √ キーを

2

回 とる

( 3 ) Ⅹを掛 ける (×[ 璽 亘]とす る。) ( 2 ) に戻 る。

( 2 ) でJ‑ キーを

3

J 回連続 して押せば

7

乗根が,

4

回連続 して押せば

15

乗根 が得 られ ることは容易 にわか る 。 収束 は比較的速 い。

電卓 に もし,対数 団 と指数 国 があれば,このよ うな反復計算 は不 要である 。 y‑折 の両辺 の対数 をとれば

,log

y‑

illog

xゆえ,y

elog y‑

e(logx)/n

によ′ り直ちに求 め られ る。

プ ログ ラム電 卓 で はニ ュー トン法

(ⅩO

‑所与, Ⅹn

.1

‑Ⅹn‑f( xn ) /

ゲ (X

n) ,

∫(

Ⅹ。)

Ⅹn

‑α‑ 0)

を用 いて もよい。

2.3.2.2

固有ベ ク トル法

AHP

で重要 な要素 の ウェイ トの決定 について

Saaty

は固有 ベ ク トル法 を提 案 している。固有 ベ ク トル法 は単 にウェイ トを求 めるばか りでな く,判断行列 の整合性 について も教示す る

。AHP

に関連 した範囲内で,固有値 と固有 ベク ト ルについて整理 してお こう

実正方行列

A

に右か らベ ク トル Xを掛 けて得 られ る線形方程式

Ax

は, そ のベク トル Ⅹにスカラー値 入を掛 けた ものに等 しいとき,即 ち,

AxスⅩ

(10)

6g

討 究

38 3・4

の とき, Aを固有値 といい, Ⅹを ( 右) 固有 ベク トルとい う 。 Aは, 多項式

ilILAL

‑ Oを解 いて得 られ,高々,行列 の次数 だけあ る

AHP

で はその最大 固有値

(Amax

と表す)それに対応す る固有 ベク トルに関心 がある。固有 ベク ト ル算出の具体的手続 きに入 る前 に

2

,

3

の性質 を述べ る。

性質 l :A の最大固有値

Amax‑nとなる必要充分条件 はすべての i

, j , k に ついて

αijαjk=αik

の ときである 。

この性質 は行列の完全整合性が最大固有値の数値 と関係があることを示 して いる。その証明のためには補題 「 すべての i

,j

,kについて

aija,k‑aik◇ A

の階 数 (ランク)

‑1」

を必要 とす る ( 証明 は省略) 0

性質

1

か ら次の性質

2

が派生す る。

性質

2:Amax

A (aij

) の最大固有値 とし,uをそれに対応す る固有 ベ ク

m

トルで

i‑1∑ ui‑1

に正規化す る 。 その とき

,Amax≧nである

そ して,

性質

3p‑

は,整

性か らの平均的轟雛の尺度 を与 える。

かい り

■ [ 証明

]aij (u

i

/u,)

e i jとお くo

n

A a x ,=

i

l

a

ij

,=

:

1

e

ij

n n

n

Aax= i=El,=?l

ei j =n

+1≦i< j≦n (eij+

1 / ei ・ ・ )

Amax‑n ̲ 1. 1

p‑ 'tmjⅩ1▲‑‑ 1+

FA n‑1 I n(n

ll

)1

i=i≦n レlJ

■⊥

′レlJ

eij

1

に近付 く ( 整合的 になる)につれ,左辺 は 0に近付 く

o

pは

eij+

1

/eii

が凸ゆえ

,eij

の凸関数。最小値が

eii‑ 1

で達成 され る 。 pは

1

に近 い ( 整合的) の とき小 さ く

,eij

1

よ り外れ るにつれ大 き くなる 。 この ことよ り

,

〟は整合 性か らの平均的乗離 の尺度 を与 え るといえ る。

Saaty

は整合度指標 と して上 の

〝 (…CI

)のはか,

CR‑CI/RCT

[ i ] も提案

(eij+

1

/ei,I)

(11)

している 。RCT

[i]

は次数

i

のときの ランダムコンシステ ンシーベ ク トルであ り,

RCT [3]‑0.58

,

RCT[4]‑0.9

,

RCT [5]‑1.12

,

RCT [6] 1.24

,

RCT [7

]

‑1.32

,

RCT [8]‑1.4

1

,RCT [9

]

‑1.45

,

RCT [10]

1 . 4 9 である しか し,

CI

指標のみで十分であろ う 。

次 に行列

A

が与 え られた とき,

AHP

で必要 な

Amax

とそれに応 じた固有 ベク トルを算出す る計算手続 きに入 ろ う。周知q)よ うに,行列 の固有値 を求 める方 法には, ′ヤコ ビ法∴‑ ウスホルダー法, ランチ ョス法,バイセクション法,べ 車乗法,逆反復法,QR法等多数開発 されている。この うち,ベキ乗法 は,簡単 で,固有 ベク トル計算 の基本 にな っているばか りでな く,行列の ( 絶対値)義 大 の固有値を求 め ることやi で きるので,

AHP

の計算機 プ ログラムに組込 まれ ている。

こ干 町 ま,初期 ベク トル

Ⅹ(

0 )か ら始 めて,逐次,

x(k)=Ax(k‑1)

を計算す ると,

k

‑‑の とき, Ⅹ ( k) は与え られた行列

A

の絶対値最大の固有値 に属す る固有 ベ ク トルに収束す る

。kは10‑20

程度 で十分 である なお,行 列

A

自身 は計算 の途中で変形を受 けないので

A

の次元数が大 きくて も有効で

ある。

2.4

AHPの計算機 プログラム

AHP

の計算手続 きは極 めて単純明快 であ るのでそのプ ログラムは既 に多数 存在 している。 また, ソフ トウェアパ ッケー ジも市販 されている。使用経験 は ないが, 米国バ ー ジニア州

McLean

Decision Support Software

社 は,

ExpertChoice

」の商品名で,東京の 日科技研 (

JUSE)

か らは

,

「ねまわ しく I

ん」 の商品名で販売 されている。 しか し,

Saaty

の著書

[4

] には

BASIC

,

FORTRAN

,

APL

,

T159

プログラム電卓 の言語 で書かれたソースプログラ

ムが掲載 されている。 これ らはほとん どそのまま,大型計算機であれ,パ ーソ ナルコシ ピュークであれ, プ ログラム電卓であれ移植す ることが可能である。

それ らは, プ ログラム電卓 を除 き,ユ‑ザ‑と計算機 の間の フ レン ドリーな対

話形式 でプロセスを進 み,最終的な総合評価を得 ることがで きる点 に特色があ

(12)

7 ( )

38

巻 第

3・4

る。 データのエラーの検 出や判断の整合性 のチ ェックによ りフィー ドバ ックが なされ, よ り正確 な意思決定が行われ るよ うにな っている 。

基本的な入力 データは以下 のよ うである 。

( 1 ) 単一 の行列 を処理す るか,全体 の階層 にわた って仕事 を進 めるか。

( 2 ) 後者 の場合,階層構造 は完全であるかそれ とも不完全であるか。

( 3 ) レベルの数 (トップ レベルを

1

と し,ふつ うは

3)

( 4 ) それぞれの レベルにおける要素数 ( 各要素 は左か ら 1

,2

,

3

,‑・ と番 号付 け られ る) .

( 5 ) ‑対比較 による相対的重要性 の尺度 (この数値を入力す るときは,非対 角要素 の上半部だけでよ く,分数 は負 の分母数で表す。例 えば

1/3

な ら,

‑3

と入力す る

判断のさいは

64

頁 の図や グラフをおいて考慮 す るとよ い)

ユーザが必要 なデー タを入力 し終 わ ると計算機 は完全 な行列 を出力 し,各要 素 に対応す るウェイ ト,最大固有値 な らびに

2

種類 の整合度指標 を出力す る。

指標が

0

. 1以上 な ら‑対比較 をや り直 し, 最終的 には, 最後の レベルで合成 し た総合評価 と全階層の整合度指標を表示す る 。

付録 に,

AHP

プログラムの実行結果 の出力 リス トを載せた。 これ は本学 の

Melcom‑Cosmo700

シリーズ上 の

FORTRIAN

で書 いた もので, ソースプロ

グラムは全部で

400

行足 らずであ り,公醜 している 。 ( 3)

われわれは, パ ーソナルコンピュータ

(NEC PC8801/9801

シ リーズや

MacintoshPlus)

上で も,

BASIC

,

FORTRAN

の他,

Pascal

,

Modula‑2

,

APL

,

C

等 の高級言語や

SHAZAM (Ver.6.0)

のよ うな計量経済学 ソフ トウェ

アによって

AHP

を実施で きるよ うに している。

2.5 AHP

の計算の手間

直面す る問題 が ほんの少数 の レベルの階層 で記述 で き,各 レベルの項 目数 が

(3)

本 プ ログラムの改訂 の過程 で有益 な助言 をいただ いた本学大学院学生 の

Ketcha NzoundjiJulesRoger

氏 に感謝す る

(13)

少 なければ

AHP

により総合評価 を行 うことは比較的容易である。 しか し, 莱 際の意思決定問題 では階層内に複数個 の レベルが含 まれ,各 レベルには多数 の 属性 ( 要素)が含 まれ るのがふつ うである

。AHP

で必要 な一対比較 の判断回数 は彪大 な ものになる。例 えば,資源を

4

っの競合的な代替案 に配分 したい。 そ の時,

5

つの省庁 ( 行為者) と

11

種 の評価基準があるとしよ う

AHP

で必要 とされ る二対比較 の回数 は各省庁 で

341

回の多 きに達す る

より一般的 に比較

回数 を見積 れば次 のよ うになる

。n

人 の行為者

,nl

種 の基準

,n2

個 の代替案 に 対 して,

2

× ‥̀

ǹ+ 2 ×n1‑号 in (nl

1 )

+n2(n2

1))

回の比較 を必要 とす る

。n‑1

のときの比較回数 の表 は下のよ うになる ?

2 AHPの比較 回数

比較回数 n2(代替案 の個数 )〜

2 3 4 . 6 J仁 8 9 10 2 3 7 .13 21 31 43 .57 73 91 3 6 12 21 33 48 66 87 111 138

n2 4 ・10. 18 3b.J 46. 66 90 118 150 186

6 21 33 51 75 105 141 183J ?31‑ 285 8 36 52 76̲ 108 148 196 ‑52 316 388 9 45 63 90 126 171 、225 288 .360 .44.1

この表か ら大規模 な決定問題 は, そのまま

AHP

を用 いることは不適切 であ ることがわか る 。 いわゆる統合化 または縮約化 の問題 に直面す る 。

2.6 AHP

の適用対象

AHP

の柔軟性 とゲーム感覚性 のために これ まで適用 された対象 は数知 れな

い。論文や著書 に現れた ものは氷山の一角である 。 筆者 の 「 管理科学

Ⅰ」

の講

(14)

7 2

商 学 討 究 第 38巻 第3・4

義で も毎年,

AHP

の レポー トを提出させているが, その適用の広範囲 さに驚 く それ らを分類,列挙 して争よう

( 1 ) 個人意思決定

パ ーソナルコンピュータ,ワープロ,テ レビ, ビデオ,電化製品,車の購入, 就職先の決定,髪型の決定等。個人的には, ゼ ミナールの選考 に用いた。

AHP

は理論的にはどんな規模 の決定問題 で も解 くことがで きるが,主観的 な判断を‑対比較 により,下 さなければな らない行為者 はその数 の多 さにより 誤 った判断をす る危険があ り, データの信頼性 は劣化す る。 たとえ,整合性 チ ェ ックによりフィー ドバ ックして も事態 はそれ ほど改善 されない。

AHP

の実 施者 は関連す る項 目を適度 に減 らす必要がある。 そのためには,あまり関連の

ないものの消去法 によるのがよい

。AHP

は現在のところ,消去の方法 について は研究が進んでいない。

( 2 ) 小集団,企業,公共事業体の意思決定

ゼ ミ旅行先の選定,会社の移転先,社内人事,新製品開発 と商品企画,営業 戦略,

QC

サークルのテーマ決定等。

( 3 ) 経済問題‑の応用

経済政策,財政政策,金融政策,貿易政策,国防問題,地域振興政策,公共 投資政策等。

これ らの リス トは単 に応用可能性を列挙 しているだけであって完全な リス ト ではない。

次 に,

AHP

の長所 と短所 について整理 してみよう。

2.7

AHPの長所 と短所

AHP

の特徴 として,刀根

[9]

は,(1) フィー リングを科学す る

,(2)多

様化す る価値観への対応を探 る

,(3)あいまいな状況をズバ リ解明す る,と標

語的 に述べている。

AHP

を実際 に利用 してみ るとこれ らの標語 とは全 く反対

の事態 に遭遇す ることがある。しか し

,AHP

の全般を通 じて長所 と短所を次の

ようにまとめてみることができる。

(15)

[長所]

・直面 している問題の理解が鮮明にな り,問題の階層構造 の作成 プロセス が明確化す る。

・従来,経験やカ ンなどに頼 り,数値化 しに くい,あいまいな問題 にも適 用で きる。

・‑対比較 による要素間の重要度評量 の平易 さ。

・AHP

の数学的方法や数値計算方法が確立 して いる。また,公理的な基礎 もで きている

・計算機 プログラムの流通 [ 短所]

!要素間の構造 を適切 に表現す ることが難 しい。要素間 にある従属性,因 果性を無視 し得 ない。

・評価を適切 に行 うととが難 しい。

・項 目数が多 くなると手 に負えないほどの作業になる。計算の手間につい ては,

2.5

節でみた通 りである。

なお,上記の短所を蒐服す るための研究 は着実 に行われている。例えば,最 近の文献では,

WeissandRao [7

] は,大規模 システムに対 して不完備実験 計画の組合せを提案 している。 また,

Saaty

・ は効用分析の公理的基礎 を強固に

した り [

5],

順位逆転問題 の解明を行 っている

[6

]。

3.社 会 的決定理 論 へ の途

意思決定 は,複数人の当事者 ( 利害関係者),複数個の価値基準,複数 の代替 案 に直面 して最良の代替案を創出す るプロセスである。個人 レベルでの意思決 定であれ,国家 レベルや国際 レベルの政策策定であれ,様々な便法 によって コ

ンフ リク ト ( 不一致)を解決 していることも事実である

これまで意思決定分

析や社会選択理論の枠組の中で,記述的 または規範的な研究が枚挙 に暇がない

はどなされて きた

。AHP

は,そのような試みの一つであ り,今後 ますます理論

的な深化 と応用が期待 される。

(16)

7 4 3 8 巻 第 3・4 号

以下,

AHP

を社会的決定理論 の‑方途 として とらえてみたい。

現代の社会的決定理論 は, ケネス ・アロウの 「 不可能性定理」 とダ ンカ ン ・ ブラックの投票理論がか らみあ って発展 している 。 前者 には,

n

個 の代替案 に 関す る個人の選好順序づ けを用 いて完全 な社会的選好順序 を もた らす ことがで きるか とい う 「 社会的決定関数」 と個人 の選好順序だけを用 いて社会的に最良 な代替案 を選ぶ という 「 社会的選択関数」 がある 。 いずれの場合 も,記述的な い し定性的な研究であ り,規範的,操作的な研究ではない。 また,単一の評価 基準 に照 しての選好順序の表明であ り,複数 の評価基準 の もとではない。 そ こ では, ギバ ー ドとサクースウェイ トの理論 によ って,社会的選択関数 はすべて 戦略的操作可能 になる。 また,実証的には, ツバ ースキーの選好 の非推移性 の 興味 ある反証 がなされている

。(4'

複数基準 の社会的選択 の方法 に関 して はほとん どコンセ ンサスが得 られてい ない。最近 フランス系の レイノー ( Raynaud) は,アロウと協力 して 「 社会選 択 と複数基準 の意思決定」とい う小冊子

[1

]を著 して いるO ・フランスの

OR学

界や産業では複数基準 の もとでの意思決定分析 が伝統的に考究 されて きた。特

にエ レク トル法 は Saat y の

AHP

法 に類似 の手法である。

エ レク トル ( El ect r e) 法 は, 些 i mi nat i on 些t 9hoi x 王r adui s ant l a 空室al i t e か ら派生 しているが, 現実の決定問題 を解 くための消去 と選択 の方法

である .これは,選択肢 に対 し,大変 よい, よい,ふっ ぅ,悪 い,大変悪 いの

(4

) ・社会的決定理論への入門書 と して は,佐伯 [9 ] ̲が優れている. .また ,J e ns e n[2]

は,複数基準の優先度分析 を行 うい くつかの コンセ ンサス法を紹介 し ,AHP を中心 に位置づけている

なお, フランスで行われた重要な貢献 に下記の 2 点 があ る。

B .Sus s mann,P. Buf f e t

,J

.P.Cr e my e tM. Mar ° , " Pe ut 一〇n Choi s i rEn Te nantCompt edeCr i t e r e sMul t i pl e s ? UneMe t hode( ELECTRE)e tTr oi s Appl i c at i ons ,"Me t r a 6 (2)( 1 9 6 7 )pp. 2 8 3‑31 6 .

G.Be r na r d e tM.

L

Be s s on , " Douz eme t hode sd' Anal ys emul t i c r

i

t e r e

,"

Re v ue Fr anG ai s e d' I n fo r mat i que e t de Re c he r c he Ope r at i o nne l l e ,

5‑3

( 1 9 7 1

)

,pp. 1 9‑6 4 .

(17)

5 段階方式で評価 し合成す るものである。この手法 は

,AHP

のよ うに整合性 と か魅力的な公理系を完全 に満 たさないにせよ,複数 の基準 に直面 して合意 を形 成す る有力な手法 と評価 され, フランス産業界で使 われて きた。 しか し, エ レ

ク トル法 は上位下位関係 を評価す るベースが 「 空」であることが多 いとか,空 のベースを避 けるために偽 りの評価をす るとか,手続 きが混 み入 っている等批 判 もある。 アロウらは,前記 の書物で, エ レク トル法を基礎 に した もっと強固

な公理系の もとでの上位法のアル ゴ リズムを提案 している。

複雑 な意思決定問題 に直面 して最良 の処方毒 を得 るための新 しい技法の研究 は今後 とも続 け られねばな らない。新 しい技法 の背後 にある公理系 は納得で き るよ うなよ り明 白な表現 が望 まれ る。 また,技法の実現の際,計算 の手間 も明

らかにされねばな らない。 ( 以上)

付録 :AHPの計算機プ ログラムの実行結果

FLAG AHP: FOR WI TH>

I F YOU WANT TO PPOCESSSI NGLE ( UNRELATED)MATRI CES,TYPE " S";

I F MORE I NVOLVED,HI T " CR KEY' ' .

?

I F YOUR HI ERARCHY I SPERFECT ( COMPLETE)TYPE " P"; I F NOT, HI T " CR KEY"

.

?P

** * NOTE: 1 .WHEN YOU ARE ENTERI NG ANY NUMBER,NOTE THAT THERE ARE

3

′COLUMNS OR SPACES RESERVED FOR EACH NUMBE

R.

2

.I F YOU HAVE TO ENTER ONE NUMBE

R

, SAY

7,

I T SHOULD BE ENTERD AS

" 7"

WHERE A

" "

STANDSFOR A BLAN

K.

3

.1 F YOU HAVE TO ENTER A SERI ES OF NUMBE‑

RS; SAY 3,6,2; I T SHOULD BE ENTERED AS

"

3 6 2

".

4

.1 N ENTERI NG THE UPPER TRI ANGULAR PART OFTHEMATRI X,FRACTI ONALELEMENT LI KE

1/3

SHOULD BE ENTER‑

ED AS

"‑3";

THE ELEMENTS I N A ROW SHOULD BE ENTERED ON THE SAME LI NE UNI TY ELEMENTS I N THE MAI N DI AGONAL ARE UNNECESSARY.

ENTER THE

#

OF FACTORSI N THE

2

ND HI ERARCHY LEVEL

?4

4?

I F WRONG,ENTER "

9

" ,ELSE HI T H CR KEY' ' ,

?

ENTER THE UPPER TRI ANGULAR PART OF THE MATRI X.

ROW

1:

(18)

7 6 商 学 討 究 第 3 8巻 第 3・4号

?

2 3 5

2. 3, 5.

IF甲OT CORRECT"9",ELSE‑"CR KE

Y ' '

.

?

ROW 2:

?

3 4

3.4.

IFNOT CORRECT‑L̀9".ELSE"CR KEY".

? 2

ROW 3:

?

?

0.

NOT CORRECT‑"9",ELSE‑"CR KEY". 9

ROW 3:

? 2 2

IF NOT CORRECT‑"9",ELSE‑"CR KEY".

?

1.0000 2.00()0 3.0000 5.0000 .5080 1.0000 3.0000 4.0000 .3333 .3333 1.0000 2.0000 .2000 .2500 .5000 1.0000

WEIGHTS‑ .469434 .314582 .137110 .078875

LAMBDA (MAX)‑4.05683 C.

.‑ .018861 C.R. .020957

1FYOU WANT TO REDO THISMATRIX,ENTER"9",ELSE"CRKEY'',

くA)

(B)

ENTER THE#OFFACTORSIN LEVEL 3.ⅠFYOU WANT TO STOPHERE,

ENTER "0".

? 3

.3? IFWRONG

. ・

"9''.ELSE:"CR KEY",

?

E知TER ALL # FACTORS IN LEVEL 3 RELATED TO ELEMENT 1 OF LEVEL 2 0N THE SAMELINEBY ASCENDING ORDER:

? 1 2 3 1 2 3

IFNOT CORRECT‑I

9'

',ELSE‑"CR KEY".

9

ENTER THEUPPER TRIANGULAR PART OFTHEMATRIX.

ROW 1:

? 3 5 3.5.

? 3

ROW 2:

?

0.

IFNOT CORRECT‑

"

9

"

,ELSE‑"CR KEY".

?

9

ROW 2:

(19)

? 33.

I F NOT CORRECT‑

"9"

,ELSE‑" CR KEY" .

?

1.0000 3.0000 5.0000 .3333 1.0000 3.0000 .2000 .3333 1.0000

WEI GHTS

‑ .636985 .258285 .104729

LAMBDA ( MAX)

‑3.038510

C. I .

‑ .019255

C. R. ‑

.033199

1 F YOU WANT TO REDO THI SMATRI X,ENTER

"9"

,ELSE " CR KEY"

,

?

ENTER ALL # FACTORS I N LEVEL

3

RELATED TO ELEMENT

2

0F LEVEL 2 0N THE SAME LI NE BY ASCENDI NG ORDER:

? 1 2 3 1 2 3

I F NOT CORRECT‑

"9"

,ELSE‑" CR KEY" .

?

ENTER THE UPPER TRI ANGULAR PART OF THE MATRI X.

ROW

1:

? 2 4 2.4.

I F NOT CORRECT‑

"9"

,ELSE‑" CR KEY" .

?

ROW

2:

? 5

5.

I F NOT CORRECT‑ "9 、 " ,ELSE‑" CR KEY" .

?

1.0000 2.0000 4.0000 .5000,1.0000 5.0000 .2500 .2000 1.0000

WEI GHTS

‑ .536825 .364292 .098884

LAMBDA ( MAX)

‑3.094013

C. Ⅰ .

‑ .047007

C. 良. ‑

.081046

1 F YOU WANT TO REDO THI SMATRI X,ENTER

"9

",ELSE " CR KEY' ',

?

ENTER ALL # FACTORS I N LEVEL

3

RELATED TO ELEMENT

3

0F LEVEL

2

0N THE SAME LI NE BY ASCENDI NG ORDER:

? 1 2 3 1 2 3

I F NOT CORRECT‑ "9 " ,ELSE‑" CR KEY" .

?

ENTER THEUPPER TRI ANGULAR PART OF THE MATRI X.

ROW 1:

?

3 2

3.2.

I F NOT CORRECT‑

"9"

,ELSE‑" CR KEY" .

?

ROW

2:

? ‑

2

‑2.

(20)

7g 商 学 討 究 第

3 8巻 第 3・4

I F NOT CORRECT‑"9" ,ELSE‑" CR KEY" .

?

1. 0 0 0 0 3. 0 0 0 0 2. 0 0 0 0 . 3 3 3 3 1. 0 0 0 0 . 5 0 0 0 . 5 0 0 0 2. 0 0 0 0 1. 0 0 0 0

WEI GHTS‑ . 5 3 9 61 5 . 1 6 3 4 2 4 . 2 9 6 9 6 1

LAMBDA ( MAX)‑3 . 0 0 9 2 01 C. Ⅰ . ‑ . 0 0 4 6 01 C. R. ‑ . 0 0 7 9 3 2

1 F YOU WANT TO REDO THI SMATRI X,ENTER "9" ,ELSE" CR KEY"

,

?

ENTER ALL

#

FACTORS I N LEVEL 3 RELATED TO ELEMENT 4 0F LEVEL 2 0N THE SAME LI NEBY ASCENDI NG ORDER:

? 1 2 3

1 2 3

I F NOT CORRECT‑"9' ' ,ELSE‑" CR KEY' ' .

?

ENTER THE UPPER TRI ANGULAR PART OFTHE MATRI X.

ROW 1:

? 3 5 3. 5.

I F NOT CORRECT‑

"

9

"

,ELSE‑" CR KEY" .

?

ROW 2:

? 7 7.

I FNOT CORRECT

" 9 " ,ELSE

" CR KEY" .

?

1. 0 0 0 0 3. 0 0 0 0 5. 0 0 0 0 . 3 3 3 3 1. 0 0 0 0 7. 0 0 0 0 . 2 0 0 0 . 1 4 2 9 1. 0 0 0 0

WEI GHTS‑ . 6 0 1 7 6 8 . 3 2 3 6 3 7 . 0 7 4 5 9 5

LAMBDA ( MAX)‑3 . 2 3 3 2 25 C.

I

. ‑ . 1 1 6 6 1 2 C. R. ‑ . 2 0 1 0 5 6

1 F YOU WANT TO REDO THI SMATRI X,ENTER "9",ELSE " CR KEY' ' .

?

**LEVEL 3 WI TH RESPECT TO LEVEL 2 WEI GHT: . 4 6 9 4 3 4 . 31 4 5 8 2 . 1 37 1 1 0 . 0 7 8 8 7 5

1 . 6 3 6 9 8 5 . 5 3 6 8 2 5 . 5 3 9 61 5 . 6 0 1 7 6 8 2 . 2 5 8 2 8 5 . 3 6 4 2 9 2 . 1 6 3 4 2 4P . 3 2 3 6 3 7 3 . 1 0 4 7 29 . 0 9 8 8 8 4 . 2 9 6 9 6 1 . 0 7 4 5 9 5

**COMPOSI TEPRI ORI TI ESFOR LEVEL 3

. 5 8 9 3 4 8 . 2 8 3 7 8 1 . 1 2 6 87 1 ( C) ENTER THE #OFFACTORSI N LEVEL 4.I F YOU WANT TO STOPHERE

,

ENTER "0" .

? 0

0

? I F WRONG:

"

9

'

' ,ELSE: " CR KEY" .

?

CONSI STENCY RATI O OFTHEHI ERARCHY ( C. R. H. ) ‑ . 0 5 8 0

*STOP*

I

参照

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