面向领域的数据包络分析（DEA）方法研究

发布时间：2017-04-21 13:09

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【摘要】：数据包络分析(Data Envelopment Analysis, DEA)作为一种典型的多准则决策方法,具有很强的实际应用价值,被广泛运用于各个领域解决实际决策问题。本文主要针对工业生产系统有效性评价、决策方案优选及固定成本分摊三个热点应用领域展开DEA方法研究工作。针对上述三个应用领域,本文以创新性的管理思维发掘出决策任务命题,提出与以往不同的决策准则,设计出能够获得全面性、客观性和易接受性决策结果的求解思路,对基础DEA模型进行选择、修改和重构,构建具可操作性的适于问题解决的领域DEA模型。本文具体研究内容如下： (1)面向工业生产系统有效性评价领域,提出面向社会经济发展水平的工业生产DEA有效性评价策略。该策略的主要依据将工业生产对环境的负外部性和对能源的消耗纳入工业生产有效性评价,且在不同社会经济发展水平下环境负外部性和能源的消耗的参与度不同的评价思想。通过将工业生产系统的投入要素分为能源投入(以吨标准煤计量)和非能源投入,并将工业产品看作期望产出,排放的污染物看作非期望产出,定义能源投入／污染物产出指标动态加权值,构建面向社会经济发展水平的考虑污染物产出动态公共参与度,及同时考虑污染物产出和能源投入动态公共参与度的工业生产有效性DEA动态评价模型,并进行多轮次的有效性评价来实现该评价策略。实验分析表明,这种评价策略全面客观地反映出工业生产系统在不同节能减排标准下的有效性,为决策者制定政策提供更完善的决策信息。 (2)面向决策方案优选领域,以DEA交叉效率评价策略为基础,研究了决策方案排序优选的自适应群评价交叉效率模型。该模型将交叉效率评价方法中自评互评相结合的评价模式看作群决策过程,即每个决策方案既是一个被评对象,又是一个决策“专家”,提出了一种决策方案交叉效率的自适应群评价方法,将决策方案偏好权重的确定和交叉效率有效性分值的去平均化集结作为同一个决策过程,根据每个决策方案的评价结果与群体评价结果的接近程度,同步迭代调整决策方案的“专家”权重和决策方案自评产生的、并提供给其他被评价决策方案的一组确定的偏好指标权重。该模型收敛效果良好,能得到客观稳定的决策方案交叉效率有效性分值及排序,且克服了传统交叉效率评价方法因决策方案偏好权重不唯一而难以操作,因交叉效率有效性分值平均化集结而难以被接受的缺陷。该模型在识别决策方案的可靠性方面具有良好的性能,能够为决策者的方案评价排序决策提供决策支持。 (3)面向固定成本分摊领域,进一步研究了考虑相关投入的决策单元固定成本分摊DEA模型。建模前提是将分摊的固定成本与决策单元相关投入要素合并。为了克服Li等学者的固定成本分摊体系中未能保证成本分摊后决策单元有效性的提高以不降低其它决策单元有效性为前提,以及未能保证在同等规模下,从固定成本使用中的获益更多的分摊后高有效性决策单元比获益更少的低有效性决策单元尽可能承担更多固定成本这两方面的缺陷。证明了当分摊的成本和相关投入要素合并时,决策单元个体分摊后个体CCR有效性和决策单元整体分摊后整体CCR有效性均为关于待分摊固定成本额的递增函数,于是可知当分摊的成本和相关投入要素合并时,一定存在足够大的待分摊固定成本,使得决策单元分摊后个体CCR有效性和分摊后整体CCR有效性均可达到DEA有效；建立了面向虚拟固定成本并同时满足决策单元整体理性和个体理性的成本分摊方案集；提出按决策单元分摊虚拟固定成本额的比例分摊实际的固定成本额的分摊策略；引入纳什讨价还价博弈理论,得出了固定成本的分摊纳什谈判解。最后的算例表明本分摊方法公平可接受,并且弥补了Li等学者的分摊策略中的两方面缺陷。 (4)面向固定成本分摊领域,研究了决策单元有效性和受益性联合决策的固定成本分摊DEA模型。为了克服现有的基于DEA方法解决固定成本分摊问题的研究不能确保在全面客观地反映决策单元投入特征的基础上考虑成本分摊决策；且只考虑将决策单元在固定成本投入后周期的有效性作为固定成本分摊决策的基础的不足,假设已知固定成本投入前后两个连续周期内的决策单元投入/产出,将待分摊的固定成本均等计入决策单元的各项投入要素中。以此假设为建模前提,首先给出考虑分摊固定成本的决策单元超CCR有效性评价模型；继而构建决策单元相对受益识别模型,它面向投入产出的要素变化量和分摊的固定成本；在此基础上提出了同时考虑决策单元有效性和受益性的基于DEA纳什讨价还价合作博弈理论的固定成本分摊模型。实验分析结果表明本章提出的固定成本分摊方法是可行且可接受的。
【关键词】：数据包络分析 决策单元 相对效率 工业 动态评价 决策方案优选 交叉效率 自适应群评价 固定成本分摊
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：C934
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-13
• 致谢13-21
• 第一章 绪论21-39
• 1.1 研究背景和意义21-22
• 1.2 数据包络分析(DEA)概述22-33
• 1.2.1 基本概念22-27
• 1.2.1.1 决策单元(DMU)及其投入/产出(input/output)22-23
• 1.2.1.2 参考集(reference set,RS)23-24
• 1.2.1.3 生产可能集(roduction possibility set,PPS)24-26
• 1.2.1.4 生产前沿面(production frontier)26
• 1.2.1.5 效率与DEA效率26-27
• 1.2.2 数据包络分析的主要模型27-31
• 1.2.2.1 CCR模型27-30
• 1.2.2.2 BCC模型30
• 1.2.2.3 FG模型30-31
• 1.2.2.4 ST模型31
• 1.2.3 数据包络分析的拓展模型31-32
• 1.2.4 DEA有效性排序方法32-33
• 1.3 研究现状及问题分析33-37
• 1.3.1 研究现状33-36
• 1.3.1.1 面向工业生产系统有效性评价的DEA方法33-34
• 1.3.1.2 面向决策方案优选的DEA方法34-35
• 1.3.1.3 面向固定成本分摊的DEA方法35-36
• 1.3.2 问题分析36-37
• 1.4 本文研究内容与结构安排37-39
• 第二章 考虑环境约束和能源约束的工业生产有效性动态评价39-57
• 2.1 问题提出39-41
• 2.2 面向社会经济发展水平的考虑环境负外部性的工业生产有效性评价41-46
• 2.2.1 相关向量表示41-42
• 2.2.2 基础模型选择42-43
• 2.2.3 非期望产出数据转换43
• 2.2.4 非期望产出公共参与度递增约束43-44
• 2.2.5 非期望产出公共参与度递增步长确定44-45
• 2.2.6 模型变换(a)45-46
• 2.3 实验分析(a)46-51
• 2.3.1 实验及评价结果(a)46-50
• 2.3.2 评价结果描述(a)50-51
• 2.3.3 评价结论(a)51
• 2.4 面向社会经济发展水平的考虑能源消耗和环境负外部性的工业生产有效性评价51-54
• 2.4.1 能源投入公共参与度递增约束52
• 2.4.2 能源投入公共参与度递增步长确定52-53
• 2.4.3 模型变换(b)53-54
• 2.5 实验分析(b)54-56
• 2.5.1 实验及评价结果(b)54-55
• 2.5.2 评价结果描述(b)55
• 2.5.3 评价结论(b)55-56
• 2.6 本章小结56-57
• 第三章 基于自适应群评价交叉效率模型的决策方案优选策略57-77
• 3.1 问题提出57-59
• 3.2 交叉效率评价原理、缺陷及文献回顾59-60
• 3.3 决策方案交叉效率评价及指标权重集合构建60-62
• 3.3.1 决策方案交叉效率评价60-61
• 3.3.2 决策方案指标权重集合构建61-62
• 3.4 基于自适应群评价交叉效率的决策方案优选模型62-67
• 3.4.1 问题描述62-63
• 3.4.2 决策方案“专家”权重和指标权重迭代分配63-67
• 3.4.2.1 决策方案“专家”权重迭代分配63-65
• 3.4.2.2 决策方案指标权重迭代分配65-67
• 3.5 算法步骤67-68
• 3.6 实验验证与实例运用68-76
• 3.6.1 实验验证68-72
• 3.6.1.1 实验过程及结果69-71
• 3.6.1.2 讨论(a)71-72
• 3.6.2 决策方案优选评价实例运用72-76
• 3.6.2.1 运算过程及结果72-75
• 3.6.2.2 讨论(b)75-76
• 3.7 本章小结76-77
• 第四章 基于额度虚拟与DEA纳什讨价还价的考虑相关投入的固定成本分摊方法77-106
• 4.1 问题提出77-79
• 4.2 考虑分摊固定成本的有效性评价模型79-80
• 4.3 决策单元个体有效性关于待分摊固定成本额的单调性80-86
• 4.4 决策单元整体有效性关于待分摊固定成本额的单调性86-97
• 4.5 基于虚拟固定成本额的分摊策略97-98
• 4.6 基于Nash讨价还价理论的固定成本分摊模型98-100
• 4.7 实验分析100-105
• 4.7.1 实验及运算结果100-101
• 4.7.2 讨论101-105
• 4.8 本章小结105-106
• 第五章 联合考虑有效性和受益性的固定成本分摊DEA纳什讨价还价模型106-127
• 5.1 问题提出106-107
• 5.2 相关假设前提及变量定义107-108
• 5.2.1 相关假设前提107
• 5.2.2 相关变量定义107-108
• 5.3 考虑分摊固定成本的决策单元有效性评价108-110
• 5.4 基于固定成本投入的决策单元相对受益识别110-115
• 5.4.1 决策单元基期超有效性评价111
• 5.4.2 面向IOVAFCO的决策单元超有效性评价模型111-114
• 5.4.3 基于决策单元IOVAFCO超有效性与基期超有效性差值的相对受益识别114-115
• 5.5 基于DEA纳什讨价还价理论的固定成本分摊模型115-122
• 5.5.1 谈判起点收益确定116-117
• 5.5.2 基于DEA纳什讨价还价理论的分摊模型117-122
• 5.6 实验分析122-125
• 5.6.1 实验及运算结果122-124
• 5.6.2 讨论124-125
• 5.7 本章小结125-127
• 第六章 总结与展望127-130
• 6.1 论文工作总结127-128
• 6.2 研究展望128-130
• 附录130-139
• 参考文献139-151
• 在读期间参加的科研工作和撰写论文151

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周和敏,高怀,李贵奇;钢铁生产环境负荷的累积对比分析评价[J];钢铁;2002年02期

2 戴铁军;陆钟武;;钢铁生产流程铁资源效率的分析[J];钢铁;2006年06期

3 李勇军;梁j;;一种基于DEA与Nash讨价还价博弈的固定成本分摊方法[J];系统工程;2008年06期

4 宋庆克,汪希龄,胡铁牛;多属性评价方法及发展评述[J];决策与决策支持系统;1997年04期

5 孙振清;赵秀生;刘滨;何建坤;;钢铁生产环境影响的ECECA方法[J];清华大学学报(自然科学版);2007年09期

6 彭煜;;基于扩展有效的逆DEA模型[J];系统工程学报;2007年01期

7 刘业政;姜元春;林文龙;;基于模糊距离和神经网络的自适应群决策方法[J];系统工程学报;2008年01期

8 李勇军;戴前智;毕功兵;梁j;;基于DEA和核心解的固定成本分摊方法研究[J];系统工程学报;2010年05期

9 王三喜;屈洋;黄建明;孙文纪;;基于DEA模型的部队编制方案评价[J];系统工程理论与实践;2006年04期

10 方磊;;基于偏好DEA的应急系统选址模型研究[J];系统工程理论与实践;2006年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杜娟;基于DEA理论的排序研究以及两阶段网络结构效率研究[D];中国科学技术大学;2010年

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本文编号：320403