基于AHP的重庆理工大学学生食堂选择系统分析.doc

重庆理工大学系统工程课程设计 单位代码 11660 单位名称 重庆理工大学 第 1 页 系统工程课程设计论文题目：基于AHP的重庆理工大学 学生食堂选择系统分析 专 业: 工业工程 姓 名：王飞、王正周、吴攀攀 学 号：11104080126、27、28 指导老师：肖 燕 二一三年六月 目录诚信声明 1任务书 2摘要与关键字 61.系统工程分析的流程 7 1.1认识问题7 1.2探索目标7 1.3整合综合方案7 1.4模型化处理7 1.4.1层次分析法的概念 7 1.4.2AHP的基本步骤7 1.4.2.1指标的确定 7 1.4.2.2建立多级递阶结构 8 1.4.2.3判断尺度及相对重要度计算 9 1.4.3具体模型求解10 1.5系统模型评价132. 结束语17参考文献 18调查问卷 19任务分配 20 诚信申明兹有一系统工程课程设计题目为基于重庆理工大学大学生食堂选择系统分析论文，其所有内容出自于王飞、王正周、吴攀攀，绝无抄袭。如有任何问题：我组成员愿意担负任何责任。组员签字：_ 学号_ _ _ _ _系统工程课程设计任务书 班 级：1148-1 教学时间：2012/2013学年第二学期 教学第17周 指导教师：肖燕 学 分： 1学分 学 时： 16学时一、目的本课程是为增强学生对理论知识的正确理解，培养和提高学生综合运用系统工程理论的能力，提高本课程理论教学的效果，学生在进行系统工程课程学习的同时，应进行课程设计的训练，是课程学习的重要组成部分课程目的意义：1）进一步巩固所学的理论知识；2）初步掌握系统工程设计的各主要环节，进行建立指标体系、求解最优解、找出最优方案等基本技术的训练；3） 通过对大学生身边实际问题的分析，培养学生的独立思考及独立工作能力。在系统工程课程教学过程中，结合相关内容讲授对课程设计的要求。通过本课程设计达到培养学生综合运用所学系统工程的理论知识的能力，培养学生采用系统、全面和发展的观点分析和解决问题，提高学生的科研意识，培养良好的工作作风和动手能力。同时为进一步的专业学习树立目标，为未来的专业课实践做专业技能准备。二、任务本课程设计的任务是完成一篇课程论文。课程设计题目参考格式：基于（ISM，AHP或模糊评价等）方法的XXX问题系统分析（评价）要求：1）将题目补充完整，根据各自小组的兴趣与调查，选择大学生身边的实际问题建立模型； 2）定性分析部分论据充足，系统元素选择合理，设计相关调查问卷；3）课程设计结构合理，表述清晰，求解过程完整，逻辑性要强。如有程序要有程序的核心部分，有应用相关计算软件的主要过程截图；三、任务要求课程设计要求：1）每3人一组，必须独立完成自己的分析、研究和决策分析、改善的全过程；2）每组一题，各组成员自己选择和确定自己感兴趣的题目，但须经教师同意后确定；3）对拟进行系统分析与评价的问题进行深入分析，充分理解设计要求，明确任务。4）发扬团队协作精神，共同分析、讨论系统分析任务要求的基础上，进行明确分工，确定每人完成的任务及进度，并在研究论文中注明。5）综合运用系统工程课程和相关的理论知识，结合课程设计的具体问题，查阅相关文献，深入调研，仔细计算，全面分析，提出合理的设计方案。6）在课程论文中需明确说明确定指标权重的方法，清楚描述指标权重的计算过程及计算结果，并在论文中阐述；7）课程设计报告要求条理清晰、论述充分、文字通顺、图纸图表规范、符合设计报告文本格式要求。8）格式要求：（1）内容构成：包括标题、作者，单位，中文摘要、英文摘要、关键字、正文、参考文献，引用的文献需要在正文中标明。（2）报告书统一使用A4纸张的系统工程课程设计报告格式，正文要求图文并茂，不少于5000字； （3）报告书的装订顺序：封面、诚信声明、任务书、报告书正文、封底；（4）报告正文交打印稿和电子稿各一份。报告格式：字体统一为宋体，一级标题为4号粗、二级为小4号，正文为小4号，行间距为1.25倍，标准字符间距，首行缩进2字符；报告中的图形（图片）应标明图名，表格应标明表名。四、课程设计成绩评定成绩分为五级：优、良、中、及格、不及格，分组综合评定。1)学生完成的工作量和内容是否符合任务书要求2)学生的勤勉态度3）课程设计的优缺点，包括学生对理论知识的掌握程度，实践工作能力，表现出的创造性和综合应用能力五、进度安排日期周次安排备注6月17日17周周一布置课程设计任务通过任务书的讲解以及学生课下的资料调研，为课程设计活动进行准备6月18日17周周二课题构思、查找资料学生自主进行，教师辅以指导6月19日17周周三进行必要的调研，并确定论文的框架结构，建模，计算学生自主进行，教师辅以指导6月20日17周周四建模，计算，综合分析学生自主进行，教师辅以指导6月21日17周周五全文修改润色，准备上交教师评阅六、参考书目1系统工程，张晓冬，周康渠等，科学出版社；2系统工程，汪应洛，机械工业出版社；3系统工程概论（第二版），杨家本，武汉理工大学出版社；4图书馆电子资源中的相关学术论文。 2013年6月重庆理工大学大学生食堂选择系统分析 作者：王飞、王正周、吴攀攀摘要：随着重庆理工大学搬入新校区，食堂在能够满足同学们的需要上发生了一些变化。因此有必要进行一次调查并分析同学们对于各个食堂的满意程度以及为各个食堂提供改革方案。本文基于层次分析法、模糊评价法等系统工程方法分别对学生食堂选择做出综合分析，特撰此文，仅供参考。关键词：一食堂、二食堂、三食堂、快乐食间、选择、系统分析Abstract: with the chongqing university of technology into the new campus, the canteen can meet the needs of the students on some changes have taken place. It is necessary to conduct a survey and analysis of the students satisfaction with the degree of each canteen as well as the reform scheme provided by the canteen. This article is based on the analytic hierarchy process, fuzzy evaluation method of systems engineering methods respectively to the student canteen choose make a comprehensive analysis, I write this article, for your reference.正文：1.系统工程分析的流程：1.1 认识问题重庆理工大学现如今有四个食堂：一食堂、二食堂、三食堂、快乐食间。一食堂是黄金地段1,2,3,4教学楼旁边，附近也有几栋公寓，二食堂附近公寓最多，三食堂和快乐食间在5,6教学楼和图书馆旁边，有必要通过调查同学们对食堂各个因素的认可程度，得出各个食堂的经营情况。1.2 探索目标（1） 、寻求目前最满意食堂就餐方案（2） 、为各食堂提供改良方案1.3 整合综合方案（1） 、方案一：选择一食堂（2） 、方案二：选择二食堂（3） 、方案三：选择三食堂（4） 、方案四：选择快乐食间1.4 模型化处理1.4.1 层次分析法的概念 层次分析法（analytical hierarchy process，AHP）2是美国学者萨蒂（Saaty）在20世纪70年代提出的。它是一种新的定性与定量分析相结合的评价决策方法。这种方法把复杂问题分解为若干有序层次，并根据对一定客观事物的判断就每一层的相对重要性给予定量表示，利用数学方法确定出表达每一层次的全部元素相对重要性次序的数值，并通过对各层次的分析导出对整个问题的分析。AHP的特点是：分析思路清晰。可将分析人员的思维过程系统化、数学化和模型化；分析时所需的定量数据较少，但要求对问题的本质、包含的因素及其内在的关系要分析清楚；可用于多准则、多目标问题和其他各类问题的决策分析。1.4.2 AHP的基本步骤：1.4.2.1 指标的确定经过我组成员的探讨生活经验，我们认为有一下几个指标比较重要；目的是找出最受欢迎的食堂P地理位置饭菜菜色饭菜价格用餐环境服务质量1.4.2.2 建立多级递阶结构根据对问题的了解和初步分析，将评价系统涉及的各要素按性质分层排列，可以根据类似于解释结构建模（ISM）2等方法(论文中被省略)建立多级梯阶结构。第一级是目标层，该级是系统要达到的目标，一般情况下只有一个目标，如果有多个目标，可以在下一级设立一个分目标层。第二级是准则层，该级列出了衡量达到目标的各项准则。第三级是方案层，该级排列了各种可能采取的方案。不同层次的各要素之间用连线表示，如果要素之间的联系，表示二者相关，否则表示不想关。具体结构如下：最受欢迎的食堂P 饭菜价格A3用餐环境A4饭菜菜色A2服务质量A5地理位置A1二食堂 B2一食堂 B1三食堂 B3快乐食间 B4多级递阶结构图1.4.2.3判断尺度及相对重要度计算求权重是综合评价的关键。层次分析法是一种行之有效的确定权系数的有效方法。特别适宜于那些难以用定量指标进行分析得复杂问题。它把复杂问题中的各因素划分为互相联系的有序层使之条理化，根据对客观实际的模糊判断，就每一层次的相对重要性给出定量的表示，再利用数学方法确定全部元素相对重要性次序的权系数。（1）确定目标和评价因素个评价指标，。（2）构造判断矩阵判断矩阵元素的值反映了人们对各元素相对重要性的认识，一般采用19及其倒数的标度方法。但当相互比较因素的重要性能够用具有实际意义的比值说明时，判断矩阵相应元素的值则取这个比值。即得到判断矩阵。（3）计算判断矩阵用Mathematica软件计算判断矩阵的最大特征根，及其对应的特征向量，此特征向量就是各评价因素的重要性排序，也即是权系数的分配。（4）一致性检验为进行判断矩阵的一致性检验，需计算一致性指标 ，平均随机一致性指标。它是用随机的方法构造500个样本矩阵，构造方法是随机地用标度以及它们的倒数填满样本矩阵的上三角各项，主对角线各项数值始终为1，对应转置位置项则采用上述对应位置随机数的倒数。然后对各个随机样本矩阵计算其一致性指标值，对这些值平均即得到平均随机一致性指标值。当随机一致性比率时，认为层次分析排序的结果有满意的一致性，即权系数的分配是合理的；否则，要调整判断矩阵的元素取值，重新分配权系数的值。1.4.3 具体模型的求解2 表一 以各因素重要程度为准则的判断矩阵及权重 PA1A2A3A4A5WiC.I.A111/33330.230.090.1A2313570.48A31/31/31330.15A41/31/51/3130.09A51/31/71/31/310.05由 0.231=1.24 得1=5.39 0.482=2.42 2=5.04 0.153=0.81 3=5.38 0.094=0.46 4=5.14 0.055=0.26 5=5.20根据 C.I.=(max-n)/(n-1) 得 C.I.=0.090.1表二 以地理位置为准则的判断矩阵及权重A1B1B2B3B4WiC.I.B113550.540.10.1B21/31350.28B31/51/311/30.07B41/51/5310.11由 0.541=2.28 得1=4.22 0.282=1.21 2=4.32 0.073=0.30 3=4.29 0.114=0.47 4=4.27根据 C.I.=(max-n)/(n-1) 得 C.I.=0.10.1表三 以饭菜菜色为准则的判断矩阵及权重A2B1B2B3B4WiC.I.B11531/30.260.070.1B21/511/31/70.05B31/3311/50.12B437510.56由 0.261=1.06 得1=4.08 0.052=0.21 2=4.20 0.123=0.48 3=4.0 0.564=2.29 4=4.09根据 C.I.=(max-n)/(n-1) 得 C.I.= 0.070.1表四 以饭菜价格为准则的判断矩阵及权重A3B1B2B3B4WiC.I.B111/31/530.120.090.1B2311/530.20B355170.63B41/31/31/710.06由 0.121=0.49 得1=4.08 0.202=0.85 2=4.25 0.633=2.65 3=4.21 0.064=0.26 4=4.28根据 C.I.=(max-n)/(n-1) 得 C.I.= 0.090.1表五 以用餐环境为准则的判断矩阵及权重A4B1B2B3B4WiC.I.B1131/31/50.120.070.1B21/311/51/70.05B33511/30.26B457310.56由 0.121=0.49 得1=4.08 0.052=0.21 2=4.20 0.263=1.06 3=4.06 0.564=2.29 4=4.09根据 C.I.=(max-n)/(n-1) 得 C.I.= 0.070.1表六 以服务质量为准则的判断矩阵及权重A5B1B2B3B4WiC.I.B11531/30.260.080.1B21/511/31/70.05B31/3311/30.13B437510.56由 0.261=1.09 得1=4.18 0.052=0.21 2=4.20 0.133=0.55 3=4.23 0.564=2.34 4=4.18根据 C.I.=(max-n)/(n-1) 得 C.I.= 0.080.1表七 考虑各种要素的综合重要度AiBiA1A2A3A4A5Wi0.230.480.150.090.05B10.540.260.120.120.260.29B20.280.050.200.050.050.13B30.070.120.630.260.130.20B40.110.560.060.560.560.38由上表的综合重要度大小可知：B4B1B3B2，即快乐食间的经营效果最好，一食堂次之，三食堂第三，二食堂最后。1.5系统模糊评价1模糊综合评价是以模糊数学为基础。应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清，不易定量的因素定量化，进行综合评价的一种方法。在校园环境质量综合评价中，涉及到大量的复杂现象和多种因素的相互作用，而且，评价中存在大量的模糊现象和模糊概念。因此，在综合评价时，常用到模糊综合评价的方法进行定量化处理，评价出校园环境的质量等级，取得了良好的效果。但权重的确定需要专家的知识和经验，具有一定的缺陷，为此，本文采用层次分析法来确定各指标的权系数。使其更有合理性，更符合客观实际并易于定量表示，从而提高模糊综合评判结果的准确性。此外，模糊综合评价中常取的取大取小算法，信息丢失很多，常常出现结果不易分辨(即模型失效)的情况。所以，本文提出了针对模糊综合评价的改进模型。另外，本文在对模糊综合评价结果进行分析时，对常用的最大隶属度原则方法.考核的基本因素：,评定集：非常受欢迎，一般受欢迎，不太受欢迎由层次分析法（AHP）可知因素内诸元素的权数分配0.23,0.48,0.15,0.09,0.05从我们发放的调查问卷中，我们可以得到如下结果： 表一：一食堂一食堂非常受欢迎一般受欢迎不太受欢迎A11262A2884A31064A4668A5668建立隶属度矩阵 0.6 0.3 0.1 Q1= 0.4 0.4 0.2 0.5 0.3 0.2 0.3 0.3 0.4 0.3 0.3 0.4 A=A1，A2，A3，A4，A5=0.23，0.48，0.15，0.09，0.051=A*Q1=0.447,0.348,0.205因此，大部分人认为一食堂还是比较受欢迎的表二：二食堂二食堂非常受欢迎一般受欢迎不太受欢迎A1866A24412A3848A4668A56410建立隶属度矩阵 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.6 Q2= 0.4 0.2 0.4 0.3 0.3 0.4 0.3 0.2 0.5A=A1，A2，A3，A4，A5=0.23,0.48,0.15，0.09，0.052=A*Q2=0.29,0.232,0.478根据这个结果，可以认为二食堂不太受欢迎表三：三食堂三食堂非常受欢迎一般受欢迎不太受欢迎A16410A2884A36104A4686A56104建立隶属度矩阵 0.3 0.2 0.5 0.4 0.4 0.2 Q3= 0.3 0.5 0.2 0.3 0.4 0.3 0.3 0.5 0.2A=A1，A2，A3，A4，A5=0.23,0.48,0.15，0.09，0.053=A*Q3=0.348,0.374,0.278根据上述结果，我们可以知道三食堂受欢迎程度为中等。表四：快乐食间快乐食间非常受欢迎一般受欢迎不太受欢迎A1884A21244A34412A41442A51262建立隶属度矩阵 0.4 0.4 0.2 0.6 0.2 0.2 Q4 = 0.2 0.2 0.2 0.7 0.2 0.1 0.6 0.3 0.1A=A1，A2，A3，A4，A5=0.23,0.48,0.15，0.09，0.054=A*Q4=0.503,0.251,0.246由此可知，快乐食间的受欢迎程度也是非常高的。综上，快乐食间的受欢迎程度最高，与之最有竞争的是一食堂，三食堂排第三，二食堂排第四。2.结束语 通过对问题的初步认识，明确各个食堂的优势和不足，我们制定了问卷调查表对七园区的学生进行了抽样调查，从食堂的地理位置、饭菜质量、饭菜价格、用餐环境和服务质量五个方面对学校的一食堂、二食堂、三食堂和快乐食间进行初步评价，然后综合调查结果，利用系统工程方法，对调查的数据进行较为科学的计算与分析，从而得出一个较为合理的结论：快乐食间和一食堂受欢迎程度较高，三食堂次之，二食堂再次之。之所以说较合理，是因为一食堂和二食堂在同学心目中确实是挺受欢迎的，但是二食堂和三食堂的欢迎次序与现实情况相反，造成这种结果的原因有几点：首先是调查的对象不够全面（由于条件的限制我们仅仅调查了七园区的学生，且全