가. 다기준분석(multi-criteria Analysis) 기법의 개요
다기준분석은 여러 가지 대안 중 가장 좋은 대안이 무엇인지 결정하고자 하는 방법으 로 환경 및 사회에 미치는 영향을 금전상으로 표시할 수 없는 경우 등에 사용한다. 평가기 준과 기준에 대한 매트릭스가 다기준분석에서의 주요 입력 자료이며, 분석 결과 가장 최선의 선택방법이나 순위를 정한 옵션, 세세한 평가를 위한 옵션을 알 수 있다. 지시자 의 실제적인 측정시 금전상의 당위로 표시할 필요는 없지만 광범위한 정성적인 영향 카테고리 내에서 정성적인 분석에 기초를 둔다. 경제적인 비용과 이익을 포함한 환경 및 사회적인 지시자가 개발될 수도 있다. 금전상 혹은 금전상이 아닌 목적들을 분명히 이해하여 정책 결정에 참고할 수 있도록 한다. 비록 다양한 지시자가 사용되었다 할지라 도 다기준분석을 통하여 서로 다른 산출물을 비교하며 등급을 매길 수 있다.
적응대책의 정성적 평가 방법론에서는 다기준분석을 통한 대책 평가를 위해 적용할 수 있는 이론의 개념과 특징에 대해 구체적으로 제시하고 있다.
- 계층화분석과정(AHP) - 다속성효용이론(MAUT) - 퍼지(FUZZY)이론
- 퍼지(FUZZY)-계층화 분석
나. 계층화분석과정(AHP)
1) 개요
계층화분석과정(Analytic Hierarchy Process: AHP)은 다수의 대안을 비교할 때 비교기준 내지 속성간의 중요도를 계층적으로 파악함으로써 각 대안의 중요도를 산정한 다. AHP 기법은 1970년대 Thomas L. Saaty에 의해 개발된 계층분석적 의사결정방법 으로 의사결정의 계층구조를 구성하는 요소간의 쌍대비교(pairwise comparison)에 의 한 판단을 통하여 평가자의 지식, 경험 및 직관을 포착하고자 하였다. 다수의 대안에 대하여 다면적인 평가기준과 다수 주체에 의한 의사결정을 위해 설계된 방법으로, 평가 기준을 계층화하고 계층에 따라 중요도를 결정 및 분석하여 의사결정자의 직관적, 합리 적 또는 비합리적 판단을 근거로 정량적인 요소와 정성적인 요소를 동시에 고려한다.
따라서 각 속성의 중요도를 평가함으로써 복잡한 의사결정 문제를 해결하는 방법으로 일관성의 체계적인 측정을 통해 판단상의 오류를 배제하여 신뢰성을 확보할 수 있다 (Satty, 1980; 곽승준 외, 2002).
AHP 기법은 어떤 문제의 구성요소들을 계층적으로 나타내는 체계적인 절차로서 하나 의 문제를 더 작은 구성요소로 분해하고, 그 각각의 구성요소들을 더 작은 구성요소로 세분화하여 기본적인 근거(rationality)를 나타낸다. 계층구조를 설정하고, 설정된 구조 를 구성하는 평가요소들에 대하여 상대적 중요도를 측정하며, 이러한 판단이 일관성이 있는지를 검증함으로써 모형의 구축이 완료된다.
AHP 기법은 Saaty에 의해 소개된 몇 가지 기본공리에 기반을 두고 있는데, 이들 기본적인 일련의 가정은 이 기법의 주요 이론적 기초를 제공하고 있다(Saaty, 1995).
① 공리 1 : 역수비교(reciprocal comparison)
- 의사결정자가 비교를 행할 수 있어야 하며, 그의 선호도 정도 표현 - 의사결정자의 선호도 강도는 역수조건을 충족
② 공리 2 : 동질성(homogeneity)
- 비교되는 요소들은 크게 다르지 않아야 함. 그렇지 않으면 판단의 오류가 커질
수 있으므로, 계층구조를 설정할 때 이 점에 유의
③ 공리 3 : 독립성(independence)
- 계층 내의 요소들에 대한 판단이나 선호는 하위수준의 요소들과 독립적
④ 공리 4 : 기대성(expectation)
- 의사결정을 내리기 위하여 계층구조가 완벽하다고 전제
공리 1이 만족되지 않으면 의사결정자의 판단이나 이원비교(pairwise comparison) 를 이끌어내기 위해 사용된 질문이 분명하지 않거나 정확하게 표현되지 않았음을 의미하 며 이 경우 이원비교를 행할 수 없게 된다. 또한 공리 2가 충족되지 않는다면 비교대상이 되는 요소가 비동질적임을 의미하며, 따라서 비교대상을 적절히 조정하여 군집을 형성할 필요가 있음을 보여준다고 할 수 있다. 공리 3은 평가기준에 대한 중요도가 고려대상인 대안과 독립적인 관계에 있어야 함을 의미한다. 아울러 공리 4가 충족되지 않는다면 이는 의사결정의 합리적인 기대를 만족시키는 데 필요한 모든 대안을 사용하지 않은 경우이다.
2) 특징 및 장 ․ 단점
AHP 기법의 신뢰성 분석은 평가모형에서의 각 평가 구성요소들 사이의 상대적 중요 도를 평가하는 경우 전문가 개개인의 판단상의 오차의 정도를 측정하는 방법으로 일관성 비율(CR: Consistency Ratio)을 계산한다. 단순하고 명확한 이론을 근거로 개발된 AHP 기법은 적용이 쉽고, 여러 분야에 활용 가능한 범용 모델로서 다음과 같은 여덟 가지 특징이 있다.
첫째, 계층적 구조(hierarchical structuring)를 설정한다. 인간은 복잡한 현상을 그 구성요소별로, 나아가 더 작은 부분으로 나누어 종국적으로 계층구조를 설정하여 사고하는 특징을 가지고 있다. 이렇게 AHP 기법에서는 의사결정과정을 계층 (hierarchy)으로 구성하여, 최상위 계층에는 ‘목적’, 그 하위 계층에는 ‘평가기준’, 최하위
계층에는 평가의 대상이 되는 ‘대안’을 두어 단계별로 문제를 해결한다.
둘째, 상대적 중요도(weighting)를 추정할 수 있다. 인간은 관측한 사물 사이의 관계 를 인식하고, 유사한 사물들을 짝으로 묶어 특정 기준에 대비하여 비교하며, 짝을 이루는 구성인자 사이의 선호도를 판단한다. 이러한 능력을 바탕으로 인간은 최종적으로 상상이 나 논리적 과정을 통하여 그들이 내린 판단을 종합하여 전체 시스템에 대한 이해를 보다 강화할 수 있다. 여러 요소들의 동시 비교시에 유사한 사물들을 짝으로 묶어 비교함으로 써 선호도를 판단하는 것처럼 AHP 기법에서도 수많은 의사결정 요소들의 중요도를 요소들간의 쌍대비교(9점 척도)를 통해 추정할 수 있다.
셋째, 정량적 요소와 정성적 요소를 동시에 반영할 수 있다. 일반적인 의사결정 방법에 서는 비용 ․ 수익, 거리, 무게 등 정량적 요소들은 반영이 쉬우나 고객서비스 향상, 회사이 미지 제고, 사기진작 등과 같은 정성적 요소들은 반영하기 어렵다. 그러나 AHP 기법에서 는 평가자들의 직관적 합리적 평가를 근거로 정량적인 요소뿐만 아니라 정성적인 요소까 지 반영할 수 있다.
넷째, 서로 상이한 척도를 가진 요소들간의 비교 ․ 통합이 가능하다. 의사결정 요소가 계량화할 수 있는 정량적 요소라 하더라도 무게, 부피 등의 척도(scale)가 다른 요소간의 합리적 비교 ․ 통합은 쉽지 않다. 그러나 AHP 기법을 이용할 경우 척도화를 통해 서로 다른 척도를 지닌 요소간의 비교 ․ 통합을 보다 합리적으로 할 수 있다.
다섯째, 논리적 일관성(consistency)을 검증할 수 있다. 인간은 사물이나 생각들을 논리적 일관성을 갖도록 설정하는 능력을 보유하고 있다. 여기서 일관성이라 함은 두 가지 의미를 갖는다. 하나는 유사한 사물이나 생각들을 기준으로 동질집단으로 분류하는 것이며, 나머지는 특정의 기준이 있을 경우 생각이나 사물들의 강약을 그 기준에 따라 일관성 있게 구성하는 것을 의미한다. AHP 기법에서는 평가자들의 판단에 대한 논리적 일관성을 검증할 수 있어 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
여섯째, 개별평가 결과의 합리적인 통합을 통해 집단의사의 효과적인 결정을 가능하게 한다. 즉, 다수평가자의 다양한 판단을 합의나 수치적 통합을 통해 각 대안의 종합된 최종 우선순위를 도출할 수 있다.
마지막으로, 의사결정문제와 관련된 정보 또는 상황이 변하는 경우를 가정하여 민감도 를 분석할 수 있다.
이와 같이 AHP 기법은 문제 자체를 계층화 ․ 세분화함으로써 문제를 계층적으로 파악 할 수 있고, 쌍대비교의 일관성 검정을 통한 오류정보의 배제, 요소의 중요도에 대한 객관성 ․ 신뢰성 확보 등으로 인해 우선순위 결정에 있어 신뢰성이 매우 높다. 앞에서 설명한 AHP 기법의 특징을 요약하면 <표 4-3>과 같다.
구분 특징
계층적 구성
- 비구조적인 의사결정 문제를 계층적으로 표현함
- 문제 해결구조가 인간의 논리적인 문제해결 구조와 유사하므로 실무에 적용이 가능함
측정 - 무형의 것을 측정할 수 있는 척도와 우선순위를 설정하기 위한 방법을 제공함 - 정량적인 요소뿐만 아니라 정성적인 요소도 동시에 평가가 가능함
일관성 - 평가자들의 판단에 대한 논리적 일관성을 검증할 수 있는 방법이 있기 때문에 불일치가 있을 경우에는 피드백을 통하여 평가의 일관성을 보장할 수 있음 민감도 분석 - 의사결정 문제와 관련된 정보의 변화에 따른 민감도를 분석할 수 있음
과정의 반복 - 환경변화에 따른 적응성이 강한 모델로서 문제의 정의를 수정할 수 있게 해주며 반복을 통해 판단과 이해를 수정함
그룹의사결정 - 다수 평가자의 다양한 의견과 판단을 합의나 수치적 통합을 통하여 각 대안의 종합된 최종 우선순위를 도출할 수 있음
<표 4-3> AHP 기법의 특징
AHP 기법의 장 ․ 단점은 <표 4-4>와 같다. 우선순위(priorities)를 설정하고 전체적으로 종합(synthesis of priorities)하여, 최종 적으로 대안들간의 우선순위를 선정한다.
가) 다중속성의 계층화 단계
환경 사업에 따른 다양한 영향요인들을 공통적인 특성에 따라 몇 개의 평가기준으로 세분화하고, 각 평가기준은 세부 속성들로 구체화하여 여러 수준으로 계층화된 구조를 형성한다. 계층화 분석법을 이용하여 계획대안을 선택하거나 우선순위를 설정하기 위해
환경 사업에 따른 다양한 영향요인들을 공통적인 특성에 따라 몇 개의 평가기준으로 세분화하고, 각 평가기준은 세부 속성들로 구체화하여 여러 수준으로 계층화된 구조를 형성한다. 계층화 분석법을 이용하여 계획대안을 선택하거나 우선순위를 설정하기 위해