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2.1. 쌍대비교 적용절차

AHP분석은 정량적인 자료뿐만 아니라 정성적인 자료도 동시에 고려할 수 있는 특징이 있음. AHP분석에서는 우선 다음의 4가지의 공리(Axiom)를 바 탕으로 이론적 모형이 적용됨.

- <공리 1> 역수성(reciprocal comparison) : 의사결정자는 동일한 계층에 있는 두 대상에 대해 상호비교가 가능하고, 그 선호의 중요 정도를 나타 낼 수 있어야 함. 이러한 선호강도는 역수조건을 만족하여야 함. 예를 들 어 A가 B보다 x만큼 중요하다고 인식되었으면, B는 A보다 1/x만큼 중요 한 것으로 인식되어야 함.

- <공리 2> 동질성(homogeneity) : 중요성의 정도는 한정된 범위 내에서 정 해진 척도를 통해 표현하여야 함.

- <공리 3> 종속성(dependency) : 한계층의 요소들은 인접한 상위계층의 요소에 대해 종속적이어야 함. 그러나 상위계층의 모든 요소들에 대해 인접한 하위계층 요소들 간의 상대적 중요도 평가에서는 특성이나 내용 의 측면에서 서로 관련성이 없어야 함.

- <공리 4> 기대성(expectation) : 계층구조는 필요한 모든 사항을 완전하게 포함하고 있다고 가정함.

위의 이론적인 공리를 바탕으로 AHP 분석절차는 다음의 <그림 3-1>와 같음.

- <단계 1>의사결정 문제의 분류 및 의사결정계층 구축

주어진 의사결정 문제를 상호 관련된 의사결정 요소로 분리하여 계층화함.

최상위 계층에는 가장 포괄적인 의사결정의 목적이 놓여지며, 그 다음의 계 층들은 의사결정의 목적에 영향을 미치는 다양한 요소들로 구성함.

- <단계 2>의사결정요소간의 쌍대비교 및 행렬작성

그림 3-1. AHP기법의 분석절차

의사결정 요소들 간의 쌍대비교로 판단자료를 수집함. 이때 보통 쌍대비교 척도로는 9구간으로 나누어 측정함. 물론 7구간으로 나누어 측정할 수도 있음.

먼저 의사결정의 요소들 간의 상대적 중요도를 평가함. 즉 의사결정 요소들 간의 쌍대비교(pairwise comparison)를 통하여 비슷함에서 극히 중요함까지 1에서 9까지 값을 부여하여 각자의 합리적 기준에 의하여 이들의 상대적 중 요성에 대한 값을 제시하게 함.

- 이때 항목  가 항목 에 비해 가지는 상대적 중요도를 라 하면,

  

 로 표기할 수 있음.

- 개의 요소가 있다면 다음과 같은 쌍대비교행렬을 도출할 수 있음. 작성

하다고 생각하면 안전성검사강화의 행(行)과 이력추적관리제, GAP 등 시행

가중치 를 모른다고 했을 때, 이 행렬을 A'라 하고 이 행렬의 가중치 추정치 w'는 다음 식을 이용하여 계산함.

(5)   

단, λmax: 행렬 A'의 가장 큰 고유치

- 여기서 λmax는 항상 n보다 같거나 크기 때문에 계산된 λmaxn에 근 접하는 값일수록 쌍대비교행렬 A의 수치들이 일관성을 가진다고 말할 수 있음. 이러한 일관성의 정도는 다음과 같이 일관성지수(Consistency Index: CI)와 일관성비율(Consistency Ratio: CR)을 통하여 구할 수 있음.

(6.1) CI = ( λmax -n)/(n- 1)

(6.2) CR = ( CI/RI)×100%

- 여기서 RI는 난수지수(Random Index)를 의미하며, 이는 1에서 9까지의 수치를 임의 설정하여 역수행렬을 작성하고 이 행렬의 평균 일관성지수 를 산출한 값으로서 일관성의 허용한도를 나타냄. 경험법칙에 의하여 위 식에서 구한 일관성비율이 10%이내에 들 경우, 해당 쌍대비교행렬은 일 관성이 있다고 간주함.

- <단계 4> 평가대상이 되는 여러 대안들에 대한 종합순위를 얻기 위하여 의사결정 요소들의 상대적 가중치를 종합화함.

표 3-3. 난수지수

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9

난수지수 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45

이는 이전 단계에서 구한 각 계층에서의 가중치를 종합하는 방법을 통해 이 루짐. 구체적으로, 최상위 계층에 대하여 k번째 하위계층에 있는 대안들의 종합중요도는 다음 식을 통하여 도출됨.

(7) C[1,k] =k

i = 2B i

- 위 식에서 C [ 1, k]는 첫 번째 계층에 대한 k번째 계층요소의 종합가중 치를 의미하며 B i는 추정된 w벡터를 구성하는 행을 포함하는

n i - 1∙ni행렬로 n ii번째 계층의 요소 수를 의미함.

2.2. 절대비교 적용절차

AHP에서 계층의 요소간 1:1로 쌍대비교를 행하는 상대측정과 달리, 절대비 교는 각 기준별로 등급화 되어 있는 척도 또는 강도에 따라 독립적인 대안에 하나씩 순위를 부여하기 위해 이용됨. 본 연구에서 사용한 절대비교 척도는 다음의 <표 3-4>와 같음.

절대비교는 대안의 수가 너무 많을 경우, 쌍대비교의 횟수가 기하급수적으 로 증가하기 때문에 상대측정이 거의 불가능하여 실질적으로 AHP를 적용하 기가 어려울 경우 사용함.

- <단계 1> 의사결정계층을 구성함. 이 때 평가기준 각각에 대한 척도를 부여함. 상대측정과의 차이점은 바로 평가기준 또는 평가항목에 대해 등 급척도를 구성하는 일임. 등급척도는 평가기준 또는 평가항목이 갖는 강 도(intensity)임. 강도는 각 기준에 대해 대안의 질을 구별할 수 있게 해주 는 기준의 변동 범위임.

표 3-4. 절대비교 척도

값 설명 중요도

1 매우 낮음 0.067

2 낮음 0.133

3 보통 0.200

4 높음 0.267

5 매우 높음 0.333

- <단계 2> 상대측정에서처럼 평가기준에 대해 1~9까지의 척도를 이용하 여 상대적 중요도를 구함.

- <단계 3> 등급척도에 대해 1~5까지의 척도를 이용하여 상대적 중요도를 구함.

- <단계 4> 평가기준의 상대적 중요도와 등급척도의 상대적 중요도를 곱 하여 등급척도에 대해 최종적인 상대적 중요도를 도출함.

- <단계 5> 대안 각각에 대해 각 기준별로 마련되어 있는 등급을 부여하 여, 대안에 대한 최종적인 복합 중요도를 도출함.

2.3. 분석 예제

먼저, 의사결정 문제에 대한 계층을 설계함. 의사결정의 목적은 농림부의 주요 정책의 우선순위 도출이며, 정책에 대한 평가를 위해 ‘행정적 효과’

와 ‘경제적 효과’을 평가기준으로 설정하고, 이를 기준으로 3개의 정책을 대안으로 설정함. 그러면, 이 문제에 대한 계층구조는 <그림 3-2>와 같이 구성됨.

그림 3-2. 우선순위 도출을 위한 의사결정 계층(예)

계층 Ⅰ

계층 Ⅱ

계층 Ⅲ

표 3-5. 쌍대비교 척도 예

행정적 효과 경제적 효과

행정적 효과 1.00 2.00

경제적 효과 0.50 1.00

다음으로 쌍대비교행렬을 구함. 먼저, 우선순위 도출이라는 의사결정의 최종 목적을 달성하기 위해 계층 2의 두가지 요소인 평가기준간에 쌍대비교를 행 함. 예를 들어 ‘행정적 효과’이라는 기준이 ‘경제적 효과’라는 기준에 비하여 얼마나 더 중요한가?라는 질문에 ‘동등함’와 ‘약간 중요함’의 중간쯤이라고 한다면 <표 3-5>와 같이 ‘행정적 효과’라는 행과 ‘경제적 효과’라는 열이 만 나는 곳에 2를 기입하면 됨. 쌍대비교행렬의 대각원소는 전부 1이 되고, 이 를 중심으로 서로 반대쪽은 역수관계에 있게 됨. 마찬가지 방법으로 계층 2 의 각 기준에 대해서 계층 3의 정책 1, 2, 3을 비교하면 됨.

다음으로 <표 3-5>의 평가기준의 쌍대비교행렬의 대한 가중치 계산함.<표 3-5>의 쌍대비교행렬을 A라고 하면,

  

고유치는 다음의 식에 의해서 구할 수 있음.

      

      

 

 

여기서 과 가 0이 아닌 해가 존재하기 위해서는 행렬

       의

역행렬이 존재하면 안됨. 따라서 이 행렬의 행렬식이 0이 됨.

즉,       →     

∴  

고유치는 0과 2이며, 여기서 고유치의 최대값 인 2를 취함. 그러면 다

음과 같은 연립방정식의 해를 구하는 문제가 됨.

정책 1= 0.571×0.667+0.667×0.333=0.603 정책 2= 0.286×0.667+0.222×0.333=0.254 정책 3= 0.143×0.667+0.111×0.333=0.132

따라서, 정책 1이 가장 높은 상대적 중요도를 가지며, 과제에 대한 기여도는 0.603, 즉 60% 정도임.

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