Phƣơng pháp AHP (Analytical Hierarchy Process) đƣợc đề xuất bởi Satty vào năm 1977 nhằm giải quyết những vấn đề không có cấu trúc trong hoạt động kinh tế, xã hội và khoa học quản lý. Nó cung cấp một phƣơng pháp ra quyết định đa tiêu chuẩn đơn giản, nhƣng có cơ sở lý thuyết trong việc đánh giá các phƣơng án. Nó giúp phân loại mức độ ƣu tiên tƣơng đối cho các phƣơng án đƣợc đƣa ra dựa trên một mức tỉ lệ. Mức tỉ lệ này dựa trên phán đoán của ngƣời ra quyết định và mức độ quan trọng của các phán đoán đó, cũng nhƣ tính nhất quán trong việc so sánh các phƣơng án trong quá trình ra quyết định. Hiện nay ứng dụng của phƣơng pháp AHP có thể sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhƣ hệ thống lựa chọn nhà thầu, lựa chọn nhà quản lý trong quá trình thực hiện dự án, phân bổ chi phí, phân bố nhân lực...
Theo Bevilacqua (2004), AHP là công cụ ra quyết định linh hoạt và đủ sức mạnh để giải quyết những vấn đề phức tạp mà cần xem xét cả khía cạnh định lƣợng cũng nhƣ định tính. AHP giúp phân tích để tổ chức những tiêu chuẩn thành một một thứ bậc giống nhƣ cấu trúc cây tre. Tiếp tục phát triển những nghiên cứu của Belton (1986), Golden (1989), Murahdar (1990). Taylor (2004) đã miêu tả AHP là một phƣơng pháp ra quyết định đa tiêu chuẩn dựa trên phân tích sử dụng cấu trúc thứ bậc cho các vấn đề. Phƣơng pháp giúp định lƣợng các nhân tố định tính để lựa chọn phƣơng án tốt nhất.
Trong thời gian qua, đã có nhiều tranh luận về những ƣu khuyết điểm của phƣơng pháp AHP, Waste and Freeling (1987) suy luận ra các trọng số (weighs) của các tiêu chuẩn bằng phƣơng tiện dùng một thang đo tỉ lệ. Phƣơng pháp AHP có thang đo tiêu chuẩn là từ 1†9 tƣơng ứng với 9 cấp độ quan trọng; từ nhân tố A quan trọng bằng nhân tố B đến nhân tố A vô cùng quan trọng hơn so với nhân tố B.
Trong khi đó, Dyer và Wendel (1987) đã nghiên cứu phƣơng pháp AHP dựa vào biện minh lý lẽ rằng nó thiếu một cơ sở lý thuyết vững chắc. Tuy nhiên, nhà toán học ngƣời Mỹ đã phản hồi những lời phê bình này bằng cách hiệu chỉnh và đề nghị một mô hình AHP lý tƣởng, trong đó mỗi cột của ma trận ra quyết định đƣợc chia bằng tổng giá trị các số trong cột. Và ngày nay phƣơng pháp AHP đã đƣợc sử dụng nhiều nơi trên thế giới vào các lĩnh vực khác nhau và đƣợc xem là một phƣơng pháp ra quyết định đáng tin cậy.
AHP là kỹ thuật ra quyết định dựa trên phƣơng pháp quyết định đa tiêu chuẩn. Nó có xem xét sự phán đoán, kiến thức, kinh nghiệm của con ngƣời trong quá trình ra quyết định. Nghiên cứu này áp dụng mô hình AHP nhằm xây dựng một cấu trúc thứ bậc phù hợp và véc tơ trọng số (vectơ về mức độ quan trọng). AHP đƣợc lựa chọn cho nghiên cứu này bởi các lý do:
AHP có khả năng thống nhất các nhân tố định tính và định lƣợng trong một hệ thống nhất.
AHP có khả năng giải quyết những vấn đề trong việc ra quyết định hoặc đánh giá trong ngành xây dựng.
Bằng công cụ AHP, vấn đề đƣợc phân tích một cách logic từ những phần tử lớn (nhóm nhân tố) đến những phần tử nhỏ hơn dựa trên cơ sở xây dựng cấu trúc thứ bậc phù hợp với từng dạng bài toán và tình huống khác nhau.
Kết quả tính toán của mô hình áp dụng AHP dựa trên các phán đoán của ngƣời ra quyết định và để kiểm soát mức độ hợp lý bằng cách đo mức độ nhất quán của những phán đoán này.
Phƣơng pháp AHP có thể tích hợp với phƣơng pháp logic mờ trong việc đánh giá và ra quyết định trong những trƣờng hợp mà điều kiện đánh giá không rõ ràng. Đây là ƣu điểm lớn để giải quyết những bài toán đánh giá, dự báo bằng cách tích hợp các phƣơng pháp trong những bƣớc đánh giá khác nhau cho phù hợp với điều kiện thực tế.
3.5.2 Ƣu điểm của phƣơng pháp AHP
Theo lịch sử phát triển và áp dụng phƣơng pháp AHP để giải quyết các bài toán thực tế, các nhà khoa học đã không ngừng cải tiến và bổ sung những hệ số, công thức tính toán nhằm kiểm soát tính chặt chẽ, tính logic của phƣơng pháp và tạo ra đƣợc những ƣu điểm nhƣ sau:
Tính đồng nhất: Phƣơng pháp AHP cung cấp một mô hình ra quyết định duy nhất, dễ hiểu và rất linh động cho một khoảng rộng các vấn đề chƣa định hình
Tính đa dạng: Phƣơng pháp AHP tổng hợp những diễn dịch và cách thức tiếp cận hệ thống trong việc giải quyết vấn đề.
Tính độc lập: Phƣơng pháp AHP có thể liên quan tới tính độc lập của các yếu tố trong một hệ thống.
Cấu trúc thứ bậc: Phƣơng pháp AHP phản ánh khuynh hƣớng tự nhiên của con ngƣời trong việc lựa chọn những yếu tố của hệ thống thành những mức độ khác nhau và các nhóm tƣơng đồng.
Đo lƣờng: Phƣơng pháp AHP cung cấp một thƣớc đo định lƣợng và một phƣơng pháp thiết lập những thứ tự ƣu tiên.
Tính nhất quán: Phƣơng pháp AHP tuân theo những sự ổn định hợp lý của những sự đánh giá đƣợc dùng trong quyết định ƣu tiên. Sự nhất quán đuợc thể hiện thông qua hệ số nhất quán.
Tổng hợp: Phƣơng pháp AHP đƣa đến một ƣớc lƣợng tổng quát của từng mục đích thay thế.
Sự thỏa hiệp: Phƣơng pháp AHP cân nhắc đến sự tƣơng quan thứ tự ƣu tiên của các yếu tố trong hệ thống và cho phép mọi ngƣời lựa chọn thay thế tốt nhất trên mục tiêu của họ.
Sự đánh giá và nhất trí: Phƣơng pháp AHP không phụ thuộc vào sự nhất trí nhƣng lại tạo nên một giải pháp chung từ những đánh giá trái ngƣợc nhau. Hệ số nhất quán đƣợc dùng để kiểm soát những kết luận mang tính trái ngƣợc nhau.
Quá trình lặp lại: Phƣơng pháp AHP cho phép mọi ngƣời tái thiết những khái niệm của mình về một vấn đề và nâng cao nhận thức cũng nhƣ khả năng đánh giá thông qua việc lặp lại.
Hình 3.7: Các ưu điểm của phương pháp AHP.
Ngoài ra, phƣơng pháp này còn có một số ƣu điểm nhƣ:
Dễ dàng thu thập dữ liệu và so sánh cặp các nhân tố cách chia nhỏ các nhóm nhân tố thành các nhóm nhỏ hơn và cùng cấp.
Khi thay đổi trọng số của một nhân tố nào đó, ta có thể thấy đƣợc ngay sự thay đổi đáp án chọn lựa phƣơng án trên các hỗ trợ ra quyết định hoặc thay đổi kết quả đánh giá của của một phƣơng án. Vì thế, có thể thấy đƣợc mức độ ảnh hƣởng, tác động của tiêu chuẩn đó đối với việc lựa chọn các phƣơng án với một độ nhạy khác nhau.
Đƣợc áp dụng đƣợc trong nhiều lĩnh vực và nhiều tình huống khác nhau, chẳng hạn, ra quyết định chọn loại máy móc, thiết bị, dự đoán tình hình thị trƣờng, bố trí nhân sự, quản lý dự án, phân tích xu hƣớng thị trƣờng…
Sử dụng phần mềm Expert Choice hoặc lập bảng tính bằng Excel để việc nhập số liệu và tính toán đơn giản nhanh chóng. Các thành viên tham gia phải là những chuyên gia trong lĩnh vực cần ra quyết định, những ngƣời nắm vững những
Quá trình lặp lại Tính đồng nhất Tính đa dạng Tính độc lập Cấu trúc thứ bậc Đo lƣờng Tính nhất quán Tổng hợp Sự thỏa hiệp Sự đánh giá và nhất trí AHP
thông tin cần đánh giá và phải có tính khách quan thì kết quả mang lại mới chính xác.
3.5.3 Các tiên đề của phƣơng pháp AHP:
Việc thiết kế mô hình trên cơ sở áp dụng phƣơng pháp AHP phải đáp ứng đƣợc mục tiêu của việc xây dựng mô hình, đó là nhận ra đƣợc mức độ ảnh hƣởng của các yếu tố rủi ro lên tính hiệu quả của dự án cũng nhƣ đánh giá hiệu quả dự án ở mức độ nào so với kế hoạch ban đầu. Từ đó, tìm ra mô hình để quản lý rủi ro tốt hơn. Trong đó, mô hình AHP giúp chúng ta xây dựng đƣợc cấu trúc thứ bậc cho các yếu tố rủi ro và véc tơ trọng số cho từng yếu tố, từng nhóm yếu tố một cách định lƣợng. Các yếu tố của các vấn đề trong nền công nghiệp xây dựng là vô số và mối liên hệ của chúng là vô cùng phức tạp. Tuy nhiên theo Satty (1980), trong bất kỳ mô hình nào xây dựng bởi mô hình AHP, ngƣời xây dựng và sử dụng mô hình cần phải nhận dạng đƣợc mục tiêu nghiên cứu và các vấn đề đang phải đối mặt để đạt đƣợc mục tiêu đó. Holden (1989) đã đề nghị bốn giả thiết sau, đƣợc phát biểu thành những tiên đề, giúp cho phƣơng pháp AHP có giá trị trong việc thiết kế mô hình ứng dụng.
Tiên đề 1: Đối với 2 phƣơng án i và j thuộc tập các phƣơng án A cho trƣớc, ngƣời ra quyết định phải đƣa ra giá trị một sự so sánh cặp, gọi là aij trong số các phƣơng án đối với một tiêu chuẩn nào đó trong tập hợp các tiêu chuẩn dựa trên một thang đo tỉ lệ thuận nghịch (recipprocal ratio scale); nghĩa là:
ji ij
a
a 1 , với mọi i, j thuộc tập A.
Tiên đề 2: Khi so sánh bất kỳ 2 phƣơng án i và j thuộc tập các phƣơng án A cho trƣớc, ngƣời ra quyết định không bao giờ đƣợc đánh giá phƣơng án này quan trọng (hay kém quan trọng) vô hạn so với phƣơng án kia đối với một tiêu chuẩn nào đó, điều đó có nghĩa là aij ≠ ∞ với mọi i, j thuộc tập A.
Tiên đề 3: Vấn đề cần quyết định có thể phân tích thành một cấu trúc thứ bậc (hierarchy).
Tiên đề 4: Tất cả các phƣơng án cho trƣớc và các tiêu chuẩn có tác động ảnh hƣởng hay liên quan đến vấn đề cần ra quyết định đều phải đƣợc thể hiện trong sơ đồ thứ bậc. Điều này có nghĩa là sự hiểu biết của nhóm ngƣời ra quyết định cần phải đƣợc thể hiện một cách tiêu biểu (hay loại trừ bớt) các tiêu chuẩn hay các phƣơng án trong sơ đồ thứ bậc.
Những tiên đề này đƣợc sử dụng để mô tả những nguyên tắc căn bản nhất của phƣơng pháp định lƣợng AHP, đó là việc tính toán và giải quyết vấn đề cần ra quyết định thông qua một cấu trúc thứ bậc (tiên đề 3 và 4) và việc suy luận ra ý kiến đánh giá theo một hình thức so sánh từng cặp (tiên đề 1 và 2).
3.5.4 Nguyên tắc cơ bản trong việc xây dựng mô hình theo phƣơng pháp AHP
Nhà toán học ngƣời Mỹ Saaty (1994), đã đƣa ra bốn nguyên tắc cơ bản trong việc xây dựng mô hình theo phƣơng pháp AHP bao gồm:
Phân tích và thiết lập cấu trúc thứ bậc cho các nhân tố của vấn đề cần ra quyết định (Decomposition).
Tính toán các độ ƣu tiên (Priorization).
Tổng hợp (Synthesis).
Đo lƣờng không nhất quán (Inconsistency).
Nguyên tắc cơ bản của việc xây dựng mô hình theo phƣơng pháp này là mục tiêu (tính hiệu quả) của dự án càng cao khi tác động của các yếu tố rủi ro lên dự án càng nhỏ.
3.5.5 Phân loại và thiết lập cấu trúc thứ bậc. 3.5.5.1 Phân loại thứ bậc.
Để phản ánh đƣợc các vấn đề thực tế phức tạp, việc phân loại thứ bậc cần thiết phải có những đặc điểm sau:
Thứ bậc hoàn toàn: tất cả các thành phần của một bậc chia sẻ mọi đặc điểm với thứ bậc cao hơn kế tiếp.
Thứ bậc không hoàn toàn: Một số thành phần không chia sẻ toàn bộ các đặc điểm với thứ bậc cao hơn kế tiếp.
3.5.5.2 Nguyên tắc hình thành cấu trúc thứ bậc
Saaty (1994) đã nhấn mạnh rằng một sơ đồ thứ bậc cung cấp cho ta một cái nhìn tổng thể của những mối quan hệ phức tạp của các tình huống và sự đánh giá. Nó cũng cho phép ngƣời ra quyết định đánh giá đƣợc sự so sánh các ý kiến của cùng một mức độ quan trọng của các tiêu chuẩn.
Mỗi một loại các thành phần chức năng chiếm một bậc trong thứ bậc.
Cấp cao nhất chỉ có một thành phần gọi là tiêu điểm, tức là mục tiêu bao trùm cả cấu trúc hay vấn đề cần giải quyết.
Các cấp kế tiếp gồm nhiều thành phần hay các tiêu chuẩn chính. Mỗi thành phần hay tiêu chuẩn này có thể đƣợc phân chia thành các cấp nhỏ hơn hay đứng độc lập là tùy thuộc vào mức độ chi tiết của mô hình. Do việc so sánh đƣợc thực hiện giữa các thành phần của cùng một thứ bậc với nhau theo tiêu chuẩn của thứ bậc cao hơn, các thành phần của một thứ bậc phải có cùng một độ lớn hay tầm quan trọng. Nếu sự khác biệt giữa chúng là lớn thì chúng nên đƣợc sắp xếp ở các cấp khác nhau.
Cấp thấp nhất cuối cùng của sơ đồ thứ bậc đƣợc gọi là cấp phƣơng án, nó chứa các phƣơng án đặt bên dƣới các thành phần hay tiêu chuẩn ở ngay bên trên nó.
3.5.5.3 Thiết lập độ ƣu tiên
Sau khi xây dựng xong cấu trúc thứ bậc, bƣớc quan trọng tiếp theo là phải tính toán và thiết lập độ ƣu tiên của mỗi yếu tố trên các cấp đã đƣợc xác định trong cấu trúc thứ bậc. Lúc này, ngƣời ra quyết định cần đƣa ra những ý kiến đánh giá của mình về mức độ quan trọng của mỗi tiêu chuẩn đối với tiêu chuẩn ở cấp cao hơn trong sơ đồ thứ bậc bằng phƣơng pháp so sánh từng cặp.
Các nhà lý thuyết về mô hình, hệ thống cho rằng các mối quan hệ phức tạp luôn luôn có thể đƣợc phân tích bằng cách chọn các cặp thành phần và liên hệ
chúng thông qua các thuộc tính của chúng. Theo Muralidhar (1990), ƣu điểm của so sánh cặp là nó cho phép ngƣời ra quyết định chỉ tập trung vào sự so sánh hai đối tƣợng và sự so sánh nhƣ vậy ít bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố bên ngoài.
Các bƣớc trong so sánh cặp nhƣ sau:
So sánh các thành phần theo cặp đối với các tiêu chuẩn đã đƣợc xác định.
Bắt đầu từ chóp của sơ đồ thứ bậc, chọn một tiêu chuẩn, tiến hành việc so sánh từng cặp các thành phần của bậc kế tiếp theo tiêu chuẩn đã chọn.
Thiết lập ma trận so sánh cặp.
Phƣơng pháp AHP sử dụng thang đo 9 mức độ để tiến hành so sánh cặp nhƣ
Bảng 3.3 sau đây:
Bảng 3.3: Thang đánh giá 9 mức so sánh của phương pháp AHP.
Mức độ ảnh huởng So sánh Giải thích 1 Ảnh hƣởng bằng nhau.
Hai yếu tố có mức độ ảnh hƣởng nhƣ nhau đến tính hiệu quả dự án.
2 Mức giữa 1 và 3. Cần có sự thỏa hiệp giữa 2 mức đánh giá 1 và 3. 3 Tƣơng đối ảnh
hƣởng hơn.
Kinh nghiệm và đánh giá mức độ ảnh hƣởng hơi nghiêng về yếu tố này so với yếu tố kia.
4 Mức giữa 3 và 5. Cần có sự thỏa hiệp giữa hai mức đánh giá 3 và 5. 5 Ảnh hƣởng hơn
nhiều.
Kinh nghiệm và đánh giá mức độ ảnh hƣởng nghiêng mạnh hơn của yếu tố này so với yếu tố kia.
6 Mức giữa 5 và 7. Cần có sự thỏa hiệp giữa hai mức đánh giá 5 và 7. 7 Ảnh hƣởng hơn rất
nhiều.
Kinh nghiệm và đánh giá mức độ ảnh hƣởng nghiêng mạnh vƣợt trội hơn của yếu tố này so với yếu tố kia. 8 Mức giữa 7 và 9. Cần có sự thỏa hiệp giữa hai mức đánh giá 7 và 9. 9 Tuyệt đối ảnh hƣởng hơn.
Mức độ ảnh hƣởng hơn hẳn tuyệt đối của yếu tố này so với yếu tố kia.
Thông thƣờng, các câu hỏi đƣợc đặt ra là: Yếu tố này có lợi hơn, thỏa mãn hơn, ảnh hƣởng nhiều hơn… so với các yếu tố khác nhƣ thế nào? Mức độ bao
nhiêu? Trả lời các câu hỏi này vô cùng quan trọng vì nó phản ánh mối quan hệ giữa các tính chất của một cấp với tính chất của cấp thứ bậc cao hơn. Do đó, các chuyên gia tham gia đánh giá so sánh cặp các yếu tố đƣợc chọn phải có kiến thức, kinh nghiệm và nắm rõ các tiêu chuẩn cần đƣợc đánh giá. Việc so sánh từng cặp yếu tố