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Analytic Hierarchy Process

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--Dotoressa 5. Jul 2005 13:11 (CEST)



Der Analytic Hierarchy Process ist eine von dem Mathematiker Thomas Saaty entwickelte Methode und Verfahren bei mehrstufigen Zielhierachien Entscheidungsprozesse zu unterstützen.

Einleitung

Anwendungen

Wie soll ich mich entscheiden?

  • in Ihrer Familie
  • in Ihrem Beruf
  • im Verein
  • in der Partei
  • etc.

Sinn und Zweck

Täglich müssen wir "richtige" Entscheidungen treffen. Konträre Argumente in Form von Meinungen und Emotionen z.B. auch im Team gemeinsam auf einen optimalen Nenner bringen und nachvollziehbar kommunizieren.

Ziel des AHP ist es z.B. innerhalb von Entscheidungen im Team, eine gemeinsame, optimale Lösung zu finden mit minimalem Zeitaufwand, bei maximaler Qualität und maximaler Akzeptanz seitens der Team-Mitglieder bei der späteren Umsetzung der Entscheidung.

Der AHP dient nicht nur zur Überprüfung und Ergänzung von „Bauch-Entscheidungen“. Er provoziert uns mit unerwarteten, neuen Aspekten zu mehr geistiger Klarheit und bringt mit Sicherheit das Problem „auf den Punkt“.

Definition des AHP

Der Analytic Hierarchy Process (AHP) ist eine moderne Methode aus der Entscheidungstheorie. Die Methode dient zur rationalen Entscheidungshilfe. Der AHP stellt einen gedanklichen Prozess dar, mit dessen Hilfe komplexe Entscheidungen strukturiert werden, um dadurch zu einer systematischen, optimalen und rational nachvollziehbaren Entscheidung zu gelangen.

„Hierarchisch“ ist er deshalb, weil Kriterien, die zur Lösung eines Problems herangezogen werden, stets in eine hierarchische Struktur gebracht werden. Die Bezeichnungen für diese Kriterien lauten je nach Bedarf Merkmale, Attribute, Alternativen et cetera. Elemente einer Hierarchie können in Gruppen eingeteilt werden, wobei jede Gruppe nur jeweils eine andere („höhere“) Gruppe von Hierarchieelementen beeinflusst und nur von einer anderen („niedrigeren“) beeinflusst wird.

Als „analytisch“ wird der AHP wegen seines Vermögens bezeichnet, eine Problemkonstellation in all seinen Abhängigkeiten umfassend zu analysieren.

Als „Prozess“ deshalb, weil er einen prozessualen Ablauf vorgibt, wie Entscheidungen strukturiert und analysiert werden. Dieser Ablauf ist im Prinzip immer gleichbleibend, wodurch der AHP bei mehrfachem Einsatz zu einem leicht einsetzbaren, einer Routinehandlung gleichkommenden Entscheidungstool wird.

Praktischer Ablauf

Der Entscheidungsablauf gliedert sich verkürzt dargestellt in drei Phasen mit sieben Schritten (entnommen aus [1])

Zur Demonstration der Methode wurde ein Beispiel gewählt, das lediglich auf drei Kriterien und zwei Alternativen basiert.

1. Phase: Sammeln der Daten

für Ihren Entscheidungsablauf in 4 Schritten

Ihre Fragestellung

(1) wie lautet die konkrete Fragestellung zu Ihrem Thema ?
Datei:Hilfe frage.gif
Frage formulieren


Die Personen

(2) welche Team-Mitglieder dürfen am runden Tisch im Entscheidungsablauf mitentscheiden?
Datei:Hilfe personen.gif
Personen benennen


Ihre Gesichtspunkte bzw. Kriterien

(3) welche Kriterien sind bei Ihrer Frage für Sie wirklich wichtig?
Datei:Hilfe kriterien.gif
Kriterien 1, 2, 3 .. eingrenzen


Ihre Lösungsvorschläge bzw. Alternativen

(4) welche möglichen Alternativen kommen für Sie wirklich in Betracht?
Datei:Hilfe alternativen.gif
Alternativen A, B, C .. aufzeigen


2. Phase: Daten vergleichen und gewichten

in Ihrem Entscheidungsablauf in 2 Schritten

Kriterium mit Kriterium

(5) vergleichen und gewichten - welches Kriterium ist Ihnen im Vergleich wichtiger: 1 oder 2
Datei:Hilfe kriterium kriterium.gif
Kriterium vergleichen + bewerten


Die Methode vergleicht jedes Kriterium mit jedem anderen Kriterium und ermittelt daraus das prozentuales Ranking (7) für diese.
1 mit 2
2 mit 3
3 mit 1
Zur Bewertung mit dem Schieber wird eine Skala herangezogen mit einer Bandbreite von 1 bis 9 Punkten

Alternativen mit Kriterien

(6) vergleichen und gewichten - welche Alternative erfüllt das jeweilige Kriterium besser: A oder B?
Datei:Hilfe alternative kriterium.gif
Alternativen vergleichen + bewerten


Die Methode vergleicht jede Alternative mit jeder anderen Alternative und ermittelt daraus das prozentuales Ranking (7) für diese.
A mit B
und zwar bezogen auf jedes der Kriterien 1, 2, 3
Zur Bewertung mit dem Schieber wird eine Skala herangezogen mit einer Bandbreite von 1 bis 9 Punkten

3. Phase: Daten verarbeiten

aus Ihren Angaben + Bewertungen

Ihre Lösung

(7) Antworten auf Ihre Frage
welches Gewicht haben Ihre Alternativen und Kriterien
die Gewichte aus den Punktezahlen Ihrer Kriterien im Vergleich zueinander. Ermittelt aus Ihren Bewertungen in Schritt (5)
Datei:Hilfe ergebnis detail kk.gif
Rangfolge und Gewichte der Kriterien


anhand der Gewichte wird gezeigt, wie gut Ihre Alternativen das jeweilige Kriterium erfüllen bzw. zu ihm passen. Ermittelt aus Ihren Bewertungen in Schritt (6) bzw. (5)
Datei:Hilfe ergebnis detail ka.gif
Rangfolge und Gewichte der Alternativen im Vergleich zu den Kriterien


Inkonsistenzfaktoren der Bewertung Ihrer Kriterien bzw. Alternativen
der AHP misst über den Inkonsistenzfaktor die Logik all Ihrer Bewertungen zueinander. Damit steht Ihnen auch eine Aussage über die Qualität Ihrer ermittelten Lösung bzw. Entscheidung zur Verfügung.
Widersprüche in den Bewertungen der Kriterien bzw. Alternativen eliminieren
Je niedriger Ihr Inkonsistenzfaktor ist, desto schlüssiger sind Ihre Bewertungen und tragen weniger Widersprüche in sich. Um einen Widerspruch überhaupt darstellen zu können, benötigen Sie per Definition mindestens drei verschiedene Bewertungen = Punktzahlen, die Sie zur zur Betrachtung heranziehen müssen.
testen Sie Ihre Kriterien - wie stabil bleibt Ihre Lösung ?
Datei:Hilfe ergebnis detail stabiltest ka.gif
schrittweise Veränderung der Kriterien


Verändern Sie schrittweise die ermittelten Prozentwerte Ihrer Kriterien und beobachten Sie dabei die Auswirkungen auf die Rangfolge Ihrer Alternativen
prüfen Sie Ihre Alternativen - wie stabil ist die Rangfolge ?
Kontrollieren Sie für jedes Kriterium, ob die ermittelte Rangfolge Ihrer Alternativen auf Sie auch stabil wirkt. Prüfen Sie dazu den Abstand zwischen der blauen senkrechten Linie (Kriterium) zu den Schnittpunkten der roten Linien (Alternativen).
für Kriterium 1
Datei:Hilfe ergebnis detail stabiltest ak1.gif
Prüfen Sie Abstand blaue Linie mit Schnittpunkt rote Linien


Die Rangfolge Ihrer Alternativen ist relativ stabil !
Der prozentuale Abstand zum nächsten Schnittpunkt ist grösser als 20 Prozentpunkte.
Nur wenn Sie Ihre Bewertungen in Schritt 5 sehr stark korrigieren, und sich damit Ihr aktueller Prozentwert von 29.7 für dieses Kriterium um 26.7 Prozentpunkte auf 56.4' verschiebt, wird Ihre Lösung umkippen.
für Kriterium 2
Datei:Hilfe ergebnis detail stabiltest ak3.gif
Prüfen Sie Abstand blaue Linie mit Schnittpunkt rote Linien


Die Rangfolge Ihrer Alternativen ist relativ stabil !
Der prozentuale Abstand zum nächsten Schnittpunkt ist grösser als 20 Prozentpunkte.
Nur wenn Sie Ihre Bewertungen in Schritt 5 sehr stark korrigieren, und sich damit Ihr aktueller Prozentwert von 61.8 für dieses Kriterium um 32.5 Prozentpunkte auf 29.3 verschiebt, wird Ihre Lösung umkippen.
für Kriterium 3
Datei:Hilfe ergebnis detail stabiltest ak2.gif
Prüfen Sie Abstand blaue Linie mit Schnittpunkt rote Linien


Die Rangfolge Ihrer Alternativen ist absolut stabil!
Es gibt keine relevanten Schnittpunkte.
Auch wenn Sie Ihre Bewertungen in Schritt 5 massiv korrigieren, wird Ihre Lösung bei diesem Kriterium nicht kippen.

Theoretischer Ablauf

Übersicht

Mehrstufigen Zielhierachien treten eigentlich immer in Entscheidungsprozess auf. Um diese aufzulösen wurde AHP entwickelt. Der AHP dabei durchläuft folgende Schritte:

  1. Aufstellen der Zielhierachie
  2. Bestimmung der Prioritäten
  3. Berechnung der Gewichtungsvektoren
  4. Konsistenzprüfung
  5. Berechnen der Gesamthierachie

Die einzelnen Schritte

Die einzelnen Schritte werden der Reihenfolge nach durchlaufen, wobei dann wenn Inkonsistenzen festgestellt werden, zur Prioritätenbestimmung zurückgesprungen wird.

Aufstellen der Zielhierachie

Wichtigstes Ziel eines Unternehmens ist meistens der Erfolg. Der hat z.B. die Unterziele Marktanteil, Stabilität und Gewinn. Um das Ziel der Stabilität zu erreichen, werden darunter wieder Unterziele gesetzt, z.B. Mitarbeiterfluktuation u.s.w.

Die Ziele lassen sich als Graph mit verschiedenen Stufen darstellen.

Bestimmung der Prioritäten

Von dem Entscheider werden dazu paarweise Vergleiche angestellt, in denen die Wichtigkeit von jeweils zwei Unterzielen mit einem Oberziel verglichen wird. Dabei wird folgende Bewertungsskala verwendet.

Skalenwert Bedeutung
1 gleiche Bedeutung
3
5
7
9
2,4,6,8

Berechnung der Gewichtungsvektoren

Konsistenzprüfung

Berechnen der Gesamthierachie

Zusammenfassung und Kritik

Der Analytic Hierarchy Process (AHP) ist im Vergleich zur Nutzwertanalyse (NWA) mathematisch anspruchsvoller bzw. auch präziser.

Bei Anwendung der NWA genügen zur Berechnung einfach Stift und Papier. Deshalb wurde die NWA schon zu Zeiten eingesetzt, wo es noch keine EDV gab. Die Methode des AHP basiert mathematisch auf einer Kette von Matrizen-Multiplikationen. Diese benötigten natürlich Rechenpower, die dem AHP in der Praxis eigentlich erst ab 1990 - mit Beginn des Computer-Zeitalters - erfolgreich zur Verfügung stand.

Die NWA ist dagegen nur ein additives Näherungsverfahren und begnügt sich mit den Grundrechenarten. Bei der NWA wird im Gegensatz zum AHP bereits das Kriterien-Ranking meist nicht durch paarweisen Vergleich ermittelt (nicht jedes Kriterium mit jedem anderen Kriterium).

Stattdessen trägt der Entscheider seinen prozentualen Schätzwert direkt in die Ranking-Tabelle manuell ein. Das Alternativen-Ranking wird bei der NWA sogar generell ohne paarweisen Vergleich ermittelt. Die „Methodik“ der NWA reduziert sich also darauf, dass die Summe aller Gewichtsfaktoren nicht mehr als 100 Prozent ergeben darf. Der AHP dagegen „zwingt“ zum paarweisen Vergleich auch bei den Alternativen.

Abgesehen von der breiteren Bewertungsskala überprüft der AHP im Gegensatz zur NWA auch Logik und Qualität einer Entscheidung. Aus den nicht vermeidbaren Widersprüchen aller paarweisen Vergleich bzw. deren subjektiven Bewertungen wird durch eine quasi unnötige Überbestimmung der sogenannte Inkonsistenzfaktor und die Stabilität des Rankings aller Alternativen ermittelt

Die Schärfe der klassischen AHP-Methode ist zugleich aber auch ihre Schwäche. Denn man benötigt mehr Zeit für die Bewertung wirklich aller Vergleiche. Es sei denn man wendet alternativ eine verkürzte Bewertungsmethode des AHP an („ein Kriterium mit jedem anderen Kriterium“), sobald der Entscheider z.B. aus einer Vielzahl von Alternativen die „Spreu vom Weizen“ trennen muss. Aber dann lassen sich mangels Überbestimmung natürlich Inkonsistenz und Stabilität nicht mehr ermitteln.

Ähnliche Methoden