Resumen TEMA 4 Métodos DE Evaluación DEL Diseño Y TOMA DE Decisiones. AHP Y ANP PDF

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TEMA 4: “MÉTODOS DE EVALUACIÓN DEL DISEÑO Y TOMA DE DECISIONES. ANP Y AHP”. 1) EVALUACIÓN EN EL PDDP Dentro del PDDP una de las partes más importantes es la toma de decisiones, está presente en todas las fases de diseño. Pueden ser: individual o colectivo, asistida por ordenador o convencional, multicriterio o de un único criterio. Es un proceso de pensamiento convergente, requiere estudios mediante técnicas específicas.

2) MODELO DE TOMA DE DECISIONES Modelo de toma de decisiones desde la teoría de la utilidad MTD=

Objetivo (O): problema a resolver. Alternativas de cursos de acción (ACA): caminos para resolver el problema. Estados de la naturaleza (EN): series de factores de toma de decisiones ajenos a nosotros.  Utilidad (U): usos que se le van a dar al producto.  Estado de conocimiento (EC): grado de costumbre en los EN.  Consecuencia (C): acota el conjunto de soluciones válidas para tomar decisiones. Modelos de toma de decisiones según el estado de conocimiento.  Toma de decisiones deterministas o bajo certidumbre: ausencia de aleatoriedad, fase de diseño de detalle.  Toma de decisiones probabilísticas o bajo riesgo: aleatoriedad en la ausencia de alternativas, modelos probabilísticos, se da en las primeras etapas del PDDP.  Toma de decisiones informacional o bajo certidumbre: no se pueden establecer modelos determinísticos o probabilísticos, existe un gran nº de criterios de evaluación. Estos modelos indican la contribución de cada alternativa al objetivo.   

3) MÉTODOS DE ESTIMACIÓN Se utilizan para estimar valores de ocurrencia en los estados de la naturaleza (EN), costes de alternativas, … Se usan las siguientes técnicas en función del estado de conocimiento: o Modelos de opinión de expertos: DELPHI (se desarrollará más adelante). o Modelos cuantitativos paramétricos y no paramétricos. o Modelo de analogía histórica (Método de Williams). La aplicación de estos métodos está restringida a la existencia de analogías y datos históricos para una clase de producto, instalación o planta.

4) MÉTODOS DE EVALUACIÓN 4.1) Valor Técnico Ponderado (VTP) Técnica de decisión multicriterio tipo informacional.

Procedimiento      

Selección y análisis de criterios. Ponderación de criterios: matriz de dominancia binaria. Análisis de alternativas a evaluar. Valoración de alternativas para cada criterio. Determinación del VTP para cada alternativa. Descripción pormenorizada de la alternativa seleccionada y justificación.

4.2) Matriz de dominancia binaria Se evalúan los criterios uno a uno (pesos) y se establece la relación de dominancia.

relación de dominancia

4.3) Árboles de decisión El proceso de toma de decisiones se modela según un árbol de decisiones que soporta la alternativa y el EN, así como el coste. Simbología

Procedimiento 1. Se parte del nodo inicial (rectángulo). 2. Se construye el árbol considerando las posibles alternativas o estaos de la naturaleza en cada nivel, indicando su contribución a la utilidad final. Conforman las ramas del árbol con sus respectivos valores numéricos.

3. Se determinan las soluciones que se obtendrán de cada camino y su utilidad. 4. Para cada rama se “podan” las ramas que no son óptimas (comparar y eliminar el menor valor). 5. Se escoge la rama que posee un camino sin podar desde el nodo inicial a la solución.

4.4) AHP (Analityc Hierarchy Process) Permite estructurar problemas multicriterio de forma visual, mediante la construcción de un modelo jerárquico de tres niveles: objetivos, criterios y alternativas. Fundamentos - Estructura de modelo jerárquico. - Priorización de los elementos de este modelo. - Comparaciones binarias entre elementos. - Evaluación de los elementos mediante asignación de pesos. - Ranking de alternativas de acuerdo con los pesos dados. - Síntesis. - Análisis de sensibilidad. Ventajas  Presentan un sustento matemático.  Permite desglosar y analizar el problema por partes.  Permite medir criterios cuantitativos y cualitativos.  Verifica en índice de consistencia.  Genera una síntesis y permite realizar un análisis de sensibilidad.  Es fácil de usar. Fases del AHP 1) Estructura jerárquica de parámetros de evaluación: se establece un árbol de criterios con 4 niveles: 1.- Nivel 1: objetivo. 2.- Nivel 2: criterios. 3.- Nivel 3: subfactores. Que a su vez pueden ser cualitativos (se define una escala de valoración) o cuantitativos (se define una función de transformación de valores a escala de valoración). 4.- Nivel 4: alternativas. 2) Cálculo de vectores de prioridad: se realiza para cada nodo en cada nivel, habrá tantos vectores como nodos tenga el árbol. 2.1) Realización de la matriz de comparaciones pareadas. Se comparan los criterios y subfactores 2 a 2 según la siguiente escala de valores:

Ejemplo de matriz de comparaciones pareadas

2.2) Cálculo de la matriz de dominancia numérica: donde 𝑑𝑖𝑗 es cada elemento de la matriz, cuyo valor se saca de la matriz de comparaciones pareadas.

2.3) Obtención de los vectores de prioridad: obtención de vectores de prioridad: 𝐷 × 𝑊 = 𝜆 × 𝑊 → (𝐷 − 𝑊) = 0 Se escoge el vector propio w que posee el valor propio máximo 𝜆𝑚á𝑥. 2.4) Se verifica la consistencia del vector de prioridad: para ello se calcula el vector propio o aproximación, el índice de consistencia (CI) y ratio de consistencia (CR). El vector tendrá consistencia si CR≤0,1.

RI: random index, se saca de la siguiente tabla:

Para orden 1 y 2 siempre es consistente. 3) Evaluación de alternativas: mediante: cuestionarios. cálculo de valoración global/ valor AHP o ranking de alternativas.

4.5) ANP Proceso de análisis de redes (ANP) Es una generalización del AHP, sustituye las jerarquías por redes, con lo cual se puede aplicar a un abanico más amplio de decisiones (más complejas).

red o malla

árbol jerárquico

Principios ANP  

Hay muchas decisiones que no pueden estructurarse en jerarquías. No sólo la importancia de criterios determina la importancia de cada alternativa, además la importancia de las alternativas en sí determina la relevancia de los criterios.  La reducción de un problema a 3 niveles no refleja las interacciones reales dentro de ese problema.  Decir que un elemento domina sobre otro es decir que es más importante.  La predominancia puede ser directa (comparaciones por pareja) o indirecta (comparar elementos por parejas determinando la influencia de un tercer elemento sobre una propiedad), exclusiva de ANPFases ANP I. Fase 1: estructuración del problema: identificación de los elementos de la red (nodos). Alternativas y criterios, agrupación de los elementos en componentes.

Fase 2: matrices de comparación y vectores de prioridad: se procede como en AHP a realizar matrices de comparación pareadas, se sacan los pesos de cada nivel y se evalúa cada uno. III. Fase 3: obtención de la supermatriz: donde cada columna de 𝑤𝑖𝑗 es el autovector o vector propio de la influencia de los elementos del componente i sobre el j. Algunos de ellos deben ser cero, en aquellos casos donde los elementos no tengan ninguna influencia. IV. Fase 4: selección de la mejor alternativa. Nota: las fases tanto de AHP y ANP, se verán mejor reflejadas en la práctica 3. II....