Understanding Applications and Best Practices of DEMATEL:A Method for Prioritizing Key Factors in Multi-Criteria Decision-Making

Decision Making Trial and Evaluation Laboratory(DEMATEL)method is a powerful tool for understanding and visualizing the causal relationships among factors in complex decision-making problems.The method uses diagrams and matrixes to map out the causal relationships and interdependencies among factors,allowing decision-makers to identify key drivers and potential solutions to the problem.DEMATEL has a wide range of application areas,including supply chain management,environmental planning,healthcare,finance,and engineering,among others.The DEMATEL method is a valuable tool for decision-makers who need to understand the complex causal relationships among factors in order to make informed decisions.The method provides a structured approach for analyzing and prioritizing factors and for identifying potential solutions to complex problems.This paper describes the main features of this method,its application areas as well as the main process steps in the DEMATEL method.

A Simple Additive Weighting Method for Time-SeriesMultiindices Decision Making and Its Applications

This paper takes the evaluation of overall economic benefit by an example and proposes a simple additive weighting method for time-series multiindices decision making. The method can automatically determine the weight coefficients among the multiindices and the years respectively and it also can obtain the objective evaluation results and conclusions.

装配式建筑吊装施工安全关键风险分析的改进DEMATEL方法

为了解决装配式建筑吊装施工安全风险评估体系缺失、演化路径不清的共性问题,提高施工安全科学管理水平,提出了一种基于改进决策试验与实验室评估法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)的关键风险识别与演化路径分析方法。基于扎根理论构建装配式建筑吊装施工安全风险评价指标体系,利用基于组合数有序加权算子(Combination Ordered Weighted Averaging,C-OWA)改进直接影响矩阵,建立DEMATEL模型决策矩阵,并通过因果关系图识别关键风险因素,探究关键风险演化路径,以武汉市某工程项目为背景开展实证研究。结果表明:该项目存在X_(1)(工人的专业水平与素质差)、X_(5)(工人的技能培训与安全教育不到位)、X_(15)(人员没有进行定期的安全培训)、X_(18)(现场施工安全管理水平低)、X_(19)(风险意识缺乏)等关键风险因素;在4条基础路径和2条复合路径中,复合路径的权重高于基础路径,随着关键风险之间直接和间接作用的复杂化,发生风险事件的可能性将逐步增加;复合路径除了通过基础路径与关键风险耦合得到以外,还可以通过基础路径的相互作用演化得到。

基于模糊DEMATEL-超效率DEA的可再生能源发电技术综合效益评估方法

“双碳”目标下,各类可再生能源发电技术发展迅速,综合权衡不同可再生能源发电方案的综合效益对可再生能源的优化设计具有重要意义。综合考虑经济效益、环境效益、能源效益和社会效益4个层面,提出了一种基于模糊决策试验和评价实验(decision making trial and evaluation laboratory,DEMATEL)与超效率数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)模型的可再生能源发电技术综合效益评估方法。该方法分为投入-产出指标体系构建和综合评估2个阶段。首先,利用三角直觉模糊数处理模糊评价信息,将其与DEMATEL相结合量化各指标之间相互影响关系,基于指标间逻辑分析结果建立投入-产出评估指标体系。然后,基于超效率DEA模型对各可再生能源发电方案进行评估排序,结合投入冗余和产出不足分析结果给出各方案的针对性改善建议,以期为进一步选择和确定可再生能源产业发展战略提供参考。最后以某省10类可再生能源发电单元为研究对象,基于所提研究方法进行综合评估和分析,并与多准则妥协解排序法和熵权法进行对比分析,验证了所提方法的有效性。

基于BP-DEMATEL的山西省冬小麦水足迹影响因素识别

针对山西省冬小麦水足迹历史演变及关键影响因素识别问题,分析了1993—2021年山西省冬小麦水足迹历史演变规律,利用BP神经网络-决策实验室(BP-DEMATEL)模型对冬小麦水足迹演变的关键影响因素进行识别,将其分为驱动型因素及特征型因素,并揭示了影响因素之间的作用机制。结果表明:1993—2021年山西省冬小麦水足迹及单位水足迹均呈下降趋势;2021年山西省冬小麦总水足迹为27亿m^(3)(蓝水占比57%),单位水足迹为1 122 m^(3)/t,与前期高点相比分别下降38%(较1994年)和21%(较1993年);气温、相对湿度和灌溉面积为冬小麦水足迹演变的关键驱动型因素,化肥施用量和农业机械总动力为关键特征型因素。

基于DEMATEL-AISM的起重驾驶员态势感知与行为响应模型

为深入挖掘起重驾驶员态势感知信息-行为的因果关系,结合ENDSLEY态势感知模型与决策实验室分析(DEMATEL)-对抗解释结构模型(AISM)方法,构建起重驾驶员态势感知与行为响应模型。首先,以起重作业任务为研究对象,使用态势感知理论分析驾驶员行为响应过程,获取信息要素;其次,基于DEMATEL法,量化研究要素间的相互关系,得到综合影响矩阵,进而分析要素的属性及特征值,确定模型的关键要素;最后,采用AISM获得原因-结果属性稳定的层级结构,据此构建起重驾驶员态势感知与行为响应信息模型。结果表明:得到包含轨迹预测与规划、避碰等关键要素的22个要素及影响关系构成的5层信息模型;而且,模型明确了信息要素属性特征、影响关系及影响程度,较好地解释了驾驶员态势感知及行为响应过程。

结合STPA和DEMATEL-ISM的民机起落架收放系统风险研究

为从系统整体角度完成对起落架收放系统的风险辨识和影响分析,将系统理论过程分析(Systematic Theory Process Analysis,STPA)与决策实验室分析-解释结构模型(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory Interpretive Structural Modeling,DEMATEL-ISM)相结合来开展分析。首先,定义事故和系统级危险,以民机进近阶段放下起落架为例,运用STPA完成对风险因素的系统化辨识;其次,基于最大平均熵减(Maximum Mean De-entropy,MMDE)算法帮助DEMATEL-ISM模型确定阈值,完成对风险因素影响的重要性分析并识别可能引发系统级危险的风险传递路径,据此挖掘关键致因场景,以给出风险预防建议。结果显示:线路性能退化或失效、位置作动控制组件(Position Action Control Unit,PACU)核心处理器故障为关键原因因素,收放作动筒作动异常、机组成员操作不当、起落架指示灯显示异常、起落架液压选择阀作动异常、PACU信息接收有误为关键结果因素,这些因素均涉及多条可能引发系统级危险的风险传递路径,应予以重点控制。

基于改进DEMATEL-ISM的钢桁梁桥施工风险影响因素研究

为提高钢桁梁桥施工过程中的安全管理,对钢桁梁桥施工中的风险因素进行分析,提出了一种基于改进DEMATEL-ISM的评价方法,首先引入三角模糊数对DEMATEL法中的直接影响矩阵进行改进,从而去模糊化以减少专家评价的主观性,再通过DEMATEL法分析各影响因素的影响度、被影响度、中心度与原因度并加以排序,对得到的主要影响因素进行初步分析,利用ISM法对筛选出的影响因素进行层次划分,得到直接层影响因素、过渡层影响因素与本质影响因素,并针对分析得到的5个本质影响因素提出深入的预防预警措施,可为钢桁梁桥施工方向的安全管理提供针对性措施,为事故预防提供一定的参考依据。

基于DEMATEL-AISM的矿山救护指挥员能力素质研究

为探究矿山救护指挥员能力素质要素及相互间的关系,促进矿山应急救援水平的进一步提升,通过文献研究和界值法分析,从政治素质、身体素质、业务素质、心理素质和管理素质5个方面筛选能力素质的核心要素,建立矿山救护指挥员能力素质指标体系,采用决策实验室算法和对抗解释结构模型联用的方法,构建因果关系和对抗多层拓扑结构,分析了矿山救护指挥员能力素质的多要素重要程度和耦合关系。结果表明,应急救援理论和知识、心理承受能力、纪律意识、对党忠诚是有效提高矿山救护指挥员能力素质的重要因素,避免队伍自身伤亡能力、临危不乱、应急救援决策能力和灾害事故研判能力是关键要素,避免队伍自身伤亡能力为帕累托最优集。

基于改进STPA-DEMATEL的智能航电系统致因要素分析

针对智能航电系统在非线性耦合运行场景下产生的预期功能安全(safety of the intended functionality,SOTIF)问题,提出一种将系统理论过程分析(systematic theory process analysis,STPA)与决策试验与评价实验法(decision-making trial and evaluation laboratory,DEMATEL)相结合的致因分析框架。首先,在定义系统级危险的基础上构建安全控制结构,识别其不安全控制行为并提取与智能化缺陷相关的STPA致因要素。接下来,引入毕达哥拉斯模糊加权平均算子和闵可夫斯基距离对传统DEMATEL方法进行优化,专家根据控制反馈回路对致因要素进行评价并计算其中心度与原因度。最后,分析STPA致因要素与SOTIF致因属性之间的映射关系,给出关键致因要素的风险减缓措施。以单一飞行员驾驶(single-pilot operation,SPO)模式下的虚拟驾驶员助理系统为例说明了所提方法的可行性与有效性。研究结果表明,改进的STPA-DEMATEL方法可以有效识别关键致因要素,且能够克服专家评价的模糊性与不确定性,为智能航电系统的安全性设计提供了参考依据。

基于文本挖掘和改进DEMATEL法的化工事故关键因素识别

为从历史化工事故中吸取经验教训以指导化工安全生产管理实践,提出基于文本挖掘和改进决策实验室分析法(DEMATEL)的化工事故关键因素识别方法。首先,利用文本挖掘技术充分挖掘1627份化工事故调查报告的文本信息,结合相关文献及法律法规提取14项化工事故影响因素;然后,使用基于α水平集的模糊DEMATEL法计算化工事故影响因素表现水平,识别出关键因素;最后,分析关键因素与其他因素之间的相互关联性并揭示化工事故产生机制。结果表明:8项化工事故因素被识别为关键因素,分别是极端天气、规章制度、技术规程、隐患排查、风险管控、教育培训、监督管理、经营管理;同时,8项关键因素对设施设备、物料反应、职业素养、岗位职责、应急管理、安全投入等影响因素产生直接影响,最终导致化工事故发生。

基于IPFS-DEMATEL-ISM的容器安全威胁关键战术要素研究

为解决电力能源企业“上云”引发的云原生容器安全威胁问题,提出融合区间毕达哥拉斯模糊集(IPFS)、决策试验与评价实验室(DEMATEL)和解释结构模型法(ISM)识别容器安全关键战术要素。首先,基于IPFS提取安全专家对容器入侵威胁战术要素的经验判断,其次,应用DEMATEL和ISM识别容器安全威胁的关键战术要素及要素间的层级拓扑关系。结果表明:持久化和权限提升2个战术阶段的中心度和原因度较高,在整个云原生安全威胁体系中居于核心地位,这2个阶段的安全攻击行为需持高优先级关注;执行和持久化战术阶段的威胁攻击是云原生容器安全的本质要素,初始访问、窃取凭证以及横向移动战术阶段的威胁最直接影响云原生容器安全。研究提出的IPFS-DEMATEL-ISM法相较DEMATEL-ISM和集成三角模糊数的DEMATEL-ISM法在识别容器安全威胁关键战术要素时具有更好区分度和简约解释性。

Selecting suitable key supplier for core components during smart complex equipment central-private enterprises collaborative development process:from two different forms of evaluation information and matching perspective

With the development of central-private enterprises integration,selecting suitable key suppliers are able to provide core components for smart complex equipment.We consider selecting suitable key suppliers from matching perspective,for it not only satisfies natural development of smart complex equipment,it is also a good implementation of equipment project in central-private enterprises integration context.In in this paper,we carry out two parts of research,one is evaluation attributes based on comprehensive analysis,and the other is matching process between key suppliers and core components based on the matching attribute.In practical analysis process,we employ comprehensive evaluated analysis methods to acquire relevant attributes for the matching process that follows.In the analysis process,we adopt entropy-maximum deviation method(MDM)-decision-making trial and evaluation laboratory(DEMATEL)-technique for order preference by similarity to an ideal solution(TOPSIS)to obtain a comprehensive analysis.The entropy-MDM is applied to get weight value,DEMATEL is utilized to obtain internal relations,and TOPSIS is adopted to get ideal evaluated solution.We consider aggregating two types of evaluation information according to similarities of smart complex equipment based on the combination between geometric mean and arithmetic mean.Moreover,based on the aforementioned attributes and generalized power Heronian mean operator,we aggregate preference information to acquire relevant satisfaction degree,then combine the constructed matching model to get suitable key supplier.Through comprehensive analysis of selecting suitable suppliers,we know that two-sided matching and information aggregation can provide more research perspectives for smart complex equipment.Through analysis for relevant factors,we find that leading role and service level are also significant for the smart complex equipment development process.

基于Grey-DEMATEL-ISM法的化学化工类专业学生实验不安全行为的影响因素研究

为预防和减少化学化工类专业学生实验安全事故,综合分析了2012—2022年间发生的66起高校实验室安全事故致因,并参照人因分析和分类系统模型,共提取出实验不安全行为的17个影响因素;应用基于灰色理论的决策试验评价与解释结构模型(Grey-DEMATEL-ISM)法对影响因素及其相互关系进行了评估和判断,构建了影响因素的多层递阶解释结构模型,并分析了各因素对实验不安全行为的影响情况。结果表明:高校实验室的组织制度和组织过程是影响学生实验不安全行为的本质因素;物理环境、监督检查、技术环境、精神状态、实验指导、资源管理、管理计划、问题纠正和生理状态是造成学生实验不安全行为的过渡因素;学生的偶然性违规、认知偏差、习惯性违规、机体活动能力、决策偏差和技能偏差是导致实验不安全行为的表层因素,对不安全行为有直接影响。各种影响因素的属性分类可为有效防控高校实验室安全事故提供参考。

基于DEMATEL-ISM的时敏目标打击链作战体系效能因子分析

时敏目标打击链作战体系结构关系复杂,构成要素众多,针对传统效能评估方法采用有序层次树形结构的评估模型在描述体系效能指标之间关系的不足,提出时敏目标打击链作战体系效能因子关系分析和建模方法。依据时敏目标打击流程、链路要素构成等获取效能因子集合。采用DEMATEL-ISM方法将定性的专家经验和知识转化成定量的数据,通过图论和矩阵工具分析时敏目标打击链作战体系效能因子的关系结构,筛选出影响体系效能的关键因子和驱动力因子,展现效能因子的层级结构和影响路径,并根据分析结果,提出打击链作战体系效能提升的建议。

社会网络环境下双驱动DEMATEL的群智知识融合应急决策方法

针对多属性应急群决策中决策属性缺少数据支持和公众难以参与决策过程的问题,提出了一种使用信任网络计算专家权重和融合公众知识与专家知识的双驱动模型的应急决策方法。首先,考虑传统模型只能依赖主观经验的不足,通过分析社交媒体中的文本数据来获得公众意见,并使用词频-逆文档频率算法(Term Frequency-Inverse Document Frequency, TF-IDF)提取意见中的关键信息,以公众大数据来获得数据驱动因素,同时,通过决策专家提供的专家知识,为决策过程提供知识驱动因素,构成双驱动的决策实验室分析法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)模型来建立评价属性体系,模型中影响因素的相互作用程度由公众大数据与专家评价共同决定,以得到公众知识数据与专家知识评价融合的结果;其次,使用社会网络表示专家之间的信任关系与信任强度,并通过Louvain算法对专家进行聚类,通过社会网络中节点的度中心性与接近中心性,得到个体的权重进而计算出各聚类权重,使用直觉模糊加权平均算子(Iterative Fuzzy Weighted Averaging, IFWA)结合决策偏好与属性权重,通过得分函数计算备选方案的得分,并依据得分结果对方案排序以得到最优的解决方案;最后,结合“7·20”郑州市突发暴雨案例证明了本方法的可行性和有效性。

基于DEMATEL-ISM-MICMAC的斜(竖)井施工事故致因研究

为深入分析抽水蓄能电站斜(竖)井事故致因因素的属性特征,提高抽水蓄能电站斜(竖)井施工的安全性和可靠性,运用扎根理论对98起斜(竖)井事故进行编码,提取出91个致因因素;采用决策实验室分析法(DEMATEL)定量分析各个致因因素之间的相互关系;运用解释结构模型(ISM)对风险因素开展层级特征分析,并构建多层递阶结构模型;通过交叉影响矩阵相乘(MICMAC)的方法,进一步分析风险因素的属性特征。结果表明:A14安全风险辨识不到位等11个因素的中心度值相对较高,需重视,且土体滑落需进一步加强管控;致因因素可划分为自治、依赖、关联和独立4类要素,7个层级,并明确各层级致因因素的属性特征,其中,管理原因属于关联因素,是斜(竖)井施工事故发生的高发因素。研究结果可为预防斜(竖)井事故的发生提供理论参考。

基于AHP-DEMATEL的多功能露营桌设计研究

为解决现有露营桌同质化严重,无法充分满足用户需求的问题,结合层次分析法和决策实验与评价实验室法分析用户对露营桌的需求权重,为露营桌设计方案提供依据。首先,通过用户访谈收集用户原始需求,利用KJ法对用户原始需求进行整合归纳。其次,采用层次分析法计算用户需求各指标初始权重,再使用DEMATEL对权重进行修正,得出各指标中心度。最后,对各项需求的初始权重及中心度进行加权处理,创建综合影响度并对各项指标进行排序分析。在此基础上,以露营桌为例,验证了AHP-DEMATEL模型的有效性。结果表明:该设计方法能有效提高设计效率,使开发流程更具科学性,为露营产品设计提供设计理论依据。

灰色理论和DEMATEL在城市燃气管道风险评价中的运用

针对城市燃气管道风险评价时存在各因素相互作用会影响评价结果的问题,通过分析以往燃气事故发生原因、行业专家意见和相关规范标准,筛选整理出4项一级指标和19项二级指标,建立城市燃气管道风险评价指标体系。为保证城市燃气管道风险评价的准确性,引入灰色理论与决策试验法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)。首先,基于此方法分析各因素之间的影响关系;然后,得出各指标因素在评价指标体系中的重要程度;最后,对中心度进行归一化处理得到各影响因素的权重,结合模糊综合评价的方法对燃气管道进行风险评价。结果表明:阴极保护失效、管道运行年限、管道保护装置和人为破坏是导致燃气管道失效最重要的4个因素,燃气管道的风险等级为中等;分析结果与实际工程相吻合,证明该方法能够有效评估燃气管道风险。

基于地理信息技术和模糊层次分析-模糊决策试行与评价实验方法(AHP-DEMATEL)的区域大型光伏电站选址指标体系构建:以内蒙古为例

以往关于大型光伏电站选址研究中,采用层次分析(AHP)方法的指标间相互独立,指标权重还有改进空间,同时指标间存在一定的交叉和冗余,为此,通过对在不同自然、社会条件地区建设大型光伏电站选址研究的指标进行对比和筛选,研究区域大型光伏发电站建设选址的典型指标体系。考虑到人工成本和民众接受度在区域大型光伏发电站项目建设中的重要影响,在已有主要指标基础上增设上述两个指标,构建包括资源、环境、经济、社会4个维度的区域大型光伏发电站选址评价指标体系,并以内蒙古为例,在地理信息技术(GIS)环境中采用AHP与决策试行与评价实验法(DEMATEL)对所获取的数据进行归一化处理,对有关指标赋权,从而绘制区域大型光伏发电站建设的空间适宜性分布地图,实现可视化数据分析。在综合考虑辐射强度、日照时间、坡度以及经济水平等因素后得出,选址在内蒙古西南部的适宜度高于东北部,其中最适宜地区位于巴丹吉林、腾格里、乌兰布和沙漠及毛乌素沙地;而腾格里沙漠西侧及巴丹吉林沙漠等地基础设施建设薄弱、交通不便,应稍后发展。研究结果与内蒙古已建成的大型集中式光伏发电站分布情况相符,模型的可靠性得以验证。