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.

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。

DEMATEL和模糊认知图在地铁深基坑施工安全风险动态评估中的应用

为探究地铁深基坑施工安全风险因素动态作用规律,科学预防施工安全事故,针对目前缺乏因素系统识别、因果关系量化和动态推理分析等共性问题,提出一种基于决策试验和评估实验室(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory DEMATEL)与模糊认知图(Fuzzy Cognitive Map,FCM)的地铁深基坑施工安全风险分析方法。首先,通过理论分析与文献梳理,采用扎根理论识别风险因素;其次,结合专家调研与量化分析,利用DEMATEL方法分析风险因素的因果关系;再次,将DEMATAL决策矩阵转化为FCM模型的交互作用矩阵,展开风险因素的预测与诊断推理分析;最后,选取案例进行实证,验证模型方法的可用性与有效性。结果显示:因素X_(1)(人员安全风险意识)对其他因素的影响程度最高;因素X_(1)(人员安全风险意识)、X_(8)(安全施工组织设计方案)和X_(7)(施工安全风险管理措施)是排名前3的关键风险因素;完善安全施工组织设计方案是最有效的管控对策。

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。

基于AHP-DEMATEL的公路养护决策与计划实施后评估方法

针对当前中国在公路领域,尤其是公路养护领域后评价管理制度的缺失,该文提出一种基于层次分析法(AHP)与决策实验室分析法(DEMATEL)相结合的公路养护决策与计划实施后评估评价方法,建立公路养护决策与计划实施后评估模型,设计公路养护决策与计划实施后评估评价流程,计算出影响公路养护决策与计划实施后评估评价的关键因素和它们各自的综合权重。研究结果表明:结合公路养护决策与计划实施后的评估标准计算得到各级评估指标的综合权重,能够提高决策的精准性和效率,为项目计划的制定提供决策依据。

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—AISM的数字化施工影响因素分析

本文以数字化施工为研究对象,在总结数字化施工影响因素体系的基础上,构建了基于DEMATEL-AISM方法的数字化施工影响因素模型,系统分析了影响因素,筛选出主要因素及其作用路径,并对其进行可视化研究。通过分析,明确了数字化施工各影响因素之间的重要程度、因果关系及层次结构,提出了推动我国数字化施工发展的对策建议,为相关研究提供了参考。

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。

基于DEMATEL的建筑施工进度控制及多目标优化研究

针对目前建筑施工进度控制存在的工期延误、成本较高等问题,结合工程案例,通过决策实验室分析方法,构建一种建筑施工进度多目标控制管理模型。分析结果表明:项目施工进度主要影响要素包括生产规模、产能、运输、装配作业的熟练程度等,同时,该方法能够在工期固定的条件下很好地控制项目成本,使施工进度控制目标更具科学性和合理性。

基于DEMATEL-ISM-MICMAC方法的人群疏散中小群体影响因素研究

为探究人群疏散中小群体多因素交互影响的问题,基于DEMATEL-ISM-MICMAC方法对小群体影响因素进行分析。首先,梳理出小群体的影响因素,借助决策实验室方法(DEMATEL)得到直接影响矩阵,构造综合影响矩阵,确定各影响因素的影响度、被影响度、中心度、原因度;其次,利用解释结构模型法(ISM)确定各影响因素之间的关系,绘制可达矩阵,并将得到的结果进行层级分解,划分成表层、中间层和深层3个影响因素层级;最后,采用交叉影响矩阵乘法(MICMAC)划分各影响因素属性,分为自治要素、依赖要素、联系要素以及独立要素,然后验证分析小群体影响因素。研究结果表明:小群体各影响因素并非独立存在,而是相互关联、相互影响,其中,领导职务、群体规模大小对于人群疏散影响程度较大。该研究可为人群疏散中小群体模型的构建以及疏散管理提供理论基础。