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。

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。

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。

基于模糊DEMATEL BN的管制单位动态风险评估

为研究管制单位风险的动态性,提高风险评估的准确性,预防风险事故的发生,提出基于毕达哥拉斯模糊、试验与评估实验室(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)、贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)和模糊损失率的管制单位动态风险评估模型。首先识别管制单位风险因素;其次应用毕达哥拉斯模糊和DEMATEL模型探究风险因素之间的相互关系;再次将因素间的相互关系映射到BN,构建管制单位风险演化过程;然后确定先验概率,并以前兆数据作为输入信息,推导计算管制单位的动态风险概率;最后利用模糊损失率量化风险后果,计算管制单位的动态风险评估值。以某管制单位为例,对构建的管制单位动态风险评估模型进行了实证研究。结果表明:特情处置预案不合理等高严重后果概率持续上升的风险因素是该管制单位的风险管控的重点;t1~t5时间段该管制单位的动态风险评估值从1.035×10-2上升到1.1063×10-2。构建的管制单位动态风险评估模型克服了管制传统风险评估模型无法捕捉动态特征和过度依靠专家经验的不足,提高了评估的准确性,为管制单位控制和减少风险提供了决策支持。

System structural analysis of communication networks based on DEMATEL-ISM and entropy

A method of system structural analysis based on decision making trial and evaluation laboratory together with interpretative structural modeling(DEMATEL-ISM) and entropy is proposed to clarify system structure of communication networks and analyze mutual influencing degree between different networks.Mutual influencing degree and importance degree of elements are both considered to determine weights of elements,and the entropy of expert judgment results is used to omit unimportant influence relation and simplify system structure.Structural analysis on communication networks system shows that the proposed method can quantificationally present weights and mutual influencing degree of elements,and reasonably simplify system structure.The results indicate the rationality and feasibility of the method.

A new framework for evaluation of rock fragmentation in open pit mines

The main purpose of blasting in open pit mines is to produce the feed for crushing stage with the optimum dimensions from in situ rocks. The size distribution of muck pile indicates the efficiency of blasting pattern to reach the required optimum sizes. Nevertheless, there is no mature model to predict fragmentation distribution to date that can be used in various open pit mines. Therefore, a new framework to evaluate and predict fragmentation distribution is presented based on the image analysis approach. For this purpose, the data collected from Jajarm bauxite mine in Iran were used as the sources in this study. The image analysis process was performed by Split-Desktop software to find out fragmentation distribution, uniformity index and average size of the fragmented rocks. Then, two different approaches including the multivariate regression method and the decision-making trial and evaluation laboratory(DEMATEL) technique were incorporated to develop new models of the uniformity index and the average size to improve the Rosin-Rammler function. The performances of the proposed models were evaluated in four blasting operation sites. The results obtained indicate that the regression model possesses a better performance in prediction of the uniformity index and the average size and subsequently the fragmentation distribution in comparison with DEMATEL and conventional Rosin-Rammler models.

System failure analysis based on DEMATEL–ISM and FMECA

A new method of system failure analysis was proposed. First, considering the relationships between the failure subsystems,the decision making trial and evaluation laboratory(DEMATEL) method was used to calculate the degree of correlation between the failure subsystems, analyze the combined effect of related failures, and obtain the degree of correlation by using the directed graph and matrix operations. Then, the interpretative structural modeling(ISM) method was combined to intuitively show the logical relationship of many failure subsystems and their influences on each other by using multilevel hierarchical structure model and obtaining the critical subsystems. Finally, failure mode effects and criticality analysis(FMECA) was used to perform a qualitative hazard analysis of critical subsystems, determine the critical failure mode, and clarify the direction of reliability improvement.Through an example, the result demonstrates that the proposed method can be efficiently applied to system failure analysis problems.

基于DEMATEL/ISM集成的重大护栏交通事故的核心风险因素

为研究重特大护栏类交通事故(MGTA)的形成致因,依据人、车、路、环、管5类事故特征进行深度数据挖掘,构建MGTA核心风险因素体系。基于DEMATEL(决策试验与评价实验室)分析法与ISM(解释结构模型)法的集成分析,确定了事故关键核心风险因素及因素间的因果关系、作用路径和层级结构。结果表明:MGTA形成是风险因素间相互耦合作用的结果,驾驶人因素和管理因素是事故预防的重要根源;安全意识薄弱、违反道路规则行驶、操作不当、超速行驶、驾驶人监管疏漏和车辆监管疏漏是影响事故形成的关键核心风险因素,其中驾驶人监管疏漏和车辆监管疏漏为关键根源因素,具有高驱动性。

基于DEMATEL-ISM的高校实验室火灾爆炸事故影响因素分析

为分析高校实验室火灾爆炸事故风险因素,以2001-2021年56起高校实验室火灾爆炸事故的特征及影响因素为基础,构建11个高校实验室火灾爆炸事故风险影响因素,采用DEMATEL-ISM方法分析影响因素间的层次关系,提出实验室火灾爆炸事故防范措施。结果表明:在实验室火灾爆炸事故中,人为因素、设备因素和管理因素导致的事故占比较高;实验室火灾爆炸事故影响因素可分为直接因素、中间因素和深层因素3个层次;实验人员安全意识薄弱、实验设备存在安全隐患、实验条件存在安全隐患、实验安全检查不当、安全规章制度缺乏这5个因素应予以重点关注;应从安全制度建设、加大安全投入等方面提升实验室安全性。

基于DEMATEL、AHP和ANP方法的铁路行车安全有效性评估

为加强中国台湾地区铁路交通安全管理体系的有效性,基于欧盟和日本的实践经验,整理出5个主要关键因素和18个次要关键因素.采用多标准决策实验方法和层次分析法,计算各因素的相互依赖性,并结合问卷进行实证分析.使用分析网络过程方法评估各因素之间的相关性,并进行相对权重排序.结果表明,提高铁路安全的5个最重要因素依次为安全风险管理、最高管理层的承诺、安全责任与关键人员、安全政策目标与资源、安全教育训练与适任性管理.调查问卷显示,提升有效性的关键在于改善组织文化.检验现有铁路安全管理系统作业、提升关键人员的专业水平与展现最高管理层决心是首要推动重点,持续推进落实安全文化才能逐步提升铁路安全的有效性.

A Study on the Factors Influencing Value-Added in the Cruise Ship Value Chain Based on the DEMATEL-ISM Model

Cruise value chain is to take the exchange of cruise products and services as the core in a certain spatial scope,and enterprises with core advantages within or between different industries establish associations in accordance with certain technical and economic conditions,so as to realise the multi-dimensional extension and value appreciation of the cruise value chain in the vertical and horizontal links,and ultimately establish a chain-network type of enterprise strategic alliance.This paper tries to analyse the value-added factors of the cruise industry chain by constructing a multi-level hierarchical structural model with reference to the influencing factor analysis methods of relevant literature-DEMATEL(Decision Making Experiment and Evaluation Experiment)and ISM(Interpretative Structural Model).The study shows that the innovation and scale value-added module in the upstream of the cruise industry chain is the core module of value-added of the whole cruise industry chain,and the value-added mainly originates from the design and manufacturing of cruise ships.The middle reaches of the cruise industry chain are mainly cruise operation enterprises,and the specificity of cruise operation determines that its brand value-added is mainly accomplished through the global layout of multinational corporations,and the cruise brand is able to drive the consumption demand and has value-added ability.The downstream value-added of the cruise industry chain is mainly realised through the increase in profits of cruise tourism service products.

基于ITFN-DEMATEL的联合收割机驾驶人员关键行为形成因子研究

为提高联合收割机驾驶过程中的人机交互安全性,研究驾驶人员的关键行为形成因子(PSF)。在PSF系统化分类方法的基础上,采用文献分析法和专家判断法构建联合收割机驾驶PSF体系;结合梯形直觉模糊数(ITFN)与决策试验与评价实验室(DEMATEL)方法,确定PSF的专家直觉评分集并进行模糊化处理,构建直觉关系模糊影响矩阵,通过模糊运算转化为综合关系模糊影响矩阵,计算PSF的中心度和原因度,提出关键因子;最后运用计算机仿真对结论进行灵敏度分析。结果表明:PSF关系模型有效,能正确描述PSF之间的因果关系;19个PSF相互之间的综合影响度为2.87,中心度均值为5.75,其中态度、技能、经验、显示方式、显示界面布局、操纵装置布局、前向视野、安全教育、作业监管、操作规程、监管机构等11个要素的中心度大于均值或原因度高于0。