[논문]전문가 설문에 의한 AHP 가중치 산출의 적용한계에 관한 연구

김웅이; 김도현; 최연철

전문가 설문에 의한 AHP 가중치 산출의 적용한계에 관한 연구
A Study on application limitation of AHP priority vector with Expert measurement 원문보기

한국항공운항학회지 = Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics, v.18 no.3, 2010년, pp.92 - 98

김웅이 (한서대학교 항공교통학과) , 김도현 (한서대학교 항공교통학과) , 최연철 (한서대학교 헬리콥터조종학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The AHP methodology compares criteria, or alternatives with respect to a criterion, in a natural, pairwise mode. AHP has been applied in a wide variety of applications multi objective decision making being just one. If a group of expert with different aspect, they need some way to revise expert group. We proposed the concatenation of expert to survey the AHP pairwise question for multi-attribute decision making. In this paper, we suggest a way to revise the expert's priorities in hierarch using concept of different group opinion.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서 AHP가 기지고 있는 문제점을 분석하기 위해 이해관계가 뚜렷한 의사결정분야에서 AHP 의사결정모형의 설계와 분석을 수행하며, 그 유용성을 검증하고 문제점을 제시하는 연구를 수행하였다. 이를 극복하기 위해서는 AHP 가 가지고 있는 고유의 성질과 특성을 파악하여 적합한 AHP의 적용이 될 수 있도록 그 방법을 제시하였다.
본 연구는 이미 광범위하게 적용되고 있는 AHP 기법에서 전문가 평가의 객관성에 문제점이 있을 수 있다는 것을 지적하였다. AHP의 조사가 객관적인 전문가를 대상으로 한다는 가정하에서 조사된다면 문제는 없을 것이다.
본 연구에서는 AHP 조사에서 이해관계가 포함된 설문 결과 비교를 위해 조종사 또는 조종경력자 15명, 관제사 또는 관제경력자 15명 2가지 부류에 대한 조사를 수행하였다. 이를 통해 이해관계가 완전히 구분된 두 종류의 전문가 집단의 평가의 비교를 할 수 있다.
본 연구에서는 전문성과 객관성의 검증 없는 일반적인 AHP 분석에서의 오류를 분석하고자 편중된 이해관계가 있는 전문가를 대상으로 AHP 결과를 분석해 보았다.
의사결정에서는 이해관계가 존재하고 있어 객관적인 평가를 위해 다기준/다속성 환경하에 판단을 하고자 한다. 그러나 전문가들에 의한 평가를 실시할 경우 해당 전문가들은 완전히 객관화된 평가를 하기에 어려운 점이 많다.
본 논문에서 AHP가 기지고 있는 문제점을 분석하기 위해 이해관계가 뚜렷한 의사결정분야에서 AHP 의사결정모형의 설계와 분석을 수행하며, 그 유용성을 검증하고 문제점을 제시하는 연구를 수행하였다. 이를 극복하기 위해서는 AHP 가 가지고 있는 고유의 성질과 특성을 파악하여 적합한 AHP의 적용이 될 수 있도록 그 방법을 제시하였다.

가설 설정

넷째, 기대성(expectations)이다. 의사결정의 목적에 관한 사항을 계층이 완전하게 포함하고 있다고 가정한다.
둘째, 동질성(homogeneity)이다. 중요도는 제한된 범위 내에서 정해진 척도(bounded scale)에 의해 표현한다.
넷째, 기대성(expectations)이다. 의사결정의 목적에 관한 사항을 계층이 완전하게 포함하고 있다고 가정한다.
첫째, 전문가 평가에서 대안설정에 영향을 줄 수 있는 이해관계가 배제되어야 적합한 의사결정이 이루어 질 것이다. 만일 그렇지 않더라도 최대한 이해관계를 조정한다면, 적합한 최종대안이 설정될 것이다.

제안 방법

조종사에 대한 AHP 분석 결과는 다음과 같다. 1계층의 활주로 침범요소에 대해 세부적인 위험요소를 평가하는 것이며, 최종 대안으로는 신규 시스템 도입과 현시스템 유지에 대하여 최종 의사결정하는 것이다.
4단계는 가중치의 종합화 방법으로 Saaty는 그룹평가방법과 수치통합 방법으로 산출하였다. 그룹평가방법은 계층이 많거나 평가요소가 많을 경우 가중치를 구하는 것이다.

대상 데이터

AHP 분석에서 전문가들은 이해관계가 있는 2가지 부류에 대해 조사하였다. 본 연구에서는 2009년 수행된 김포공항 활주로 시야거리 위험평가(김도현, 한국공항공사 용역보고서, 2009)의 AHP 조사를 대상으로 하였으며, 계층은 다음과 같다.
이러한 결과를 보면, AHP에서 전문가인 평가자들의 중립성이 보장되지 않는다면, 다기준평가 역시 적용에는 문제가 있음을 나타낸다. 만일 전문가 평가자들에 대한 중립성의 평가 조정 후 AHP의 분석을 수행한다면, 적절한 의사결정을 할 수 있을 것인가? 이를 위해 편이를 방지하기 위해 전문가들을 조종사, 관제사, 지상운영자를 대상으로 조사하였으며 각각 5명씩 대상으로 조사하였다. Table 6과 같은 지역 우선순위는 관제사의 조사와 100% 일치하였다.

이론/모형

그룹평가방법은 계층이 많거나 평가요소가 많을 경우 가중치를 구하는 것이다. 수치통합방법은 Aczel과 Saaty(1983) 연구에서 기하평균을 이용하였고, Lockett(1986)은 고유벡터를 구한 후 산술평균하여 가중치를 통합하였다. Barzilai(1987)은 고유벡터 값을 기하평균하여 수치통합하는 방법을 사용하였다.

성능/효과

결국, 본 연구를 통해서 이해관계가 분명한 전문가 집단에서 계층화된 쌍대비교에 의한 의사결정체계는 상당부분 신뢰성 있는 의사결정의 수단임을 알 수 있다. 연구에서는 가장 극단적인 두 이해관계 집단의 전문가를 대상으로 AHP를 분석한 결과 일부 우선순위(지역 우선순위)와 가중치의 일치함을 볼 수 있었으며, 전문가의 조정 후 AHP를 적용하였을 경우 거의 유사한 우선순위와 대안설정이 가능한 것으로 판단된다.
4계층 요소를 평가의 우선순위로 할 경우 1~3순위를 제외하고 나머지 순위는 다르게 나타났다. 그러나 조종사, 관제사, 전문가 조정후 평가의 우선순위는 세부적으로 차이가 있으나 해당 항목들의 순서는 상당부분 일치하는 것으로 나타났다. 즉, 이해관계가 있다고 해도 쌍대비교에 의해 우선순위의 결정에는 상당히 객관적인 대답을 했다고 볼 수 있다.
조종사는 활주로 상에서 관제사에 의한 부적절한 지시 요소가 활주로 침범의 더 큰 요소라 응답되었다. 대안의 결정에서는 신규시스템을 도입해야 한다는 최종 대안의 평가치가 높았다.
관제사의 경우에는 활주로 상에서 조종사에 의한 지시불이행 요소가 활주로 침범의 더 큰 요소라 응답되었다. 대안의 결정에서는 현행 시스템 유지하고 다른 방법을 모색하는 것이 최종 대안의 평가치가 높았다.
둘째, 최종대안이 소수(1~2개)일 때는 이해관계에 따라 대안의 설정이 평가자의 주관성에 영향을 받을 수 있으나, 만일 대안의 다수일 경우 분석결과와 마찬가지로 최종 순위에서는 동일 할 수 있으므로 이해관계가 많은 의사결정일 경우 대안의 수를 많이 한다면, 적합한 의사결정에 도달할 수 있다.
그러나 계층화된 쌍대비교는 이러한 편이를 최소화 할 수 있는 방법이며, 전문가의 객관성이 일부라도 조정된다면, 최적의 결과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 편중된 이해관계자를 대상으로 절대적인 비교를 하였으나, 그 결과는 예상외로 상당부분 일치성이 있음을 알 수 있었다. 그러므로 AHP 분석에서 편중된 전문가 설문이 우려될 경우 다음과 같이 적용하는 것이 바람직하다.
[3][4] 국내연구에서도 황규승(1989)는 AHP 기법에 의해 산출되는 중요도의 신뢰성을 실증분석하였다. 분석에서는 AHP 계층과 비계층을 분리하여 분석하였으며, 순위를 결정하는 목적에 사용시 차이가 있다는 결론을 얻었다. 이러한 문제점은 계층구조의 설계를 위한 정형화된 방법론이 없으며, 연구자에 의해 계층화를 진행하여 특정한 전문가의 의견과 이해관계가 반영될 수밖에 없는 구조가 될 가능성이 있다.
결국, 본 연구를 통해서 이해관계가 분명한 전문가 집단에서 계층화된 쌍대비교에 의한 의사결정체계는 상당부분 신뢰성 있는 의사결정의 수단임을 알 수 있다. 연구에서는 가장 극단적인 두 이해관계 집단의 전문가를 대상으로 AHP를 분석한 결과 일부 우선순위(지역 우선순위)와 가중치의 일치함을 볼 수 있었으며, 전문가의 조정 후 AHP를 적용하였을 경우 거의 유사한 우선순위와 대안설정이 가능한 것으로 판단된다.
그럼에도 불구하고 AHP의 계층화된 쌍대비교는 상당히 객관화된 의사결정을 할 수 있도록 해 준다. 이러한 근거가 본 연구에서의 결과이며, 객관적 평가의 도구로서 AHP가 적합한 수단임을 볼 수 있는 실험결과를 도출하였다.

후속연구

수리적으로 객관성을 판단하기는 어렵지만, 계층화된 쌍대질문은 상당부분 객관성을 이끌어 내는데 큰 도움이 되는 방법임을 본 연구를 통해 얻어냈으며, 이를 실제 수학적인 검증절차를 통해 분석해야 할 것이다. 그러므로 향후 연구는 이러한 수학적 검증에 초점을 두고 AHP의 이론을 검증할 필요가 있다.
셋째, 이해관계가 많은 대안일 경우 가중치를 이용하여 대안들에 가중치가산 점수에 의한 추가 평가를 수행하는 것이 적합할 것이다. 예를 들어 도출된 가중치에 각 대안별로 요인을 평가하고 가중치를 계상한다면, 적절한 평가의 기법이 될 수 있을 것이다.
그러나 현상에서는 이러한 객관화가 보장될 수 없으므로 AHP를 주관적 평가에 맞추어 분석할 수 있다는 단점이 있다. 수리적으로 객관성을 판단하기는 어렵지만, 계층화된 쌍대질문은 상당부분 객관성을 이끌어 내는데 큰 도움이 되는 방법임을 본 연구를 통해 얻어냈으며, 이를 실제 수학적인 검증절차를 통해 분석해야 할 것이다. 그러므로 향후 연구는 이러한 수학적 검증에 초점을 두고 AHP의 이론을 검증할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	AHP를 적용하기 위한 4가지 공리는 무엇인가?	첫째, 역수성(reciprocal)이다. 의사결정자는 동일한 계층 내에 있는 2개 요인을 짝지어 비교할 수 있어야만 하고, 그 선호의 강도를 표현할 수 있어야 한다. 이러한 선호의 강도는 역수조건을 만족시켜야만 한다. 예를 들어 A가 B보다 x배 중요시 된다면, B는 A보다 1/x배 중요하다는 의미가 된다. 둘째, 동질성(homogeneity)이다. 중요도는 제한된 범위 내에서 정해진 척도(bounded scale)에 의해 표현한다. 셋째, 종속성(dependency)이다. 한 계층의 요소들은 인접한 상위계층의 요소에 대하여 종속적이어야 한다. 그러나 상위계층의 모든 요소에 대하여 인접한 하위계층 내에 모든 요소들 간에 독립성이 확보되어야 하는 것은 아니다. 넷째, 기대성(expectations)이다. 의사결정의 목적에 관한 사항을 계층이 완전하게 포함하고 있다고 가정한다.
	AHP란 무엇이며 어떤 기능을 제공하는가?	최근 의사결정분야에서 광범위하게 사용되는 기법이 계층분석 방법으로 알려진 AHP(Analytic Hierarchy Process)이다. 이 방법은 다수의 대안에 대하여 다면적이 평가기준과 다수 주체에 의한 의사결정을 위해 설계된 방법으로, 의사결정자의 직관적이고, 합리적인 또는 비합리적인 판단을 근거로 정량적인 요소와 정성적인 요소를 동시에 고려함으로써, 의사결정문제의 해결을 위한 포괄적인 틀을 제공한다.
	AHP 기법의 문제점은?	그러나 AHP 기법은 전문가들에 의해 여러 속성들을 비교하여 각 속성요소에 대한 우선순위 또는 가중치를 도출하여 최적의 대안을 설정하는 것으로 그 전문가들의 주관적 응답에 의해 결정될 수 있는 것으로 편의(Biases)와 오류(Error)가 포함될 수 있다. 이러한 문제점에도 불구하고 NASA는 물론이고 IBM, GM, 3M 등 대기업에서 활용되고 있으며, 국내에서는 대학은 물론 한국개발연구원, 한국석유공사, 한국주택공사, 산업은행 등 공공기관과 일반 대기업에서 적용되었다.

참고문헌 (8)

계층분석적 의사결정, 조근대 외 2인, 동현출판사
The Analytic Hierarchy Process: An Exposition, Ernest H. Forman and Saul I. Gass Operations Research, Vol. 49, No. 4 (Jul. - Aug., 2001), pp. 469-486

상세보기
Belton, V., "A Comparison of the Analytic Hierarch Process and a Simple Multi-Attribute Value Function", European Journal of operations Research, Vol. 26, 1986, pp. 7-21.

상세보기
Belton, V. and Gear, T., "On a short coming of Saaty's Method of Analytic Hierarchies" OMEGA, Vol. 11, No.3, 1983, pp. 228-230.

상세보기
황규승, "AHP 기법의 신뢰성에 관한 연구, 고려대경영논총, 32, 1989, pp. 83-97.
조근태, "기술대안의 전략적 평가를 위한 AHP 적용에 있어서 평가자 신뢰성을 고려한 가중치 통합" 경영과학, 19(2), 2002, PP. 139-153

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윤재곤, "AHP 기법의 적용과 한계점에 관한 연구" 한국경영과학회지, 21(3), 1996, pp 109-125

원문보기 상세보기
김성철, 전문가 설문결과에 의한 AHP 가중치 산출", 국방학술논총, 8, 1994, pp. 41-51

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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