解释结构模型(ISM)

所属分类:综合评价

这个方法是做什么的

解释结构模型把一组相互关联的要素整理成一张层级分明的递阶结构图:最上层是最直接、最表面的要素,最下层是最根本的根源要素。输入是要素之间的直接影响关系矩阵,1 表示行要素直接影响列要素,0 表示没有直接影响;第一列写要素名,其余各列是矩阵,列名即要素名,对角线自动置 1。方法用 Warshall 算法求布尔传递闭包得到可达矩阵——A 影响 B、B 影响 C,就补上 A 可达 C,这类补出来的关系在表中标为 1*——再按“可达集等于它与先行集的交集”逐层剥离,得到各要素的层级。

除层级外,报告给出每个要素的驱动力(可达矩阵行和)与依赖性(列和),并做 MICMAC 分析:以 n/2 为界把要素分为自治、依赖、联动、独立(驱动)四类,第三张卡同时画出递阶结构图和 MICMAC 散点图。手上若是 0–4 的影响程度矩阵,可选择按阈值二值化,阈值留空时取非对角元素的均值。

需要准备什么数据

  • 放入要素名称列(邻接矩阵的行标签):1 个,定类变量(分组/标签)
  • 放入邻接矩阵各列(列名=要素名):至少 2 个,定量变量(数值)

数据要求

  • 数据表至少 2 行。
  • 本方法允许所选变量含缺失值——缺失本身就是分析对象的一部分,不会因为「完整记录不够」被拦下。
  • 单列缺失率不超过 100%。

以上条目由系统从该方法的校验规则直接生成,与上传数据时的实际拦截规则一致。

什么时候用它

  • 需要说明一组影响因素之间的传导层次,回答“从哪里入手、经过什么环节、最终影响什么”
  • 专家已对因素两两判断过“是否存在直接影响”,需要整理成结构图写进论文
  • 想区分驱动性的根源因素与依赖性的结果因素
  • 已做过 DEMATEL,想把影响关系进一步整理成层级
  • 需要把根源因素与表层因素的区分画成递阶结构图

前提是矩阵为方阵、单元格只取 0 或 1;要素一般在 5 到 20 个之间,太少层级没有意义,太多结构图难以阅读。选择“按阈值二值化”时,大于等于阈值的影响程度记为 1,阈值可以手填,留空则取非对角元素的均值,卡①会写明实际使用的阈值。卡②的层级划分表列出每个要素被确定层级时的可达集、先行集与交集,可直接誊入论文;演示数据得到 4 层,最底层的根源要素是“政策支持”。

什么时候不要用它

  • 需要影响强度和原因度这样的定量结果:用「DEMATEL决策实验室分析」。
  • 要比较要素的相对重要性并得到权重:用「层次分析法(AHP)」或「最好最差法(BWM)」。
  • 要从观测数据里估计变量间的关系:ISM 只整理专家判断,应改用回归类方法,例如「逻辑回归」。
  • 要对一批对象综合评价排序:用「优劣解距离法(TOPSIS)」。

容易误读的地方

  • 传递闭包补出的关系往往比直接关系还多,表里一定要区分 1 和 1*。 演示数据只有 17 条直接关系,闭包又补出 21 条;1* 是推理得到的间接关系,写论文时不要把它们说成专家直接判断的结果。用公开算例(arXiv:2402.01804 的 13 个障碍)复算,补出的 17 个 1* 与原文逐格一致。演示数据 9 个要素中,只有“政策支持”能到达其余全部要素,驱动力为 9。
  • 相互可达的要素会落在同一层,这不是算错。 演示数据中“农户参与意愿”与“销售规模”互相影响,四个要素被归为一个回路、同处第 1 层;回路里的要素应作为一个整体解读,层级上分不出先后。
  • MICMAC 的四类是按 n/2 一刀切的,靠近界线的要素归类不稳。 演示数据 n=9,界线 4.5,“物流基础设施”驱动力 5 就被归为独立(驱动)因素,只要少一条关系就会变成自治因素;论文中应同时给出驱动力和依赖性的具体数值。
  • 层级反映传导次序,不反映影响大小。 处于最底层只说明它通过最长的链条影响别人,不说明影响最强;需要强度时应结合「DEMATEL决策实验室分析」。例如演示数据的“资金投入”在第 3 层、“政策支持”在第 4 层,两者的直接影响关系都是 3 条,层级不同只因为前者处在后者的下游。
  • 矩阵里的一个 0 或 1 就能改变整张结构图。 ISM 对输入非常敏感,邻接矩阵应由多位专家讨论确定;可以有意改动有争议的几条关系重新运行,看层级是否稳定。

报告里有什么

  1. 输出结果一:数据概览与前提检验
  2. 输出结果二:可达矩阵与层级划分
  3. 输出结果三:递阶结构图与 MICMAC 图
  4. 输出结果四:驱动力-依赖性分析(MICMAC)
  5. 输出结果五:结论与学术表述
ism_analysis
图1
ism_analysis
图2
递阶结构图自上而下为第 1 层到最后一层,箭头为跨层的直接影响关系;MICMAC 图以 n/2 为界划分四个象限。

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