效率评价是系统研究的重要方面。在实际生产过程中,由于外部环境的影响,系统的投入产出往往具有随机性,但在以往的研究中效率评价采用的模型大部分是确定形式,很少考虑随机因素。由于现有的随机DEA模型主要应用于单个阶段系统的效率评价,将系统视为一个黑箱,内部活动的信息没有得到明确利用。此外,大部分对决策单元内部活动的研究都是基于投入最小化产出最大化,认为系统的投入和产出都是期望的。现实中非期望产出十分常见,尤其是在两阶段系统中,非期望产出需要用合适的方法处理。因此,本文基于DEA模型的经典理论,将随机DEA模型拓展到两阶段的形式,并讨论了随机情形下非期望产出的处理,以弥补现有研究的不足。本文结合了理论建模与实证研究,综合阐述模型的可行性和实用性。首先,总结归纳了文献中随机DEA模型研究和两阶段系统的效率评价方法。然后,在DEA基本理论与现有模型的基础上讨论两阶段系统中产出指标的类型,通过引入弱自由处置性,构建了存在非期望产出的随机DEA生产可能集,并根据生产可能集的形式构建随机DEA模型。接下来,用机会约束方法将模型转化为线性形式,使模型易于求解,用时间序列回归分析估计随机变量的均值和标准差等参数信息。最后,对我国商业银行的效率进行实证研究。选择17家商业银行作为研究对象,假设投入为可控项,产出受到随机因素——经济条件的影响呈现出随机性,分别用单阶段随机DEA模型(将系统视为黑箱,忽略中间过程)、两阶段随机网络DEA模型和存在非期望产出两阶段随机DEA模型评价商业银行效率。实证研究表明:(1)在随机性假设下,选取不同的风险水平,商业银行效率评价结果有显著不同。相比城市银行,国有银行与股份制银行效率值的波动更明显,这两类银行对经济政策等外部环境的变化更加敏感;(2)从总体上来看,三个模型的评价结果具有一致性。然而相比单阶段随机DEA模型,本文提出的两阶段随机DEA模型考虑了中间过程,评价结果区分度更高,尤其是对效率值非常接近的决策单元有明确的区分;(3)本文提出的随机DEA模型可评估存在非期望产出的系统效率,结果显示中国银行、工商银行等国有银行的排名明显下降,几家股份制银行的排名上升,可见不良贷款对系统效率有显著影响,通过本文提出的模型可以在商业银行的效率评价中考虑不良贷款等风险因素。