綠色供應鏈下基于組合賦權的灰色關聯(lián)TOPSIS法對供應商評價選擇的研究

王燕茹 姜 坤

（江南大學，無錫 214122）

綠色供應鏈下基于組合賦權的灰色關聯(lián)TOPSIS法對供應商評價選擇的研究

王燕茹 姜 坤

（江南大學，無錫 214122）

為了順應綠色供應鏈發(fā)展的趨勢，H企業(yè)與供應商建立綠色戰(zhàn)略合作伙伴，實現(xiàn)雙方的共贏。文章綜合考慮了質量、服務、環(huán)境、成本、技術五大因素，建立了科學合理的供應商評價指標體系；采用FAHP法和熵值法對各指標進行主觀和客觀組合賦權，利用灰色關聯(lián)TOPSIS法進行供應商評價排序，選出最佳的供應商作為綠色戰(zhàn)略合作伙伴；最后通過算例計算以及結果對比分析，驗證了FAHP/熵值法/灰色關聯(lián)TOPSIS模型的穩(wěn)定性和有效性。

綠色供應鏈 組合賦權 灰色關聯(lián) TOPSIS 供應商評價選擇

引 言

在我國社會經濟快速發(fā)展的歷程中，許多企業(yè)一直持有利潤最大化的傳統(tǒng)發(fā)展理念，致使人類面臨著大氣污染、水污染、資源浪費等嚴峻的環(huán)境問題。在此情形下，歐盟頒布了 《ROHS指令》和 《化學品的注冊、評估、授權和限制》等相關環(huán)境保護監(jiān)管指令［1］；我國也相繼出臺了《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國循環(huán)經濟促進法》、《中華人共和國節(jié)約能源法》等環(huán)境保護法律法規(guī)，而且把 “生態(tài)文明”提升到更高的戰(zhàn)略層面，強調在提升經濟建設的同時，應具備環(huán)境保護意識和樹立生態(tài)文明的理念［2］。隨著國外和國內環(huán)保法律法規(guī)約束力度的加大以及人們環(huán)保意識的增強，我國制造業(yè)將面臨著能源降耗和污染減排的挑戰(zhàn)［3］。一些企業(yè)開始根據(jù)“綠色”原則，注重使用環(huán)保原料和包裝再生材料、減少燃料的使用量［4］。綠色供應鏈已經應用到許多領域中，在制造業(yè)供應鏈發(fā)展中綠色化也成為一個必然的趨勢。

綠色供應鏈是在1996年密歇根州立大學制造協(xié)會（MRC）在進行一項關于 “環(huán)境負責制造”研究中提出的，即企業(yè)追求經濟效益的同時兼顧環(huán)境效益，并且將綠色供應鏈作為一項重要的研究課題［5］。一些企業(yè)開始測量他們的綠色度，而測量企業(yè)綠色度的關鍵環(huán)節(jié)之一是如何選擇最佳的供應商作為長期的合作伙伴。通過選擇合適的綠色供應商，企業(yè)可以在很大程度上提高資源回收利用率以及減少污染物的排放量，對于供應商提供的原料進行綠色控制、加工，從而促使整個供應鏈實現(xiàn)綠色化，與供應商建立綠色戰(zhàn)略伙伴關系，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

目前國內外學者對供應商評價選擇的研究主要集中在指標體系和評價方法等方面。李力（2007）［6］建立了包括績效、管理水平、生產能力、發(fā)展能力、協(xié)助能力、任務風險、企業(yè)環(huán)境在內的軍品供應商選擇指標體系，并運用新的三角模糊數(shù)方法對供應商進行選擇；錢吳永（2009）［7］從價格、服務水平、質量、創(chuàng)新能力、市場反應能力、業(yè)界信譽6個方面進行分析，并提出了灰色關聯(lián)定權的方法，結合TOPSIS法對供應商進行評價；Dou（2014）［8］篩選出了戰(zhàn)略操作性、組織、環(huán)境3個一級指標以及文化、技術、成本、質量等14個二級指標進行分析，運用網(wǎng)絡層次分析法（ANP）進行權重的確定，結合灰色關聯(lián)度方法選擇最佳的供應商，最后對算例結果進行靈敏度分析，驗證了方法的有效性；羅新星（2011）［9］構建供應商指標體系時加入環(huán)境因素，通過AHP確定各指標的權重，結合TOPSIS法選擇最優(yōu)供應商；Kumar（2014）［10］從成本、距離、使用壽命、交貨提前期、碳排放量、行業(yè)地位與信譽、歷史合作、產品性能8個方面建立指標體系，通過DEA方法先淘汰不合格的供應商，然后對合格的供應商運用AHP方法確定權重，結合TOPSIS法進行排序，最終根據(jù)排序結果選擇滿意的供應商。

本文在現(xiàn)有文獻的基礎上，通過建立包括環(huán)境在內的綠色供應商評價指標體系，并對環(huán)境因素的各個二級指標進行具體量化；然后運用FAHP法和熵值法分別確定因素的主觀權重和客觀權重，通過線性加權進行組合計算得出綜合權重，避免了使用單一的權重確定方法對結果造成的誤差；最后通過灰色關聯(lián)分析法與TOPSIS法的結合進行供應商的排序，選擇最佳的供應商作為企業(yè)的綠色戰(zhàn)略合作伙伴；并且通過算例計算、結果對比分析，驗證了組合模型的有效性以及與企業(yè)的實際情況的吻合性。

1 綠色供應商選擇指標體系的建立

在構造綠色供應商指標體系時，指標的科學性與合理性會直接影響到評價結果的準確性和可靠性［11］；供應商和制造商在環(huán)境方面達成共識是構建綠色供應商指標體系的前提，并且技術能力是供應鏈綠色化的保障，因此制造商與供應商在技術方面要具備相容性［12］；Dickson（1966）［13］提出了包括質量、成本、服務等22項評價指標，進行對供應商的研究；基于Dickson提出的指標的基礎上，Bai（2016）［14］考慮了環(huán)境因素，并提出制造商與供應商之間如何相互提供綠色技術和綠色控制方法，從而構建了包括環(huán)境在內的評價指標體系。因此，在結合制造企業(yè)實際的情況下，通過整合已有的文獻資料、行業(yè)內專家進行打分對供應商指標進行選擇，從而構建了合理的綠色供應商評價指標體系，如表1所示。

表1 綠色供應商評價指標體系

續(xù)表

2 基于FAHP與熵值法組合賦權的灰色TOPSIS模型的構建

2.1 基于熵值法客觀權重的確定

熵值法是利用原始決策的客觀數(shù)據(jù)來計算屬性下對應的指標權重，并沒有考慮決策者的主觀想法，因此具有很強的客觀性［16］。熵值法確定各指標的客觀權重步驟如下：

第一步，設有m個供應商，n個評價指標，對于多屬性決策問題，首先對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理：

成本型指標公式：

效益性指標公式：

因此得到標準化決策矩陣Y＝（yij）m×n。

第二步，將標準化決策矩陣進行歸一化處理，得到歸一化決策矩陣Q＝（qij）m×n：

其中qij表示第i個指標下第j個元素的元素值。

第三步，計算供應商評價指標中第j個指標元素的熵值：

第四步，計算各屬性指標的客觀權重：

2.2 基于FAHP主觀權重的確定

模糊層次分析法及計算過程層次分析法是20世紀70年代美國運籌學專家T.LSaaty教授提出的，相對于層次分析法，模糊層次分析法與實際運用比較接近，可以省去一致性檢驗，提高決策的可靠性［17］。FAHP分為兩種形式：（1）基于三角模糊數(shù)；（2）基于模糊一致矩陣；本文則是運用第二種形式確定主觀權重。

模糊層次分析法確定主觀權重的步驟：

第一步：構造模糊判斷矩陣D＝（dij）n×n根據(jù)公式：

其中a（i）與a（j）分別表示指標元素a（i）與a（j）相對上層指標元素c的隸屬度，因此模糊判斷矩陣D＝（dij）n×n如表所示。

第二步：建立模糊一致矩陣E＝（eij）n×n根據(jù)公式：

計算得出 eij各指標對應的元素值，則E＝（eij）n×n為模糊一致矩陣。

第三步：計算第L－1層對于總目標層對應指標的權重向量以及第L層對于L－1層對應指標的權重向量，利用方根法計算：

第L－1層nL－1個元素相對于總目標層的權重向量為：

第L－1層nL個元素相對于第L－1層上第K個元素的權重向量為：

第四步：計算第L層上各指標元素對總目標的合成權重向量：

2.3 各屬性指標主客觀組合權重的確定

運用線性加權組合法對FAHP與熵值法分別得出的各指標元素的權重進行組合：

2.4 灰色關聯(lián)TOPSIS法進行評價排序

TOPSIS法是根據(jù)靠近正理想解和負理想解的距離來對決策方案進行評價排序［18］，由于TOPSIS法存在不能從形狀上反映決策方案與理想解的貼近度，通過灰色關聯(lián)與TOPSIS相結合，可以克服TOPSIS法的缺陷，提高決策結果的全面性［19］。具體步驟如下：

第一步，根據(jù)式（1）（2）得出的標準化決策矩陣構造加權決策矩陣F＝（fij）m×n：

第二步，確定正理想解F＋和負理想解F－：

第三步，計算各決策方案到正負理想解F＋、F－的距離T＋、T－：

第四步，建立各決策方案與正負理想解T＋、T－之間的灰色關聯(lián)度R＋、R－：

第五步，分別對T＋、T－、R＋、R－進行無量綱化處理：

其中Gi分別表示。

其中ξ1、ξ2分別表示評價者對位置和形狀的偏好程度，并且ξ1＋ξ2＝1。

第七步，根據(jù)計算得出的Si評價值進行排序，Si值越大，說明供應商評價越接近優(yōu)理想解，反之，則越偏離優(yōu)理想解。

3 算例分析

制造業(yè)H公司為了順應綠色供應鏈的潮流，增強自身的競爭力，該公司以電機為核心零部件，在已經建立的4個供應商中選擇最佳的綠色供應商，與此供應商建立綠色戰(zhàn)略合作伙伴關系，實現(xiàn)雙方共贏以及經濟效益與社會效益的統(tǒng)一。

評價指標的原始數(shù)據(jù)由兩部分組成：（1）客觀數(shù)據(jù)；（2）主觀數(shù)據(jù)。對于服務指標、成本指標、質量指標中檢驗合格率和物料進入生產階段的可靠性、環(huán)境指標中托盤周轉箱利用率和綠色包裝材料使用率等定量指標的客觀數(shù)據(jù)，主要是通過在T公司內部的工作記錄、清點記錄獲?。粚τ诹硪徊糠挚陀^數(shù)據(jù)，如環(huán)境指標下的凈化設備投入比例、技術指標下的R&D工程師人員比例和自動化設備使用比例以及新項目研發(fā)比例等定量指標數(shù)據(jù)，主要通過跟隨T公司的采購高級工程師對4家供應商的實地考察和調研獲得；對于質量手冊制定的完整性、物料性能、物料包裝方式標準化、訂單回復速度、ISO14001認證、員工普及環(huán)保知識程度、圖紙設計及可優(yōu)化水平等定性指標的主觀數(shù)據(jù)，主要是通過評價小組進行綜合打分獲得，評價小組由4名學術專家、1名供應鏈經理、1名物料經理、2名采購高級工程師、2名質量高級工程師組成。4家供應商的評價原始數(shù)據(jù)如表2所示：

表2 供應商的評價原始數(shù)據(jù)

3.1 構造標準化決策矩陣

根據(jù)式（1）、（2）對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理得到標準化決策矩陣，計算結果略。

3.2 綜合權重的確定

第一步，根據(jù)公式（3）～（5）得到熵值法確定的客觀權重：

第二步，根據(jù)公式（6）～（10）得到FAHP法確定的主觀權重：

第三步，根據(jù)公式（11）計算得出組合權重：

3.3 建立加權標準化決策矩陣

根據(jù)公式（12）F＝（fij）m×n＝W?Y計算得出加權標準化決策矩陣，計算結果如表3所示。

3.4 確定正理想解F＋和負理想解F－

根據(jù)（13）、（14）得到：

3.5 計算各決策方案到正負理想解F＋、F－的距離

根據(jù)公式（15）、（16）計算各決策方案到正負理想解F＋、F－的距離：

3.6 計算灰色關聯(lián)度R＋、R－

3.9 結果排序

根據(jù)計算得出的Si評價值進行排序，根據(jù)Si值越大越接近優(yōu)理想解原理，可知D＞A＞B＞C，供應商為最佳供應商作為T公司的綠色戰(zhàn)略合作伙伴。

3.10 結果分析

第一步，通過不同權重下的灰色關聯(lián)TOPSIS進行結果對比，如表3所示，根據(jù)不同權重下的計算結果分析，組合賦權方法與其他兩種單獨賦權結果趨于一致，并且和熵值賦權的結果完全一致，表明組合賦權既考慮了專家決策時的實際經驗，同時對客觀數(shù)據(jù)進行科學驗證，做到定性與定量、主觀與客觀的結合，驗證了組合賦權的合理性與可靠性。

表3 不同權重下的評價排序結果對比

第二步，基于組合賦權分析的基礎上，對灰色關聯(lián)TOPSIS方法中的偏好系數(shù)ζ1、ζ2分別取不同的值進行分析，結果如表4所示，根據(jù)不同取值計算結果表明，綠色供應商的排序結果完全一致，即：D＞A＞B＞C，表明偏好系數(shù)并沒有直接影響綠色供應商的評價選擇，說明排序結果具有很強的穩(wěn)定性和有效性。

表4 不同偏好系數(shù)下的結果排序

4 結束語

隨著國內和國外對環(huán)境保護力度的加大，尤其是對于制造業(yè)監(jiān)管以及約束的增強，綠色供應鏈成為制造業(yè)乃至其它行業(yè)的必然的發(fā)展趨勢，因此，企業(yè)選擇綠色供應商戰(zhàn)略伙伴成為綠色供應鏈發(fā)展的關鍵之一。本文結合綠色供應鏈理論和制造業(yè)的特點，構建了包括環(huán)境因素在內的供應商評價指標體系，并對指標因素進行具體量化；通過FAHP和熵值法組合賦權，避免了單一賦權的不足，增加了評價過程的合理性和準確性；結合灰色關聯(lián)度對TOPSIS法進行改進，克服了傳統(tǒng)TOPSIS法的缺陷，給出了基于灰色關聯(lián)的TOPSIS評價方法。最后通過算例計算以及結果分析，驗證了FAHP－熵值法－灰色關聯(lián)TOPSIS模型的可行性和有效性，為企業(yè)選擇綠色戰(zhàn)略合作的供應商提供了借鑒依據(jù)。

［1］Lai K，Wong C W Y.Green Logistics Management and Performance：Some Empirical Evidence from Chinese Manufacturing Exportors［J］. Omega，2012，40（3）：267～282

［2］賀團英，馬天山 .基于可拓法的報廢汽車逆向物流供應商選擇與評價模型研究 ［J］.武漢理工大學學報（社會科學版），2009，22（6）：52～57

［3］Xie G.Moldeling Decision Processes of a Green Supply Chain with Regulation on Energy Saving Level［J］.Computers&Operations Research，2015，54：266～273

［4］Al－e－h(huán)ashem S M J M，Baboli A，Sazvar Z.A Stochastic Aggregate Production Planning Model in a Green Supply Chain：Considering Flexible Lead Times，Nonlinear Purchase and Shortage Cost Functions［J］.European Journal of Operational Research，2013，230（1）：26～41

［5］王能民，孫林巖，汪應洛 .綠色供應鏈管理 ［M］.北京：清華大學出版社，2005：30～31

［6］李力，陳宏，王進發(fā) .基于模糊層次分析法的軍品供應商選擇體系研究 ［J］.管理學報，2007，4（1）：40～47

［7］錢吳永，黨耀國，熊萍萍，等 .基于灰色關聯(lián)定權的TOPSIS法及其應用 ［J］.系統(tǒng)工程，2009，27（8）：124～126

［8］Dou Y J，Zhu Q H，Sarkis J.Evaluating Green Supplier Development Programs with a Grey－analytical Network Progress－based Methodology［J］.European Journal of Operational Research，2014，233（2）：420～431

［9］羅新星，彭素華 .綠色供應鏈中基于AHP和TOPSIS的供應商評價與選擇研究 ［J］.軟科學，2011，25（2）：53～56

［10］Kumar A，Jain V，Kumar S.A Comprehensive Environment Friendly Approach for Supplier Selection［J］.Omega，2014，42（1）：109～123

［11］Mirhedayatian S M，Azadi M，Saen R F.A Novel Network Data Envelopment Analysis Model for Evaluating Green Supply Chain Management［J］.Int.J.Production Economics，2014，147：544～554

［12］王能民，孫林巖，汪應洛.綠色制造模式下的供應商選擇［J］.系統(tǒng)工程，2001，19（2）：37～41

［13］Dickson G W.An Analysis of Vendor Selection Systems and Decisions［J］.Journal of Purchasing，1966，2（1）：5～17

［14］Bai C G，Dhaval D，Sarkis J.Complex Investment Decisions using Rough Set and Fuzzy C－means：An Example of Investment in Green Supply Chains［J］.European Journal of Operational Research，2016，248（2）：507～521

［15］鐘映竑，黃鑫 .基于三枝決策粗糙集的供應鏈合作伙伴選擇方法 ［J］.工業(yè)技術經濟，2013，（12）：90～95

［16］張軍，梁川 .基于灰色關聯(lián)系數(shù)矩陣的TOPSIS模型在水環(huán)境質量評價中的應用 ［J］.四川大學學報（工程科學版），2009，41（4）：97～101

［17］Kannan D，Jabbour A B L D S J，Jabbour C J C.Selecting Green Suppliers Based on GSCM Practices：Using Fuzzy TOPSIS Applied to a Brazilian Electronics Company［J］.European Journal of Operational Research，2014，233（2）：432～447

［18］陳華，張岐山 .基于灰關聯(lián)分析的加權TOPSIS法及其應用［J］.福州大學學報（哲學社會科學版），2010，（6）：40～44

［19］陶瑞 .基于Vague集的理想解和灰色關聯(lián)結合的決策方法及應用 ［J］.數(shù)學的實踐與認識，2015，45（15）：258～266

Research on Supplier Evaluation and Selection Based on Combination of Weighting Method and Grey Relational TOPSIS Method in Green Supply Chain

Wang Yanru Jiang Kun
（Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

In order to adapt to the trend of the development of green supply chain，H enterprise has established green strategic partnership with suppliers and achieved a win－win on both side.In this paper we consider these five factors that include quality，service，environment，cost and technology to establish a scientific and reasonable evaluation index system of suppliers.Afterwards，it sets the weights of each index in a subjective and objective way by using FAHP method and entropy method，and ranks the suppliers using grey correlation TOPSIS to select best suppliers as strategic partners.Finally，we verifies the stability and effectiveness of FAHP/Entropy method/ Grey TOPSIS model by numerical example calculation and results analysis comparison.

green supply chain；combination weighting；gray correlation；TOPSIS；supplier evaluation and selection

10.3969/j.issn.1004－910X.2016.12.011

F274；F205

A

（責任編輯：史 琳）

2016—07—10

中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助項目（項目編號：JUSRP1601XNC）。

王燕茹，江南大學商學院副教授，碩士生導師。研究方向 ：營銷管理、經濟地理、旅游管理。姜坤，江南大學商學院碩士研究生。研究方向：供應鏈管理。