基于Chessboard和DEA的供應(yīng)商選擇與動態(tài)優(yōu)化研究

王寧博　霍佳震　丁德明

(同濟(jì)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上?！?00092)

0　引言

在經(jīng)濟(jì)全球化日益加劇的市場環(huán)境下，伴隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展、各種新型資源的涌現(xiàn)，企業(yè)所面臨的市場競爭也愈加激烈，傳統(tǒng)的供應(yīng)關(guān)系已不再適合企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。為了追求更高層次的利潤，改變傳統(tǒng)的發(fā)展理念與運(yùn)營模式，企業(yè)開始實(shí)施供應(yīng)鏈管理，整合企業(yè)的內(nèi)外部資源，逐步向供應(yīng)鏈流程一體化轉(zhuǎn)變，以提升核心競爭力及戰(zhàn)略競爭力。企業(yè)通過采取供應(yīng)鏈聯(lián)盟策略，與供應(yīng)商建立長期的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，形成利益共同體，并將企業(yè)間的競爭推向更復(fù)雜的供應(yīng)鏈之間的競爭。供應(yīng)商選擇作為供應(yīng)鏈管理與供應(yīng)鏈競爭的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不僅影響直接相連的下游企業(yè)的生產(chǎn)與運(yùn)作，而且決定著整條供應(yīng)鏈的競爭力水平。因此，如何選擇合適的供應(yīng)商成為企業(yè)管理者與學(xué)者共同關(guān)注的熱點(diǎn)[1]。

近年來，眾多國內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用不同的方法對供應(yīng)商的選擇優(yōu)化進(jìn)行研究，其中較為常用的方法有線性加權(quán)法、層次分析法、多目標(biāo)數(shù)學(xué)規(guī)劃法、成本法等[2-5]。但是，以往研究的重點(diǎn)主要局限于候選供應(yīng)商之間綜合績效的對比與評估，選出供應(yīng)商群中實(shí)力、競爭力等最強(qiáng)的供應(yīng)商作為最優(yōu)供應(yīng)商，導(dǎo)致企業(yè)在后期與此類供應(yīng)商合作時，長期處于被動、依存的地位，受供應(yīng)商企業(yè)的牽制，不利于企業(yè)獲得最大收益。因此，針對供應(yīng)商選擇現(xiàn)狀，本文結(jié)合棋盤模型和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析，為企業(yè)提供了一種新的供應(yīng)商選擇與優(yōu)化研究方法。

1　基于Chessboard與DEA的供應(yīng)商選擇與優(yōu)化模型

1.1　Chessboard模型

采購組合分析法(Purchasing Portfolio Analysis)是由kraljic在1983 年提出的一種采購策略分析方法[6]，它根據(jù)采購物料的特征，將其定位在不同的采購組合內(nèi)，再分析每個組合對應(yīng)的采購策略。在此基礎(chǔ)上，A.T.Kearney提出了一種新的分析方法——采購棋盤模型(Purchasing Chessboard)[7]，以指標(biāo)定位的方法將候選供應(yīng)商分為不同的類別，區(qū)分不同類別供應(yīng)商的特征，進(jìn)而為企業(yè)選出最佳供應(yīng)商類別，即圖1中左上方杠桿區(qū)域的供應(yīng)商。棋盤模型主要通過競爭力矩陣，以實(shí)現(xiàn)對供應(yīng)商的篩選、定位及分類。

與以往的供應(yīng)商選擇研究方法不同的是，棋盤模型將常見的單一維度下對供應(yīng)商評價排序的研究方法拓展為兩個分析維度，在考慮企業(yè)自身實(shí)力的同時，評價所有候選供應(yīng)商，然后將其分別定位在矩陣中的不同象限內(nèi)，綜合對比候選供應(yīng)商與企業(yè)之間的相對實(shí)力、競爭力水平，對所有潛在供應(yīng)商做出評價選擇，進(jìn)而制定不同的采購策略，為企業(yè)的供應(yīng)商選擇與采購決策提供依據(jù)，在一定程度上改善了企業(yè)供應(yīng)商管理的現(xiàn)狀，提高了整體供應(yīng)鏈的競爭力水平[8]。

圖1　競爭力矩陣

但是在運(yùn)用棋盤模型時，有以下三個需要改善的方面：第一，供應(yīng)商定位時需要為每個維度的關(guān)鍵指標(biāo)確定權(quán)重值，以計算其綜合的競爭力水平，人為因素對結(jié)果的影響較大；第二，不能對定位在同一象限中的供應(yīng)商進(jìn)行評價，無法確定同一象限內(nèi)供應(yīng)商之間的相對水平；第三，棋盤模型是一種靜態(tài)研究方法，僅對候選供應(yīng)商當(dāng)時的狀態(tài)進(jìn)行評價定位，評估選擇結(jié)果在當(dāng)時的評估狀態(tài)下有效，之后需要再次評估選擇，對于長期發(fā)展而言，造成了企業(yè)資源的浪費(fèi)，并增加了其決策成本。因此，為彌補(bǔ)棋盤模型的缺點(diǎn)，在該方法的基礎(chǔ)上，本文引入數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，對企業(yè)的候選供應(yīng)商進(jìn)行選擇評估及動態(tài)優(yōu)化研究。

1.2　基于DEA的供應(yīng)商選擇優(yōu)化方法

DEA方法是由Cooper等[9]提出的一種非參數(shù)的統(tǒng)計分析方法，用于解決同類型個體的多投入、多產(chǎn)出情形的相對效率評估問題。在運(yùn)用DEA評估每個決策單元(DMU)的效率，判斷其是否為DEA有效時，亦可以確定生產(chǎn)前沿面的位置及非DEA的有效決策單元與有效決策單元之間的距離，因此，在解決實(shí)際問題的過程中，具有十分明顯的經(jīng)濟(jì)意義。根據(jù)帕累托最優(yōu)原理，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析在進(jìn)行效率評估時需遵循以下評估標(biāo)準(zhǔn)：

(1)輸入角度的評估標(biāo)準(zhǔn)。如果減少某種輸入評價要素的指標(biāo)值，而不增加任何其他輸入評價要素的指標(biāo)值，其目前的輸出水平仍不降低，那么該決策單元是低效的，或者說非有效。

(2)輸出角度的評估標(biāo)準(zhǔn)。如果在不增加任何輸入評價要素指標(biāo)值的情況下，可以使得某種輸出評價要素的指標(biāo)值增加，而且同時不會減少其他輸出評價要素的指標(biāo)值，那么該決策單元是低效的，或者說非有效的。

只有當(dāng)以上兩條評估標(biāo)準(zhǔn)均不滿足時，被評估的決策單元才是有效的。

針對本文的供應(yīng)商選擇與優(yōu)化問題，基于棋盤模型中競爭力矩陣的分析邏輯，引入DEA模型，以雙方企業(yè)的相對實(shí)力、競爭力水平為標(biāo)準(zhǔn)對供應(yīng)商進(jìn)行選擇與評價，以幫助企業(yè)準(zhǔn)確地選擇最優(yōu)供應(yīng)商，并確定非最優(yōu)供應(yīng)商與最優(yōu)供應(yīng)商之間的改善空間，為企業(yè)的供應(yīng)商優(yōu)化過程提供決策依據(jù)。此外，運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法研究供應(yīng)商選擇與優(yōu)化的問題，評價指標(biāo)的權(quán)重作為模型的變量不需事先人為確定，在一定程度上提升了研究的客觀性與可靠性。

根據(jù)棋盤模型中雙方相對競爭力的研究思想，運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，將每一個候選供應(yīng)商作為一個決策單元，每個供應(yīng)商相對于企業(yè)的競爭力作為輸入方，企業(yè)相對于不同供應(yīng)商的競爭力水平作為輸出方，將代表供應(yīng)商競爭力的評價指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的輸入指標(biāo)，將代表企業(yè)自身競爭力的評價指標(biāo)作為數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的輸出指標(biāo)，將供應(yīng)商評價與選擇問題合理地轉(zhuǎn)化為候選供應(yīng)商相對于企業(yè)的競爭力評估問題，構(gòu)建適當(dāng)?shù)腄EA競爭力評價模型，進(jìn)而利用模型結(jié)果中的效率值評估供應(yīng)商相對于企業(yè)的競爭力水平。

假設(shè)企業(yè)的候選供應(yīng)商有n家，即有n個決策單元，分別記為DMUj(j=1,2,…,n)，每個決策單元有m種輸入指標(biāo)、s種輸出指標(biāo)，第j個決策單元的輸入和輸出指標(biāo)可以分別表示為xj=(x1j,x2j,…,xmj)T,yj=(y1i,y2j,…,ysj)T.

針對供應(yīng)商選擇及動態(tài)優(yōu)化問題，為了避免因規(guī)模對評估結(jié)果產(chǎn)生的影響，構(gòu)建數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的BCC模型[10]。實(shí)踐中，一般采用其對偶形式：

minθ

λj≥0,j=1,2,…,n

(1)

其中，λ表示DMU的線性組合系數(shù)，對應(yīng)于指標(biāo)權(quán)重值，作為模型的隨機(jī)變量求解得到，不需人為評估確定。1-θ*表示在當(dāng)前的競爭力水平下，被評價的決策單元DMUk輸出水平的條件下，其輸入指標(biāo)能夠最大限度縮減的水平。θ*的值越小，表示投入指標(biāo)可縮減的程度越高，效率越低。θ*=1表示被評價的決策單元位于生產(chǎn)前沿面上，即在不減少輸出的條件下，各項(xiàng)輸入指標(biāo)不存在等比例下降的空間，屬于DEA有效狀態(tài)；θ*<1則表示被評價的決策單元處于無效率的狀態(tài)，存在可改進(jìn)的空間。s+、s-分別代表決策單元輸出不足與輸入冗余的程度，而在供應(yīng)商相對效率的評估問題中，輸出不足表示企業(yè)自身的實(shí)力、競爭力相對較低，輸入冗余表示被評估供應(yīng)商的實(shí)力、競爭力相對較高。以上兩種均表示在雙方的合作關(guān)系中，企業(yè)處于被動地位，供應(yīng)商占據(jù)相對優(yōu)勢的地位，對于企業(yè)而言，不利于其獲得最大收益。此外，根據(jù)輸出不足與輸入冗余的程度，可以對非有效供應(yīng)商進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化，使其向生產(chǎn)前沿面移動。

2　算例分析

G公司是國內(nèi)一家知名的個人防護(hù)設(shè)備產(chǎn)品集成服務(wù)商，目前它的供應(yīng)商達(dá)200余家。為了提高企業(yè)在供應(yīng)鏈中的主動地位，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的更高收益，在本節(jié)中，利用模型(1)對G公司的49家供應(yīng)商進(jìn)行篩選及優(yōu)化研究。

通過對G公司自身特點(diǎn)、現(xiàn)有供應(yīng)商的基本表現(xiàn)、企業(yè)競爭力影響因素等方面的了解，在與G公司內(nèi)部人員交流溝通的基礎(chǔ)上，共同確定評估雙方相對競爭力水平所需的關(guān)鍵指標(biāo)。其中，代表G公司供應(yīng)商的競爭力水平的關(guān)鍵因素(供應(yīng)商一級指標(biāo))有供應(yīng)商的市場地位、進(jìn)入壁壘、供應(yīng)商的內(nèi)部能力，作為DEA模型的三個輸入指標(biāo)；代表G公司自身競爭力水平的關(guān)鍵因素(G公司一級指標(biāo))歸結(jié)為四大類，分別是買方市場地位、買方內(nèi)部能力、采購風(fēng)險及對供應(yīng)商的吸引力水平，作為DEA模型的四個輸出指標(biāo)[11]。

由G公司高管組織相關(guān)的工作人員(包括采購部、市場銷售部、戰(zhàn)略管理部等部門的員工)，組成一個專家打分小組，根據(jù)常用的五分制打分法標(biāo)準(zhǔn)，對候選的49家供應(yīng)商進(jìn)行評估打分。其中，為了使打分結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠，將以上七種關(guān)鍵因素轉(zhuǎn)化為具體的、可量化的二級指標(biāo)，最終的二級指標(biāo)及打分標(biāo)準(zhǔn)詳見表1和表2。

根據(jù)以上打分標(biāo)準(zhǔn)，對G公司的49家候選供應(yīng)商的7個關(guān)鍵因素及相應(yīng)的二級指標(biāo)打分，詳見附錄表A1和A2。

應(yīng)用上節(jié)中的BCC模型(1)對G公司的供應(yīng)商進(jìn)行評估選擇，通過DEAP2.1計算，得到49家供應(yīng)商與企業(yè)之間的相對競爭力水平，如表3所示。

針對G公司與供應(yīng)商之間的相對競爭力評估問題，在不考慮供應(yīng)商規(guī)模的前提下，將技術(shù)效率作為此次相對競爭力水平評估的標(biāo)準(zhǔn)，所有候選供應(yīng)商的平均效率值是0.779。其中，19家有效供應(yīng)商占所選供應(yīng)商總數(shù)的39%，表明G公司供應(yīng)商選擇的現(xiàn)狀有較大的改善空間。經(jīng)評估，有效的供應(yīng)商分別是B、C、D、E、H、K、N、R、S、AB、AJ、AM、AP、AQ、AS、AT、AU、AV。因此，G公司應(yīng)該將這19家公司作為篩選出的最優(yōu)供應(yīng)商，發(fā)展長期的戰(zhàn)略合作關(guān)系，以降低采購環(huán)節(jié)產(chǎn)生的風(fēng)險，提升企業(yè)在供應(yīng)鏈中的主導(dǎo)地位，獲得更高的收益。

表1　競爭力評價的輸出指標(biāo)打分標(biāo)準(zhǔn)

表2　競爭力評價的輸入指標(biāo)打分標(biāo)準(zhǔn)

表3　49家供應(yīng)商相對于企業(yè)的競爭力水平評估結(jié)果

根據(jù)表3中的數(shù)值，可以將所有非有效供應(yīng)商按照效率值降低的方式排序：Q、F、AG、AA、O、AL、L、AH、AI、AR、AC、U、AF、AW、AK、P、T、M、AE、J、AD、A、AN、AO、X、W、Z、G、V、Y。其中，效率值高于平均值0.779的供應(yīng)商只有六家：Q、F、AG、AA、O、AL，平均效率值為0.845，其余非有效供應(yīng)商的效率平均值僅為0.589?？傮w而言，非有效供應(yīng)商的需改善程度相差較大。因此，G公司在做出優(yōu)化決策時，可以根據(jù)效率值的不同為非有效供應(yīng)商確定不同的改善優(yōu)先級，提高供應(yīng)商優(yōu)化的效率。

此外，根據(jù)30家非有效供應(yīng)商與生產(chǎn)前沿面的距離，可以確定其具體的改善空間。同時，分配給改善空間較小的企業(yè)高優(yōu)先級，改善空間較大的企業(yè)為低優(yōu)先級，為非有效供應(yīng)商確定不同的改善優(yōu)先級。供應(yīng)商具體的輸入冗余與輸出不足情況如表4和表5所示。

根據(jù)表4與表5中的正負(fù)偏差取值，可以進(jìn)一步確定非有效DMU為非有效狀態(tài)的具體原因，分析發(fā)現(xiàn)：非有效供應(yīng)商的三個關(guān)鍵輸入指標(biāo)中，進(jìn)入壁壘指標(biāo)所對應(yīng)的改善空間較高，表明G公司現(xiàn)有采購產(chǎn)品的市場偏向于寡頭或壟斷的市場狀態(tài)，整個市場上該類產(chǎn)品的供應(yīng)商數(shù)量較少。 為改善該指標(biāo)的水平，G公司可以選擇發(fā)展一些供應(yīng)商進(jìn)入該市場，或者在條件允許下，選擇功能相近的可替代品，減少該類產(chǎn)品的購貨量。在四個關(guān)鍵輸入指標(biāo)中，G公司的輸出不足的現(xiàn)象最為嚴(yán)重，在30個非有效供應(yīng)商中，僅有2個供應(yīng)商在該指標(biāo)上表現(xiàn)較好，不存在改善空間，其他28家供應(yīng)商的偏差值中，部分偏差值遠(yuǎn)超過原有的數(shù)值，占比甚至高達(dá)原有數(shù)值的6倍。因此，作為輸出不足的首要原因，G公司應(yīng)該更加關(guān)注其內(nèi)部能力水平，大力發(fā)展公司業(yè)務(wù)，提升公司的盈利水平。

表4　非有效供應(yīng)商相對競爭力評估的輸入冗余

從單一非有效供應(yīng)商的輸入冗余程度分析表4中各供應(yīng)商的偏差值及占比情況，可以得到以下結(jié)論：

(1)在30個非有效供應(yīng)商中，供應(yīng)商AF的綜合改進(jìn)空間較大，尤其體現(xiàn)在市場進(jìn)入壁壘及供應(yīng)商內(nèi)部能力兩個輸入指標(biāo)上，需要改進(jìn)的偏差值分別為1.214和0.912。因此，G公司應(yīng)該將最低的改善優(yōu)先級分配給供應(yīng)商AF。

(2)供應(yīng)商AC的情況最好，它在三個輸入指標(biāo)上的偏差值均為0，表示它的輸入不存在冗余現(xiàn)象。因此，它之所以沒有成為有效供應(yīng)商，是因?yàn)槠漭敵鲋笜?biāo)上的偏差值，存在輸出不足現(xiàn)象。

表5　非有效供應(yīng)商相對競爭力評估的輸出不足

(3)其中，供應(yīng)商AD、AR屬于輸入冗余現(xiàn)象較不明顯的企業(yè)，三個投入指標(biāo)中只有一項(xiàng)顯示冗余，且冗余的偏差值都較低，占比分別為5.76%、6.25%。因此，在投入指標(biāo)方面容易得到改善，G公司應(yīng)該分配此類非有效供應(yīng)商較高的改善優(yōu)先級。

從單一非有效供應(yīng)商的輸出不足程度，分析表5中各供應(yīng)商的偏差值及占比情況，可以得到以下結(jié)論：

(1)在30個非有效供應(yīng)商中，僅供應(yīng)商Z在四個輸出指標(biāo)上都存在輸出不足現(xiàn)象，需要針對四個輸出指標(biāo)做出不同程度的改進(jìn)，尤其需要提高輸出指標(biāo)二對應(yīng)的競爭力水平。

(2)有19家供應(yīng)商在三個指標(biāo)上均存在改善空間，需要同時提高在三個輸出指標(biāo)上的競爭力水平。其中，以供應(yīng)商X、AA、AO的改善空間最大，在改善優(yōu)化時需要投入較多的時間和較高的資源水平。因此，G公司應(yīng)分配較低的改善優(yōu)先級給該類供應(yīng)商。

(3)供應(yīng)商O的產(chǎn)出不足現(xiàn)象最為樂觀，僅在輸出指標(biāo)三上存在較小的偏差值0.1，偏差占比僅為2.5%。此外，供應(yīng)商AR的輸出不足現(xiàn)象也較樂觀，只在輸出指標(biāo)二上存在改善空間，且所需的改善程度較小，對應(yīng)的偏差值和占比分別為0.255和8.5%。因此，供應(yīng)商O和供應(yīng)商AR在產(chǎn)出不足方面，屬于較易改善的企業(yè)。因此，G公司應(yīng)該分配較高的改善優(yōu)先級給該類供應(yīng)商。

由此可見，對非有效供應(yīng)商與生產(chǎn)前沿面之間距離的準(zhǔn)確量化，有助于G公司做出正確的供應(yīng)商優(yōu)化決策，確定供應(yīng)商的改善優(yōu)先級及具體的改善路徑和改善程度，進(jìn)而幫助G公司對非有效供應(yīng)商進(jìn)行優(yōu)化，提高供應(yīng)商優(yōu)化的效率，加速非有效供應(yīng)商轉(zhuǎn)化為有效供應(yīng)商的過程。

最后，通過與G公司工作人員溝通，確認(rèn)該分析結(jié)果與其實(shí)際狀況基本相符，再次說明本文的DEA優(yōu)化模型在實(shí)際選擇供應(yīng)商過程中的可行性。

3　結(jié)語

供應(yīng)商作為企業(yè)提升戰(zhàn)略競爭力及供應(yīng)鏈管理中的關(guān)鍵要素，需要企業(yè)管理者在選擇優(yōu)化供應(yīng)商時，做出正確的分析和判斷。本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合棋盤模型的特點(diǎn)，針對企業(yè)與供應(yīng)商之間的相對實(shí)力、競爭力水平，引入數(shù)據(jù)包絡(luò)分析對供應(yīng)商進(jìn)行選擇評估，通過DEA模型求解得到的效率值來評估供應(yīng)商相對于企業(yè)的相對競爭力水平，既彌補(bǔ)了棋盤模型在供應(yīng)商選擇方面的不足，又避免了常用研究方法中因人為確定權(quán)重所造成的主觀誤差。本文通過對G公司實(shí)際案例的分析，為其篩選出最優(yōu)的供應(yīng)商作為公司的主要供應(yīng)商，以發(fā)展長期關(guān)系，并量化了非有效供應(yīng)商的優(yōu)化路徑，確定了不同非有效供應(yīng)商的改善優(yōu)先級，為G公司的供應(yīng)商管理與優(yōu)化決策提供了依據(jù)。因此，本文基于Chessboard構(gòu)建的DEA供應(yīng)商選擇及優(yōu)化模型，在企業(yè)的供應(yīng)商選擇實(shí)踐中具有十分重要的意義。