基于AHP和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的材料企業(yè)供應(yīng)商選擇研究

陳果CHEN Guo

（中國地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 100083）

0 引言

在國際貿(mào)易環(huán)境惡化的背景之下，材料行業(yè)企業(yè)的經(jīng)營活動受到重大影響。體現(xiàn)在原材料價格上漲、人民幣購買力下降、國內(nèi)終端消費市場不景氣等現(xiàn)狀。一般而言，材料企業(yè)總成本的70%-90%由生產(chǎn)成本中的直接材料構(gòu)成。因此，企業(yè)挑選出優(yōu)秀的供應(yīng)商成為了保持核心競爭力的關(guān)鍵因素所在。李永春、鮑思恕[1]確定了供應(yīng)商的選擇標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品質(zhì)量合格、價格低、費用省、交貨及時、服務(wù)質(zhì)量高。孫靜香、王刊良等人[2]不僅對評價供應(yīng)商的有效性分析，還采用DEA方法對供應(yīng)商進行評價。林勇[3]研究了供應(yīng)鏈管理環(huán)境下的供應(yīng)商選擇，強調(diào)了供應(yīng)鏈企業(yè)之間的戰(zhàn)略合作意義。趙春元、胡宇紅等人[4]基于層次分析法對供應(yīng)商進行評價，指出質(zhì)量、價格、服務(wù)、交貨期是供應(yīng)商的指標(biāo)。韓慶元、湯家社等人[5]利用最優(yōu)傳遞矩陣改進了基于AHP的供應(yīng)商評價體系，減少一致性檢驗不通過的風(fēng)險。宋寶娥、朱文茵等人[6]基于TOPSIS法對于超市的供應(yīng)商選擇模型進行了實證研究。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)研究方面，慕春棣、戴劍彬等人[7]用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)挖掘數(shù)據(jù)關(guān)系，提出先驗概率很大程度上依賴專家知識。錢存華、武佳婷[8]基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建立了供應(yīng)商評價模型，提出各個影響因素的BN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用TOPSIS法得出貼合度，便于供應(yīng)商選擇。

上述研究存在過于依賴經(jīng)驗或數(shù)據(jù)分析所導(dǎo)致的偏差，以及供應(yīng)商影響因子設(shè)置不夠具體、涉及行業(yè)過于寬泛的問題。因此，本文將從成本、資質(zhì)、供應(yīng)能力、運營能力、產(chǎn)品質(zhì)量方面進行分析，結(jié)合材料企業(yè)的實際情況，建立5個不同的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)軟件模擬，得到各個供應(yīng)商的影響因素得分。再將層次分析法與貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進行結(jié)合，主要采用專家打分方法，利用各個因素相對重要性，得出各個貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的影響因素權(quán)重，建立起完善的、適用于材料企業(yè)的供應(yīng)商評價體系。

1 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的材料供應(yīng)商評價模型

1.1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)理論

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（BN）由父節(jié)點和子節(jié)點組成，節(jié)點之間相互影響，并且構(gòu)成因果關(guān)系。若模型包括父節(jié)點Y和子節(jié)點X1與X2，則模型所需要的數(shù)據(jù)條件包括X1和X2的先驗概率、X1與X2發(fā)生的情況下，Y發(fā)生的概率，對應(yīng)公式為：

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)有多種構(gòu)建方法。第一種，通過數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)方法，建立整體結(jié)構(gòu)，生成對應(yīng)條件概率值。第二種，通過行業(yè)或公司專家，根據(jù)以往的經(jīng)驗和知識手動構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。第三種，結(jié)合上述兩種方法，利用專家經(jīng)驗構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，利用數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)生成相對應(yīng)的條件概率。

1.2 材料供應(yīng)商評估的BN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建

供應(yīng)商的質(zhì)量的影響因素較多，本文主要將其分為成本、資質(zhì)、供應(yīng)能力、運營能力、產(chǎn)品質(zhì)量，5個影響大因素，再將其拆分為21個細(xì)分影響因子。

①成本包括物資材料成本（X1）和采購成本（X2）。

②資質(zhì)（Y2）是供應(yīng)商的行業(yè)內(nèi)資質(zhì)能力的體現(xiàn)，包括ESG認(rèn)證（X3）、專利數(shù)量（X4）、ISO14001認(rèn)證（X5）、ISO9001認(rèn)證（X6）。（圖2）

圖2 資質(zhì)網(wǎng)絡(luò)

③資質(zhì)包括發(fā)貨時長（X7）、運輸時間（X8）、交貨數(shù)量偏差（X9）、年內(nèi)最大供應(yīng)數(shù)量（X10）、供應(yīng)種類（X11）。（圖3）

圖3 供應(yīng)能力網(wǎng)絡(luò)

④運營能力（Y4）是供應(yīng)商能夠給予材料企業(yè)的幫助以及自身抗風(fēng)險能力等運營層面的能力。運營能力包括付款期限（X12）、售后服務(wù)（X13）、外匯影響（X14）。

圖4 運營能力網(wǎng)絡(luò)

⑤產(chǎn)品質(zhì)量（Y5）是供應(yīng)商提供材料具體參數(shù)的達標(biāo)程度，指標(biāo)應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同企業(yè)的需求進行變動，本處采取較為常規(guī)的材料檢測指標(biāo)。包括材料外觀（X15）、密度（X16）、延展性（X17）、耐高溫性（X18）、耐老化性（X19）、氣味（X20）、強度（X21）。（圖5）

圖5 產(chǎn)品質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)

2 基于AHP層次分析的材料供應(yīng)商評價

2.1 基于AHP層次分析的供應(yīng)商評價模型

層次分析法（AHP）是一種定性與定量結(jié)合的分析決策方法，有建立所有要素、簡化程序等優(yōu)點。其基本的思想是將一個觀點作為評價的總目標(biāo)，將各個影響因素分解為不同的組成因子，計算出其對于二級指標(biāo)的權(quán)重。本文對于材料供應(yīng)商的AHP分析核心在于構(gòu)建判斷矩陣，得出企業(yè)對于上述貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的五大影響因素的權(quán)重，從而得出整體的供應(yīng)商評價得分。

本文采用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的層次以及影響因子作為AHP層次分析的構(gòu)建評價體系和架構(gòu)。

表1 AHP層次分析的二級指標(biāo)

采用專家打分法得出各個指標(biāo)的相對重要性程度，計算出權(quán)重，評分標(biāo)準(zhǔn)如上文所示，得出對應(yīng)的判斷矩陣，見表2。

表2 判斷矩陣AB計算

上述判斷矩陣的最大特征根、CI值、CR值，如表3。

表3 判斷矩陣的一致性檢驗

由表3可得，判斷矩陣的CR值小于0.1，因此通過一致性檢驗。

2.2 基于AHP的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)材料供應(yīng)商評價模型

本文利用第一部分構(gòu)建的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)得到主要的5項指標(biāo)，成本、資質(zhì)、供應(yīng)能力、運營能力、產(chǎn)品質(zhì)量的“YES”概率，得到m個供應(yīng)商的判斷矩陣B=（Bij）m*5：

利用第二部分構(gòu)建的基于AHP的供應(yīng)商AB判斷矩陣，得出材料企業(yè)針對供應(yīng)商的5項二級指標(biāo)偏好矩陣C=（Cij）5*5：

最終的評分由B*C獲得，幫助材料企業(yè)進行供應(yīng)商選擇。

3 實例論證—以G公司為例

G公司是一家從事高性能改性塑料粒子及其制品、阻燃劑、原材料貿(mào)易等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的高新技術(shù)企業(yè)。主要采購的原材料種類為PP、PE、PC、PS等塑料原料以及對應(yīng)的助劑。根據(jù)公司的上市招股說明書數(shù)據(jù)顯示，主要購買原料為PP，供應(yīng)商為5家，本文將以A、B、C、D、E命名，以上述模型對5家供應(yīng)商進行評分排序。以下模擬將以PP供應(yīng)商A作為分析對象，首先根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗結(jié)合，得到各項影響因子的先驗概率分布。（表4）

表4 供應(yīng)商A的影響因子先驗概率分布

確定供應(yīng)商A的先驗概率后，需要進行模擬計算。本文采用Netica軟件模擬貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，Netica是一款由NORSYS software corp制作的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模擬軟件，優(yōu)點為簡單可靠、可視化，便于高效地制作貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型和計算。得到的模擬結(jié)構(gòu)與評分?jǐn)?shù)據(jù)如圖6、圖7、圖8、圖9、圖10。

圖1 成本網(wǎng)絡(luò)

圖7 供應(yīng)商A的Netica資質(zhì)網(wǎng)絡(luò)模擬

圖8 供應(yīng)商A的Netica供貨能力網(wǎng)絡(luò)模擬

圖9 供應(yīng)商A的Netica運營能力網(wǎng)絡(luò)模擬

由圖6-圖10得知，供應(yīng)商A的各項指標(biāo)評分為82、74.6、76.9、74.5、79.8。將供應(yīng)商B、C、D、E進行同樣處理，得到評分結(jié)果如表5。

表5 各供應(yīng)商貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模擬得分

圖6 供應(yīng)商A的Netica成本網(wǎng)絡(luò)模擬

圖10 供應(yīng)商A的Netica產(chǎn)品質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)模擬

將5家供應(yīng)商得分作為判斷矩陣B的數(shù)值，得到：

而由上文2.2得知，材料企業(yè)對于供應(yīng)商二級指標(biāo)的偏好矩陣為：

通過矩陣相乘，得到最終供應(yīng)商評分：（表6）

表6 各供應(yīng)商最終評價得分

故應(yīng)當(dāng)選擇的供應(yīng)商順序為：E、B、C、A、D。

4 結(jié)論

本文從材料企業(yè)對于供應(yīng)商的綜合素質(zhì)要求的角度切入，確定貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的各級節(jié)點以及整體架構(gòu)。以歷史數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，輔以人工調(diào)整進行分析，得出各個供應(yīng)商對應(yīng)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)節(jié)點先驗概率，計算出影響供應(yīng)商綜合素質(zhì)的5項因素的得分。再通過AHP層次分析法，以專家對各層指標(biāo)的對比重要性得分，計算出5項因素的權(quán)重。最后，結(jié)合得分與權(quán)重，得出供應(yīng)商具體的分?jǐn)?shù)與排名，為材料企業(yè)選擇供應(yīng)商提供了可行、便于調(diào)整的采購環(huán)節(jié)供應(yīng)商評價方法。解決了傳統(tǒng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)或AHP方法選擇供應(yīng)商的過于寬泛、實用性低、過于主觀的問題。