綠色供應鏈中基于改進的TOPSIS方法的供應商評價與選擇

賓 厚，汪妍蓉

（湖南工業大學 商學院，湖南 株洲 412007）

綠色供應鏈中基于改進的TOPSIS方法的供應商評價與選擇

賓 厚，汪妍蓉

（湖南工業大學 商學院，湖南 株洲 412007）

在綠色供應鏈基礎上提出了一種基于熵權法與改進的TOPSIS法相結合的方法選擇綠色供應商。首先構建綠色供應商的評價指標體系，然后采用熵權法得到各指標的權重。最后通過算例分別采用傳統的TOPSIS方法和改進的TOPSIS方法選擇供應商，并對2種方法及所得結果進行比較。結果表明，用改進的TOPSIS方法選擇供應商是可行的、合理的，且更加科學。

綠色供應商；熵權法；改進的TOPSIS方法

1 研究背景

隨著經濟的快速發展和工業化程度的不斷提升，環境污染和資源枯竭的現象越來越嚴重。為了緩解經濟發展所面臨的資源與環境壓力，綠色供應鏈應運而生。近年來，國內外許多學者開始對綠色供應鏈進行研究。綠色供應鏈的概念，是由美國密歇根州立大學的制造研究協會于1996 年進行的一項“環境負責制造”的研究中首次提出。綠色供應鏈管理又稱環境意識供應鏈管理，它考慮了供應鏈中各個環節的環境問題，主要注重于環境的保護以及經濟與環境的協調發展。在綠色供應鏈的管理過程中，選擇合適的供應鏈合作伙伴是很關鍵的一環。供應商處于供應鏈的上游，它在保護環境和節約成本方面的作用能夠通過供應鏈傳遞到下游的各個環節。因此，選擇符合可持續發展戰略的供應商至關重要。

在綠色供應鏈管理過程中，如何建立一套科學有效的供應商評價和選擇體系，是一個具有理論和實際意義研究課題。對供應商評價與選擇的研究已經有較多成果。在評價指標方面，L. M. Ellram[1]指出，廠商在選擇供應商時，要綜合考慮成本、質量、交貨期、目標一致性、管理相容性等指標；W. E. Patton[2]給出了價格、質量等7項評價準則；朱建軍等人[3]建立了由產品價格、準時交貨等5項指標所組成的評價體系；張平等人[4]從企業經濟背景、環保社會價值以及環保成本3個方面考慮，建立了綠色供應鏈合作伙伴評價指標體系；李樹丞等人[5]基于綠色供應鏈和ISO14001環境管理標準，設計了包含綠色指標在內的供應商評價指標體系；馬士華[6]把供應商評價指標體系分為質量體系、業務結構、企業績效、生產能力和企業環境4大部分；付靖等人[7]把供應商評價指標分為技術水平、交貨情況、財務狀況、企業發展前景、外部風險，并采用了熵權法確定指標權重；鮑鈺[8]提出了供應商評價指標體系包括企業業務評價、業務結構和生產能力評價、質量系統評價和企業環境評價，把環境指標列為選擇供應商的一個重要指標。在供應商選擇方法方面，阮連法等人[9]結合綠色建筑供應鏈的性質，從產品優勢、運營管理等4個方面建立了綠色建筑供應商選擇指標體系，在比較綠色供應商選擇方法的基礎上，提出用基于模糊集理論的VIKOR方法選擇綠色建筑供應商；羅新星等人[10]提出了綠色供應鏈中基于AHP和TOPSIS的供應商評價與選擇模型；郭偉等人[11]針對AHP方法中因假設元素間相互獨立而偏離實際的缺陷，介紹了ANP/TOPSIS應用于制造企業供應商選擇的方法，并將AHP/TOPSIS與ANP/TOPSIS在制造企業供應商選擇的排序結果作對比，得出應用ANP/TOPSIS能更合理地解決該類問題的結論；胡小建等人[12]將最小化評估指標綜合值和產品對指標評價權重系數相結合，建立了供應商選擇的數學模型，構造了適合該模型的帶有“擾動策略”的蟻群算法并闡述了求解過程；顏波等人[13]提出了綠色供應鏈環境下供應商選擇的基本流程，構建了一套完整的綠色供應鏈環境下供應商評估與選擇的指標體系，運用DEA方法的C2R模型以及在C2R模型基礎上改進建立起來的超效率DEA模型，對綠色供應鏈環境下的供應商進行客觀的定量評價。

上述關于供應商評價指標的研究大多數局限于傳統的幾個指標，大部分只考慮成員企業的經濟效益，而沒有考慮企業行為對環境的影響。有的加入了環境保護這一指標，但沒有對環保因素進行具體的界定與量化。關于供應商選擇方法的研究，大多在確定指標時主觀性太大，不能做到精確合理。因此，本文從綠色供應鏈內涵出發，用熵權確定指標權重，同時結合改進的逼近理想解排序法（technique for order preferenceby similarity to ideal solution，TOPSIS）對供應商進行評價與選擇，避免了傳統TOPSIS方法規范化決策矩陣求解時的復雜計算。

2 TOPSIS方法的供應商選擇模型

2.1 供應商評價指標體系的構建

在分析綠色供應鏈與傳統供應鏈差異特征的基礎上，構建了綠色供應鏈環境下供應商的評價指標體系，見表1。

表1 綠色供應鏈中供應商評價指標體系Table1 Supplier evaluation index system in green supply chain

表1是結合已有研究成果，根據綠色供應鏈的內涵，構建出的一個具體的多層次綠色供應鏈中供應商評價的指標體系。該體系不僅考慮了傳統的經濟指標，如產量、價格、準時交貨和生產能力等，還考慮了環境指標，如資源節約、能源消耗等。

在表1的供應商評價指標體系中，將供應商評價A劃分為3個層次，即產品指標層、環境指標層和組織指標層。其中，環境指標包括5個子指標：資源節約、能源消耗、廢棄物排放、產品回收率、ISO認證，前4個指標是定量指標。資源節約可以通過生產單位產品節約的資源來衡量；能源消耗可以用單位產品的能源消耗成本來量化；廢棄物的排放可以用單位產品有毒廢棄物的排放量大小來量化；產品回收率可以用產品回收數量占總提供產品數量的比例來衡量。ISO認證是定性指標，在計算過程中可以用1和0來分別表示通過認證和未通過認證。

2.2 評價步驟

2.2.1 傳統的TOPSIS方法

1）設有m個供應商，n個評價指標，以xij表示第i個供應商的第j個指標的評價值，則供應商的指標評價值矩陣為

2）由于各個評價指標的量綱不同，為了便于比較，需要用公式

對其進行歸一化處理。

3） 對TOPSIS法采用信息熵的概念來確定評價指標的權重，從而在一定程度上避免了主觀因素的影響。信息熵是利用概率來衡量信息不確定性的一種測算方法，它表明數據分布越分散，其不確定性就越大。各個指標的決策信息可以用其信息熵值ej來表示：

4）計算第j個指標的差異系數。第j個指標的評價值數據的差異系數dj表示為

對于第j項指標，指標值xij的差異系數越大，則對供應商評價的xij作用就越大，熵值就越小。

5）計算第j項指標的權重

式中0≤wj≤1，。

6）在確定指標的權重因子wj后，可得供應商的指標加權評價值矩陣為

7）最理想和最不理想的指標加權評價值集合分別為：

式中J1和J2分別是效益型指標和成本型指標的集合。

8）供應商的評價值與最理想的評價值集合和最不理想的評價值集合之間的距離可以用n維歐幾里德公式

計算。

9）各供應商的TOPSIS評價值用公式

計算。根據TOPSIS評價值的大小可以對供應商進行排序選優。

2.2.2 改進的TOPSIS方法

對傳統的TOPSIS方法進行改進來選擇供應商。通過熵權法計算指標的權重，用改進的TOPSIS法計算歐式距離，以簡化正負理想解的計算，計算結果與基本的TOPSIS方法相同，而計算更簡單快捷。

1）設有m個供應商，n個評價指標，xij表示第i個供應商的第j個評價指標值，則數據原始矩陣為

2）對矩陣X規范化，將其統一為效益型指標，得到標準化矩陣。

對于效益型指標

式中xjmin和xjmax分別表示xj的最小值和最大值。

對于成本型指標

3）計算指標的熵值。設有m個供應商，n個評價指標，xij為第i個供應商的第j個評價指標值，則第j項指標的熵值為

4）計算第j個指標的差異系數。第j個指標的評價值數據的差異系數dj表示為

對于第j項指標，指標值xij的差異系數越大，則對供應商評價的xij作用就越大，熵值就越小。

5）計算第j項指標的權重

式中0≤wj≤1，。

6）構造加權評價值矩陣。在確定指標的權重因子wj后，可得供應商的指標加權評價值矩陣為

7） 計算最理想和最不理想的指標加權評價值。由于一般的TOPSIS方法計算指標元素的歐氏距離比較繁瑣，本文用改進的TOPSIS方法進行計算。所有對于偏好最高的指標屬性值取為1，最低的指標屬性值取為0，所有正負理想解可分別為：

8）計算歐氏距離。可利用n維歐幾里德公式

計算歐氏距離。

9）各供應商的TOPSIS評價值用公式

計算。根據TOPSIS評價值Yi的大小，可以對供應商進行排序選優，Yi越大，說明該供應商距最理想解越近，距最不理想解越遠，所以競爭力越大。

3 算例分析

先用傳統的TOPSIS方法進行綠色供應商選擇，再用改進的TOPSIS方法進行綠色供應商選擇，并將2種方法進行對比。

3.1 傳統的TOPSIS方法算例

1）評價指標。產品質量C1，產品價格C2，準時交貨率C3，服務水平C4，資源節約C5，能源消耗C6，廢棄物排放C7，產品回收率C8，ISO認證C9，供應能力C10，財務狀況C11，企業影響力C12。其中產品質量、準時交貨率、服務水平、資源節約、產品回收率、ISO認證、供應能力、財務狀況和企業影響力為效益指標，產品價格、能源消耗、廢棄物排放為成本指標。供應商S1，S2，S3，S4的各項評價指標C1～C12如表2所示。

表2 供應商評價表Table2 Supplier evaluation list

2）對原始數據進行無量綱化處理，得到歸一化 矩陣

3）利用公式（3）～（5），經計算得到各指標的熵值ej，差異系數dj和指標權重wj：

4）在確定指標的權重因子wj后，再通過計算得到供應商的指標加權評價值矩陣

由加權評價值矩陣可得，最理想的指標加權評價值的集合和最不理想的指標加權評價值的集合分別為：

5）根據公式（7）～（9）計算出相對接近度Yi，并依此對供應商進行選優排序，結果見表3。

由表3可知，供應商評價結果為

表3 Yi及其排序結果Table3 Yiand the arrangement results

3.2 改進的TOPSIS方法算例

1）為了便于比較，改進的TOPSIS方法的評價指標和供應商評價表與傳統的TOPSIS方法選取相同。

2）由于傳統的TOPSIS方法計算比較繁瑣，而改進的TOPSIS方法將效益指標和成本指標進行了統一，避免了傳統方法的復雜性。將原始數據歸一化處理，得到歸一化矩陣

3）用熵權法計算指標權重，所有指標權重值與傳統方法的結果相同，即

4）在確定指標的權重因子wj后，再通過計算得到供應商的指標加權評價值矩陣

5）根據公式（17）～（19）計算出相對接近度Yi，并依此對供應商進行選優排序，結果見表4。

表4 Yi及其排序結果Table4 Yiand the arrangement results

由表4可知，供應商評價結果為

對比傳統的TOPSIS方法，可以發現2種方法得出的結果基本相同，但是傳統的TOPSIS方法計算繁瑣。而改進的TOPSIS方法將指標進行規范化，統一為效益指標，消除了傳統TOPSIS方法計算的復雜性。由算例結果可知，改進TOPSIS方法將廢棄物排放量和能源消耗量等高指標的供應商S3評為最不理想的環保供應商，符合實際情況，從而驗證了改進的TOPSIS方法選擇供應商的合理性和科學性。

4 結語

在環境污染嚴重，資源消耗迅速的今天，綠色供應鏈管理是社會發展的必然趨勢，而選擇合適的綠色供應商是實現綠色供應鏈管理的重要環節。因此，對綠色供應鏈管理下的供應商選擇評價具有重要的現實意義。本文先采用熵權法得到各指標的權重，具有客觀性、合理性，然后采用TOPSIS方法評價和選擇綠色供應商，最后用算例比較了改進的TOPSIS方法和傳統的TOPSIS方法，驗證了改進的TOPSIS方法的合理性和科學性。

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（責任編輯：鄧光輝）

Supplier Evaluation and Selection Based on Improved TOPSIS Method in Green Supply Chain

Bin Hou，Wang Yanrong
（School of Business，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan 412007，China）

On the basis of green supply chain, the combing method of entropy weight method andimproved TOPSIS method to choose green supplier is put forward. First builds green supplier evaluation index system, then adopts the entropy weight method to get the weight of each index, finally through an example, uses the traditional TOPSIS method and the improved TOPSIS method to choose the supplier respectively and compares the two methods. Results show that the improved TOPSIS method to choose the supplier is reasonable and feasible, and more scientific.

green supplier；entropy method；improved TOPSIS method

F270

A

1673-9833(2014)02-0081-06

2013-11-11

國家自然科學基金資助項目（71201053），湖南省情與決策咨詢研究立項課題基金資助項目（2012BZZ36）

賓 厚（1974-），男，湖南株洲人，湖南工業大學副教授，博士，主要研究方向為供應鏈與物流管理，

E-mail：1173260751@qq.com

汪妍蓉（1988-），女，湖南益陽人，湖南工業大學碩士生，主要研究方向為綠色供應鏈管理，

E-mail：805702260@qq.com

10.3969/j.issn.1673-9833.2014.02.017