綠色供應(yīng)鏈下基于組合賦權(quán)的灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS法對供應(yīng)商評價選擇的研究

王燕茹 姜 坤

（江南大學(xué)，無錫 214122）

綠色供應(yīng)鏈下基于組合賦權(quán)的灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS法對供應(yīng)商評價選擇的研究

王燕茹 姜 坤

（江南大學(xué)，無錫 214122）

為了順應(yīng)綠色供應(yīng)鏈發(fā)展的趨勢，H企業(yè)與供應(yīng)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(zhì)量、服務(wù)、環(huán)境、成本、技術(shù)五大因素，建立了科學(xué)合理的供應(yīng)商評價指標(biāo)體系；采用FAHP法和熵值法對各指標(biāo)進(jìn)行主觀和客觀組合賦權(quán)，利用灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS法進(jìn)行供應(yīng)商評價排序，選出最佳的供應(yīng)商作為綠色戰(zhàn)略合作伙伴；最后通過算例計算以及結(jié)果對比分析，驗證了FAHP/熵值法/灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS模型的穩(wěn)定性和有效性。

綠色供應(yīng)鏈 組合賦權(quán) 灰色關(guān)聯(lián) TOPSIS 供應(yīng)商評價選擇

引 言

在我國社會經(jīng)濟(jì)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(fèi)等嚴(yán)峻的環(huán)境問題。在此情形下，歐盟頒布了 《ROHS指令》和 《化學(xué)品的注冊、評估、授權(quán)和限制》等相關(guān)環(huán)境保護(hù)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(hù)法》、《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》、《中華人共和國節(jié)約能源法》等環(huán)境保護(hù)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(qiáng)調(diào)在提升經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時，應(yīng)具備環(huán)境保護(hù)意識和樹立生態(tài)文明的理念［2］。隨著國外和國內(nèi)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(qiáng)，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(yīng)鏈已經(jīng)應(yīng)用到許多領(lǐng)域中，在制造業(yè)供應(yīng)鏈發(fā)展中綠色化也成為一個必然的趨勢。

綠色供應(yīng)鏈?zhǔn)窃?996年密歇根州立大學(xué)制造協(xié)會（MRC）在進(jìn)行一項關(guān)于 “環(huán)境負(fù)責(zé)制造”研究中提出的，即企業(yè)追求經(jīng)濟(jì)效益的同時兼顧環(huán)境效益，并且將綠色供應(yīng)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(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是如何選擇最佳的供應(yīng)商作為長期的合作伙伴。通過選擇合適的綠色供應(yīng)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(yīng)商提供的原料進(jìn)行綠色控制、加工，從而促使整個供應(yīng)鏈實現(xiàn)綠色化，與供應(yīng)商建立綠色戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

目前國內(nèi)外學(xué)者對供應(yīng)商評價選擇的研究主要集中在指標(biāo)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(chǎn)能力、發(fā)展能力、協(xié)助能力、任務(wù)風(fēng)險、企業(yè)環(huán)境在內(nèi)的軍品供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系，并運(yùn)用新的三角模糊數(shù)方法對供應(yīng)商進(jìn)行選擇；錢吳永（2009）［7］從價格、服務(wù)水平、質(zhì)量、創(chuàng)新能力、市場反應(yīng)能力、業(yè)界信譽(yù)6個方面進(jìn)行分析，并提出了灰色關(guān)聯(lián)定權(quán)的方法，結(jié)合TOPSIS法對供應(yīng)商進(jìn)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(biāo)以及文化、技術(shù)、成本、質(zhì)量等14個二級指標(biāo)進(jìn)行分析，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）進(jìn)行權(quán)重的確定，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度方法選擇最佳的供應(yīng)商，最后對算例結(jié)果進(jìn)行靈敏度分析，驗證了方法的有效性；羅新星（2011）［9］構(gòu)建供應(yīng)商指標(biāo)體系時加入環(huán)境因素，通過AHP確定各指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)合TOPSIS法選擇最優(yōu)供應(yīng)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(yù)、歷史合作、產(chǎn)品性能8個方面建立指標(biāo)體系，通過DEA方法先淘汰不合格的供應(yīng)商，然后對合格的供應(yīng)商運(yùn)用AHP方法確定權(quán)重，結(jié)合TOPSIS法進(jìn)行排序，最終根據(jù)排序結(jié)果選擇滿意的供應(yīng)商。

本文在現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過建立包括環(huán)境在內(nèi)的綠色供應(yīng)商評價指標(biāo)體系，并對環(huán)境因素的各個二級指標(biāo)進(jìn)行具體量化；然后運(yùn)用FAHP法和熵值法分別確定因素的主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，通過線性加權(quán)進(jìn)行組合計算得出綜合權(quán)重，避免了使用單一的權(quán)重確定方法對結(jié)果造成的誤差；最后通過灰色關(guān)聯(lián)分析法與TOPSIS法的結(jié)合進(jìn)行供應(yīng)商的排序，選擇最佳的供應(yīng)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(jié)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(yīng)商選擇指標(biāo)體系的建立

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

表1 綠色供應(yīng)商評價指標(biāo)體系

續(xù)表

2 基于FAHP與熵值法組合賦權(quán)的灰色TOPSIS模型的構(gòu)建

2.1 基于熵值法客觀權(quán)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(yīng)的指標(biāo)權(quán)重，并沒有考慮決策者的主觀想法，因此具有很強(qiáng)的客觀性［16］。熵值法確定各指標(biāo)的客觀權(quán)重步驟如下：

第一步，設(shè)有m個供應(yīng)商，n個評價指標(biāo)，對于多屬性決策問題，首先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理：

成本型指標(biāo)公式：

效益性指標(biāo)公式：

因此得到標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣Y＝（yij）m×n。

第二步，將標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣進(jìn)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(biāo)下第j個元素的元素值。

第三步，計算供應(yīng)商評價指標(biāo)中第j個指標(biāo)元素的熵值：

第四步，計算各屬性指標(biāo)的客觀權(quán)重：

2.2 基于FAHP主觀權(quán)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(jì)70年代美國運(yùn)籌學(xué)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(yùn)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(yùn)用第二種形式確定主觀權(quán)重。

模糊層次分析法確定主觀權(quán)重的步驟：

第一步：構(gòu)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(biāo)元素a（i）與a（j）相對上層指標(biāo)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(biāo)對應(yīng)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(biāo)層對應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重向量以及第L層對于L－1層對應(yīng)指標(biāo)的權(quán)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(biāo)層的權(quán)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(quán)重向量為：

第四步：計算第L層上各指標(biāo)元素對總目標(biāo)的合成權(quán)重向量：

2.3 各屬性指標(biāo)主客觀組合權(quán)重的確定

運(yùn)用線性加權(quán)組合法對FAHP與熵值法分別得出的各指標(biāo)元素的權(quán)重進(jìn)行組合：

2.4 灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS法進(jìn)行評價排序

TOPSIS法是根據(jù)靠近正理想解和負(fù)理想解的距離來對決策方案進(jìn)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(guān)聯(lián)與TOPSIS相結(jié)合，可以克服TOPSIS法的缺陷，提高決策結(jié)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(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣構(gòu)造加權(quán)決策矩陣F＝（fij）m×n：

第二步，確定正理想解F＋和負(fù)理想解F－：

第三步，計算各決策方案到正負(fù)理想解F＋、F－的距離T＋、T－：

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

第五步，分別對T＋、T－、R＋、R－進(jìn)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(jìn)行排序，Si值越大，說明供應(yīng)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(yīng)綠色供應(yīng)鏈的潮流，增強(qiáng)自身的競爭力，該公司以電機(jī)為核心零部件，在已經(jīng)建立的4個供應(yīng)商中選擇最佳的綠色供應(yīng)商，與此供應(yīng)商建立綠色戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，實現(xiàn)雙方共贏以及經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的統(tǒng)一。

評價指標(biāo)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(wù)指標(biāo)、成本指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)中檢驗合格率和物料進(jìn)入生產(chǎn)階段的可靠性、環(huán)境指標(biāo)中托盤周轉(zhuǎn)箱利用率和綠色包裝材料使用率等定量指標(biāo)的客觀數(shù)據(jù)，主要是通過在T公司內(nèi)部的工作記錄、清點記錄獲取；對于另一部分客觀數(shù)據(jù)，如環(huán)境指標(biāo)下的凈化設(shè)備投入比例、技術(shù)指標(biāo)下的R&D工程師人員比例和自動化設(shè)備使用比例以及新項目研發(fā)比例等定量指標(biāo)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(yīng)商的實地考察和調(diào)研獲得；對于質(zhì)量手冊制定的完整性、物料性能、物料包裝方式標(biāo)準(zhǔn)化、訂單回復(fù)速度、ISO14001認(rèn)證、員工普及環(huán)保知識程度、圖紙設(shè)計及可優(yōu)化水平等定性指標(biāo)的主觀數(shù)據(jù)，主要是通過評價小組進(jìn)行綜合打分獲得，評價小組由4名學(xué)術(shù)專家、1名供應(yīng)鏈經(jīng)理、1名物料經(jīng)理、2名采購高級工程師、2名質(zhì)量高級工程師組成。4家供應(yīng)商的評價原始數(shù)據(jù)如表2所示：

表2 供應(yīng)商的評價原始數(shù)據(jù)

3.1 構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

根據(jù)式（1）、（2）對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理得到標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣，計算結(jié)果略。

3.2 綜合權(quán)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(quán)重：

第二步，根據(jù)公式（6）～（10）得到FAHP法確定的主觀權(quán)重：

第三步，根據(jù)公式（11）計算得出組合權(quán)重：

3.3 建立加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

根據(jù)公式（12）F＝（fij）m×n＝W?Y計算得出加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣，計算結(jié)果如表3所示。

3.4 確定正理想解F＋和負(fù)理想解F－

根據(jù)（13）、（14）得到：

3.5 計算各決策方案到正負(fù)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(fù)理想解F＋、F－的距離：

3.6 計算灰色關(guān)聯(lián)度R＋、R－

3.9 結(jié)果排序

根據(jù)計算得出的Si評價值進(jìn)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(yīng)商為最佳供應(yīng)商作為T公司的綠色戰(zhàn)略合作伙伴。

3.10 結(jié)果分析

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

表3 不同權(quán)重下的評價排序結(jié)果對比

第二步，基于組合賦權(quán)分析的基礎(chǔ)上，對灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS方法中的偏好系數(shù)ζ1、ζ2分別取不同的值進(jìn)行分析，結(jié)果如表4所示，根據(jù)不同取值計算結(jié)果表明，綠色供應(yīng)商的排序結(jié)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(yīng)商的評價選擇，說明排序結(jié)果具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和有效性。

表4 不同偏好系數(shù)下的結(jié)果排序

4 結(jié)束語

隨著國內(nèi)和國外對環(huán)境保護(hù)力度的加大，尤其是對于制造業(yè)監(jiān)管以及約束的增強(qiáng)，綠色供應(yīng)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(yīng)商戰(zhàn)略伙伴成為綠色供應(yīng)鏈發(fā)展的關(guān)鍵之一。本文結(jié)合綠色供應(yīng)鏈理論和制造業(yè)的特點，構(gòu)建了包括環(huán)境因素在內(nèi)的供應(yīng)商評價指標(biāo)體系，并對指標(biāo)因素進(jìn)行具體量化；通過FAHP和熵值法組合賦權(quán)，避免了單一賦權(quán)的不足，增加了評價過程的合理性和準(zhǔn)確性；結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度對TOPSIS法進(jìn)行改進(jìn)，克服了傳統(tǒng)TOPSIS法的缺陷，給出了基于灰色關(guān)聯(lián)的TOPSIS評價方法。最后通過算例計算以及結(jié)果分析，驗證了FAHP－熵值法－灰色關(guān)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(yīng)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(tuán)英，馬天山 .基于可拓法的報廢汽車逆向物流供應(yīng)商選擇與評價模型研究 ［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)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(yīng)洛 .綠色供應(yīng)鏈管理 ［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005：30～31

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

［7］錢吳永，黨耀國，熊萍萍，等 .基于灰色關(guān)聯(lián)定權(quán)的TOPSIS法及其應(yīng)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(yīng)鏈中基于AHP和TOPSIS的供應(yīng)商評價與選擇研究 ［J］.軟科學(xué)，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(yīng)洛.綠色制造模式下的供應(yīng)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(yīng)鏈合作伙伴選擇方法 ［J］.工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2013，（12）：90～95

［16］張軍，梁川 .基于灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣的TOPSIS模型在水環(huán)境質(zhì)量評價中的應(yīng)用 ［J］.四川大學(xué)學(xué)報（工程科學(xué)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(guān)聯(lián)分析的加權(quán)TOPSIS法及其應(yīng)用［J］.福州大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2010，（6）：40～44

［19］陶瑞 .基于Vague集的理想解和灰色關(guān)聯(lián)結(jié)合的決策方法及應(yīng)用 ［J］.數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)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(zé)任編輯：史 琳）

2016—07—10

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項資金資助項目（項目編號：JUSRP1601XNC）。

王燕茹，江南大學(xué)商學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師。研究方向 ：營銷管理、經(jīng)濟(jì)地理、旅游管理。姜坤，江南大學(xué)商學(xué)院碩士研究生。研究方向：供應(yīng)鏈管理。