層次分析法在商用飛機(jī)供應(yīng)商選擇中的研究與實(shí)踐

秦 淋 / QIN Lin

(上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210)

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層次分析法在商用飛機(jī)供應(yīng)商選擇中的研究與實(shí)踐

秦 淋 / QIN Lin

(上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210)

運(yùn)用層次分析法對供應(yīng)商選擇問題進(jìn)行定性和定量分析，闡述了層次分析法的基本原則和主要步驟，并以航空領(lǐng)域供應(yīng)商選擇為案列，從5個(gè)準(zhǔn)則角度建立了供應(yīng)商評價(jià)的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建對比矩陣并計(jì)算，最終確定了最佳供應(yīng)商。結(jié)果表明，在各類復(fù)雜因素的影響下，該方法能夠?yàn)楣?yīng)商選擇提供借鑒，能夠提高決策的準(zhǔn)確性。

層次分析法；供應(yīng)商選擇；矩陣；最佳供應(yīng)商

0 引言

在國際化產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)環(huán)境中，強(qiáng)有力的供應(yīng)商支持對企業(yè)的生存發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。企業(yè)與供應(yīng)商間的關(guān)系已不再是簡單的買賣關(guān)系，而是一種戰(zhàn)略同盟關(guān)系，即戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系[1]。商用飛機(jī)的研制投資巨大、周期長、涉及面廣，為了有效地利用資源，降低成本，從而贏得市場、獲取更大利潤，世界民機(jī)巨頭紛紛將大量的工作進(jìn)行外包，形成了圍繞核心企業(yè)“利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)”的合作模式。這其中供應(yīng)商的選擇成為影響民機(jī)國際競爭力的關(guān)鍵要素之一。因此，供應(yīng)商的選擇尤為重要，在供應(yīng)商評估中亟需更加科學(xué)有效的方法，能夠全面地比較各個(gè)潛在供應(yīng)商的綜合實(shí)力。

1 供應(yīng)商選擇的方法研究

從20世紀(jì)90年代初至今，國外對供應(yīng)商的評價(jià)及選擇研究已經(jīng)形成一些較為成熟的理論和方法，包括定性、定量及二者結(jié)合的方法。同期，國內(nèi)學(xué)者和企業(yè)也在供應(yīng)商選擇方法方面做了大量卓有成效的研究工作，在供應(yīng)商選擇方法方面，主要采用主觀判斷法、考核選擇法、協(xié)商選擇法、招標(biāo)法、德爾菲法、作業(yè)成本法和ABC成本法等。這些方法主要是定性的，缺少定量的因素，受主觀因素影響較大[2]，而且有的只適用于特定環(huán)境下的物質(zhì)采購。

商用飛機(jī)供應(yīng)商的選擇，受多種因素的影響，各因素之間的聯(lián)系難以精確定量和不完全確知。不僅要考慮研發(fā)和設(shè)計(jì)成本、單價(jià)，供應(yīng)商的技術(shù)能力、技術(shù)開放程度、集成能力，還要兼顧飛機(jī)全生命周期中的其他要素，包括與航空公司的、客戶服務(wù)等相關(guān)方面，甚至包括試飛、響應(yīng)速度、配合程度以及出口限制等因素。這些因素共同體現(xiàn)了供應(yīng)商的實(shí)力、供應(yīng)商合作的意向、選擇該供應(yīng)商所需支付的成本以及與飛機(jī)主制造商要求的吻合程度等，最終根據(jù)這些因素對供應(yīng)商做出綜合評價(jià)，以決定對供應(yīng)商的選擇。然而，僅僅依靠上面所提到的定性方法和一般的數(shù)學(xué)評價(jià)方法很難做出合理、準(zhǔn)確判斷。因此，本文針對難于完全定量化的復(fù)雜決策問題，采用定性與定量結(jié)合的方法選優(yōu)排序，完成商用飛機(jī)供應(yīng)商的選擇。

2 層次分析法研究

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)是美國運(yùn)籌學(xué)家匹茲堡大學(xué)教授薩蒂T.L.Saaty在20世紀(jì)70年代初，為美國國防部研究“根據(jù)各個(gè)工業(yè)部門對國家福利的貢獻(xiàn)大小而進(jìn)行電力分配”課題時(shí)，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和多目標(biāo)綜合評價(jià)方法，提出的一種層次權(quán)重決策分析方法，是將半定性、半量化的問題轉(zhuǎn)化為定量計(jì)算的一種方法。這種方法首先把復(fù)雜的決策系統(tǒng)層次化，然后通過逐層比較各種關(guān)聯(lián)因素的重要性程度建立模型判斷矩陣，并通過一套定量計(jì)算方法為決策提供依據(jù)。

2.1 主要原理

層析分析法先對復(fù)雜決策問題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深入分析，然后利用較少的定量信息使決策的思維過程數(shù)學(xué)化，對難于完全定量的復(fù)雜系統(tǒng)做出決策的模型和方法，將定量分析與定性分析結(jié)合起來。為了使目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，決策者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)盤算衡量標(biāo)準(zhǔn)之間的相對重要程度，并合理地給出每個(gè)決策方案每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)數(shù)，利用權(quán)數(shù)求出各方案的優(yōu)劣次序，從而做出相對最優(yōu)決策，適用于多選擇、多準(zhǔn)則或無結(jié)構(gòu)的復(fù)雜決策問題[3]。

層次分析法的最大優(yōu)點(diǎn)在于提出了層次，使得買方能夠認(rèn)真地考慮和衡量指標(biāo)的相對重要性。不僅適用于存在不確定性和主觀信息的情況，還允許以合乎邏輯的方式運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)、洞察力和直覺。因此，根據(jù)實(shí)際情況抽象出較為貼切的層次結(jié)構(gòu)模型，分解簡化問題時(shí)把握主要因素，以避免AHP結(jié)果不準(zhǔn)確。

2.2 實(shí)現(xiàn)步驟

2.2.1 建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型

在深入分析實(shí)際問題的基礎(chǔ)上，把問題條理化、層次化，構(gòu)造出一個(gè)有層次的結(jié)構(gòu)模型。這樣，復(fù)雜問題被分解為元素的組成部分。這些元素又按其屬性及關(guān)系形成若干層次。

1)目標(biāo)層：在最上層，通常只有一個(gè)元素，是問題的預(yù)訂目標(biāo)和理想結(jié)果；

2)準(zhǔn)則層：也叫指標(biāo)層，當(dāng)準(zhǔn)則過多，譬如多于9個(gè)時(shí)，可劃分為子準(zhǔn)則層。層次數(shù)與問題的復(fù)雜程度及需要分析的詳盡程度有關(guān)，它包含了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié)。

3)方案層：也叫對象層，是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種措施、決策對象等。

2.2.2 構(gòu)造對比矩陣

從層次結(jié)構(gòu)模型的第2層開始，對于從屬于或影響上一層每個(gè)因素的同一層諸因素，用兩兩比較法和1～9比較尺度構(gòu)建成對比較陣，直到最下層。

設(shè)某層有n個(gè)因素(準(zhǔn)則)，X={x1,x2,x3,…,xn}

比較他們對上一層某一準(zhǔn)則的影響程度，確定在該層中相對于某一準(zhǔn)則所占的比重(即把n個(gè)因素對上層某一目標(biāo)的影響程度排序)。

上述比較是兩兩因素之間進(jìn)行得比較，比較時(shí)取1～9尺度。用aij表示第i個(gè)因素相對于第j個(gè)因素的比較結(jié)果，則

表1 九分比較尺度表

成對比較矩陣A=(aij)n×n是正互反陣。滿足以下性質(zhì)：

1)aij>0;

2)aij=1/aji;

3)aii=1。

2.2.3 計(jì)算權(quán)向量并做一致性檢驗(yàn)

1)準(zhǔn)則優(yōu)先權(quán)值矩陣計(jì)算

根據(jù)判斷矩陣，計(jì)算出對于上一層次中某一因素而言本層次與之有聯(lián)系的元素重要性次序的權(quán)值，即層次單排序。理論上講，層次單排序問題歸結(jié)為計(jì)算判斷矩陣的最大特征根及其特征向量。計(jì)算方法如下[4]：

w=[w1,w2,…,wn]T，即為所求特征向量。

一個(gè)正確的判斷矩陣重要性排序是有一定邏輯規(guī)律的。因此，在進(jìn)行層次單排序時(shí)需要做一致性檢驗(yàn)。

表2 平均隨機(jī)自由度指標(biāo)值

當(dāng)AR<0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣的一致性可以接受，否則應(yīng)調(diào)整矩陣中的元素。若檢驗(yàn)通過，特征向量(歸一化后)即為權(quán)向量；若不通過，需重新構(gòu)建成對比較陣。

2)方案權(quán)向量矩陣計(jì)算

列出方案權(quán)向量矩陣的方法與準(zhǔn)則優(yōu)先權(quán)值矩陣的方法相同。每一個(gè)準(zhǔn)則對應(yīng)一個(gè)矩陣，其中各元素表示對此準(zhǔn)則的偏好程度。

計(jì)算方案對目標(biāo)的組合權(quán)向量，并根據(jù)公式做組合一致性檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)通過，則可按照組合權(quán)向量表示的結(jié)果繼續(xù)決策，否則需要重構(gòu)模型，構(gòu)建一致性比率較大的成對比較陣。

2.2.4 加權(quán)計(jì)算綜合評價(jià)結(jié)果

按層次結(jié)構(gòu)模型由上向下逐層計(jì)算，計(jì)算出最底層因素對目標(biāo)層的相對重要性，即層次總排序。也就是說，層次總排序是針對最高層而言的。

有最新研究指出，在層析分析法中不必檢驗(yàn)層次總排序的一致性，即實(shí)際操作中，總排序一致性檢驗(yàn)可省去。

3 應(yīng)用舉例

M公司是一家大型商用飛機(jī)企業(yè)，在某型號開發(fā)初期，全球多家企業(yè)均表示有意向參與項(xiàng)目研制工作。經(jīng)初選后，決定通過項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)水平、報(bào)價(jià)范圍、客服能力以及本土化程度5個(gè)準(zhǔn)則對某系統(tǒng)參與競標(biāo)的3家供應(yīng)商進(jìn)行再次評估，最終確定最佳供應(yīng)商。供應(yīng)商A、B、C的各準(zhǔn)則符合性見表3。

表3 各家供應(yīng)商的準(zhǔn)則特征

3.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)AHP的運(yùn)用步驟，建立層次結(jié)構(gòu)模型。最上層目標(biāo)層為最佳供應(yīng)商，中間層為準(zhǔn)則層，包括技術(shù)能力、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、報(bào)價(jià)范圍、客服水平及本土化程度。最底層為對象層，為各備選供應(yīng)商。模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 遞階層次結(jié)構(gòu)模型

3.2 構(gòu)造成對比較矩陣

在進(jìn)行兩兩指標(biāo)和供應(yīng)商之間各個(gè)指標(biāo)重要性判定時(shí)，采用專家打分法，專家組可以包括供應(yīng)商選擇方面的研究學(xué)者，企業(yè)各個(gè)部門的技術(shù)人員，具有多年經(jīng)驗(yàn)的采供人員，高層管理人員等。采用共同打分求平均值的方法評分，減少判斷的主觀性。評分標(biāo)準(zhǔn)即九分尺度判斷表。經(jīng)過評估,判斷矩陣結(jié)果見表4。

表4 準(zhǔn)則對比結(jié)果

按行求和，并列向量歸一化，得：

得到特征向量w=(0.4790.1710.2160.0450.089)T,

同理，得到如表5～表9所示的各準(zhǔn)則的兩兩對比矩陣。

表5 技術(shù)水平ABCA152B1/511/3C1/231表6 報(bào)價(jià)范圍ABCA11/41/6B411/2C621

表7 項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)ABCA137B1/313C1/71/31表8 本土化程度ABCA121/5B1/211/8C581

表9 客服能力

根據(jù)各對比矩陣，計(jì)算出各自的λmax，CI及AR值，如表10所示。由表10可知，AR值都小于0.1，一致性檢驗(yàn)通過。

表10 CI及AR計(jì)算結(jié)果

3.3 結(jié)果分析

各供應(yīng)商的層次總排序結(jié)果如表11所示。從總排序表中可以發(fā)現(xiàn)，供應(yīng)商A、B、C的各準(zhǔn)則分值排序與表3各自準(zhǔn)則特征吻合。從各供應(yīng)商的加權(quán)總分可以看出，3家供應(yīng)商的排序?yàn)锳、C、B。即在綜合5個(gè)方面的準(zhǔn)則考慮后，供應(yīng)商A的實(shí)力最強(qiáng)，其次為C，最差的是B。供應(yīng)商評價(jià)和選擇過程合理、公正、有說服力。

4 結(jié)論

層析分析法把復(fù)雜問題中的各種因素通過劃分為相互聯(lián)系的有序?qū)哟危怪畻l理化，根據(jù)對一定客觀現(xiàn)實(shí)的主觀判斷結(jié)果，把專家意見和分析者的客觀判斷結(jié)果直接而有效地結(jié)合起來，通過層次對比以定量描述。層次化清晰，最后用加權(quán)和的方法遞階歸并得到各備選方案對總目標(biāo)的最終權(quán)重。

表11 層次總排序結(jié)果

借助應(yīng)用案例，層次分析方法可以將商用飛機(jī)主制造商在選擇供應(yīng)商時(shí)面臨各類復(fù)雜問題化為簡單的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果簡單明確，容易為決策者了解和掌握，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

[1] Thomas L. Saaty. The Analytic Hierarchy Process[M]. Mcgraw-Hill(Tx), 1980.

[2] 徐小莉.淺談供應(yīng)商選擇的策略和方法[J]. 經(jīng)營管理者，四川成都經(jīng)營管理者雜志編輯部，2011,18:260-260.

[3] 董明望.基于層次分析法的供應(yīng)商選擇評價(jià)系統(tǒng)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33(5):828-831.

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[5] 施曉東.淺談供應(yīng)商選擇和管理企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的作用[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2014(8).

Research and Realization of Analytic Hierarchy Process in Supplier Selection for Commercial Aircrafts

(Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai 201210，China)

The thesis applies Analytic Hierarchy Process on supplier selection qualitatively and quantitatively. The basic principle and major steps of Analytic Hierarchy Process were explained. Taking an example of the supplier selection in aviation field, the paper establishes the mathematics model and the supplier evaluation system. At last, the best suppliers were determined through calculating the comparison matrices. The result indicates that the method can provide reference for the following supplier selection , and improve the accuracy of the decision-making during all kinds of complex factors.

analytic hierarchy process; supplier selection; matrix; the best supplier

10.19416/j.cnki.1674-9804.2016.03.019

F274

A