基于多屬性群決策的閉環供應鏈第三方回收商選擇決策

□ 劉 棟

(江蘇大學 管理學院，江蘇 鎮江 212013)

1 引言

隨著各種回收政策的推行和可持續發展理念的日益普及，如何通過廢舊品回收來實現企業的經濟目標與環保目標已經成為當前各國政府、企業界以及學術界關注的熱點話題。許多企業(如戴爾、蘋果等)都回收廢舊產品參與閉環供應鏈管理以增加企業利潤、減少環境污染[1-2]。回收渠道的正確選擇是閉環供應鏈管理的關鍵問題[3]。回收主要有制造商回收、零售商回收和第三方回收三種回收模式。第三方回收商提供專業的物流、拆解處理等服務，以廢舊產品回收為核心，已越來越受各國政府部門和企業所青睞[4]。近些年來，隨著政府對回收與再制造的重視，第三方回收商的數量不斷增加，同層成員之間的競爭已經無法避免[5]。現實的閉環供應鏈呈現為復雜競合關系的網絡結構[6]，面臨的為多個相互競爭的第三方回收商的情況[7]，這一點與當前單鏈條的閉環供應鏈研究存在著巨大的不同。此外，當前研究均假設閉環供應鏈成員以自身利潤最大化為決策目標，忽略了閉環供應鏈成員的不同利益訴求。有鑒于此，考慮現實閉環供應鏈的網絡結構，選擇一個各方滿意的第三方回收商具有重要的現實意義。

在理論研究方面，Savaskan等[8]首次研究單一制造商、單一零售商和單一第三方回收商組成的閉環供應鏈模型下的回收渠道選擇問題后，已有學者針對同層成員間存在競爭的閉環供應鏈回收渠道選擇問題進行了研究。Savaskan等[9]和盧榮花等[10]都研究了具有兩個競爭零售商的回收渠道選擇問題。也有學者考慮了制造商競爭的情形，如韓小花等[11]構建了兩個競爭制造商和一個零售商的閉環供應鏈模型，研究回收渠道的選擇決策問題。上述文獻研究了同層成員間競爭的回收渠道選擇問題，對于閉環供應鏈管理具有重要的參考意義，但以上研究沒有涉及到第三方回收商間的競爭。事實上，在當前日趨復雜的市場環境下，閉環供應鏈呈現出復雜競合關系的網絡結構，面臨的是多個第三方回收商且相互競爭的情況。這些第三方回收商所處的地理位置不同，但提供的服務完全相同，存在明顯的競爭關系[7]。而現有研究為單鏈條結構，傳統的博弈解析模型難以描述現實閉環供應鏈的網絡結構。因此，考慮到現實閉環供應鏈的網絡結構，需要采用新的方法來進行第三方回收商的選擇。

Singh等[12]考慮到所涉及的供應鏈所有成員的利益，認為供應鏈協調本質上為群決策問題。在閉環供應鏈中存在眾多的利益相關者，他們經常共同做出一些戰略性決策，以實現共同的目標，若忽視其利益訴求，容易導致合作破裂。由于現實閉環供應鏈網絡的復雜性，采用傳統博弈解析模型較為不易。因此，采用多屬性群決策方法來解決閉環供應鏈第三方回收商的選擇問題。已有學者運用猶豫模糊語言信息和多屬性群決策來解決不同領域的實際問題[13-14]，但目前仍缺少將多屬性群決策方法應用到閉環供應鏈回收渠道選擇問題的研究。閉環供應鏈涉及的決策主體較多，決策更為復雜[15]。采用猶豫模糊語言術語集能夠表征決策者在經營環境不確定下的評價信息。由此，本文在猶豫模糊語言環境下，采用多屬性群決策方法研究閉環供應鏈第三方回收商選擇問題。

綜上所述，本文考慮現實閉環供應鏈的網絡結構，采用多屬性群決策方法來選擇閉環供應鏈成員最為滿意的第三方回收商。與既有文獻相比，本文的創新點如下：首次采用多屬性群決策方法來解決閉環供應鏈第三方回收商的選擇問題；考慮到閉環供應鏈經營環境不確定，采用猶豫模糊語言表達決策者的偏好；結合前景理論，構建基于猶豫模糊語言的前景價值矩陣，并依據綜合前景值來確定最優回收商。

2 預備知識

2.1 猶豫模糊語言術語集

基于人類思維的局限性以及數據信息難以獲取等因素，Zadeh[16]提出了語言術語集(LTS)的概念對事物進行評估。在此基礎上，Xu[17]提出了下標對稱的語言術語集：S={sα|α=-τ,…,-1,0,1,…,τ}，其中τ為正整數。考慮到決策者會在幾個可能的語言術語間猶豫不定的情況，Rodriguez等[18]提出了猶豫模糊語言術語集(Hesitant Fuzzy Linguistic Term Sets)的概念。由于Rodriguez等并沒有給出HFLTS的任何數學形式，且該定義基于非對稱的語言評估標度，Liao等人將HFLTS擴展并定義為

定義1[19]設S={sα|α=-τ,…,-1,0,1,…,τ}為語言術語集，HS為S上的一個猶豫模糊語言術語集：

HS={|x∈X}

(1)

hS(xi)={Sδl(x)|Sδl(x)∈S,l=1,…,|HS|}

(2)

其中，hS(xi)為猶豫模糊語言元素， |HS|為HS中的語言術語的個數。

2.1.1 比較規則

定義2[20]猶豫模糊語言術語集HS的得分函數為

(3)

定義3[20]猶豫模糊語言術語集HS的方差函數為

(4)

2.1.2 猶豫模糊語言距離測度

定義4[21]猶豫模糊語言術語集的漢明距離為

(5)

語言術語集S的粒度為2τ+1。

2.2 前景理論

在閉環供應鏈中，企業在實際經營過程中存在著各種信息不確定，這必將給回收渠道的決策帶來一些潛在的風險。針對這種問題，Kahneman和Tversky[22]于1979年提出的前景理論能夠更好地處理面對風險時的回收渠道選擇決策問題。前景理論通過綜合前景值的大小排序進行方案的選擇。綜合前景值由價值函數v(x)和權重函數w(p)來確定，表現為：

V(x)=v(x)w(p)

(6)

價值函數是決策者關于相對于參照點的收益或損失的心理感受。面對收益時，決策者表現為風險規避；面對損失時，決策者表現為風險追逐。價值函數可以表現為

(7)

具體來說，x0表示決策者的參考點。當x-x0≥0時，決策者的心理感受為收益，此時決策者的風險態度是風險厭惡的；當x-x0<0時，決策者的心理感受為損失，此時決策者是風險追求的。權重函數表現為

(8)

γ和?分別表示收益和損失時的風險態度系數。其中，λ=2.25，α=β=0.88，?=0.69，γ=0.61。

3 基于猶豫模糊語言的多屬性群決策方法

3.1 問題描述

對于猶豫模糊語言環境下的閉環供應鏈第三方回收商選擇決策問題，本文采用語言術語集S={Sα|α=-3,-2,-1,0,1,2,3}來表述決策者的評價信息。其中，S-3=“非常差”，S-2=“很差”，S-1=“差”，S0=“一般”，S1=“好”，S2=“很好”，S3=“非常好”。對于成本型指標，S-3= “非常低”，S-2=“很低”，S-1=“低”，S0=“一般”，S1=“高”，S2=“很高”，S3=“非常高”。

3.2 基于猶豫模糊語言的多屬性群決策步驟

首先，各決策者根據閉環供應鏈第三方回收商評價屬性對各個方案進行評價，得到各決策者的初始決策矩陣，對各決策矩陣進行標準化處理，得到猶豫模糊語言標準化決策矩陣。然后，確定各屬性下的參考點，結合前景理論構建各決策者的前景值矩陣。最后，通過加權平均算子集結各決策者的評價，計算各備選方案的綜合前景值。根據前景理論，綜合前景值越大，方案越優。

3.2.1 構造猶豫模糊語言標準化決策矩陣

3.2.2 確定參考點

在前景理論中至關重要的一點是決策參考點的選定。目前文獻大多選取0點、正負理想解以及決策者對各屬性的期望值作為參考點，本文考慮選取不同方案屬性值的均值構成決策者的參考點[23]。屬性cj下決策者的參考點由各個方案的均值構成，即

(9)

3.2.3 構建決策者的前景值矩陣

②構建前景值矩陣

(10)

3.2.4 基于距離的共識度確定專家權重

根據距離測量公式可以確定專家的共識度。將每個專家的個人猶豫模糊語言矩陣看作為一個整體，與其他專家的共識度越低的專家被賦予更低的權重[24]。根據公式(11)和(12)計算決策者的權重。

(11)

(12)

3.2.5 計算各方案的綜合前景值

由專家給出的評價屬性初始權重和公式(13)計算各屬性的前景權重。

(13)

對于決策者ek，備選方案Xi的綜合前景值為

(14)

通過加權平均(WA)算子集結各決策者的評價，計算各備選方案的綜合前景值，其中備選方案的綜合前景值為

(15)

4 算例分析

某新能源汽車公司動力電池回收有3個可供選擇的第三方回收商，分別表示為(x1,x2,x3)。為了選擇最優的第三方回收商，基于成本和環保兩個方面提出了4個評價指標{c1,c2,c3,c4}，分別表示運輸成本、產品處理成本、綠色技術能力和廢物減少率，相應的屬性權重ω={ω1,ω2,ω3，ω4}，ω1=0.1，ω2=0.4，ω3=0.3，ω4=0.2。其中屬性c3,c4為效益型屬性,c1，c2為成本型。代表閉環供應鏈成員的3位專家{e1,e2,e3}根據4個評價指標對3個回收商進行評價，相應的專家權重為λk。

步驟1：專家根據事先確定的多個評價屬性對回收渠道的方案進行評價，得到三個專家的初始評價信息。將成本型屬性轉化為效益型，最后得到每個專家的猶豫模糊語言標準化決策矩陣。

步驟2：根據公式(9)計算各決策者在各屬性下對方案評價的參考點，具體見表1。

表1 各決策者在各屬性下對方案評價的參照點

步驟4：由各個專家給出的評價屬性初始權重和公式(13)計算各屬性的前景權重，具體見表2、表3、表4。

表2 各方案在各屬性下的權重(e1)

表3 各方案在各屬性下的權重(e2)

表4 各方案在各屬性下的權重(e3)

步驟5：根據公式(11)和(12)計算每個決策者的共識度，GCI1=1.857，GCI2=1.905，GCI3=1.955。從而計算每個專家的權重，得到λ1=0.320，λ2=0.328，λ3=0.352。

步驟6：根據公式(14)計算方案Xi的綜合前景值，具體見表5。

表5 各方案的綜合前景值

通過加權平均算子集結各決策者的評價，根據公式(15)計算各備選方案的綜合前景值，其中PV1=-0.254，PV2=-0.307，PV3=0.011。方案x3的綜合前景值最大，為0.011。因此，第三方回收商x3負責回收為最優方案。

5 結語

選擇正確的回收渠道是閉環供應鏈中的重要環節。本文首次采用多屬性群決策方法進行閉環供應鏈第三方回收商的選擇，提出了基于猶豫模糊語言信息的多屬性群決策選擇模型。考慮到經營環境不確定以及閉環供應鏈成員在回收商選擇過程中對屬性相關信息存在一定的不確定，采用猶豫模糊語言術語集來表征決策者的偏好。同時，考慮到決策者的風險態度，引入前景理論進行決策分析，以此來選擇閉環供應鏈成員滿意的第三方回收商。本文屬性權重為事先給定，考慮客觀賦權的屬性確定方法將在后續研究中考慮。