【关键字】绿色供应链;TOPSIS优选法;灰色关联度法;关系评价;熵值;权重
【出 处】 2018年 1期
【收 录】中文学术期刊网
【作 者】刘 坤,席一凡
【单 位】
【摘 要】 摘要:绿色供应链合作关系的评价是供应链管理中非常重要的问题,科学客观的评价可以帮助企业找到合适的供应链伙伴,进而推动整条供应链的健康发展。本文首先对绿色供应链的概
摘要:绿色供应链合作关系的评价是供应链管理中非常重要的问题,科学客观的评价可以帮助企业找到合适的供应链伙伴,进而推动整条供应链的健康发展。本文首先对绿色供应链的概念进行了简要介绍,为了获得更加客观的评价结果,系统地建立了供应链合作关系综合评价指标体系,单一的评价模型对于绿色供应链合作关系的评价具有一定的局限性,鉴于此,提出了改进TOPSIS优选法及灰色关联度法综合方法并运用到绿色供应链合作关系评价中去,提出了解决此类问题的一般步骤。
Abstract: The evaluation of green supply chain cooperative relationship is very important in supply chain management; evaluation scientifically and objectively can help enterprises to find a suitable partner to promote the healthy development of the whole supply chain. Firstly, the concept of green supply chain are briefly introduced, in order to obtain more objective evaluation, the supply chain cooperative relationship’s assessment indicator system is system established. A single evaluation model for evaluation of green supply chain cooperative relationship has certain limitations. For this reason, this paper puts forward the method which inosculates improved TOPSIS with grey relational analysis and uses it to evaluation the cooperative relationship of green supply chain; put forward the general steps to solve these type problems.
关键词:绿色供应链;TOPSIS优选法;灰色关联度法;关系评价;熵值;权重
Keyword: Green supply chain TOPSIS Grey relational analysis relationship evaluation Entropy Weighing
0 引言:随着人类社会的进步,环境问题日益受到重视,“绿色”将成为21世纪的主题。将“绿色”的概念融入整个供应链管理过程,实现绿色供应链管理,使得整条供应链的资源消耗和环境影响最小,是现代企业实现可持续发展的一种根本途径。
1、绿色供应链的概念
绿色供应链的概念最早由美国密歇根州立大学的制造研究协会在 1996 年提出的,又称环境意识供应链(ECSC)或环境供应链(ESC),它是一种在整条供应链中综合考虑环境影响和资源效率的现代企业管理模式,它以绿色制造理论和供应链管理技术为基础,涉及供应商、生产厂、销售商和用户,其目的是使得产品从物料获取、加工、包装、仓储、运输、使用到报废处理再到废品回收的整个过程中,对环境的影响(负作用)最小,资源使用效率最高。从上述定义可以看出,绿色供应链有着深刻的内涵:
(1)“资源、环境、人口是当今人类社会面临的三大主要问题,绿色供应链是一种充分考虑前两大问题的现代企业管理模式;(2)绿色供应链是对传统供应链的范畴进行了扩展,在实现供应链管理目标的基础上更加注重供应链的环境属性;(3)绿色供应链具有“闭环”特性,产品在使用寿命结束之后通过回收处理系统,使得部分或全部的材料或者零部件再次进入到供应链系统之中,提高了系统的资源利用率;(4)绿色供应链强调对产品整个生命周期内的绿色运作和管理,并且在追求资源消耗和环境影响最小的同时追求降低供应链的成本,因此其体现了系统性、集成性和实用性。
2、绿色供应链管理的内容
绿色供应链管理是一个复杂的系统问题,其研究领域是供应链管理问题、环境保护问题和资源优化问题的集合。强调社会效益、经济效益和环境效益的统一。这就要求资源消耗信息和环境影响信息要集成处理和考虑,其管理范围覆盖到产品多生命周期的每一个过程。因此绿色供应链管理的内容十分丰富。如绿色供应链的模型构建、绿色供应链的资源计划管理以及绿色供应链的组织与运行管理等等。其中绿色供应链合作关系的建立是绿色供应链管理的重点,因为绿色供应链合作伙伴关系的建立可以使企业之间实现信息共享,减少绿色供应链的不确定因素,使企业更加快速地响应市场,加强企业的核心竞争力。
绿色供应链合作关系的建立需要绿色供应链节点企业相互之间在设计、生产、竞争策略等方面良好的沟通协作。但是合作伙伴关系的潜在效益,需要在建立后三年左右甚至于更长的时间内才能转化为巨大的实际利润或效益。为了维持这种长久的合作伙伴关系,就必须建立针对绿色供应链合作关系的评价系统。
3、绿色供应链合作关系综合评价指标体系
为了对绿色供应链合作关系进行科学、客观、有效的评价,并使其能综合反映绿色供应链上、下层节点企业之间的关系,通过对供应商合作关系评价体系[1]的参考,本文提出了绿色供应链合作关系评价的三大主要指标,它们是:企业业绩、企业兼容和绿色环保。为了进行科学的评价,从而形成企业间融洽的绿色供应链关系,我们框架性的构建了3个层次的综合评价指标体系(如图1所示)第一层是目标层包含以上三个主要指标因素,影响绿色供应链合作关系的建立的具体因素体现在指标体系的第二层,与其相关的细分因素则建立在第三层。
表1绿色供应链合作伙伴关系综合评价指标体系 企业业绩评价 产品质量 质量合格率
返修退货率 成本费用 成本利润率
采购费用 搅和水平 准时交货率
包装完整性
订货满足率 企业兼容评价 发展战略兼容
企业文化兼容
信息平台兼容 绿色环保评价 绿色合作 绿色制造
绿色环保 材料绿色性 法规遵从 ISO14000认证
环境揭发 显然,从上面的指标体系我们可以得出,绿色供应链合作关系评价问题是一个多目标决策问题,它需要对企业现存的多个合作伙伴进行多个指标下的多维综合评价,TOPSIS优选法和灰色关联度法是进行多目标决策的常用方法,两者之间具有一定的互补性,TOPSIS优选法中的距离尺度能较好的体现方案数据曲线位置上的关系,但是在反映方案数据曲线之间态势变化存在缺陷, 除此之外, TOPSIS优选法还在负理想解的选择上值得商榷,即负理想解的选择难以反映从理想解到其的变化趋势。虽然灰色关联度法弥补了TOPSIS优选法在反映方案数据曲线之间态势变化上的不足,但是灰色关联度法在分辨系数的设定上缺乏变化,一般情况下取0.5,这样一来,就没有考虑到比较数列和参考数列中各因素的相对重要程度。另外,本文统计数据波动性大,缺乏分布规律,并且因素之间不具有确定的数量关系,鉴于此,将改进的TOPSIS优选法和灰色关联度法综合起来应用于绿色供应链合作关系综合评价中,下面先分别对两种改进方法进行简要的介绍。
4、改进TOPSIS优选法的原理及其计算步骤
TOPSIS优选法是一种逼近于理想解的排序方法,它借助多属性问题的理想解和负理想解对方案集中的各方案排序。其中理想解(记为)是一个方案集中并不存在的虚拟的最佳方案,它的每个属性值都是决策矩阵中该属性的最好值;而负理想解(记为)则是虚拟的最差方案,它的每个属性值都是决策矩阵中该属性的最坏值。在维空间中将方案集中的各备选方案与理想解和负理想解的距离进行比较,既靠近理想解又远离负理想解的方案就是方案集中的最佳方案;并以此排定方案集中各备选方案的优先序[2]。改进的TOPSIS法则在理想解和负理想解的延长线上找出一个虚拟的最劣的解=2-,并用取代负理想解[3]。其计算步骤如下:
(1)构造规范化决策矩阵R。对于n个评价单元、m个评价指标的综合评价问题,其决策矩阵为A,并对A进行规范化处理形成规范决策矩阵R:
规范化 式中:表示第个备选方案的第个评价指标值,,
(2)构造加权的规范决策矩阵V。
其中,代表第个属性(指标)的权重值。在这里有必要介绍下权重的确定方法。
权重的确定方法主要有两种:一是主观赋权法,即指标权重由专家根据经验主观判断而得到,决策结果具有较强的主观随意性,其中层次分析法(AHP)应用较为广泛。二是客观赋权法,即根据原始数据之间的关系来确定权重,具有较强的数学理论依据,其中熵值法应用较多为了使决策结果更符合客观实际,针对主、客观赋权法的优缺点,在确定指标权重时结合AHP和熵值法两种方法对决策指标进行组合赋权法。具体思路如下:
(1)利用层次分析法构造决策指标的判断矩阵,并对判断矩阵进行一致性检验,进而确定指标的权重向量。
(2)将原始数据在决策矩阵标准化,利用熵值法确定指标权重向量。熵值法的基本原理为:设有个方案, 个决策指标,指标值为。熵值法的计算步骤如下:
①对决策矩阵X=()×用线性比例变换法作标准化处理,得到标准化矩阵
Y=()×,其中=/,,=并对标准化矩阵进行归一化处理,得:
(1)
②计算第个指标的熵值为:
(2)
式中: >0是与有关的常数, = , >0。
③计算第个指标的差异系数。对于第个指标,指标的差异越大,对方案评价的作用越大,熵值就越小,指标的权重系数相应就越大。反之,差异系数越小,对方案评价的作用就越小,指标权重系数就越小。差异系数为:
(3)
④利用熵值法对指标赋权,得到指标的权重向量=。其中:
(4)
(3)利用上述两种赋值法对指标进行组合赋权。
在绿色供应链合作关系综合评价中,因为评价指标既有定性指标,如企业文化兼容性、绿色合作等。也存在一些定量指标,如质量合格率、订货满足率等。定性指标的确定主观因素偏多,而定量指标的确定往往依靠于实际数据,为了使评价结果更加的客观,在绿色供应链合作关系综合评价指标权重的确定中,我们对定性指标和定量指标有区别的对待。具体赋权公式为:
(5)
式中: 和分别为利用AHP法和熵值法确定的第个指标的权重,对于定性指标来说,取值较小,反之,对于定量指标来说,取较大值。其中,;;。
(3)确定理想解、负理想解和虚拟最劣解。设分别代表效益型指标集和成本型指标集,则
(6)
(4)计算备选方案到理想解和虚拟最劣解之间的距离和,每个方案到理想解以及到虚拟最劣解的距离分别为:
(7)
(5)计算每个方案对理想解的相对接近度指数。
(8)
显见,,如果方案,则;某方案。则;某方案,则。
(6)按由大到小的顺序排列方案的优先次序。越大方案越优,反之,越小方案越劣。
5、改进灰色关联度法原理及其计算步骤
灰色关联度法是一种多因素统计分析法,它以各子因素时间序列与母因素时间序列的有关数据为基础计算母子因素的关联度,用关联度来描述母子因素间关系强弱、大小和次序。关联度的几何含义为指标比较序列与理想参考序列曲线的相似与距离程度,如果两序列曲线形状相似,距离接近,两者关联度就大,反之,两者关联度就小。基本步骤如下:
(1)建立评价指标集与指标值矩阵
设有评价方案集A={方案1,方案2,…,方案n}=。记评价指标集V={指标1,指标2,…,指标}=。方案对指标的指标值记为,则可以构造个方案个指标的评判矩阵(即指标值矩阵) :
(2)确定理想参考指标
将每种指标的最优值作为理想对象的参考指标,便可构造理想指标序列。即从指标值矩阵每列中找出最优值,组成理想指标序列=,为中最优值。当为正向型指标(如效益型指标)时, =,当为负向型指标(如成本型指标)时, =。由于各个评价指标的目的和含义不同,导致其值的量纲也不一定相同。为了便于分析,保证各数据具有等效性和同序性,需对原始数据进行处理,使之无量纲化。这里涉及的公式有:
(9)
前者当为正向型指标(如效益型指标);后者当为负向型指标(如成本型指标)时。
(3)计算灰色关联度系数
记为灰色关联空间,为关联映射, 为子因素关于母因素的关联度, =(,),参考序列和比较序列经无量纲化处理后变为与。则根据经典灰色理论得出:
其中;;(10)
称为分辨系数,通常在0与1之间取数。它的作用是为削弱最大绝对差数值太大而失真的影响,提高关联系数之间的差异显著性,所以分辨系数的取值影响关联度的大小与排列顺序。经典灰色关联度法的常常取值为0.5,这样取值往往没有考虑到比较序列和参考序列中各因素的相对重要程度。所以我们将对的取值进行修改,具体的改进方法如下:[4,5]
考虑到关联度不仅与参考序列和比较序列有关,而且还与其他比较序列有关。这是由于关联度通过差值绝对值的最大值表征了整个系统的整体性。而分辨系数作为最大值的系数,应充分体现系统各子因素对关联度的间接影响,同时应具有抗干扰作用,即能够削弱观测序列中的异常值对整个关联空间的误差影响。确定分辨系数的公式如下:
同时,记则的取值范围为且应满足: 时,; 时,.
(4)通过上一步的计算,我们可以得到各个方案与理想方案(负理想方案)的灰色关联系数矩阵
再次引进权系数即权重向量,计算第个方案与理想方案(负理想方案)的灰色关联度:
(11)
这里权重的计算方法与TOPSIS优选法确定权重方法相同,这里不再陈述。
(5)计算备选方案的灰色关联度相对贴近度
(12)
其中代表备选方案到理想解之间的灰色关联度,代表备选方案到负理想解之间的灰色关联度。基于灰色关联度,反映了方案与理想方案或负理想方案在态势上的接近程度。
(6)按照灰色关联度相对贴近度的大小对备选方案进行排序,相对贴近度越大则方案越优;反之,则越劣。
6、结论
综上所述,基于改进TOPSIS优选法和灰色关联度法综合运用的绿色供应链合作关系评价问题的过程如下:
(1):根据企业的具体情况确定要选择供应商的数目,以及企业将对供应商进行评估的指标类型,比如企业要评价的供应商数目有n家,评价指标有m项,则初始的决策矩阵为一矩阵;
(2):找专家对各个指标的权重进行打分,并根据熵值法和AHP法确定各个指标的权重;
(3):构造规范化决策矩阵R并将其转换为加权的规范决策矩阵V;
(4):确定理想解、负理想解和虚拟最劣解;
(5):计算备选方案到理想解和负理想解之间的距离和;
(6):计算分辨系数,并计算方案到理想解和负理想解之间的灰色关联度与;
(7):分别对步骤(5)和步骤(6)确定的距离和关联度做无量纲化处理,其计算公式为:
(13)
其中,分别代表、、、;
(8):将步骤(7)中确定的无量纲化距离和关联度合并。由于和越大,方案越接近理想方案;而和越大,方案越远离理想方案。因此合并公式可以确定为:
(14)
其中,、分别反映了决策者对相应位置和形状的偏好程度,如果决策者对相对位置(距离)喜好,可以适当取较大值,如果决策者对形状(变化趋势)较为喜好,可以适当取较大值。但是无论何种情况,+=1.
将改进TOPSIS优选法和灰色关联度法综合运用到绿色供应链合作关系评价问题中,弥补了单一模型在绿色供应链合作关系评价中的不足,提高了评价结果的准确性。
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