宋福根 李媛麗
[摘 要] 對(duì)于現(xiàn)代中小型制造企業(yè)而言,供應(yīng)商選擇決策對(duì)供應(yīng)鏈管理至關(guān)重要。本文以系統(tǒng)工程中的層次結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ),科學(xué)地將擬定的評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建成具有層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系,進(jìn)而使用多目標(biāo)決策方法——ELECTRE III進(jìn)行供應(yīng)商排序,且開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的決策支持系統(tǒng),應(yīng)用算例進(jìn)行分析和驗(yàn)證,為企業(yè)快速、高效、實(shí)時(shí)進(jìn)行供應(yīng)商選擇提供了科學(xué)的方法和軟件平臺(tái)。
[關(guān)鍵詞] 供應(yīng)商選擇;層次結(jié)構(gòu)模型;ELECTRE III;決策支持系統(tǒng)
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 05. 020
[中圖分類(lèi)號(hào)] F270.7;TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194(2014)05- 0029- 04
0 引 言
隨著全球信息化的快速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈,中小型制造企業(yè)運(yùn)用決策知識(shí)和模型對(duì)企業(yè)資源加以利用勢(shì)在必行。供應(yīng)商作為采購(gòu)業(yè)務(wù)的源頭,在交貨、質(zhì)量、成本等許多方面都會(huì)對(duì)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、市場(chǎng)占有率和市場(chǎng)生存能力產(chǎn)生關(guān)鍵的影響。而各種先進(jìn)制造模式的應(yīng)用,對(duì)企業(yè)資源高速集成提出了更高要求;經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化使供應(yīng)商選擇突破了地域限制,具有多變性和多樣性——這些都提高了供應(yīng)商選擇問(wèn)題的復(fù)雜性。因此,利用計(jì)算機(jī)建立模型以構(gòu)建供應(yīng)體系,動(dòng)態(tài)地、多次地、實(shí)時(shí)地進(jìn)行供應(yīng)商選擇,對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō),具有重要的戰(zhàn)略意義。
目前,供應(yīng)商評(píng)價(jià)方法主要有線(xiàn)性權(quán)重計(jì)分法、 統(tǒng)計(jì)法、 成本估算法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、DEA等。這些方法都建立在已確立了指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相關(guān)性、指標(biāo)體系的構(gòu)成無(wú)法解釋和處理,因此得出的結(jié)果具有較大的主觀(guān)隨意性。因此,本文提出開(kāi)發(fā)供應(yīng)商選擇決策支持系統(tǒng)軟件,根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)間的從屬關(guān)系建立指標(biāo)系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上使用ELECTRE III方法,對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行更加科學(xué)、客觀(guān)、快速的排序。
1 供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定
確定供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)是供應(yīng)商選擇的首要步驟,指標(biāo)的選取對(duì)于最終的評(píng)價(jià)結(jié)果有很大的影響。評(píng)價(jià)指標(biāo)可依據(jù)供應(yīng)商的基本信息、歷史交易情況、專(zhuān)家評(píng)估等進(jìn)行選擇。而企業(yè)在最初選定指標(biāo)時(shí)往往帶有隨意性和盲目性,對(duì)指標(biāo)之間的關(guān)系并不是非常明確。本文根據(jù)我國(guó)中小型制造業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況,參考相關(guān)研究文獻(xiàn),將定性指標(biāo)與定量指標(biāo)相結(jié)合,初步選出反映供應(yīng)商最基本情況的評(píng)價(jià)指標(biāo)(如表1所示)。
2 供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建
不同行業(yè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)可能不同,相同的指標(biāo)所形成的體系不同、權(quán)重不同,也會(huì)影響最終的供應(yīng)商評(píng)定結(jié)果。本文以上述選定的評(píng)價(jià)指標(biāo)為基礎(chǔ),運(yùn)用系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)模型,確定各指標(biāo)之間的從屬關(guān)系,劃分出遞階層次結(jié)構(gòu),建立完整的、科學(xué)的評(píng)價(jià)體系。
2.1 遞階層次結(jié)構(gòu)的幾何理論
定義1 帶有二元關(guān)系“?哿”的集合稱(chēng)為有序集。其中“?哿”為包含的關(guān)系,即x?哿y表示y包含x或稱(chēng)x從屬于y, x?奐y表示x?哿y且x≠y。當(dāng)x?奐y且不存在中間元素t使得x ?奐t?奐y時(shí),則稱(chēng)x屬于y支配的元素集合,即y支配x。
在遞階層次結(jié)構(gòu)中,規(guī)定下一層元素與上一層元素直接相連關(guān)系為“?奐”,并且用x+表示所有支配x的元素集合,用x-表示所有受x支配的元素集合。
定義2 一個(gè)有序集S如果對(duì)每個(gè)元素x,y∈S,或者x?哿y,或者y?哿x,則稱(chēng)S為整體有序集,否則為局部有序集。設(shè)E為局部有序集,如果存在一個(gè)元素e∈E,使得每一個(gè)元素x∈E都滿(mǎn)足x?奐e,那么e稱(chēng)為E的最大元素。若E是帶有唯一最大元素e的有限的局部有序集,則E被稱(chēng)為一個(gè)內(nèi)部獨(dú)立的遞階層次結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)稱(chēng)為遞階層次結(jié)構(gòu)。
2.2 遞階層次結(jié)構(gòu)模型建立的方法及過(guò)程
2.2.1 遞階層次結(jié)構(gòu)的二元矩陣表示
已知S為有序集,S中各元素的從屬關(guān)系可以用二元矩陣或有向圖表示,二元矩陣的階數(shù)與S的元素個(gè)數(shù)相等,矩陣元素bij的定義為:bij=1(i從屬j)0(其他)。以表1所示的供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)為例,對(duì)10個(gè)指標(biāo)間的從屬關(guān)系做出標(biāo)示,組成10×10的二元矩陣:
B=1 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 1 0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 0 0 0 0 01 0 0 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 0 1 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 1 1
其中,b51=1,表示元素5從屬于元素1,即“質(zhì)量體系認(rèn)證等級(jí)”這一指標(biāo)從屬于“供應(yīng)商質(zhì)量情況”(元素本身從屬于本身,所以對(duì)角線(xiàn)上皆為1)。
若二元矩陣D中dij=1(i可達(dá)j)0(其他),則稱(chēng)D為可達(dá)矩陣。由二元矩陣B可知,元素8可達(dá)元素6,元素6可達(dá)元素1,因此元素8可達(dá)元素1,其具有傳遞性,d81=1。以此類(lèi)推得出B的可達(dá)矩陣為:D=1 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 1 0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 0 0 0 0 01 0 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 1 1 0 0 01 0 0 0 0 1 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 1 1
2.2.2 遞階層次結(jié)構(gòu)建立步驟
令R(Si)表示可達(dá)元素si∈S的集合,則P(si)={si∈S|DK第i,j元素為1},Q(si)={si∈SDK第j,i元素為1}。以本文中由10個(gè)指標(biāo)形成的可達(dá)矩陣為例,當(dāng)i=1時(shí),表示第一個(gè)指標(biāo)“供應(yīng)商質(zhì)量情況”,P(s1)中的元素則為在可達(dá)矩陣D中所有d1j=1的元素:s1。而Q(s1)中的元素則為在可達(dá)矩陣D中所有dj1=1的元素:S1,S5,S6,S7,S8。以此類(lèi)推得出表2。
根據(jù)S中最高層次L1的性質(zhì):若si∈L1∈S,則P(si)=P(si)∩Q(si)得出表2中P(si)=P(si)∩Q(si)的元素有1,2,9,則供應(yīng)商質(zhì)量情況、成本和交貨情況這3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)處于遞階層次結(jié)構(gòu)的第一層。
從表2中劃去已找到的si,繼續(xù)重復(fù)上述過(guò)程,可得:元素3,4,5,6,10在第二層,元素7,8在第三層。指標(biāo)體系共分為3個(gè)層次,且同時(shí)存在3個(gè)獨(dú)立的遞階層次。
雖然得出了每個(gè)層次的元素,但是對(duì)于上下層次間因素聯(lián)系還未確定.這就需要構(gòu)造完整的層次結(jié)構(gòu)圖。令LK■表示第K層中包含的si元素,其中K=1,2,…,m,那么L(K-1)■表示第K-1層次中包含的si元素。由表2,找出sL■對(duì)應(yīng)的Q(sL■)分別與L(K-1)■求交集,得到的交集元素為sL■直接支配的元素。利用該方法得到由10個(gè)指標(biāo)構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)圖(見(jiàn)圖1)。
3 應(yīng)用ELECTRE III方法進(jìn)行供應(yīng)商選擇
在ELECTRE 一系列不斷改進(jìn)的方法中,ELECTRE Ⅲ是一種賦值的級(jí)別不劣于關(guān)系,使用偽屬性表達(dá)偏好結(jié)構(gòu),其決策數(shù)據(jù)是采用決策矩陣和權(quán)重信息,無(wú)需對(duì)決策矩陣進(jìn)行預(yù)處理,可解決解決有限方案多目標(biāo)決策問(wèn)題,具有一定的典型性和代表性[3]。本文在確定指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,使用ELECTRE Ⅲ方法進(jìn)行供應(yīng)商的優(yōu)劣排序。
3.1 ELECTRE Ⅲ的基本原理
設(shè)決策問(wèn)題集:I={A,C,W,F(xiàn),U}。其中A={ai|i=1,2,…,n}表示備選方案集;C={cj|j=1,2,…,m}為評(píng)價(jià)指標(biāo)集;W={wj|j=1,2,…,m}表示指標(biāo)權(quán)重集;F={fj|j=1,2,…,m}為指標(biāo)函數(shù)集,?坌ai?奐A, fj(ai)為方案ai在指標(biāo)cj下的評(píng)價(jià)值,所有的評(píng)價(jià)值構(gòu)成決策矩陣。
3.2 ELECTRE Ⅲ過(guò)程
確定一致指數(shù)矩陣C。C由c(ai,ak)構(gòu)成:
c(ai,ak)=■■ jcj(ai,ak)
式中,■j=■(即權(quán)重歸一化處理),為各指標(biāo)的權(quán)重。在指標(biāo)體系形成后,即可進(jìn)行權(quán)重的計(jì)算,本文使用AHP層次分析法(Analytical Hierarchy Process,AHP)確定指標(biāo)權(quán)重,具體過(guò)程不再贅述。而cj(ai,ak)是在單屬性j上ai優(yōu)于ak的程度:
cj(ai,ak)= 1 fj(ai)-fj(ak)≥-qj(fj(ai)) 0 fj(ai)-fj(ak)
確定不一致指數(shù)矩陣D。D由dj(ai,ak)構(gòu)成:
dj(ai,ak)= 1 fj(ai)-fj(ak)<-vj(fj(ai)) 0 fj(ai)-fj(ak)≥pj(fj(ai))■ 其他
所有方案對(duì)的可信度指數(shù)構(gòu)成可信度矩陣??尚哦戎笖?shù)S(ai,ak)表示在總體上方案ai級(jí)別不劣于方案ak的可信程度,取值范圍為0~1。其大小為:
S(ai,ak)=c(ai,ak) ?坌jdj(ai,ak)≤c(ai,ak) c(ai,ak) ■ ■ 其他
對(duì)決策方案進(jìn)行排序。本文引入一致可信度Φ+(ai)、不一致可信度Φ-(ai)和凈可信度Φ(ai)
Φ(ai)=Φ+(ai)-Φ-(ai),?坌ai∈A
根據(jù)凈可信度Φ(ai)的計(jì)算結(jié)果由大到小進(jìn)行排序,從而確定方案的相對(duì)優(yōu)劣。Φ(ai)越大,表明對(duì)應(yīng)的方案就越應(yīng)被選擇。
4 供應(yīng)商選擇決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)
為了使供應(yīng)商選擇的計(jì)算過(guò)程更加高效,結(jié)果更加精確,本文在上述理論基礎(chǔ)上應(yīng)用ASP.NET 2.0編程技術(shù)和SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的決策支持系統(tǒng),其指標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)成及權(quán)重計(jì)算如圖2、圖3所示。
在指標(biāo)體系已經(jīng)構(gòu)成的基礎(chǔ)上,以7個(gè)供應(yīng)商信息為例,輸入各供應(yīng)商相應(yīng)指標(biāo)的表現(xiàn)值(見(jiàn)圖4)。
其中,合格率、退貨率、準(zhǔn)時(shí)交貨率及質(zhì)量體系認(rèn)證等級(jí)的決策值為10分制。由ELECTRE Ⅲ方法得出凈可信度并進(jìn)行排序,凈可信度最大的供應(yīng)商被推薦為最優(yōu)供應(yīng)商。
5 總 結(jié)
本文在供應(yīng)商選擇問(wèn)題上,提出利用遞階層次模型建立指標(biāo)體系的思想,給出構(gòu)建過(guò)程,并利用編程技術(shù)開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的系統(tǒng),使用ELECTRE Ⅲ方法進(jìn)行供應(yīng)商的優(yōu)劣排序,使得計(jì)算過(guò)程具有科學(xué)性、可變動(dòng)性,計(jì)算結(jié)果更加精確,為小型制造企業(yè)進(jìn)行供應(yīng)商選擇提供了新方法,具有一定的現(xiàn)實(shí)意義與應(yīng)用價(jià)值。
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