許振宇， 任世科， 郭雪松， 袁治平

(1.西安交通大學 管理學院,陜西 西安 710049； 2.西安交通大學 公共政策與管理學院,陜西 西安 710049)

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不確定條件下應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性評價模型

許振宇1， 任世科1， 郭雪松2， 袁治平1

(1.西安交通大學 管理學院,陜西 西安 710049； 2.西安交通大學 公共政策與管理學院,陜西 西安 710049)

以應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性為評價對象，在對其影響因素進行分析的基礎(chǔ)上，從保障機制、信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運作流程、資金保障五個方面構(gòu)建了評價指標體系，考慮應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性評價信息受主客觀因素影響難以精確測定，依據(jù)指標特點運用語言評價值，區(qū)間值，數(shù)值多種形式測定指標值，然后將語言評價值和數(shù)值轉(zhuǎn)化為區(qū)間值，運用層次分析法、熵值法分別計算一、二級指標權(quán)重，再運用聯(lián)系數(shù)對指標值和權(quán)重進行集結(jié)排序。最后設(shè)計算例驗證了模型的有效性和適用性。

應(yīng)急供應(yīng)鏈；評價模型；層次分析法，熵值；可靠性

0 引言

近年來自然災(zāi)害、生產(chǎn)安全事故，公共衛(wèi)生事件等突發(fā)性事件對人民生命財產(chǎn)造成重大損失。在突發(fā)事件應(yīng)急救援中都伴隨大量物資的運輸調(diào)度，需要構(gòu)建及時、準確、安全的應(yīng)急供應(yīng)鏈。應(yīng)急供應(yīng)鏈是以為自然災(zāi)害、公共衛(wèi)生事件等突發(fā)事件提供所需救援物資、信息、服務(wù)為目的，以追求時間效益最大化和災(zāi)害損失最小化為目標，包括計劃、管理、控制等環(huán)節(jié)的物流活動[1]。應(yīng)急供應(yīng)鏈與傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的區(qū)別主要有[1～3]：

(1)存在大量不確定因素。主要包括：不斷變化的應(yīng)急設(shè)施能力，需求的不確定性；

(2)政府成為應(yīng)急物流的管理者，擁有制定預案，指揮決策等重要職責；

(3)復雜的溝通和協(xié)調(diào)。主要包括：多主體參與需要政府協(xié)調(diào)，通信線路設(shè)施損壞影響信息溝通；

(4)非程序化決策。時間、信息、資源有限，例外事件頻發(fā)需要采取非程序化決策；

(5)信息流交互量大而頻繁，信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要求精度極高，流向高度集中，信息指令與反饋可越級傳遞；

(6)緊急性。突發(fā)事件具有突然性和極大破壞性需要在第一時間運送救援人員和物資；

(7)資源有限。主要包括：物資，人員，運力，燃料；

(8)傳統(tǒng)供應(yīng)鏈追求整體效益最大化，應(yīng)急物流核心目標是實現(xiàn)高效和及時交貨。

通過分析可以看出，同傳統(tǒng)供應(yīng)鏈相比應(yīng)急供應(yīng)鏈是為應(yīng)對突發(fā)事件由政府主導，協(xié)調(diào)組織各方力量進行應(yīng)急物資籌集、調(diào)度、分配滿足應(yīng)急物資需求，這決定了應(yīng)急供應(yīng)鏈的組成具有一定臨時性，事前需要制定物流預案，法規(guī)制度、指揮決策機制等措施從而保證其可靠性，同時可靠供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信息系統(tǒng)對于應(yīng)對突發(fā)事件來臨時時間緊迫，需求動態(tài)變化，運輸狀況不確定等起到重要作用，另外物資的籌備、適時補充、運輸及時性等運作流程也構(gòu)成應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性的重要保障。由于影響應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性的因素眾多，且某些因素可能影響到供應(yīng)鏈整體的可靠性，因此構(gòu)建科學的評價指標體系對其進行評價，對于提高應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性，實現(xiàn)應(yīng)急物資的有效調(diào)度，滿足應(yīng)急救援物資需求，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 研究現(xiàn)狀

應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性近年成為學術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的熱點問題，國內(nèi)外相關(guān)學者從不同角度對影響應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性的因素及評價模型進行了研究，其中，SHEU認為高效率的應(yīng)急物流對減輕災(zāi)害的影響發(fā)揮著重要作用，并設(shè)計了一個混合模糊聚類應(yīng)急管理運作優(yōu)化模型[4]。通過對傳統(tǒng)供應(yīng)鏈文獻的分析，PETTIT研究了應(yīng)急援助的關(guān)鍵成功因素：戰(zhàn)略規(guī)劃、庫存管理、運輸和容量規(guī)劃、信息管理和利用技術(shù)、人力資源管理、持續(xù)改進和協(xié)作，并對應(yīng)急援助情況下供應(yīng)鏈成功因素進行了討論[5]。OLORUNTOBA基于文件分析和同災(zāi)害管理人員的半結(jié)構(gòu)化討論，分析了氣旋“拉里”應(yīng)急救援鏈在準備、規(guī)劃階段和善后響應(yīng)階段的關(guān)鍵成功因素：日常的防災(zāi)意識和教育活動、具體的早期預警、事先規(guī)劃、政府協(xié)同、軍隊參與[6]。SOHN介紹了一種模糊質(zhì)量功能開發(fā)(Fuzzy Quality Function Deployment)方法, 用來分析供應(yīng)鏈管理中可靠性因素,并給出一個利用模糊質(zhì)量功能展開分析陰極射線管制造的需求可靠性實例[7]。郭雪松、孫林巖、徐冕通過隨機著色 Petri網(wǎng)對供應(yīng)鏈系統(tǒng)在一定需求水平下的績效及可靠性問題進行了建模與分析[8]。鄭哲文從倉儲、運輸、通信、生產(chǎn)四個子系統(tǒng)和技術(shù)設(shè)備、流程規(guī)范、人員管理三個層次建立了應(yīng)急物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)可靠性測度指標體系，并運用模糊層次分析法進行供應(yīng)鏈可靠性設(shè)計[9]。余德建,周德群運用ANP 理論從指揮調(diào)度、處置實施、信息管理三個方面研究了應(yīng)急物流保障能力評價[10]。邢鑫鑫針對應(yīng)急物流方案選擇的問題，從服務(wù)質(zhì)量、影響度、經(jīng)濟效益三個方面構(gòu)建了基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的模糊綜合評價模型[11]。陳梓杰，徐菱，程園對應(yīng)急供應(yīng)鏈的籌集、運輸、分配階段的物資可得性、物資正確性、物資到達時間、信息因素、管理因素進行了探討[12]。林遠明，卓建仙，楊凱通過對自然災(zāi)害應(yīng)急物流能力要素的分析，從組織協(xié)調(diào)能力、物流柔性運作能力和信息處理能力三個角度構(gòu)建了自然災(zāi)害應(yīng)急物流能力的評價指標體系采用 ANP 網(wǎng)絡(luò)層次分析法對指標體系進行評價分析[13]。鄧愛民，張凡，熊劍，吳鵬飛從應(yīng)急物流指揮、儲備、配送、信息四個方面構(gòu)建了應(yīng)急物流能力評價指標體系，運用模糊灰色綜合進行評價[14]。李志偉從環(huán)境、技術(shù)、管理、操作四個方面構(gòu)建應(yīng)急物流風險評價體系，用AHP和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了評價模型[15]。另一些學者則針對應(yīng)急供應(yīng)鏈中某一關(guān)鍵要素進行優(yōu)化研究，主要分為三個方面[2,16]：應(yīng)急資源的靜態(tài)配置(設(shè)施選址、線路規(guī)劃、資源存儲配置)、動態(tài)調(diào)度(資源運輸，分配)和聯(lián)動配置與管理。國內(nèi)學者也對從公平[17]、需求變化[18]、配置效率[19]及網(wǎng)格化[20]角度對應(yīng)急選址、資源配置、應(yīng)急聯(lián)動等問題進行了研究。

從研究的對象看，應(yīng)急供應(yīng)鏈的研究集中在對選址、配置、運輸?shù)纫氐膬?yōu)化研究，關(guān)于供應(yīng)鏈整體的評價多從能力、風險角度研究，而應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性的研究還處于探討階段，缺乏對應(yīng)急供應(yīng)鏈整體可靠性的研究；從研究的角度看，已有的研究多是在指標值確定的情況下來研究，且數(shù)據(jù)類型多為單一精確值，實際評價中由于應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性影響因素受到眾多不確定因素的影響，且評價主體的知識有限性難以對指標精確測定，因此依據(jù)指標特點采用語言評價值，區(qū)間值，數(shù)值主客觀結(jié)合的形式則可更真實地描述不確定條件下的應(yīng)急供應(yīng)鏈狀況；從研究的方法來看，應(yīng)急供應(yīng)鏈的研究主要運用線性規(guī)劃、排隊論等傳統(tǒng)優(yōu)化模型，和DEA、灰色評價、模糊綜合評價等多屬性決策模型，多為確定模型較難適應(yīng)不確定條件下應(yīng)急供應(yīng)鏈研究實際；綜上所述，以應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性為評價對象，構(gòu)建了應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性評價指標體系，研究在信息不確定條件下運用語言評價值，區(qū)間值，數(shù)值多種形式測定指標值，并綜合運用三角模糊數(shù)等知識將多種形式指標評價值轉(zhuǎn)化為區(qū)間值，而后通過層次分析法和熵值法對區(qū)間值賦權(quán)，最后采用聯(lián)系數(shù)建立了屬性值和權(quán)重均為區(qū)間數(shù)的指標集結(jié)和排序模型。

2 指標體系構(gòu)建

應(yīng)急供應(yīng)鏈以為突發(fā)事件提供所需救援物資為目的，以追求時間效益最大化和災(zāi)害損失最小化為目標，具有突發(fā)性、不確定性、非常規(guī)性、弱經(jīng)濟性、資源有限性、靈活性等特點，因此應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性指標體系的建立是一項較復雜的工作, 它要求設(shè)計的指標能夠準確、全面、有效地反映應(yīng)急供應(yīng)鏈的可靠性。在指標體系構(gòu)建中遵循的基本原則：

(1)系統(tǒng)性。從應(yīng)急供應(yīng)鏈的信息、組織、物資、資金四個關(guān)鍵要素分析其可靠性，其中物資調(diào)度可靠性又分為供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠性(靜態(tài)可靠性)和供應(yīng)鏈運作流程可靠性(動態(tài)可靠性)；

(2)科學性。通過分析國內(nèi)外相關(guān)研究文獻[4～25]提取相關(guān)指標形成備選指標集，然后采用專家訪談的方式征求相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜乙庖姡詈笠罁?jù)反饋意見建立指標體系并明確內(nèi)涵；

(3)可操作性。針對指標特點應(yīng)采用定性分析與定量分析結(jié)合原則, 采用語言評價值、區(qū)間值、數(shù)值等形式對指標進行測定；

(4)層次性。將應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性評價指標體系分為 4項一級指標和30項二級指標；

(5)差異性。指標體系應(yīng)能反映上文所述應(yīng)急供應(yīng)鏈與傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的區(qū)別。

表1 應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性評價指標體系

3 評價模型研究

3.1 模型構(gòu)建

定義2 語言評價信息[26],記語言評價集為s={si|i∈{0,1,…,(T/2)-1,T/2,(T/2)+1,…,T}},其中Si表示S中的第i個語言短語，T一般為偶數(shù)。如T=6時，S={s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6}={VP(Verypoor),P(Poor),MP(MiddlePoor),M(Middle),MG(MiddleGood),G(Good),VG(Very Good)}。評價專家從事先定義好的語言評價集中選擇一個語言短語表示他對評價對象的偏好判斷。

(1)

其中，x∈R，dL

定義4 聯(lián)系數(shù)[27],設(shè)R為實數(shù)集，0

(2)

(1)語言評價集轉(zhuǎn)化為三角模糊數(shù)[26]

(3)

(2)三角模糊數(shù)轉(zhuǎn)化為區(qū)間數(shù)[28]

(4)

(5)

(6)

(3)區(qū)間型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為誤差表示形式[28]

(7)

(8)

(4)中心值權(quán)重的計算[28]

其計算公式為：

當Pj為效益型指標時

(9)

(10)

(11)

其中，常數(shù)k=(lnm)-1。

(12)

(5)誤差權(quán)重的計算[28]

當Pj為效益型指標時

(13)

當Pj為成本型指標時

(14)

(15)

進一步

(16)

可以導出

(17)

進一步

(18)

(19)

(6)區(qū)間數(shù)轉(zhuǎn)化為聯(lián)系數(shù)[27]

a=rL，b=rU-rL

(20)

(7)聯(lián)系數(shù)運算法則[27]

設(shè)μ1=a1+b1i，μ2=a2+b2i為兩個聯(lián)系數(shù)，定義兩個聯(lián)系數(shù)之和為：

μ1+μ2=a1+a2+(b1+b2)i

(21)

兩個聯(lián)系數(shù)之積為： μ1×μ2=a1a2+(a1b2+a2b1+b1b2)i

(22)

3.2 模型計算步驟

步驟1 運用式(3)將語言評價值矩陣轉(zhuǎn)化成三角模糊數(shù)矩陣；

步驟2 運用定義1的區(qū)間數(shù)性質(zhì)和式(6)將步驟一得到的三角模糊數(shù)矩陣，及數(shù)值矩陣轉(zhuǎn)化為區(qū)間值矩陣；

步驟3 對區(qū)間值矩陣進行規(guī)范化，運用式(7),(8)將規(guī)范化的區(qū)間值矩陣轉(zhuǎn)化為誤差表示形式；

步驟4 計算步驟三得到誤差矩陣中各二級指標關(guān)于相應(yīng)一級指標的權(quán)重；運用AHP計算一級指標對于評價目標(應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性)的權(quán)重，并將一級指標權(quán)重與二級指標權(quán)重綜合加權(quán)得出二級指標關(guān)于目標的綜合權(quán)重。

步驟5 將二級指標區(qū)間值和二級指標綜合權(quán)重區(qū)間值轉(zhuǎn)化為聯(lián)系數(shù)，根據(jù)聯(lián)系數(shù)運算規(guī)則公式21,22對指標值和權(quán)重進行集結(jié)。

步驟6 為綜合評價值聯(lián)系數(shù)中的i賦值，對信息集結(jié)的結(jié)果進行排序。

4 算例

可靠性評價對于分析應(yīng)急供應(yīng)鏈薄弱環(huán)節(jié)，科學調(diào)整未來改進方向具有重要作用，因此對某五地區(qū)的應(yīng)急供應(yīng)鏈進行評價研究，由于評價對象的客觀不確定性及主體獲取信息不完全等因素影響難于對指標精確測定，所以采用上文構(gòu)建的應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性評價模型。

(1)數(shù)據(jù)的選取

通過邀請領(lǐng)域?qū)＜?專家通常對待評價應(yīng)急供應(yīng)鏈和地區(qū)應(yīng)急狀況有較好的把握和理解)對五個地區(qū)應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性評價得到的原始矩陣如表2所示。其中語言評價集采用7粒度進行評價S={VP(VeryPoor),P(Poor),MP(MddlePoor),M(Mddle),MG(MddleGood),G(Good),VG(VeryGood)}。區(qū)間值型和數(shù)值型指標評價值由專家運用德爾菲法給出。

表2 應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性評價原始數(shù)據(jù)

(2)原始數(shù)據(jù)歸一化，計算權(quán)重

首先依據(jù)步驟1、2和式(3～6)將語言評價值轉(zhuǎn)化為區(qū)間值形式，然后依據(jù)步驟3根據(jù)式(7),(8)將區(qū)間值統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為誤差形式如表3第2～6列所示，最后運用權(quán)重計算式(9～19)計算二級指標關(guān)于相應(yīng)一級指標的權(quán)重如表3第7列所示。

表3 應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性評價原始數(shù)據(jù)歸一化及二級指標權(quán)重計算

通過調(diào)查研究，征求決策部門和領(lǐng)域?qū)＜乙庖娊Y(jié)合評價對象實際情況構(gòu)造一級指標判斷矩陣，計算得應(yīng)急供應(yīng)鏈保障機制、信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運作流程、資金保障對于可靠性的權(quán)重分別為0.088，0.196， 0.196， 0.362，0.158如表4所示。

表4 應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性一級指標判斷矩陣及權(quán)重計算結(jié)果

(3)綜合評價結(jié)果

運用區(qū)間數(shù)與聯(lián)系數(shù)轉(zhuǎn)化式(19)，依據(jù)表3第7列，表4第7列的權(quán)重結(jié)果，依據(jù)步驟四將一級指標權(quán)重與二級指標權(quán)重綜合加權(quán)求得二級指標對于目標的綜合權(quán)重，再依據(jù)步驟五運用式(20～22)和表3二級指標值計算樣本二級指標加權(quán)評價值(聯(lián)系數(shù)形式)如表5第2～31行所示，各樣本綜合評價值(聯(lián)系數(shù)形式)如表5第32行所示。

表5 應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性綜合評價結(jié)果

表6 應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性綜合評價值及排序

(4)排序

計算樣本1～5的的綜合評價值分別為0.679,0.602,0.570,0.494,0.585。應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性的排序為樣本1樣本2樣本5樣本3樣本4。

從綜合評價結(jié)果來看，樣本1的供應(yīng)鏈可靠性程度最高，樣本4的可靠性程度最差，從表5可以看出樣本4表現(xiàn)較差的指標有人財物的動員協(xié)調(diào)能力、信息獲取傳遞準確性、信息資源整合能力、信息協(xié)同能力、信息傳輸系統(tǒng)可靠性、信息存儲系統(tǒng)可靠性、供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連接水平、保障持續(xù)時間、適時補給率、物資到達的完好率、物資運輸管理能力、物資運輸安全性、生產(chǎn)資金保障率下一步應(yīng)加強這些方面應(yīng)急供應(yīng)鏈建設(shè)?？梢?，模型既可以對評價對象進行綜合評價和排序，還可以分析導致評價對象綜合評價值較低的相關(guān)薄弱環(huán)節(jié)，為評價后改進提高提供了參考。

5 結(jié)論

針對目前應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性相關(guān)文獻多從選址、配置、運輸、能力、風險等角度進行優(yōu)化和評價研究，缺乏應(yīng)急供應(yīng)鏈整體可靠性研究的現(xiàn)狀，以應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性為研究對象，在相關(guān)研究文獻的分析和調(diào)研的基礎(chǔ)上從保障機制、信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運作流程、資金保障五個方面構(gòu)建了評價指標體系；考慮實際評價中應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性受到眾多不確定因素影響，且評價主體的知識有限性難以對指標精確測定，結(jié)合指標特點提出用語言評價值，區(qū)間值，數(shù)值對指標進行測定；而后綜合運用三角模糊數(shù)，熵值，聯(lián)系數(shù)等理論方法研究了多種形式指標值的綜合評價模型。算例說明該模型可以在評價信息不完全確定情況下對應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性指標進行有效測定和綜合評價且能識別薄弱環(huán)節(jié)利于其改進。

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Evaluation of Emergency Supply Chain Reliability UnderUncertain Information

XU Zhen-yu1, REN Shi-ke1, GUO Xue-song2, YUAN Zhi-ping1

(1.School of Management, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China; 2.School of Public Policy and Administration, Xi’an Jiaotong Univ, Xi’an 710049, China)

The paper discusses the reliability of the emergency supply chain. Emergency supply chain is a powerful tool for dealing with emergencies. The evaluation of emergency supply chain reliability has a crucial significance to meet the resource needs of affected people and relief organizations. Based on the conclusion of the historical achievement and implementation experience of emergency supply chain, first, we analyze the elements of emergency supply chain reliability from the protection mechanism, information system, network structure, operation of the process. Second, the evaluating marks of the elements are described as interval, linguistic assessment information, number. Then, we aculeate the evaluation result using triangular fuzzy number, entropy, analytic hierarchy process, and contact number. Last of all, an example is designed and it shows the feasibility and applicability of this model.

emergency supply chain; evaluation model; analytic hierarchy process; entropy; reliability

2011-12-31

國家社會科學基金項目“我國城市應(yīng)急管理中的組織協(xié)調(diào)與聯(lián)動機制研究”(10CZZ036)

許振宇(1982-)，男，山東濰坊人，博士研究生，軟件設(shè)計師，研究方向為綜合評價與應(yīng)急管理；任世科(1969-),男, 寧夏彭陽人, 博士后,研究方向為突發(fā)事件應(yīng)急管理；郭雪松(1978-)，男，河北保定人，博士，副教授，研究方向為公共應(yīng)急管理；袁治平(1962-)，男，寧夏固原人，教授，博士生導師，研究方向為管理系統(tǒng)工程。

F272.5

A

1007-3221(2015)03- 0035-10