基于CS-DEA和GRA的多級供應商評價模型

趙 靜，楊玉中，高學鴻

（河南理工大學 能源科學與工程學院，河南 焦作 454000）

基于CS-DEA和GRA的多級供應商評價模型

趙 靜，楊玉中，高學鴻

（河南理工大學 能源科學與工程學院，河南 焦作 454000）

根據供應商的評價指標體系，運用基于改進的層次分析法、指標凝聚數據包絡分析法和灰色關聯分析法的模型對各供應商進行了評價，并建立了基于改進層次分析法、指標凝聚數據包絡分析法的灰色關聯度分析模型。該模型既考慮了決策者的偏好，又充分利用了客觀的定量數據，使得供應商的選擇更加客觀、合理，并通過實例分析為企業選擇出供應商3為最優供應商，為企業提供了決策性參考。

供應商選擇；層次分析法；指標凝聚數據包絡分析法；灰色關聯分析法；指標體系

1 引言

進入21世紀以來，社會的發展、科技的進步、市場結構的調整和經濟的飛躍都為企業發展提供了良好的契機，同時也帶來了巨大的挑戰。在這種競爭環境下，供應商處于供應鏈環節中核心企業的上游，如何評價并甄選供應商便成為企業供應鏈管理中非常重要的一個環節。

在供應商評價指標方面，Dickson[1]最早開始系統地研究供應商評價問題，并通過問卷法得到了23種評價供應商的準則，為以后的供應商選擇研究提供了大體的框架和研究方向。2010年，Chiu,Ming-Chuan[2]運用圖論的方法提出了集成產品設計和供應鏈的設計決策，將其各方面的設計決策納入供應商表現中，并以此為主要依據選擇供應商。羅文浩[3]、彭劍鋒[4]等用關鍵績效指標(KPI)方法，對供應商進行績效考核。李巖、蔣艷、謝浩、張炳軒、李龍洙、都忠誠等[5-6]提出了模糊環境下供應商的選擇方法。雷星暉、羅新星、馬文娟等[7-9]運用層次分析法(AHP)對供應商進行了選擇和評價。Ozgun,Zeynep Ozlem[10]提出了一個基于DEA的分段模糊AHP方法和多目標模糊數學編程模型，對企業供應商進行評價與選擇；隨后，DEA被用于煤炭企業、制造企業、銀行、高校等不同領域。傅麗芳等[11]在構建綠色供應商評價指標時重點討論了供應商所提供的產品價格、質量、準時交貨率、市場占有率、廢棄物回收效率、清潔能源利用率等方面，同時采用一定的定量方法選出其最優的供應商。通過分析國內外參考文獻，不難發現絕大多數的供應商評價都是以選擇為目的，而忽略了供應商在企業中扮演的重要作用。此外，某些供應商評價體系未能充分考慮供應商各個方面的表現，導致評價結果有偏差。最后，對待供應商的策略不僅僅是評價完就結束了，而是要運用綜合的評價方法對供應商進行分級識別，才能對供應商采取不同的管理策略?；诖?，本文利用改進的層次分析法、指標凝聚數據包絡分析法和灰色關聯分析法的模型，實現了對供應商的分級識別，為區分對待供應商提供了重要依據。

2 供應商評價指標體系

供應商的評估必須依托于系統、全面的供應商評價指標體系。在充分調研、征求專家和企業核心人員意見的基礎上，結合相應行業及企業的特殊性，將影響企業選擇供應商的評價因素歸結為以下4類，共計18項指標。

2.1 成本

（1）產品價格：核心企業采購供應商單位產品的價格，決定了核心企業對供應商的主要資本投入；

（2）交易成本：在采購過程中，核心企業在同類商品多次交易所支出費用的平均值。

2.2 產品

（1）產品質量：即產品合格率，決定供應商產品的最主要競爭力，產品合格率=合格產品數/產品總數× 100%；

（2）產品可靠性：產品性能反應產品內在屬性，指其是否符合國家行業標準，用（1-合格產品的故障率）表示，產品性能=（1-產品故障/產品總數量）×100%；

（3）產品柔性：企業生產的產品快速響應市場和顧客需求變化的能力，指標值通過專家小組評分獲得。

2.3 供應商能力

（1）售后技術服務水平反應：指供應商能夠及時、有效地解決顧客遇到的維修、升級等技術問題，售后技術服務能夠解決問題占總問題的百分比；

（2）技術裝備能力：指供應商擁有的生產設備基本情況以及基礎設施狀況，指標值通過專家小組評分獲得；

（3）技術開發能力：指企業的技術創新能力和技術發展潛力，指標值通過專家小組評分獲得；

（4）準時交貨能力：用準時交貨率來衡量，準時交貨率=準時交貨次數/總次數×100%。

2.4 運營管理水平

（1）員工素質：指供應商的員工從事工作時所需具備的知識、技巧、品質以及工作的能力，指標值通過專家小組評分獲得；

（2）財務狀況：指供應商是否有足夠的流動資金采購原材料，即企業抗風險能力，指標值通過專家小組評分獲得；

（3）管理水平：供應商整體管理現代化水平，指標值通過專家小組評分獲得；

（4）產品市場份額：指供應商產品所占市場份額，產品市場份額=供應商產品銷售量/市場總銷售量× 100%；

（5）銷售渠道結構：指供應商所構建的銷售網絡以及層次結構，指標值通過專家小組評分獲得；

（6）客戶關系：指企業與供應商之間關系的穩定程度，指標值通過專家小組評分獲得；

（7）市場信息化水平：供應商相關信息傳遞脫節、停滯、不暢等都會影響消費者需求的響應速度，指標值通過專家小組評分獲得；

（8）戰略價值觀：戰略價值觀即企業文化，是一個企業全體員工統一的行動方式，它代表企業的目標、理念和價值觀，指標值通過專家小組評分獲得；

（9）企業信譽：企業信譽是核心企業與供應商長遠發展的基礎，供應商的信譽問題是核心企業在評價供應商時需重點考慮的問題，指標值通過專家小組評分獲得。

供應商評價指標體系如圖1所示。

3 基于改進AHP的CS-DEA/GRA供應商評價方法

3.1 改進判斷矩陣

對同一類別下指標間進行兩兩比較，得到原始判斷矩陣A，這里采用1-9級標度法[10]進行相對重要性的判斷。

根據如圖2所示步驟對矩陣A進行運算：

圖2 改進的判斷矩陣流程圖

3.2 計算權重向量

求解判斷矩陣，利用和積法求解矩陣A*的特征根和特征向量，具體計算步驟為：

（1）將改進的判斷矩陣每一列正規化

（2）每一列經正規化后的判斷矩陣按行求算術平均

（3）所得到的即為要求的特征向量（權重矩陣）(i代表第i個指標類)。由于在原始判斷矩陣的基礎上得到了改進的判斷矩陣，改進的判斷矩陣具有完全一致性，因此，不需要再檢驗矩陣的一致性。

（4）設各指標類權重相同，則有底層指標各權重為：

3.3 建立CS-DEA初選模型

假設有n個決策單元，輸入指標類為N1,N2,…Nm,其中，第i個輸入指標類中有Li個次要指標，輸出指標類為K1,K2,…Ks,其中，第r個輸出指標類中有Ti個次要指標。

brt為第Kr個輸出指標類中第t種指標在類內的相對權重；

vi為第Ni個輸入指標類相對于總投入的權重；

ut為第Kr個輸出指標類相對于總產出的權重。

其中，xijl,yrjt,ail,brt為正數，vi,ut為變量，N1,N2,…,Nm, K1,K2,…,Ks為非空集合。

令：

定義，系統正向貢獻：

系統反向貢獻：

對決策單元j存在貢獻比Pj/Qj≤1，經過等式轉換，對決策單元j0有以下模型：

（1）令δ=0，則該模型轉化為滿足收益不變的DEA-C2R模型。

（2）若該規劃存在最優解滿足u0,v0＞0，VP=1, 則稱決策單元j0為CS-DEA有效。

（3）若該規劃存在解滿足u0,v0＞0，VP=1,則稱決策單元j0為弱CS-DEA有效，一般情況下，一定數量的決策單元都處于弱CS-DEA有效狀態，據此遴選出對CSDEA弱有效的決策單元j=（j1,j2,…,jn）進行下一步討論，非有效決策單元直接剔除。

3.4 建立灰色關聯終選模型

針對CS-DEA有效的決策單元j=（j1,j2,…,jt），確定最優方案指標集M0=（m01，m02，…，m0s），其中m0s為第s個指標的最優值，構造矩陣M:

（1）指標值的規范化處理。由于評價指標具有不同的量綱，不能直接進行比較，因此對矩陣M進行規范化處理。

對于極大型指標：

對于極小型指標：

據此可得規范化后矩陣K：

（2）確定灰色關聯系數矩陣。根據規范化后的矩陣K，運用灰色關聯分析法求得第i個方案的第j個指標與第j個最優指標的關聯系數εij：

式中ρ為分辨系數，ρ∈[0,1],一般情況下取ρ=0.5，可得關聯系數矩陣E：

（3）確定灰色關聯度。根據各有效決策單元的關聯系數行向量E和指標權重向量W,可求得各有效決策單元的灰色關聯度Q。

關聯度Qi的大小表示決策單元指標集Mi與最優指標集M0的接近程度，Qi值越大，說明其越接近，因此根據關聯度Qi的大小對有效決策單元進行排序，進而遴選出最優供應商。

4 實例應用

4.1 供應商情況

針對某核心企業，并依據供應商評價準則查閱了相關供應商的資料，依據CS-DEA方法對供應商指標進行指標凝聚。衡量指標的標準主要包括兩種：定性指標和定量指標。供應商具體指標值見表1。

4.2 供應商評價

（1）根據專家意見和決策者偏好構建各指標類中底層指標的原始判斷矩陣Ai（i=1,2，3,4），具體如下：

A1產品價格交易成本產品價格1 1/5交易成本5 1

A2產品柔性產品性能產品質量產品可靠性產品柔性產品合格率1 1/3 1/7 3 1 1/3 7 3 1

A3技術裝備能力售后技術服務反應水平技術開發能力1/3 1/3售后技術服務反應水平技術裝備能力技術開發能力準時交貨能力1 3 3 1 1 1準時交貨能力1 1 1/3 1/3 1 3 3 1

A4戰略價值員工素質財務狀況1/2產品市場份額1/3銷售渠道結構1/2客戶關系1/3 1 3 1 1 1 1 1/2 1員工素質財務狀況管理水平產品市場份額銷售渠道結構客戶關系市場信息化水平戰略價值觀企業信譽1 2 5 3 2 3 3 1 2管理水平1/5 1/3 1 1/3 1/3 1/2 1/3 1/3 1/3 1/2 1/2 1 3 1 1 1/2 1/2 1/3 1/2 1/2 1/2 1 3 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1市場信息化水平1/3 1 3 1 2 1 1 1 3 2 2 2 1 1/3 1觀1 2 3 2 3 2 3 1 2企業信譽1/2 1/2 1

表1 供應商調查結果匯總表

（2）對以上四個判斷矩陣進行改進，并運用和積法求解各層的指標權重，得到如下結果：

設各指標類權重相同，則有底層指標各權重為：

（3）依據各指標類下的指標權重的計算結果，對決策單元j1應用CS-DEA決策模型，模型如下：

運用lingo求解決策單元j1，得存在解v1=1.094，u=（0.752，0.285，0），能夠滿足VP=1；

同理，求解決策單元j2，得存在解v1=1.041，u=（0，0.789，0.188），能夠滿足VP=0.964；

求解決策單元j3，得存在解v1=1.184，u=（0，0.897，0.214），能夠滿足VP=1；

求解決策單元j4，得存在解v1=1.094，u=（0.942，0，0），能夠滿足VP=0.925。

依據求解結果，決策單元j1，j3滿足CS-DEA有效，接下來對決策單元j1，j3進行下一階段評價。

4.3 供應商選擇

（1）針對決策單元j1，j3，根據灰色關聯度方法的步驟，首先確定最優方案指標集

構造矩陣M：

（2）對矩陣進行規范化處理，可得規范化后的矩陣K：

（3）計算灰色關聯系數矩陣，得到矩陣E：

（4）計算有效決策單元的灰色關聯度，得：

由Q供應商1＜Q供應商3，核心企業需要選擇供應商3作為其零部件的供應商。

4.4 結果分析

根據各階段的分析結果，可以將供應商分為三個等級，第一等級（灰色關聯值最大）是供應商3；第二級（CS-DEA有效）是供應商1；第三級（CS-DEA無效）為供應商2、4。根據分級結果，核心企業需要對不同級別的供應商采用不同的處理策略。即企業需要采取如下策略對待供應商：

（1）評價結果為最優的供應商3，說明該供應商具有很強的綜合競爭力，企業要與其保持超越一般關系的戰略關系，從而有效地實現業務的整體集成及創新，以提升各自核心競爭力，需要與其簽訂戰略合作協議。

（2）評價結果為CS-DEA有效的合格供應商1，該供應商的產品符合質量、交貨、服務等要求，企業可采用現有辦法進行合作。

（3）評價結果為CS-DEA無效的供應商，將供應商2和4作為備選供應商。如果有更高標準的供應商進入，則需要優先考慮刪除供應商2或4。

5 結論

本文運用基于改進AHP和CS-DEA方法的灰色關聯評價模型對某企業供應商進行了評價和選擇，得出的主要結論如下：

（1）構建了供應商的評價指標體系。

（2）在數據包絡分析法（DEA）的基礎上，采用了指標凝聚數據包絡分析法（CS-DEA），既突出了主要方面指標又沒有忽略次要方面指標，各指標主次地位分明、全面和客觀；并將改進AHP、指標凝聚數據包絡分析法（CS-DEA）和灰色關聯度方法有效的結合在一起，遴選出了最優供應商，為企業的供應商選擇提供了客觀、有效、科學的依據。

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Multi-level Supplier Evaluation Mode Based on CS-DEA and GRA

Zhao Jing,Yang Yuzhong,Gao Xuehong
(School of Energy Science&Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China)

In this paper,according to the index system in supplier evaluation,we used the improved AHP,index aggregated DEA and grey correlation analysis to evaluate the suppliers in question and establish the grey correlation analytic model based on the improved AHP and index aggregated DEA.The model established considered both the preference of the decision-makers and made full use of the objective and quantitative data,thus rendering the selection of the supplier more objective and reasonable and at the end,through an empirical case, demonstrated its application.

supplier selection;AHP;index aggregated DEA;grey correlation analysis;index system

F224;F274

A

1005-152X(2016)11-0055-06

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.11.013

2016-09-22

國家自然科學基金“高溫礦井制冷降溫影響風流穩定性的機理研究”（51274098）

趙靜（1988-），女，河南焦作人，河南理工大學能源科學與工程學院碩士研究生，研究方向：現代物流與供應鏈管理；楊玉中（1972-），男，河北藁城人，博士，教授，博士生導師，主要研究方向：安全系統工程、供應鏈管理。