基于多屬性群決策的閉環(huán)供應(yīng)鏈第三方回收商選擇決策

□ 劉 棟

(江蘇大學(xué) 管理學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

1 引言

隨著各種回收政策的推行和可持續(xù)發(fā)展理念的日益普及，如何通過廢舊品回收來實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟目標(biāo)與環(huán)保目標(biāo)已經(jīng)成為當(dāng)前各國政府、企業(yè)界以及學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點話題。許多企業(yè)(如戴爾、蘋果等)都回收廢舊產(chǎn)品參與閉環(huán)供應(yīng)鏈管理以增加企業(yè)利潤、減少環(huán)境污染[1-2]?；厥涨赖恼_選擇是閉環(huán)供應(yīng)鏈管理的關(guān)鍵問題[3]?；厥罩饕兄圃焐袒厥铡⒘闶凵袒厥蘸偷谌交厥杖N回收模式。第三方回收商提供專業(yè)的物流、拆解處理等服務(wù)，以廢舊產(chǎn)品回收為核心，已越來越受各國政府部門和企業(yè)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(shù)量不斷增加，同層成員之間的競爭已經(jīng)無法避免[5]?，F(xiàn)實的閉環(huán)供應(yīng)鏈呈現(xiàn)為復(fù)雜競合關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[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(dāng)前單鏈條的閉環(huán)供應(yīng)鏈研究存在著巨大的不同。此外，當(dāng)前研究均假設(shè)閉環(huán)供應(yīng)鏈成員以自身利潤最大化為決策目標(biāo)，忽略了閉環(huán)供應(yīng)鏈成員的不同利益訴求。有鑒于此，考慮現(xiàn)實閉環(huán)供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，選擇一個各方滿意的第三方回收商具有重要的現(xiàn)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(huán)供應(yīng)鏈模型下的回收渠道選擇問題后，已有學(xué)者針對同層成員間存在競爭的閉環(huán)供應(yīng)鏈回收渠道選擇問題進(jìn)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(xué)者考慮了制造商競爭的情形，如韓小花等[11]構(gòu)建了兩個競爭制造商和一個零售商的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型，研究回收渠道的選擇決策問題。上述文獻(xiàn)研究了同層成員間競爭的回收渠道選擇問題，對于閉環(huán)供應(yīng)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(dāng)前日趨復(fù)雜的市場環(huán)境下，閉環(huán)供應(yīng)鏈呈現(xiàn)出復(fù)雜競合關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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(wù)完全相同，存在明顯的競爭關(guān)系[7]。而現(xiàn)有研究為單鏈條結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的博弈解析模型難以描述現(xiàn)實閉環(huán)供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此，考慮到現(xiàn)實閉環(huán)供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，需要采用新的方法來進(jìn)行第三方回收商的選擇。

Singh等[12]考慮到所涉及的供應(yīng)鏈所有成員的利益，認(rèn)為供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)本質(zhì)上為群決策問題。在閉環(huán)供應(yīng)鏈中存在眾多的利益相關(guān)者，他們經(jīng)常共同做出一些戰(zhàn)略性決策，以實現(xiàn)共同的目標(biāo)，若忽視其利益訴求，容易導(dǎo)致合作破裂。由于現(xiàn)實閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，采用傳統(tǒng)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(huán)供應(yīng)鏈第三方回收商的選擇問題。已有學(xué)者運用猶豫模糊語言信息和多屬性群決策來解決不同領(lǐng)域的實際問題[13-14]，但目前仍缺少將多屬性群決策方法應(yīng)用到閉環(huán)供應(yīng)鏈回收渠道選擇問題的研究。閉環(huán)供應(yīng)鏈涉及的決策主體較多，決策更為復(fù)雜[15]。采用猶豫模糊語言術(shù)語集能夠表征決策者在經(jīng)營環(huán)境不確定下的評價信息。由此，本文在猶豫模糊語言環(huán)境下，采用多屬性群決策方法研究閉環(huán)供應(yīng)鏈第三方回收商選擇問題。

綜上所述，本文考慮現(xiàn)實閉環(huán)供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用多屬性群決策方法來選擇閉環(huán)供應(yīng)鏈成員最為滿意的第三方回收商。與既有文獻(xiàn)相比，本文的創(chuàng)新點如下：首次采用多屬性群決策方法來解決閉環(huán)供應(yīng)鏈第三方回收商的選擇問題；考慮到閉環(huán)供應(yīng)鏈經(jīng)營環(huán)境不確定，采用猶豫模糊語言表達(dá)決策者的偏好；結(jié)合前景理論，構(gòu)建基于猶豫模糊語言的前景價值矩陣，并依據(jù)綜合前景值來確定最優(yōu)回收商。

2 預(yù)備知識

2.1 猶豫模糊語言術(shù)語集

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

定義1[19]設(shè)S={sα|α=-τ,…,-1,0,1,…,τ}為語言術(shù)語集，HS為S上的一個猶豫模糊語言術(shù)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(shù)語的個數(shù)。

2.1.1 比較規(guī)則

定義2[20]猶豫模糊語言術(shù)語集HS的得分函數(shù)為

(3)

定義3[20]猶豫模糊語言術(shù)語集HS的方差函數(shù)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(shù)語集的漢明距離為

(5)

語言術(shù)語集S的粒度為2τ+1。

2.2 前景理論

在閉環(huán)供應(yīng)鏈中，企業(yè)在實際經(jīng)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(fēng)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(fēng)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(jìn)行方案的選擇。綜合前景值由價值函數(shù)v(x)和權(quán)重函數(shù)w(p)來確定，表現(xiàn)為：

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

(6)

價值函數(shù)是決策者關(guān)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(xiàn)為風(fēng)險規(guī)避；面對損失時，決策者表現(xiàn)為風(fēng)險追逐。價值函數(shù)可以表現(xiàn)為

(7)

具體來說，x0表示決策者的參考點。當(dāng)x-x0≥0時，決策者的心理感受為收益，此時決策者的風(fēng)險態(tài)度是風(fēng)險厭惡的；當(dāng)x-x0<0時，決策者的心理感受為損失，此時決策者是風(fēng)險追求的。權(quán)重函數(shù)表現(xiàn)為

(8)

γ和?分別表示收益和損失時的風(fēng)險態(tài)度系數(shù)。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(huán)境下的閉環(huán)供應(yīng)鏈第三方回收商選擇決策問題，本文采用語言術(shù)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(biāo)，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(jù)閉環(huán)供應(yīng)鏈第三方回收商評價屬性對各個方案進(jìn)行評價，得到各決策者的初始決策矩陣，對各決策矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到猶豫模糊語言標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣。然后，確定各屬性下的參考點，結(jié)合前景理論構(gòu)建各決策者的前景值矩陣。最后，通過加權(quán)平均算子集結(jié)各決策者的評價，計算各備選方案的綜合前景值。根據(jù)前景理論，綜合前景值越大，方案越優(yōu)。

3.2.1 構(gòu)造猶豫模糊語言標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣

3.2.2 確定參考點

在前景理論中至關(guān)重要的一點是決策參考點的選定。目前文獻(xiàn)大多選取0點、正負(fù)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(gòu)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(gòu)成，即

(9)

3.2.3 構(gòu)建決策者的前景值矩陣

②構(gòu)建前景值矩陣

(10)

3.2.4 基于距離的共識度確定專家權(quán)重

根據(jù)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(quán)重[24]。根據(jù)公式(11)和(12)計算決策者的權(quán)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(quán)重和公式(13)計算各屬性的前景權(quán)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(quán)平均(WA)算子集結(jié)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(yōu)的第三方回收商，基于成本和環(huán)保兩個方面提出了4個評價指標(biāo){c1,c2,c3,c4}，分別表示運輸成本、產(chǎn)品處理成本、綠色技術(shù)能力和廢物減少率，相應(yīng)的屬性權(quán)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(huán)供應(yīng)鏈成員的3位專家{e1,e2,e3}根據(jù)4個評價指標(biāo)對3個回收商進(jìn)行評價，相應(yīng)的專家權(quán)重為λk。

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

步驟2：根據(jù)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(quán)重和公式(13)計算各屬性的前景權(quán)重，具體見表2、表3、表4。

表2 各方案在各屬性下的權(quán)重(e1)

表3 各方案在各屬性下的權(quán)重(e2)

表4 各方案在各屬性下的權(quán)重(e3)

步驟5：根據(jù)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(quán)重，得到λ1=0.320，λ2=0.328，λ3=0.352。

步驟6：根據(jù)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(quán)平均算子集結(jié)各決策者的評價，根據(jù)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(fù)責(zé)回收為最優(yōu)方案。

5 結(jié)語

選擇正確的回收渠道是閉環(huán)供應(yīng)鏈中的重要環(huán)節(jié)。本文首次采用多屬性群決策方法進(jìn)行閉環(huán)供應(yīng)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(jīng)營環(huán)境不確定以及閉環(huán)供應(yīng)鏈成員在回收商選擇過程中對屬性相關(guān)信息存在一定的不確定，采用猶豫模糊語言術(shù)語集來表征決策者的偏好。同時，考慮到?jīng)Q策者的風(fēng)險態(tài)度，引入前景理論進(jìn)行決策分析，以此來選擇閉環(huán)供應(yīng)鏈成員滿意的第三方回收商。本文屬性權(quán)重為事先給定，考慮客觀賦權(quán)的屬性確定方法將在后續(xù)研究中考慮。