劉 蓉，張海濤，周 林，唐紅濤，潘順發(fā)，王 朝

(1.武漢理工大學 機電工程學院，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學 數字制造湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430070)

近年來，環(huán)境惡化和勞工安全等問題備受關注，致使許多企業(yè)把綠色環(huán)保和社會責任問題納入供應鏈管理中，由此產生了可持續(xù)供應鏈管理的研究。可持續(xù)供應商選擇作為可持續(xù)供應鏈管理的重要環(huán)節(jié)，其目的在于追求經濟、環(huán)境、社會三方效益的協調統一[1]。目前，關于可持續(xù)供應商選擇的研究主要集中在評價指標體系和選擇方法上。在評價指標方面，多數研究主要選擇經濟效益、環(huán)境效益和社會效益3類指標構建可持續(xù)供應商評價指標體系[2]。在選擇方法方面，LIAO等[3]用區(qū)間2型模糊數表示決策者給出的評價信息，利用網絡分析法(ANP)確定各指標權重，然后用多準則妥協解排序法(VIKOR)確定最優(yōu)可持續(xù)供應商。KARSAK等[4]采用模糊集理論處理決策者給出的不確定的主觀評價信息，然后利用數據包絡分析法(DEA)得到供應商的排序。施明華等[5]通過猶豫模糊語言來表征評價信息，設計了一種基于前景理論和PROMETHEE的綠色供應商優(yōu)選決策方法，并將其用于手機企業(yè)綠色電池供應商選擇問題。牟能治等[6]為了解決汽車制造業(yè)可持續(xù)供應商選擇和評估問題，提出使用基于PD-HFLTS與群決策理論的層次分析法(AHP)進行求解。

盡管現有的指標體系和選擇方法可以有效解決供應商選擇決策問題，然而，將其應用到鑄造企業(yè)可持續(xù)供應商選擇問題，仍有以下不足：①鑄造企業(yè)的生產制造周期非常長，其能源消耗和污染物排放比其他產品的制造過程更多，且提供鑄造零部件的供應商要負責對產品進行后期維護，但鮮有文獻基于鑄造企業(yè)的這些特點建立相應的指標體系；②可持續(xù)供應商評價指標體系包含定量指標和定性指標，然很少有文獻將兩者進行統一評價，也極少有研究深入考慮專家在給出主觀評價信息時的模糊性和猶豫性等問題。

基于以上背景，筆者考慮鑄造企業(yè)生產特點及其實際需求，構建了適合鑄造企業(yè)的可持續(xù)供應商評估指標體系，提出一種新穎的基于直覺模糊集和TOPSIS的決策方法，并結合實例來驗證所提FAHP-IFTOPSIS模型的有效性和可行性。

1 鑄造企業(yè)可持續(xù)供應商評估指標體系

基于文獻[7]～文獻[9]中已有的供應商選擇指標，結合鑄造企業(yè)高能耗、高排放、高污染的特點及其對供應商售后服務水平的要求，構建了面向鑄造企業(yè)的可持續(xù)供應商選擇多指標評價體系，如表1所示。該指標體系由經濟效益、環(huán)境效益和社會效益3類一級指標構成，并細分成包含6個定量與6個定性的二級指標。其中，定量指標通過公式計算用精確數表示，定性指標根據決策專家組的知識、經驗采用語言變量進行評價。

表1 鑄造企業(yè)可持續(xù)供應商選擇評估指標體系

2 基于FAHP-IFTOPSIS的供應商選擇模型構建

基于FAHP-IFTOPSIS的兩階段供應商選擇模型如圖1所示。第一階段通過FAHP確定各指標的相對權重；第二階段將傳統的TOPSIS方法拓展到直覺模糊環(huán)境，提出IFTOPSIS決策方法來確定候選供應商的優(yōu)劣排序。

圖1 兩階段可持續(xù)供應商選擇模型

2.1 基于FAHP確定各指標權重

(1)構建一個包含目標層、準則層、方案層的遞階層次結構模型。

(2)邀請相關專家進行問卷調查，構造兩兩比較模糊判斷矩陣R=(rij)n×n，其中rij=(lij,mij,uij)表示指標i對指標j的相對重要度。

(3)使用模糊判斷矩陣R中三角模糊數的中值構建一個新的判別矩陣M=(mij)n×n，以M的一致性檢驗結果來衡量R的一致性。

(1)

(5)計算各指標的相對權重，采取CHANG[10]的程度分析法，則可以通過式(2)計算準則層或指標層下第i個指標的模糊權重Di：

(2)

由此可求得非模糊權重向量W′：

W′=(minV(D1≥Di),minV(D2≥Di),…,

minV(Dn≥Di)),i∈{1,2,…,n}

(3)

將W′進行標準化處理，獲得各指標的權重向量W，最后根據層次總排序法求出各指標對于總目標的綜合權重W*。

2.2 基于IFTOPSIS確定候選供應商排序

將傳統TOPSIS方法拓展到直覺模糊環(huán)境下，利用直覺模糊集理論(intuitionistic fuzzy set)來處理定性指標的模糊性以及專家的猶豫性等問題，并且在決策過程中統一使用直覺模糊數來表示定量指標和定性指標的評價信息。IFTOPSIS確定候選供應商排序的主要步驟如下：

(1)構建標準決策矩陣。

定義[11]：設集合x是給定的論域，則定義在x上的一個直覺模糊集A={(x,μA(x),vA(x))|x∈X}，其中μA(x):X→[0,1]，vA(x):X→[0,1]。且對于A上的所有x∈X，都有0≤μA(x)+vA(x)≤1成立，稱(μA(x),vA(x) )為直覺模糊數，μA(x)表示x∈A的隸屬度，vA(x)表示x?A的隸屬度，即非隸屬度；πA(x)表示x∈A的不確定度或猶豫度，πA(x)=1-μA(x)-vA(x)。

定量指標隸屬等級直覺模糊表如表2所示。對于供應商Sl的某定量指標Cp，其決策信息通過公式計算得到精確數為Clp，決策專家組給出定量指標Cp的期望區(qū)間[bminCp,bmaxCp]，由式(4)求出供應商Sl的定量指標Cp的隸屬度區(qū)間指標blp，然后由表2隸屬區(qū)間一欄可得blp所屬的隸屬區(qū)間，進而可得該隸屬區(qū)間所對應的直覺模糊數(ulp,vlp)，即為供應商Sl的定量指標Cp的評價信息。

表2 定量指標隸屬等級直覺模糊表

(4)

表3 定性指標語義變量直覺模糊表

(5)

假設該供應商選擇決策問題包含m個候選供應商，n個指標，則標準決策矩陣G為：

G=[(uli,vli)]mxn=

(6)

其中，(uli,vli)(l=1,2,…，m;i=1,2,…,n)為供應商l在指標i下的評價信息。

(3)確定正負理想解。將表1中所有評估指標分為成本型指標集J1和效益型指標集J2，則正

(7)

(8)

(9)

(4)計算各候選供應商分別到正負理想解的距離。

(10)

(11)

(5)計算各候選供應商與理想解的相對貼近度λl。

(12)

λl越大，代表候選方案越好，按照λl由大到小排序，可得到候選方案優(yōu)劣排序。

3 案例分析

假設現有S1、S2和S33個供應商提供同類型鑄造零部件，某鑄造企業(yè)需要從中選擇可持續(xù)表現最好的供應商?；诖?，該企業(yè)組建相關決策專家團隊，利用FAHP-IFTOPSIS選擇模型，選擇最佳供應商。

3.1 基于FAHP指標相對權重的確定

以表1的鑄造企業(yè)可持續(xù)供應商選擇指標體系為基礎，構建遞階層次結構模型，如圖2所示。利用FAHP得到所有指標的綜合權重，如表4所示。

3.2 基于IFTOPSIS的供應商排序

(1)構建標準決策矩陣。對于定量指標，通過調研收集相關數據，再由表1中公式計算可得各候選供應商定量指標的客觀評價值，然后決策專家組給出各定量指標的期望區(qū)間，具體結果如表5所示。由式(4)和表2可得候選供應商各定量指標評價信息的直覺模糊數。對于定性指標，邀請3位專家按照表3的標準對各候選供應商在各個定性指標下的效益進行評價，如表6所示。由式(5)對3位專家的直覺模糊評價值進行集成，得到候選供應商各定性指標評價信息的直覺模糊數。最后，可得到標準決策矩陣，如表7所示。

圖2 鑄造企業(yè)可持續(xù)供應商選擇指標層次結構模型

準則層權重指標層 權重綜合權重經濟效益(B1)0.454價格(C1)0.2890.131 0質量(C2)0.1830.083 1物流(C3)0.1590.072 0生產能力(C4)0.2370.108 0售后服務(C5)0.1320.059 9環(huán)境效益(B2)0.305污染物排放(C6)0.3430.105 0資源消耗(C7)0.2780.084 4環(huán)保設計(C8)0.1690.051 5環(huán)保管理(C9)0.2100.064 1社會效益(B3)0.241勞工保障(C10)0.4370.105 0股東權益(C11)0.3480.083 8社會貢獻(C12)0.2150.052 2

(2)構建加權標準決策矩陣?；贔AHP可得所有評估指標的權重向量W*：=(0.131,0.083 1,0.072 0,0.108,0.059 9,0.105,0.084 4,0.051 5,0.064 1,0.105,0.083 8,0.052 2)，則可以得到加權標準決策矩陣，如表8所示。

表5 候選供應商各定量指標的客觀評價值

表6 3位專家對候選供應商各定性指標的評級

(3)確定正負理想解。成本型指標包含C1、C3、C6、C7；效益型指標包含C2、C4、C5、C8、C9、C10、C11、C12，則由式(8)和式(9)可得到正理想解f+和負理想解f-分別為：

表8 加權標準決策矩陣

f+=[(0.099,0.872),(0.109,0.854),(0.012,0.979),(0.099,0.873),(0.043,0.948),(0.017,0.970),(0.014,0.976),(0.076,0.898),(0.071,0.907),(0.135,0.819),(0.077,0.899),(0.036,0.964)]。

f-=[(0.220,0.712),(0.013,0.976),(0.095,0.872),(0.076,0.909),(0.041,0.959),(0.135,0.819),(0.110,0.852),(0.026,0.968),(0.038,0.958),(0.017,0.970),(0.059,0.935),(0.027,0.967)]。

(4)計算各候選供應商與理想解的相對貼近度。首先由式(10)和式(11)計算各候選供應商到正負理想解的距離，然后由式(12)計算各候選供應商與理想解的相對貼近度，最后依據相對貼近度的大小確定各候選供應商的排序，結果如表9所示。由表9可以看出，供應商S2的可持續(xù)性表現最好，因此該企業(yè)應該向供應商S2購買鑄造零部件。

表9 評價排序結果

4 結論

筆者針對鑄造企業(yè)可持續(xù)供應商選擇問題，在已有供應商選擇研究的基礎上，考慮鑄造生產的特點及其對供應商的實際需求，構建了適應鑄造企業(yè)的可持續(xù)供應商評價指標體系，然后提出一種基于FAHP-IFTOPSIS的供應商選擇模型，最后以某鑄造企業(yè)選擇可持續(xù)零部件供應商為例，驗證了該模型的有效性和可行性。研究結果表明：①該指標體系涵蓋經濟、環(huán)境、社會3類指標，體現了鑄造企業(yè)長久、可持續(xù)發(fā)展的理念；②基于直覺模糊集和TOPSIS的決策方法有效解決了定量指標和定性指標難以統一評價及專家評價信息的模糊、猶豫和不確定問題；③該模型原理清晰、計算簡便，具有較強的實際應用價值。