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        基于TOPSIS評價法的企業(yè)原材料訂購決策研究

        2022-10-02 17:44:32方洋洋向佳豪張立馮高堯
        商展經(jīng)濟 2022年18期
        關(guān)鍵詞:供貨商權(quán)法供貨

        方洋洋 向佳豪 張立 馮高堯

        (1.漢江師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院 湖北十堰 442000;2.漢江師范學(xué)院新型功能材料制備與物性研究中心 湖北十堰 442000)

        隨著社會科技時代的進步,各種生產(chǎn)企業(yè)相繼建立與發(fā)展。生產(chǎn)原材料的需求訂購與運輸方面所存在的問題也表現(xiàn)得愈加突出。為了解決現(xiàn)實生活中企業(yè)生產(chǎn)原材料中表現(xiàn)的訂購決策問題,對該問題所存在的現(xiàn)狀進行分析,在考慮企業(yè)的訂購問題時,其中材料的選擇,供貨商的選擇,運輸商的選擇以及各種影響產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量的損耗都是生產(chǎn)企業(yè)在制定方案時需要考慮的問題[1-4]。

        通常來說,對于生產(chǎn)企業(yè)原材料中的訂購發(fā)現(xiàn),供應(yīng)商收到的訂貨總量與企業(yè)對該商家的偏好程度是成正比的,所以企業(yè)總是會偏好選擇能夠保障其生產(chǎn)的商家。供應(yīng)商實際的供貨量與企業(yè)的訂貨量總是不可避免地存在偏差,而對于偏差的程度、偏差的范圍、異常偏差發(fā)生的次數(shù)相較于總交易次數(shù)的比例,在一定程度上也反映了供應(yīng)商對于保障該企業(yè)生產(chǎn)的重要性。

        基于以上方面的分析,考慮減少待選擇企業(yè)的數(shù)目?;诠┴浬痰墓┴浤芰Γ?年企業(yè)對于各個原材料供應(yīng)商的訂貨總量,排除訂貨總量極低的供應(yīng)商。以分析供貨商的供貨特征,確定供貨次數(shù)、平均供貨量、單次最大供貨量、供貨穩(wěn)定性、供貨一致性和合理供貨比例,這六個評價指標作為衡量選擇訂購方案優(yōu)劣的屬性變量。利用TOPSIS評價法建立起多目標評價模型來量化各供應(yīng)商對于保障企業(yè)原材料生產(chǎn)的重要性,從而選擇出最重要的50家供應(yīng)商[5]。

        1 企業(yè)原材料訂購決策模型建立

        1.1 建立供貨商選擇指標模型

        1.1.1 供貨次數(shù)

        供貨次數(shù)越多,證明供貨商供貨能力越強,企業(yè)對于供貨商的供貨能力認可度也就越高。

        基于供貨商供貨數(shù)據(jù)計算供貨總量。計算各供貨商過去五年參與供貨次數(shù):

        式(1)中:ni表示供貨商i在近五年供貨次數(shù),邏輯變量yi,t,含義為在第t周供貨商i是否參與了供貨,“1”表示參與供貨,“0”表示未參與供貨。

        1.1.2 平均供貨量

        由平均供貨量可以看出供貨商的供貨質(zhì)量與供貨能力。

        先對原材料進行換算,再進行平均供貨量的計算,統(tǒng)一為生產(chǎn)數(shù)目,剔除240周內(nèi)未參與供貨數(shù)據(jù),最后求得平均值:

        式(2)中:m i表示供貨商平均供貨量,p i表示產(chǎn)品生產(chǎn)一立方米時所消耗的原材料,xi,t為供貨商i第t周的供貨量,A、B、C為各類原材料的供貨商集合。

        1.1.3 單次最大供貨量

        由于供貨商會根據(jù)企業(yè)對產(chǎn)品的需求量擬定最大生產(chǎn)量,所以它會反映出一個供貨商供貨量的最大上限值。

        由所給供貨商歷史供貨數(shù)據(jù)將原材料換算為生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)目,最后得出各家供貨商歷史供貨數(shù)據(jù)最大值:

        式(3)中:ximax表示供貨商i的單次最大供貨量。

        1.1.4 供貨穩(wěn)定性

        為了減少企業(yè)不必要的損失,供貨商供貨需要參照企業(yè)每次的訂單量上下浮動。供貨穩(wěn)定性越好,證明供貨商供貨能力越強。

        為了得到各供貨商穩(wěn)定性,可以對各供貨商每次供貨量與訂貨量的差值進行比較:

        式(4)中:δi代表供貨商i訂單量與訂貨量均方誤差,zi,t表示供貨商第t周的供貨量。

        1.1.5 供貨連續(xù)性

        通過平均間隔天數(shù)、平均連續(xù)供貨周數(shù)和間隔次數(shù)三項指標最終得出供貨連續(xù)性最好的供貨商。

        分析發(fā)現(xiàn),平均間隔天數(shù)和平均連續(xù)供貨周數(shù)可視為效益指標,間隔天數(shù)可視為成本指標。分別歸一化:

        成本指標:

        效益指標:

        指標歸一化后,可建立供貨連續(xù)性評價指標并由熵權(quán)法求解:

        式(5)中:ωj表示第j個指標的權(quán)重,ri,j表示供貨商i第j個指標數(shù)值。

        1.1.6 合理供貨比例

        合理供貨比例是指供貨商供貨量與企業(yè)訂單量比值,合理供貨比例越大,則與企業(yè)合作可能性就越大。

        此處設(shè)定理想供貨商供貨量應(yīng)在企業(yè)給定訂購單量上下20%范圍內(nèi)浮動??傻玫剑?/p>

        式(6)中:xi,t為供貨商i第t周的供貨量,zi.t表示供貨商i第t周的供貨量。

        定義供貨符合時即為1,不符合即為0,可以得到:

        式(7)中:Counti表示供貨商符合條件的供貨次數(shù)。

        最后,供貨商i的合理性比例可以由符合條件的供貨次數(shù)占供貨商供貨總次數(shù)比值求得:

        式(8)中:γi表示供貨商i的合理性比例。

        1.2 建立TOPSIS法多指標評價模型

        本文描述在面對訂貨方案的優(yōu)化選擇時,采用熵權(quán)法和TOPSIS兩者結(jié)合的方式進行最優(yōu)目標求解。

        熵權(quán)法的主要目的是對指標體系進行賦權(quán),而TOPSIS的主要目的是通過逼近理想解的程度來評估各個樣本的優(yōu)劣等級。將兩者結(jié)合,先是對該原始數(shù)據(jù)進行整理和處理,并且計算出指標樣本中的比重和權(quán)重,再進行綜合評價,根據(jù)所得計算數(shù)值評價得出優(yōu)劣等級進行歸一化處理,讓各個指標逐漸去接近甚至是達到最優(yōu)值,構(gòu)造出兩者的相近度,然后對相近度進行排序,排序用表示,的值越大,表明評價對象越接近最優(yōu)值。

        圖1 TOPSIS法多指標評價模型

        1.2.1 熵權(quán)法

        根據(jù)信息熵的定義,對于某項指標,可用熵值來判斷某個指標的離散程度,信息熵值越小,該指標對綜合評價的影響(即權(quán)重)就越大。利用信息熵,計算各個指標權(quán)重,為多指標綜合評價提供依據(jù)。

        (1)對樣本數(shù)據(jù)求比值,可得:

        式(9)中:xij表示第i個樣本第j項評價指標的數(shù)值;Pij表示樣本數(shù)據(jù)比值。

        (2)代入計算能夠求得熵值得:

        式(10)中:ej表示樣本數(shù)據(jù)熵值。

        (3)進行定權(quán)計算比重和歸一化處理,可得:

        式(11)中:wj表示權(quán)數(shù)比重,dj表示每個指標相應(yīng)的權(quán)重,zij表示歸一化權(quán)重值。

        1.2.2 TOPSIS評價法

        TOPSIS法[4]根據(jù)有限個評價對象與理想化目標的接近程度進行排序的方法,對現(xiàn)有的對象中進行相對優(yōu)劣的評價。TOPSIS法是多目標決策分析中一種常用的有效方法,所用的是歐式距離。其基本原理,是通過檢測評價對象與最優(yōu)解、最劣解的距離來進行排序,若評價對象最靠近最優(yōu)解同時又最遠離最劣解,則為最好;否則不為最優(yōu)。其中最優(yōu)解的各指標值都達到各評價指標的最優(yōu)值。最劣解的各指標值都達到各評價指標的最差值。

        (1)對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理,尋找最優(yōu)、最劣方案:

        式(13)中:D i+表示最優(yōu)距離,D i-表示最劣距離。

        (3)再構(gòu)造相對接近度:

        式(14)中:C i表示相對接近度。再根據(jù)Ci的大小進行排序,Ci越大,表明評價對象越接近最優(yōu)值。

        2 企業(yè)原材料訂購決策模型求解

        假設(shè)最重要的供貨商供需可確保企業(yè)正常生產(chǎn)運行。首先,由供貨量大于訂貨量“,富余量大于0”這一條件,在402家供貨商里面剔除一部分不符合條件的供貨商。

        其次,由熵權(quán)法求得六個基本評價指標的系數(shù),由“供貨次數(shù)、平均供貨量、單次最大供貨量”這三個指標確定供貨商供貨能力,由供貨穩(wěn)定性、供貨一致性和合理供貸比例確定供應(yīng)風(fēng)險。再由各指標系數(shù)權(quán)重確定影響比重最大的相關(guān)指標,從而確定供貨商供貨能力和供貨風(fēng)險兩個要素對供貨商選擇的影響。

        最后,運用TOPSIS法對給定402家供貨商進行細化處理,由評分最高的前50家供應(yīng)商確定訂貨方案。

        3 案例分析

        本文主要以2021年大學(xué)生數(shù)學(xué)建模國賽C題生產(chǎn)企業(yè)原材料的訂購與運輸為背景,探究解決企業(yè)原材料的訂購方案,篩選出合適的供貨商以確定訂購方案。

        已知企業(yè)每周有2.82萬立方米的產(chǎn)能。單獨生產(chǎn)每立方厘米材料時,需要A、B、C類原材料分別為0.6立方厘米、0.66立方厘米、0.72立方厘米。企業(yè)倉庫要儲存滿足兩個星期生產(chǎn)的原材料,同時收購供貨商的全部供貨。

        利用MATLAB軟件編程,對熵權(quán)法進行求解,代入式(5)可得:

        式(15)中:間隔次數(shù)權(quán)重為0.4383,平均間隔周數(shù)為0.3560,平均連續(xù)供貨周數(shù)為0.2057。由上式各系數(shù)可知:間隔次數(shù)和平均間隔周數(shù)對供貨連續(xù)性影響最大,決定供貨連續(xù)性的主要指標為間隔次數(shù)。

        TOPSIS評價法六個指標權(quán)重計算如表1所示:

        表1 TOPSIS評價法指標權(quán)重

        由表1數(shù)據(jù)可知:供貨穩(wěn)定性權(quán)重最大即對供貨商選擇影響最大,供貨次數(shù)第二。由前文篩選指標流程可知,兩個指標分別決定供貨商供應(yīng)能力和供貨風(fēng)險。

        最終由上述公式計算得到可靠性最大的前五十名供貨商如表2所示。

        表2 50家可靠五十家可靠性最大供貨商

        由50家供應(yīng)商的可靠性可以看出,供應(yīng)商S140的可靠性最大,高達0.9435,對于今后訂貨方案的確定,可以優(yōu)先考慮。前六家供貨商的可靠性都比較強,之后則呈現(xiàn)斷層式衰減,因此前六家供貨商可以制定長期合作方案,之后的供貨商則可用作備用方案選取。

        4 結(jié)語

        本文圍繞供貨數(shù)據(jù)和訂貨歷史,對供貨商范圍進行縮小,從平均供貨量反應(yīng)了供貨商長期合作的價值及間接判斷出供貨商供貨質(zhì)量與供貨能力,篩除出可靠性較大的供貨商方案。

        (1)根據(jù)訂貨的各種因素建立相關(guān)指標模型,包括供貨次數(shù)、平均供貨量、單次最大供貨量、供貨穩(wěn)定性、供貨一致性和合理供貨比例。

        (2)采用熵權(quán)法可以得到指標權(quán)重系數(shù),根據(jù)權(quán)重系數(shù)進而建立TOPSIS法綜合評價模型。

        (3)通過TOPSIS法建立多指標評價模型,得出優(yōu)劣等級進行歸一化處理,依據(jù)可靠性大小篩選出50家最重要的供貨商。由TOPSIS法算出的結(jié)果可運用于最優(yōu)解的評定,還可用于對比所求目標特性的優(yōu)良。

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