基于層次分析法的供應(yīng)商選擇評價(jià)系統(tǒng)

董明望，周志龍

(武漢理工大學(xué)物流工程學(xué)院，湖北 武漢 430063)

目前在制造業(yè)中，企業(yè)的采購資金占產(chǎn)品銷售額的40%～60%，這意味著采購成本的降低將會對企業(yè)利潤的增加產(chǎn)生重要影響，其增加利潤的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在其他方面采取的措施。傳統(tǒng)的供應(yīng)關(guān)系已不適應(yīng)全球競爭加劇，產(chǎn)品需求日新月異的環(huán)境，為了實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量、柔性生產(chǎn)和快速反應(yīng)，企業(yè)的業(yè)務(wù)重構(gòu)就必須包括供應(yīng)商的評價(jià)選擇。供應(yīng)商的評價(jià)選擇對企業(yè)來說是多目標(biāo)的，包含許多可見和不可見的多層次因素[1]。

目前國內(nèi)企業(yè)對于供應(yīng)商的選擇評價(jià)，主要采用主觀判斷法、招標(biāo)法、德爾菲法、采購成本法和ABC成本法等。這些方法主要是定性的，缺少定量的因素，受主觀因素的影響較大。文獻(xiàn)[2-3]運(yùn)用層次分析法解決供應(yīng)商選擇評價(jià)問題，為決策者提供了一個(gè)定量的依據(jù)，可有效規(guī)避主觀因素的影響?；谝陨纤枷?，筆者闡述了5個(gè)供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了基于AHP的供應(yīng)商選擇評價(jià)模型。然而對于層次分析法的實(shí)現(xiàn)，目前只是借助于Matlab[4-5]等軟件進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)計(jì)算過程，缺乏用戶參與度和操作靈活性。針對傳統(tǒng)程序的不足，筆者在VB環(huán)境中設(shè)計(jì)了供應(yīng)商選擇評價(jià)系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅解決了層次分析法復(fù)雜的計(jì)算難題，同時(shí)在實(shí)例中驗(yàn)證了其可行性和用戶參與度，可提高決策者的工作效率。

1 基于AHP的供應(yīng)商選擇評價(jià)指標(biāo)與模型

1.1 供應(yīng)商選擇評價(jià)指標(biāo)體系的建立

選擇供應(yīng)商必須綜合考慮供應(yīng)商各方面的表現(xiàn)，根據(jù)實(shí)際情況制定適當(dāng)?shù)倪x擇準(zhǔn)則。供應(yīng)商選擇的準(zhǔn)則主要集中在質(zhì)量、價(jià)格、交貨、服務(wù)和性價(jià)比等方面，另外還要考慮供應(yīng)商的外部環(huán)境和產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)以及其他方面的因素。但每個(gè)企業(yè)的具體情況不同，在實(shí)際應(yīng)用中要具體問題具體分析，從中選擇合適的準(zhǔn)則。筆者引入全面質(zhì)量管理的思想，以時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù)和柔性為基礎(chǔ)，建立評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[6]。

(1)時(shí)間。供應(yīng)商是否可以快速按時(shí)交貨并不斷縮短研發(fā)周期。

(2)質(zhì)量。質(zhì)量主要是對所采購物資的技術(shù)評估，包括物資的功能、性能和技術(shù)水平等。

(3)成本。成本包括兩方面:一是供應(yīng)商提供的產(chǎn)品或服務(wù)的成本，以及折扣和付款方式;二是與該供應(yīng)商合作所進(jìn)行的跨組織信息交流，通信和管理成本。

(4)服務(wù)。它包括供應(yīng)商圍繞所提供的產(chǎn)品或服務(wù)所提供的相關(guān)配套服務(wù)。要求供應(yīng)商將服務(wù)延伸到生產(chǎn)過程(指核心企業(yè))、市場和最終用戶。

(5)柔性。它包括供應(yīng)商對于產(chǎn)品需求的市場變化是否有足夠的技術(shù)能力研制新產(chǎn)品，是否具有快速的響應(yīng)和適應(yīng)能力。

1.2 供應(yīng)商選擇的AHP評價(jià)模型

AHP是美國運(yùn)籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)數(shù)學(xué)家SATTY于20世紀(jì)70年代中期提出來的一種實(shí)用多目標(biāo)決策分析方法。它將定性和定量指標(biāo)統(tǒng)一在一個(gè)模型中，既能進(jìn)行定量分析，又能進(jìn)行定性的功能評價(jià)[7]。筆者運(yùn)用層次分析法構(gòu)建供應(yīng)商選擇模型，將選擇過程中復(fù)雜多變的影響因素定量化，為決策者提供科學(xué)依據(jù)。

1.2.1 確定目標(biāo)，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)選擇的5個(gè)評價(jià)指標(biāo)建立目標(biāo)與元素間的層次結(jié)構(gòu)，各層次說明如下:

(1)目標(biāo)層。為核心企業(yè)選擇最優(yōu)的產(chǎn)品供應(yīng)商。

(2)準(zhǔn)則層。時(shí)間、質(zhì)量、成本、服務(wù)和柔性。(3)措施層。候選供應(yīng)商企業(yè)。

其層次結(jié)構(gòu)模型是一個(gè)完全相關(guān)的層次結(jié)構(gòu)，具體構(gòu)建如圖1所示。

圖1 評價(jià)因子層次結(jié)構(gòu)圖

1.2.2 建立判斷矩陣

根據(jù)以上層次結(jié)構(gòu)，利用SATTY制定的1～9比率標(biāo)度法建立各個(gè)層次的判斷矩陣。具體過程是:邀請物流領(lǐng)域的專家和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)組成專家組，比較同一層次各因素間的相對重要性，專家組的初步評價(jià)結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)后再反饋給各位專家，經(jīng)多輪反復(fù)評價(jià)形成最終的判斷矩陣。實(shí)際應(yīng)用中將同一層次中第1個(gè)要素的得分定為1，在此基礎(chǔ)上判斷其他各要素的得分[8]。

其中要素比較重要的標(biāo)度如表1所示，判斷矩陣的平均隨機(jī)性指標(biāo)RI值如表2所示。

表1 要素比較重要的標(biāo)度

表2 1～9階判斷矩陣的平均隨機(jī)性指標(biāo)RI值

1.2.3 層次單排序及一致性檢驗(yàn)

形成判斷矩陣后，即可通過計(jì)算該矩陣的最大特征根及其對應(yīng)的特征向量，計(jì)算出某一層元素相對于上一層某一元素的相對重要性權(quán)值。其過程如下:

(1)計(jì)算判斷矩陣每一行元素的乘積Mi=，n(其中 n 為該矩陣階數(shù))。

(2)計(jì)算Mi的n次方根

(5)一致性檢驗(yàn)。主要是對專家填寫的判斷矩陣是否具有一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保思維的前后一致性。首先計(jì)算一致性指標(biāo)，然后根據(jù)n查表取得平均隨機(jī)性指標(biāo)RI的值。再計(jì)算隨機(jī)一致性比率當(dāng) CR ＜0.10時(shí)，認(rèn)為層次分析排序結(jié)果有滿意的一致性，即權(quán)重系數(shù)的分配是合理的;否則，要調(diào)整判斷矩陣的元素取值，重新分配權(quán)重系數(shù)的值，直到一致性檢驗(yàn)通過為止。

1.2.4 層次總排序及一致性檢驗(yàn)

利用層次單排序的結(jié)果，計(jì)算同一層次所有因素對于高層(目標(biāo)層)相對重要性的綜合權(quán)重值，并進(jìn)行排序，達(dá)到定量說明的目的。

2 基于VB的供應(yīng)商選擇評價(jià)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

筆者使用Visual Basic 6.0程序語言設(shè)計(jì)了供應(yīng)商選擇評價(jià)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)層次分析過程。Visual Basic 6.0是基于Basic的可視化程序設(shè)計(jì)語言，一方面繼承了早期Basic所具有的程序設(shè)計(jì)語言簡單易用的特點(diǎn)，另一方面在其編程系統(tǒng)中采用了面向?qū)ο蟆⑹录?qū)動(dòng)的編程機(jī)制，用一種巧妙的方法把Windows的編程復(fù)雜性封裝起來，提供了一種所見即所得的可視化程序設(shè)計(jì)方法[9]。它可以自然地按照現(xiàn)實(shí)世界中處理實(shí)體的方法來處理對象，軟件開發(fā)者可方便地與問題的提出者進(jìn)行溝通和交流。易于軟件維護(hù)和功能增減，重復(fù)使用一個(gè)類，可比較方便地構(gòu)造軟件系統(tǒng)，加上繼承的方法，極大地提高了軟件開發(fā)的效率，與可視化技術(shù)相結(jié)合，改善了工作界面[10]。

數(shù)學(xué)模型的具體求解步驟為，首先利用VB中的控件設(shè)計(jì)好系統(tǒng)界面，包含3個(gè)窗體，即層次結(jié)構(gòu)構(gòu)造、單排序及一致性檢驗(yàn)、層次總排序及一致性檢驗(yàn)。其次，利用VB語言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。其中利用插件FlexGrid和TreeView實(shí)現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)構(gòu)造，以及加載特殊的控件XoYo-MathXP，利用其屬性和方法計(jì)算最大特征值、各層次元素的權(quán)重及進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。窗體中主要控件及屬性設(shè)置如表3所示。

表3 窗體中主要的控件及屬性

3 算例分析

某行業(yè)核心企業(yè)欲購買某型號電機(jī)100臺。該企業(yè)根據(jù)自身和行業(yè)情況，決定采取筆者提出的5項(xiàng)指標(biāo)作為評估合作伙伴的判斷標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有3家供應(yīng)商可供選擇。

供應(yīng)商A:交貨期限最短，產(chǎn)品質(zhì)量較優(yōu)，采購成本較高，服務(wù)質(zhì)量一般，企業(yè)資信等級較高，技術(shù)實(shí)力一般。

供應(yīng)商B:交貨期限較長，產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)，采購成本最低，服務(wù)質(zhì)量最優(yōu)，20 d交貨，企業(yè)資信等級較高，技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)。

供應(yīng)商C:交貨期限較長，產(chǎn)品質(zhì)量一般，采購成本稍高，服務(wù)質(zhì)量較優(yōu)，20 d交貨，企業(yè)資信等級及技術(shù)實(shí)力最強(qiáng)。

筆者利用供應(yīng)商評價(jià)系統(tǒng)結(jié)合案例來選擇最優(yōu)的產(chǎn)品供應(yīng)商。

3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程

該系統(tǒng)判斷矩陣中的各個(gè)評價(jià)因子的數(shù)據(jù)是經(jīng)過企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層和專家討論，并結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況得出的。例如評價(jià)柔性指標(biāo)，專家小組結(jié)合過去合作歷史及A，B，C 3家供應(yīng)商企業(yè)的規(guī)模，生產(chǎn)能力及在行業(yè)中所處水平進(jìn)行判斷。

(1)確定準(zhǔn)則個(gè)數(shù)和方案個(gè)數(shù)并對各準(zhǔn)則和方案進(jìn)行簡單說明。同時(shí)根據(jù)評價(jià)因子層次結(jié)構(gòu)圖確定各層次間的關(guān)聯(lián)度，操作界面如圖2和圖3所示。

圖2 層次關(guān)系向?qū)D界面

(2)確定各層次間關(guān)聯(lián)度后，點(diǎn)擊完成按鈕便出現(xiàn)如圖4所示的界面，其中層次關(guān)系樹描述了供應(yīng)商選擇評價(jià)模型的層次關(guān)系。根據(jù)表1進(jìn)行專家打分，在表格中輸入數(shù)值后，選擇求解方法(筆者都選擇冪法)，點(diǎn)擊計(jì)算當(dāng)前表的權(quán)值按鈕，可以求出各準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)層的權(quán)值，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)證圖表中的數(shù)值符合一致性要求。

圖4 準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)層的權(quán)重計(jì)算及一致性檢驗(yàn)界面

(3)點(diǎn)擊每個(gè)準(zhǔn)則層，填寫專家打分?jǐn)?shù)值，構(gòu)造對應(yīng)的判斷矩陣，計(jì)算出各方案相對于每個(gè)準(zhǔn)則層的權(quán)值和一致性檢驗(yàn)。計(jì)算步驟與圖4相同，具體數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 方案層相對于各準(zhǔn)則的權(quán)重及一致性比率CR

(4)由圖4和表4數(shù)據(jù)可知，各準(zhǔn)則CR均小于0.10，即各層次元素取值都符合一致性檢驗(yàn)，可以進(jìn)行層次總排序。點(diǎn)擊界面中層次總排序表按鈕，出現(xiàn)如圖5所示的界面。

圖5 層次總排序表及一致性檢驗(yàn)界面

由圖5數(shù)據(jù)可知層次總排序的一致性比率CR=0.014 66＜0.10，符合一致性要求。

3.2 模型評價(jià)分析

從層次總排序表的計(jì)算結(jié)果可知，3家候選供應(yīng)商企業(yè)的優(yōu)先次序分別為B，C，A。因此企業(yè)決策者應(yīng)優(yōu)先選擇供應(yīng)商B作為合作伙伴。

4 結(jié)論

供應(yīng)商選擇問題是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，應(yīng)用AHP方法，可以將指標(biāo)的權(quán)重處理變?yōu)閷﹄S機(jī)變量的處理，從而使分析過程更為合理。然而層次分析法的求解是一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算過程，傳統(tǒng)的程序一般是通過輸入?yún)?shù)來控制程序的運(yùn)行模式，而程序內(nèi)部的算法及次序?qū)τ脩魜碇v是不可改變的，如果需要改變程序內(nèi)部的算法就可能需要重新編制程序。筆者在VB環(huán)境中設(shè)計(jì)的供應(yīng)商選擇評價(jià)系統(tǒng)極大地彌補(bǔ)了這些不足，它發(fā)揮了VB語言面向?qū)ο蠡奶攸c(diǎn)，提高了用戶參與度，用戶可以根據(jù)需要自行選擇權(quán)值算法，為數(shù)據(jù)提供一個(gè)對比。同時(shí)，如果某一個(gè)評價(jià)因子未通過一致性檢驗(yàn)，可以只改變當(dāng)前評價(jià)因子的判斷矩陣，繼續(xù)完成計(jì)算，大大提高計(jì)算效率。總之，該系統(tǒng)憑借其定制功能和用戶參與度，可廣泛運(yùn)用于企業(yè)系統(tǒng)分析實(shí)踐中。

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