供應(yīng)商選擇決策支持系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

宋福根 李媛麗

[摘 要] 對于現(xiàn)代中小型制造企業(yè)而言，供應(yīng)商選擇決策對供應(yīng)鏈管理至關(guān)重要。本文以系統(tǒng)工程中的層次結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)，科學(xué)地將擬定的評價指標(biāo)構(gòu)建成具有層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系，進(jìn)而使用多目標(biāo)決策方法——ELECTRE III進(jìn)行供應(yīng)商排序，且開發(fā)出相應(yīng)的決策支持系統(tǒng)，應(yīng)用算例進(jìn)行分析和驗證，為企業(yè)快速、高效、實時進(jìn)行供應(yīng)商選擇提供了科學(xué)的方法和軟件平臺。

[關(guān)鍵詞] 供應(yīng)商選擇；層次結(jié)構(gòu)模型；ELECTRE III；決策支持系統(tǒng)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 05. 020

[中圖分類號] F270.7；TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）05- 0029- 04

0 引 言

隨著全球信息化的快速發(fā)展和市場競爭更加激烈，中小型制造企業(yè)運(yùn)用決策知識和模型對企業(yè)資源加以利用勢在必行。供應(yīng)商作為采購業(yè)務(wù)的源頭，在交貨、質(zhì)量、成本等許多方面都會對企業(yè)的市場競爭力、市場占有率和市場生存能力產(chǎn)生關(guān)鍵的影響。而各種先進(jìn)制造模式的應(yīng)用，對企業(yè)資源高速集成提出了更高要求；經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化使供應(yīng)商選擇突破了地域限制，具有多變性和多樣性——這些都提高了供應(yīng)商選擇問題的復(fù)雜性。因此，利用計算機(jī)建立模型以構(gòu)建供應(yīng)體系，動態(tài)地、多次地、實時地進(jìn)行供應(yīng)商選擇，對企業(yè)來說，具有重要的戰(zhàn)略意義。

目前，供應(yīng)商評價方法主要有線性權(quán)重計分法、 統(tǒng)計法、 成本估算法、模糊綜合評價法、DEA等。這些方法都建立在已確立了指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，對評價指標(biāo)之間的相關(guān)性、指標(biāo)體系的構(gòu)成無法解釋和處理，因此得出的結(jié)果具有較大的主觀隨意性。因此，本文提出開發(fā)供應(yīng)商選擇決策支持系統(tǒng)軟件，根據(jù)評價指標(biāo)間的從屬關(guān)系建立指標(biāo)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上使用ELECTRE III方法，對供應(yīng)商進(jìn)行更加科學(xué)、客觀、快速的排序。

1 供應(yīng)商評價指標(biāo)的確定

確定供應(yīng)商評價指標(biāo)是供應(yīng)商選擇的首要步驟，指標(biāo)的選取對于最終的評價結(jié)果有很大的影響。評價指標(biāo)可依據(jù)供應(yīng)商的基本信息、歷史交易情況、專家評估等進(jìn)行選擇。而企業(yè)在最初選定指標(biāo)時往往帶有隨意性和盲目性，對指標(biāo)之間的關(guān)系并不是非常明確。本文根據(jù)我國中小型制造業(yè)的現(xiàn)實情況，參考相關(guān)研究文獻(xiàn)，將定性指標(biāo)與定量指標(biāo)相結(jié)合，初步選出反映供應(yīng)商最基本情況的評價指標(biāo)（如表1所示）。

2 供應(yīng)商評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

不同行業(yè)的評價指標(biāo)可能不同，相同的指標(biāo)所形成的體系不同、權(quán)重不同，也會影響最終的供應(yīng)商評定結(jié)果。本文以上述選定的評價指標(biāo)為基礎(chǔ)，運(yùn)用系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)模型，確定各指標(biāo)之間的從屬關(guān)系，劃分出遞階層次結(jié)構(gòu)，建立完整的、科學(xué)的評價體系。

2.1 遞階層次結(jié)構(gòu)的幾何理論

定義1 帶有二元關(guān)系“？哿”的集合稱為有序集。其中“？哿”為包含的關(guān)系，即x？哿y表示y包含x或稱x從屬于y， x？奐y表示x？哿y且x≠y。當(dāng)x？奐y且不存在中間元素t使得x ？奐t？奐y時，則稱x屬于y支配的元素集合，即y支配x。

在遞階層次結(jié)構(gòu)中，規(guī)定下一層元素與上一層元素直接相連關(guān)系為“？奐”，并且用x+表示所有支配x的元素集合，用x-表示所有受x支配的元素集合。

定義2 一個有序集S如果對每個元素x，y∈S，或者x？哿y，或者y？哿x，則稱S為整體有序集，否則為局部有序集。設(shè)E為局部有序集，如果存在一個元素e∈E，使得每一個元素x∈E都滿足x？奐e，那么e稱為E的最大元素。若E是帶有唯一最大元素e的有限的局部有序集，則E被稱為一個內(nèi)部獨立的遞階層次結(jié)構(gòu)，簡稱為遞階層次結(jié)構(gòu)。

2.2 遞階層次結(jié)構(gòu)模型建立的方法及過程

2.2.1 遞階層次結(jié)構(gòu)的二元矩陣表示

已知S為有序集，S中各元素的從屬關(guān)系可以用二元矩陣或有向圖表示，二元矩陣的階數(shù)與S的元素個數(shù)相等，矩陣元素bij的定義為：bij=1（i從屬j）0（其他）。以表1所示的供應(yīng)商評價指標(biāo)為例，對10個指標(biāo)間的從屬關(guān)系做出標(biāo)示，組成10×10的二元矩陣：

B=1 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 1 0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 0 0 0 0 01 0 0 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 0 1 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 1 1

其中，b51=1，表示元素5從屬于元素1，即“質(zhì)量體系認(rèn)證等級”這一指標(biāo)從屬于“供應(yīng)商質(zhì)量情況”（元素本身從屬于本身，所以對角線上皆為1）。

若二元矩陣D中dij=1（i可達(dá)j）0（其他），則稱D為可達(dá)矩陣。由二元矩陣B可知，元素8可達(dá)元素6，元素6可達(dá)元素1，因此元素8可達(dá)元素1，其具有傳遞性，d81=1。以此類推得出B的可達(dá)矩陣為：D=1 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 1 0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 0 0 0 0 01 0 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 1 1 0 0 01 0 0 0 0 1 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 1 1

2.2.2 遞階層次結(jié)構(gòu)建立步驟

令R（Si）表示可達(dá)元素si∈S的集合，則P（si）={si∈S|DK第i，j元素為1}，Q（si）={si∈SDK第j，i元素為1}。以本文中由10個指標(biāo)形成的可達(dá)矩陣為例，當(dāng)i=1時，表示第一個指標(biāo)“供應(yīng)商質(zhì)量情況”，P（s1）中的元素則為在可達(dá)矩陣D中所有d1j=1的元素：s1。而Q（s1）中的元素則為在可達(dá)矩陣D中所有dj1=1的元素：S1，S5，S6，S7，S8。以此類推得出表2。

根據(jù)S中最高層次L1的性質(zhì)：若si∈L1∈S，則P（si）=P（si）∩Q（si）得出表2中P（si）=P（si）∩Q（si）的元素有1，2，9，則供應(yīng)商質(zhì)量情況、成本和交貨情況這3個評價指標(biāo)處于遞階層次結(jié)構(gòu)的第一層。

從表2中劃去已找到的si，繼續(xù)重復(fù)上述過程，可得：元素3，4，5，6，10在第二層，元素7，8在第三層。指標(biāo)體系共分為3個層次，且同時存在3個獨立的遞階層次。

雖然得出了每個層次的元素，但是對于上下層次間因素聯(lián)系還未確定.這就需要構(gòu)造完整的層次結(jié)構(gòu)圖。令LK■表示第K層中包含的si元素，其中K=1，2，…，m，那么L（K-1）■表示第K-1層次中包含的si元素。由表2，找出sL■對應(yīng)的Q（sL■）分別與L（K-1）■求交集，得到的交集元素為sL■直接支配的元素。利用該方法得到由10個指標(biāo)構(gòu)成的層次結(jié)構(gòu)圖（見圖1）。

3 應(yīng)用ELECTRE III方法進(jìn)行供應(yīng)商選擇

在ELECTRE 一系列不斷改進(jìn)的方法中，ELECTRE Ⅲ是一種賦值的級別不劣于關(guān)系，使用偽屬性表達(dá)偏好結(jié)構(gòu)，其決策數(shù)據(jù)是采用決策矩陣和權(quán)重信息，無需對決策矩陣進(jìn)行預(yù)處理，可解決解決有限方案多目標(biāo)決策問題，具有一定的典型性和代表性[3]。本文在確定指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，使用ELECTRE Ⅲ方法進(jìn)行供應(yīng)商的優(yōu)劣排序。

3.1 ELECTRE Ⅲ的基本原理

設(shè)決策問題集：I={A，C，W，F(xiàn)，U}。其中A={ai|i=1，2，…，n}表示備選方案集；C={cj|j=1，2，…，m}為評價指標(biāo)集；W={wj|j=1，2，…，m}表示指標(biāo)權(quán)重集；F={fj|j=1，2，…，m}為指標(biāo)函數(shù)集，？坌ai？奐A， fj（ai）為方案ai在指標(biāo)cj下的評價值，所有的評價值構(gòu)成決策矩陣。

3.2 ELECTRE Ⅲ過程

確定一致指數(shù)矩陣C。C由c（ai，ak）構(gòu)成：

c（ai，ak）=■■ jcj（ai，ak）

式中，■j=■（即權(quán)重歸一化處理），為各指標(biāo)的權(quán)重。在指標(biāo)體系形成后，即可進(jìn)行權(quán)重的計算，本文使用AHP層次分析法（Analytical Hierarchy Process，AHP）確定指標(biāo)權(quán)重，具體過程不再贅述。而cj（ai，ak）是在單屬性j上ai優(yōu)于ak的程度：

cj（ai，ak）= 1 fj（ai）-fj（ak）≥-qj（fj（ai）） 0 fj（ai）-fj（ak）

確定不一致指數(shù)矩陣D。D由dj（ai，ak）構(gòu)成：

dj（ai，ak）= 1 fj（ai）-fj（ak）<-vj（fj（ai）） 0 fj（ai）-fj（ak）≥pj（fj（ai））■ 其他

所有方案對的可信度指數(shù)構(gòu)成可信度矩陣?？尚哦戎笖?shù)S（ai，ak）表示在總體上方案ai級別不劣于方案ak的可信程度，取值范圍為0～1。其大小為：

S（ai，ak）=c（ai，ak） ？坌jdj（ai，ak）≤c（ai，ak） c（ai，ak） ■ ■ 其他

對決策方案進(jìn)行排序。本文引入一致可信度Φ+（ai）、不一致可信度Φ-（ai）和凈可信度Φ（ai）

Φ（ai）=Φ+（ai）-Φ-（ai），？坌ai∈A

根據(jù)凈可信度Φ（ai）的計算結(jié)果由大到小進(jìn)行排序，從而確定方案的相對優(yōu)劣。Φ（ai）越大，表明對應(yīng)的方案就越應(yīng)被選擇。

4 供應(yīng)商選擇決策支持系統(tǒng)的開發(fā)

為了使供應(yīng)商選擇的計算過程更加高效，結(jié)果更加精確，本文在上述理論基礎(chǔ)上應(yīng)用ASP.NET 2.0編程技術(shù)和SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫開發(fā)出相應(yīng)的決策支持系統(tǒng)，其指標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)成及權(quán)重計算如圖2、圖3所示。

在指標(biāo)體系已經(jīng)構(gòu)成的基礎(chǔ)上，以7個供應(yīng)商信息為例，輸入各供應(yīng)商相應(yīng)指標(biāo)的表現(xiàn)值（見圖4）。

其中，合格率、退貨率、準(zhǔn)時交貨率及質(zhì)量體系認(rèn)證等級的決策值為10分制。由ELECTRE Ⅲ方法得出凈可信度并進(jìn)行排序，凈可信度最大的供應(yīng)商被推薦為最優(yōu)供應(yīng)商。

5 總 結(jié)

本文在供應(yīng)商選擇問題上，提出利用遞階層次模型建立指標(biāo)體系的思想，給出構(gòu)建過程，并利用編程技術(shù)開發(fā)出相應(yīng)的系統(tǒng)，使用ELECTRE Ⅲ方法進(jìn)行供應(yīng)商的優(yōu)劣排序，使得計算過程具有科學(xué)性、可變動性，計算結(jié)果更加精確，為小型制造企業(yè)進(jìn)行供應(yīng)商選擇提供了新方法，具有一定的現(xiàn)實意義與應(yīng)用價值。

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