綠色供應(yīng)鏈中基于改進(jìn)的TOPSIS方法的供應(yīng)商評價(jià)與選擇

賓 厚，汪妍蓉

（湖南工業(yè)大學(xué) 商學(xué)院，湖南 株洲 412007）

綠色供應(yīng)鏈中基于改進(jìn)的TOPSIS方法的供應(yīng)商評價(jià)與選擇

賓 厚，汪妍蓉

（湖南工業(yè)大學(xué) 商學(xué)院，湖南 株洲 412007）

在綠色供應(yīng)鏈基礎(chǔ)上提出了一種基于熵權(quán)法與改進(jìn)的TOPSIS法相結(jié)合的方法選擇綠色供應(yīng)商。首先構(gòu)建綠色供應(yīng)商的評價(jià)指標(biāo)體系，然后采用熵權(quán)法得到各指標(biāo)的權(quán)重。最后通過算例分別采用傳統(tǒng)的TOPSIS方法和改進(jìn)的TOPSIS方法選擇供應(yīng)商，并對2種方法及所得結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明，用改進(jìn)的TOPSIS方法選擇供應(yīng)商是可行的、合理的，且更加科學(xué)。

綠色供應(yīng)商；熵權(quán)法；改進(jìn)的TOPSIS方法

1 研究背景

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化程度的不斷提升，環(huán)境污染和資源枯竭的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。為了緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展所面臨的資源與環(huán)境壓力，綠色供應(yīng)鏈應(yīng)運(yùn)而生。近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者開始對綠色供應(yīng)鏈進(jìn)行研究。綠色供應(yīng)鏈的概念，是由美國密歇根州立大學(xué)的制造研究協(xié)會于1996 年進(jìn)行的一項(xiàng)“環(huán)境負(fù)責(zé)制造”的研究中首次提出。綠色供應(yīng)鏈管理又稱環(huán)境意識供應(yīng)鏈管理，它考慮了供應(yīng)鏈中各個(gè)環(huán)節(jié)的環(huán)境問題，主要注重于環(huán)境的保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。在綠色供應(yīng)鏈的管理過程中，選擇合適的供應(yīng)鏈合作伙伴是很關(guān)鍵的一環(huán)。供應(yīng)商處于供應(yīng)鏈的上游，它在保護(hù)環(huán)境和節(jié)約成本方面的作用能夠通過供應(yīng)鏈傳遞到下游的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，選擇符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的供應(yīng)商至關(guān)重要。

在綠色供應(yīng)鏈管理過程中，如何建立一套科學(xué)有效的供應(yīng)商評價(jià)和選擇體系，是一個(gè)具有理論和實(shí)際意義研究課題。對供應(yīng)商評價(jià)與選擇的研究已經(jīng)有較多成果。在評價(jià)指標(biāo)方面，L. M. Ellram[1]指出，廠商在選擇供應(yīng)商時(shí)，要綜合考慮成本、質(zhì)量、交貨期、目標(biāo)一致性、管理相容性等指標(biāo)；W. E. Patton[2]給出了價(jià)格、質(zhì)量等7項(xiàng)評價(jià)準(zhǔn)則；朱建軍等人[3]建立了由產(chǎn)品價(jià)格、準(zhǔn)時(shí)交貨等5項(xiàng)指標(biāo)所組成的評價(jià)體系；張平等人[4]從企業(yè)經(jīng)濟(jì)背景、環(huán)保社會價(jià)值以及環(huán)保成本3個(gè)方面考慮，建立了綠色供應(yīng)鏈合作伙伴評價(jià)指標(biāo)體系；李樹丞等人[5]基于綠色供應(yīng)鏈和ISO14001環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了包含綠色指標(biāo)在內(nèi)的供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系；馬士華[6]把供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系分為質(zhì)量體系、業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)、企業(yè)績效、生產(chǎn)能力和企業(yè)環(huán)境4大部分；付靖等人[7]把供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)分為技術(shù)水平、交貨情況、財(cái)務(wù)狀況、企業(yè)發(fā)展前景、外部風(fēng)險(xiǎn)，并采用了熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重；鮑鈺[8]提出了供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系包括企業(yè)業(yè)務(wù)評價(jià)、業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)能力評價(jià)、質(zhì)量系統(tǒng)評價(jià)和企業(yè)環(huán)境評價(jià)，把環(huán)境指標(biāo)列為選擇供應(yīng)商的一個(gè)重要指標(biāo)。在供應(yīng)商選擇方法方面，阮連法等人[9]結(jié)合綠色建筑供應(yīng)鏈的性質(zhì)，從產(chǎn)品優(yōu)勢、運(yùn)營管理等4個(gè)方面建立了綠色建筑供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系，在比較綠色供應(yīng)商選擇方法的基礎(chǔ)上，提出用基于模糊集理論的VIKOR方法選擇綠色建筑供應(yīng)商；羅新星等人[10]提出了綠色供應(yīng)鏈中基于AHP和TOPSIS的供應(yīng)商評價(jià)與選擇模型；郭偉等人[11]針對AHP方法中因假設(shè)元素間相互獨(dú)立而偏離實(shí)際的缺陷，介紹了ANP/TOPSIS應(yīng)用于制造企業(yè)供應(yīng)商選擇的方法，并將AHP/TOPSIS與ANP/TOPSIS在制造企業(yè)供應(yīng)商選擇的排序結(jié)果作對比，得出應(yīng)用ANP/TOPSIS能更合理地解決該類問題的結(jié)論；胡小建等人[12]將最小化評估指標(biāo)綜合值和產(chǎn)品對指標(biāo)評價(jià)權(quán)重系數(shù)相結(jié)合，建立了供應(yīng)商選擇的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)造了適合該模型的帶有“擾動策略”的蟻群算法并闡述了求解過程；顏波等人[13]提出了綠色供應(yīng)鏈環(huán)境下供應(yīng)商選擇的基本流程，構(gòu)建了一套完整的綠色供應(yīng)鏈環(huán)境下供應(yīng)商評估與選擇的指標(biāo)體系，運(yùn)用DEA方法的C2R模型以及在C2R模型基礎(chǔ)上改進(jìn)建立起來的超效率DEA模型，對綠色供應(yīng)鏈環(huán)境下的供應(yīng)商進(jìn)行客觀的定量評價(jià)。

上述關(guān)于供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)的研究大多數(shù)局限于傳統(tǒng)的幾個(gè)指標(biāo)，大部分只考慮成員企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而沒有考慮企業(yè)行為對環(huán)境的影響。有的加入了環(huán)境保護(hù)這一指標(biāo)，但沒有對環(huán)保因素進(jìn)行具體的界定與量化。關(guān)于供應(yīng)商選擇方法的研究，大多在確定指標(biāo)時(shí)主觀性太大，不能做到精確合理。因此，本文從綠色供應(yīng)鏈內(nèi)涵出發(fā)，用熵權(quán)確定指標(biāo)權(quán)重，同時(shí)結(jié)合改進(jìn)的逼近理想解排序法（technique for order preferenceby similarity to ideal solution，TOPSIS）對供應(yīng)商進(jìn)行評價(jià)與選擇，避免了傳統(tǒng)TOPSIS方法規(guī)范化決策矩陣求解時(shí)的復(fù)雜計(jì)算。

2 TOPSIS方法的供應(yīng)商選擇模型

2.1 供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

在分析綠色供應(yīng)鏈與傳統(tǒng)供應(yīng)鏈差異特征的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了綠色供應(yīng)鏈環(huán)境下供應(yīng)商的評價(jià)指標(biāo)體系，見表1。

表1 綠色供應(yīng)鏈中供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系Table1 Supplier evaluation index system in green supply chain

表1是結(jié)合已有研究成果，根據(jù)綠色供應(yīng)鏈的內(nèi)涵，構(gòu)建出的一個(gè)具體的多層次綠色供應(yīng)鏈中供應(yīng)商評價(jià)的指標(biāo)體系。該體系不僅考慮了傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如產(chǎn)量、價(jià)格、準(zhǔn)時(shí)交貨和生產(chǎn)能力等，還考慮了環(huán)境指標(biāo)，如資源節(jié)約、能源消耗等。

在表1的供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系中，將供應(yīng)商評價(jià)A劃分為3個(gè)層次，即產(chǎn)品指標(biāo)層、環(huán)境指標(biāo)層和組織指標(biāo)層。其中，環(huán)境指標(biāo)包括5個(gè)子指標(biāo)：資源節(jié)約、能源消耗、廢棄物排放、產(chǎn)品回收率、ISO認(rèn)證，前4個(gè)指標(biāo)是定量指標(biāo)。資源節(jié)約可以通過生產(chǎn)單位產(chǎn)品節(jié)約的資源來衡量；能源消耗可以用單位產(chǎn)品的能源消耗成本來量化；廢棄物的排放可以用單位產(chǎn)品有毒廢棄物的排放量大小來量化；產(chǎn)品回收率可以用產(chǎn)品回收數(shù)量占總提供產(chǎn)品數(shù)量的比例來衡量。ISO認(rèn)證是定性指標(biāo)，在計(jì)算過程中可以用1和0來分別表示通過認(rèn)證和未通過認(rèn)證。

2.2 評價(jià)步驟

2.2.1 傳統(tǒng)的TOPSIS方法

1）設(shè)有m個(gè)供應(yīng)商，n個(gè)評價(jià)指標(biāo)，以xij表示第i個(gè)供應(yīng)商的第j個(gè)指標(biāo)的評價(jià)值，則供應(yīng)商的指標(biāo)評價(jià)值矩陣為

2）由于各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的量綱不同，為了便于比較，需要用公式

對其進(jìn)行歸一化處理。

3） 對TOPSIS法采用信息熵的概念來確定評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，從而在一定程度上避免了主觀因素的影響。信息熵是利用概率來衡量信息不確定性的一種測算方法，它表明數(shù)據(jù)分布越分散，其不確定性就越大。各個(gè)指標(biāo)的決策信息可以用其信息熵值ej來表示：

4）計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的差異系數(shù)。第j個(gè)指標(biāo)的評價(jià)值數(shù)據(jù)的差異系數(shù)dj表示為

對于第j項(xiàng)指標(biāo)，指標(biāo)值xij的差異系數(shù)越大，則對供應(yīng)商評價(jià)的xij作用就越大，熵值就越小。

5）計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重

式中0≤wj≤1，。

6）在確定指標(biāo)的權(quán)重因子wj后，可得供應(yīng)商的指標(biāo)加權(quán)評價(jià)值矩陣為

7）最理想和最不理想的指標(biāo)加權(quán)評價(jià)值集合分別為：

式中J1和J2分別是效益型指標(biāo)和成本型指標(biāo)的集合。

8）供應(yīng)商的評價(jià)值與最理想的評價(jià)值集合和最不理想的評價(jià)值集合之間的距離可以用n維歐幾里德公式

計(jì)算。

9）各供應(yīng)商的TOPSIS評價(jià)值用公式

計(jì)算。根據(jù)TOPSIS評價(jià)值的大小可以對供應(yīng)商進(jìn)行排序選優(yōu)。

2.2.2 改進(jìn)的TOPSIS方法

對傳統(tǒng)的TOPSIS方法進(jìn)行改進(jìn)來選擇供應(yīng)商。通過熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)的權(quán)重，用改進(jìn)的TOPSIS法計(jì)算歐式距離，以簡化正負(fù)理想解的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與基本的TOPSIS方法相同，而計(jì)算更簡單快捷。

1）設(shè)有m個(gè)供應(yīng)商，n個(gè)評價(jià)指標(biāo)，xij表示第i個(gè)供應(yīng)商的第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)值，則數(shù)據(jù)原始矩陣為

2）對矩陣X規(guī)范化，將其統(tǒng)一為效益型指標(biāo)，得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣。

對于效益型指標(biāo)

式中xjmin和xjmax分別表示xj的最小值和最大值。

對于成本型指標(biāo)

3）計(jì)算指標(biāo)的熵值。設(shè)有m個(gè)供應(yīng)商，n個(gè)評價(jià)指標(biāo)，xij為第i個(gè)供應(yīng)商的第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)值，則第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值為

4）計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的差異系數(shù)。第j個(gè)指標(biāo)的評價(jià)值數(shù)據(jù)的差異系數(shù)dj表示為

對于第j項(xiàng)指標(biāo)，指標(biāo)值xij的差異系數(shù)越大，則對供應(yīng)商評價(jià)的xij作用就越大，熵值就越小。

5）計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重

式中0≤wj≤1，。

6）構(gòu)造加權(quán)評價(jià)值矩陣。在確定指標(biāo)的權(quán)重因子wj后，可得供應(yīng)商的指標(biāo)加權(quán)評價(jià)值矩陣為

7） 計(jì)算最理想和最不理想的指標(biāo)加權(quán)評價(jià)值。由于一般的TOPSIS方法計(jì)算指標(biāo)元素的歐氏距離比較繁瑣，本文用改進(jìn)的TOPSIS方法進(jìn)行計(jì)算。所有對于偏好最高的指標(biāo)屬性值取為1，最低的指標(biāo)屬性值取為0，所有正負(fù)理想解可分別為：

8）計(jì)算歐氏距離?？衫胣維歐幾里德公式

計(jì)算歐氏距離。

9）各供應(yīng)商的TOPSIS評價(jià)值用公式

計(jì)算。根據(jù)TOPSIS評價(jià)值Yi的大小，可以對供應(yīng)商進(jìn)行排序選優(yōu)，Yi越大，說明該供應(yīng)商距最理想解越近，距最不理想解越遠(yuǎn)，所以競爭力越大。

3 算例分析

先用傳統(tǒng)的TOPSIS方法進(jìn)行綠色供應(yīng)商選擇，再用改進(jìn)的TOPSIS方法進(jìn)行綠色供應(yīng)商選擇，并將2種方法進(jìn)行對比。

3.1 傳統(tǒng)的TOPSIS方法算例

1）評價(jià)指標(biāo)。產(chǎn)品質(zhì)量C1，產(chǎn)品價(jià)格C2，準(zhǔn)時(shí)交貨率C3，服務(wù)水平C4，資源節(jié)約C5，能源消耗C6，廢棄物排放C7，產(chǎn)品回收率C8，ISO認(rèn)證C9，供應(yīng)能力C10，財(cái)務(wù)狀況C11，企業(yè)影響力C12。其中產(chǎn)品質(zhì)量、準(zhǔn)時(shí)交貨率、服務(wù)水平、資源節(jié)約、產(chǎn)品回收率、ISO認(rèn)證、供應(yīng)能力、財(cái)務(wù)狀況和企業(yè)影響力為效益指標(biāo)，產(chǎn)品價(jià)格、能源消耗、廢棄物排放為成本指標(biāo)。供應(yīng)商S1，S2，S3，S4的各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)C1～C12如表2所示。

表2 供應(yīng)商評價(jià)表Table2 Supplier evaluation list

2）對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，得到歸一化 矩陣

3）利用公式（3）～（5），經(jīng)計(jì)算得到各指標(biāo)的熵值ej，差異系數(shù)dj和指標(biāo)權(quán)重wj：

4）在確定指標(biāo)的權(quán)重因子wj后，再通過計(jì)算得到供應(yīng)商的指標(biāo)加權(quán)評價(jià)值矩陣

由加權(quán)評價(jià)值矩陣可得，最理想的指標(biāo)加權(quán)評價(jià)值的集合和最不理想的指標(biāo)加權(quán)評價(jià)值的集合分別為：

5）根據(jù)公式（7）～（9）計(jì)算出相對接近度Yi，并依此對供應(yīng)商進(jìn)行選優(yōu)排序，結(jié)果見表3。

由表3可知，供應(yīng)商評價(jià)結(jié)果為

表3 Yi及其排序結(jié)果Table3 Yiand the arrangement results

3.2 改進(jìn)的TOPSIS方法算例

1）為了便于比較，改進(jìn)的TOPSIS方法的評價(jià)指標(biāo)和供應(yīng)商評價(jià)表與傳統(tǒng)的TOPSIS方法選取相同。

2）由于傳統(tǒng)的TOPSIS方法計(jì)算比較繁瑣，而改進(jìn)的TOPSIS方法將效益指標(biāo)和成本指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)一，避免了傳統(tǒng)方法的復(fù)雜性。將原始數(shù)據(jù)歸一化處理，得到歸一化矩陣

3）用熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，所有指標(biāo)權(quán)重值與傳統(tǒng)方法的結(jié)果相同，即

4）在確定指標(biāo)的權(quán)重因子wj后，再通過計(jì)算得到供應(yīng)商的指標(biāo)加權(quán)評價(jià)值矩陣

5）根據(jù)公式（17）～（19）計(jì)算出相對接近度Yi，并依此對供應(yīng)商進(jìn)行選優(yōu)排序，結(jié)果見表4。

表4 Yi及其排序結(jié)果Table4 Yiand the arrangement results

由表4可知，供應(yīng)商評價(jià)結(jié)果為

對比傳統(tǒng)的TOPSIS方法，可以發(fā)現(xiàn)2種方法得出的結(jié)果基本相同，但是傳統(tǒng)的TOPSIS方法計(jì)算繁瑣。而改進(jìn)的TOPSIS方法將指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化，統(tǒng)一為效益指標(biāo)，消除了傳統(tǒng)TOPSIS方法計(jì)算的復(fù)雜性。由算例結(jié)果可知，改進(jìn)TOPSIS方法將廢棄物排放量和能源消耗量等高指標(biāo)的供應(yīng)商S3評為最不理想的環(huán)保供應(yīng)商，符合實(shí)際情況，從而驗(yàn)證了改進(jìn)的TOPSIS方法選擇供應(yīng)商的合理性和科學(xué)性。

4 結(jié)語

在環(huán)境污染嚴(yán)重，資源消耗迅速的今天，綠色供應(yīng)鏈管理是社會發(fā)展的必然趨勢，而選擇合適的綠色供應(yīng)商是實(shí)現(xiàn)綠色供應(yīng)鏈管理的重要環(huán)節(jié)。因此，對綠色供應(yīng)鏈管理下的供應(yīng)商選擇評價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文先采用熵權(quán)法得到各指標(biāo)的權(quán)重，具有客觀性、合理性，然后采用TOPSIS方法評價(jià)和選擇綠色供應(yīng)商，最后用算例比較了改進(jìn)的TOPSIS方法和傳統(tǒng)的TOPSIS方法，驗(yàn)證了改進(jìn)的TOPSIS方法的合理性和科學(xué)性。

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（責(zé)任編輯：鄧光輝）

Supplier Evaluation and Selection Based on Improved TOPSIS Method in Green Supply Chain

Bin Hou，Wang Yanrong
（School of Business，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan 412007，China）

On the basis of green supply chain, the combing method of entropy weight method andimproved TOPSIS method to choose green supplier is put forward. First builds green supplier evaluation index system, then adopts the entropy weight method to get the weight of each index, finally through an example, uses the traditional TOPSIS method and the improved TOPSIS method to choose the supplier respectively and compares the two methods. Results show that the improved TOPSIS method to choose the supplier is reasonable and feasible, and more scientific.

green supplier；entropy method；improved TOPSIS method

F270

A

1673-9833(2014)02-0081-06

2013-11-11

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（71201053），湖南省情與決策咨詢研究立項(xiàng)課題基金資助項(xiàng)目（2012BZZ36）

賓 厚（1974-），男，湖南株洲人，湖南工業(yè)大學(xué)副教授，博士，主要研究方向?yàn)楣?yīng)鏈與物流管理，

E-mail：1173260751@qq.com

汪妍蓉（1988-），女，湖南益陽人，湖南工業(yè)大學(xué)碩士生，主要研究方向?yàn)榫G色供應(yīng)鏈管理，

E-mail：805702260@qq.com

10.3969/j.issn.1673-9833.2014.02.017