碳減排環(huán)境下綠色供應(yīng)商選擇與訂單分配問題研究

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摘 要：運用集成模糊環(huán)境下的DEMATEL、ANP、TOPSIS方法，綜合考慮質(zhì)量、成本、提前期、碳排放等經(jīng)濟和環(huán)境因素，構(gòu)建混合模糊多準則決策模型對綠色供應(yīng)商進行排序。運用加權(quán)模糊多目標線性規(guī)劃方法對綜合排序的供應(yīng)商分配訂單。結(jié)果表明，訂單分配模型得出的結(jié)果會隨著決策者對五個目標賦予的權(quán)重不同而有所差異；在增加少量成本的基礎(chǔ)上，應(yīng)用該集成方法可為企業(yè)選擇數(shù)量最佳且碳排放較少的綠色供應(yīng)商，并為其理性分配采購訂單量提供參照，由此提高企業(yè)的碳減排效率。

關(guān)鍵詞： 供應(yīng)商訂單分配；混合模糊多準則決策模型；模糊多目標線性規(guī)劃

中圖分類號：F252.1 文獻標識碼： A 文章編號：1003-7217（2016）04-0118-06

一、引 言

綠色供應(yīng)鏈管理能協(xié)同上、下游企業(yè)環(huán)境管理活動，實現(xiàn)環(huán)境績效和財務(wù)績效的雙贏[1]。隨著全球氣候變暖帶來的后果日顯嚴重，節(jié)能減排已被視為綠色供應(yīng)鏈管理的重要環(huán)節(jié)，建設(shè)低碳生產(chǎn)和生活的新業(yè)態(tài)成為企業(yè)界與學術(shù)界研究的重要課題。采購環(huán)節(jié)作為企業(yè)進行生產(chǎn)運作的源頭，在低碳經(jīng)濟發(fā)展模式下，選擇考慮環(huán)境因素的供應(yīng)商可以有效地減少企業(yè)后期治理成本和責任風險，降低環(huán)境影響，改善生態(tài)效益。因此，綠色供應(yīng)商的選擇排序及訂單分配成為綠色供應(yīng)鏈管理的重要組成部分。

供應(yīng)商排序和訂單分配是包含相互沖突的定性和定量兩方面標準的多準則決策問題。關(guān)于綠色供應(yīng)商的選擇排序，從評價方法來看，更多的是運用單一方法[2，3]，其中使用最多的是層次分析法（AHP）、網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）、數(shù)據(jù)包絡(luò)法（DEA），其次是粗糙集和模糊推理方法等。集成方法中使用最多的是AHP與TOPSIS的組合，其次是AHP和ANN、模糊集理論和灰色關(guān)聯(lián)分析等組合方法；從評價指標來看，使用最多的評價指標是環(huán)境管理系統(tǒng)，其次是質(zhì)量、綠色形象、服務(wù)、技術(shù)、價格/成本、綠色競爭力等，把碳排放作為衡量指標的研究較少。關(guān)于訂單分配問題，也有不少學者進行了研究，如將多目標混合整數(shù)線性規(guī)劃（MILP）和模糊集理論應(yīng)用于閉環(huán)供應(yīng)鏈中的綠色供應(yīng)商排序與訂單分配[4]；Shaw等（2012）運用FAHP選擇綠色供應(yīng)商，模糊多目標線性規(guī)劃（FMOLP）進行訂單分配[5]。

本文借鑒國內(nèi)相關(guān)碳計量成果，將碳減排能力作為供應(yīng)商評價標準融入到企業(yè)采購決策中，鼓勵供應(yīng)商積極參與低碳采購管理實踐，應(yīng)用基于模糊DEMATEL、模糊ANP和模糊TOPSIS的混合多準則決策方法建立綠色供應(yīng)商評選框架，分析模糊環(huán)境下不同標準之間的依存關(guān)系，避免三個方法單獨使用時不同程度上存在的主觀性和隨意性缺陷，以期獲得更加科學和精確的屬性權(quán)重，最大化綜合績效得分，降低決策者主觀偏向的影響，得到相對穩(wěn)定的供應(yīng)商排序。同時，將碳排放最小化作為訂單分配模型的一個子目標，對加權(quán)最大—最小模糊多目標模型加以改進，建立綠色供應(yīng)商排序與訂單分配的聯(lián)合優(yōu)化模型。

二、集成的綠色供應(yīng)商排序和訂單分配模型

（一）綠色供應(yīng)商評價標準

綠色供應(yīng)鏈管理中的供應(yīng)商排序?qū)Σ少彌Q策至關(guān)重要。結(jié)合以往研究成果，本文從三個維度分14個子標準對供應(yīng)商進行評價。

第一，綠色物流維度。主要包括采購、生產(chǎn)、配送、逆向物流和包裝。

第二，綠色組織活動維度。存在五種主要的綠色組織活動：節(jié)約、重復利用、再制造、回收利用和廢物處置。

第三，組織績效維度。一般來說，有三個普遍認可的組織績效指標：成本、質(zhì)量和交貨。本文考慮將物資供應(yīng)過程中產(chǎn)生的碳排放作為評價供應(yīng)商組織績效的一個重要標準，以此來衡量供應(yīng)商的節(jié)能減排效率。

（二）綠色供應(yīng)商排序和訂單分配模型

本文基于模糊DEMATEL、模糊ANP和模糊TOPSIS的混合多準則決策方法建立綠色供應(yīng)商排序模型，然后根據(jù)供應(yīng)商綜合績效得分結(jié)果建立訂單分配模型。具體步驟如下：

1.針對上文建立的綠色供應(yīng)商評價框架，結(jié)合模糊DEMATEL和模糊ANP方法，通過成對比較的專家評價建議，獲取三個維度之間和指標之間的相對重要性權(quán)重。

（1）設(shè)計用于評估的模糊語言量表（見表1）。（2）獲取模糊直接關(guān)系矩陣并歸一化。根據(jù)標準之間的關(guān)系，得到模糊直接關(guān)系矩陣，通過式（1）歸一化模糊直接關(guān)系矩陣，得到。

（3）獲取模糊總關(guān)系矩陣，其中I表示單位矩陣。令ij=（lij，mij，uij），定義三個子矩陣X1，Xm，Xu，其元素從中抽取出來。

三、實例分析

食品生產(chǎn)碳排放已占到一般城市碳排放的40%左右，是我國節(jié)能減排及應(yīng)對氣候變化工作中不可或缺的重要一環(huán)。本文從采集到的某食品公司潛在供應(yīng)商原始信息出發(fā)，研究食品行業(yè)中供應(yīng)商管理這一環(huán)節(jié)的節(jié)能減排能力，具體決策過程如下：

（一）確定評價標準

設(shè)定決策目標后，建立專家評審委員會，采用德爾菲法，經(jīng)過多輪反饋，收集專家意見，以確定最終評估對象和評價標準。

（二）供應(yīng)商排序

第一，結(jié)合模糊DEMATEL 和模糊ANP方法有效解釋因素之間的關(guān)系，通過成對比較獲取模糊直接關(guān)系矩陣并歸一化，見表2。

第三，獲取具有內(nèi)在依存關(guān)系的矩陣，見表4與圖1。第四，使用模糊ANP方法建立依存關(guān)系。通過兩兩比較，可以得到模糊判斷矩陣′。表5給出了綠色物流維度和目標之間的評語集和模糊評價示例，其他的評價過程類似。

第五，建立超級矩陣并求解。通過將由模糊DEMATEL和模糊ANP確定的優(yōu)先級順序輸入對應(yīng)的列，建立原始的超級矩陣。用歸一化超級矩陣來降冪求得收斂的極限超級矩陣，以計算整體優(yōu)先級，由此可以得到每個元素對其他元素的累積影響。

第六，應(yīng)用模糊TOPSIS對供應(yīng)商進行評價。首先，評估用于綠色供應(yīng)商排序的模糊決策矩陣；其次，歸一化模糊決策矩陣；第三，計算加權(quán)決策矩陣。通過公式（6）可以計算得到加權(quán)的歸一化模糊決策矩陣；第四，計算正負理想值的差距；最后，根據(jù)綜合績效得分對綠色供應(yīng)商進行排序。計算結(jié)果如表6所示，最佳供應(yīng)商是S5，其得分為0.2312，其次分別是S1、S3、S4、S2。

（三）模糊多目標線性規(guī)劃模型進行訂單分配

建立加權(quán)最大-最小模糊多目標線性規(guī)劃模型為供應(yīng)商分配采購訂單。在實際運營中，企業(yè)需要采購豬肉120000kg，最大可接受的產(chǎn)品缺陷率為0.8%，最大可接受的延遲交貨率為10%，最大可接受的產(chǎn)品碳排放量1900kg，五個備選供應(yīng)商的具體運營情況見表7。

根據(jù)供應(yīng)商的基本運營數(shù)據(jù)，我們根據(jù)式（15）～（33）建立模糊多目標線性規(guī)劃模型為供應(yīng)商分配采購訂單。然后，借鑒最大—最小公式將多目標線性規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化為單目標模型，并運用LINGO軟件進行求解。再根據(jù)決策者給出的五個目標的不同權(quán)重值組合進行分析，具體結(jié)果如下表8所示。

從圖中可以看出，在每組權(quán)重目標值下，應(yīng)用模糊多目標線性規(guī)劃模型為企業(yè)所選擇的綠色供應(yīng)商及其被分配到的采購訂單量都有所差異。如在第一組目標權(quán)重值下，所選擇的綠色供應(yīng)商是X2、X3、X5，相應(yīng)的采購總成本（TP）為1566105.6元，碳排放總量（TCA）為1872.2001kg；而在第二組目標權(quán)重值下，所選擇的綠色供應(yīng)商是X1、X3、X5，相應(yīng)的采購總成本為1524282.5元，碳排放總量為1886.1kg。通過對表8進行觀察，可以得知，隨著企業(yè)的總采購成本的增加，企業(yè)的碳排放總量在不斷的下降。由此，我們可以得知，通過運用該集成方法，可以為企業(yè)不斷優(yōu)化所選擇的供應(yīng)商組合及訂單分配數(shù)量，在少量增加企業(yè)總采購成本的基礎(chǔ)上最大程度的提高企業(yè)的減排效率。此外，從表8中可以得知，隨著企業(yè)采購總成本（TP）的降低，采購總價值（TVP）是不斷上升的、總?cè)毕萜妨浚═DA）也呈遞增趨勢，而總延遲交貨數(shù)量（TLA）則呈波段變化態(tài)勢。

四、結(jié)論

多源供應(yīng)商排序問題包括根據(jù)一系列經(jīng)濟和環(huán)境效益標準對備選供應(yīng)商進行評估和為供應(yīng)商分配采購訂單量。一般來說，供應(yīng)商排序是基于供應(yīng)商滿足經(jīng)濟標準的能力，如質(zhì)量、成本和庫存管理。但是隨著環(huán)境意識的增強，可持續(xù)成為供應(yīng)鏈發(fā)展的重要要求。根據(jù)以往文獻，只有少量研究將經(jīng)濟和環(huán)境標準結(jié)合起來評價綠色供應(yīng)商和進行訂單分配，以解決綠色供應(yīng)鏈管理中的多源供應(yīng)商排序問題。因此，本研究提出了一種新型集成方法來解決綠色供應(yīng)商排序和訂單分配問題，以改善綠色供應(yīng)鏈管理實踐。我們在文獻調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)專家的意見，建立了可行的綠色供應(yīng)商評估指標體系并構(gòu)造了評估模型。首先，結(jié)合模糊環(huán)境下的DEMATEL、ANP、TOPSIS方法，將確定性因素整合進一個新型的混合模糊多準則決策模型（MCDM）進行綠色供應(yīng)商排序。接下來，使用加權(quán)最大-最小方法構(gòu)建多目標線性規(guī)劃模型（MOLP）分配訂單數(shù)量，并利用Lingo軟件進行求解。該模型通過考慮一些約束條件，如買方需求、供應(yīng)商產(chǎn)能、碳排放總量限制、缺陷品和延誤交貨數(shù)量限制來實現(xiàn)TP、TVP、TCA、TDA、TLA五個目標的協(xié)調(diào)。

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（責任編輯：鐘 瑤）

Abstract：Taking a series of economic and environmental factors into account such as quality， cost， lead time， carbon and so on， this study proposes a hybrid fuzzy multicriteria decisionmaking model for green supplier sorted by integrating fuzzy DEMATEL， ANP as well as TOPSIS. Then， the weighted maximum-minimum fuzzy multiobjective linear programming method is utilized to distribute orders for selected suppliers. The empirical study results show that the results derived from the order distribution model will change with the differences of weight among the five goals， which was given by decision makers； Moreover， when a small amount of cost increased， the application of the integrated method is able to distribute orders for selected suppliers and greatly improve the enterprises' efficiency of carbon reducing.

Key words：Supplier order allocation； Mixed fuzzy multicriteria decision making model； Fuzzy multiobjective linear programming