基于灰色關(guān)聯(lián)-集對(duì)分析的綠色建筑供應(yīng)商選擇

楊斯玲，蔣根謀

（華東交通大學(xué)　土木建筑學(xué)院，江西　南昌　330013）

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基于灰色關(guān)聯(lián)-集對(duì)分析的綠色建筑供應(yīng)商選擇

楊斯玲，蔣根謀

（華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西南昌330013）

針對(duì)綠色建筑供應(yīng)商選擇中存在的多屬性、不確定性等問(wèn)題，在已有研究的基礎(chǔ)上，圍繞綠色建筑供應(yīng)商的特點(diǎn)，從建筑產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)、企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理、合作潛力、綠色管理四個(gè)方面構(gòu)建了供應(yīng)商選擇綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)?；诩瘜?duì)分析理論，將確定性與不確定性因素相結(jié)合，建立評(píng)價(jià)集與指標(biāo)集的集對(duì)；結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)理論，分別對(duì)其差異度與同一度、差異度與對(duì)立度之間的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行量化分析；采用熵權(quán)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，通過(guò)構(gòu)造正、反同一度矩陣，選擇最優(yōu)供應(yīng)商。最后，以實(shí)例驗(yàn)證了該方法用于綠色建筑供應(yīng)商選擇評(píng)價(jià)的適用性。

綠色建筑；供應(yīng)商選擇；灰色關(guān)聯(lián)度；集對(duì)分析；熵權(quán)

1　引言

面對(duì)世界范圍的能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境、開發(fā)綠色產(chǎn)品、加快綠色建筑的發(fā)展已經(jīng)成為社會(huì)和建筑行業(yè)的共識(shí)，綠色建筑已成為建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的總趨勢(shì)。綠色建筑的開發(fā)和利用不是某一主體單獨(dú)的行為，而是需要在供應(yīng)鏈管理模式下通過(guò)各參與主體協(xié)同運(yùn)作才能實(shí)現(xiàn)。綠色供應(yīng)鏈管理作為一種全過(guò)程的環(huán)境管理模式，為綠色建筑的開發(fā)和利用提供了一種好的實(shí)施途徑。綠色供應(yīng)鏈在建筑行業(yè)的推廣有利于改善建筑業(yè)高能耗、高污染的問(wèn)題，也有利于推動(dòng)綠色建筑的實(shí)現(xiàn)。選擇合理的供應(yīng)商是保證綠色建筑供應(yīng)鏈運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一，因?yàn)樘幱诰G色建筑供應(yīng)鏈上游的供應(yīng)商，其在保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源方面的作用能夠通過(guò)供應(yīng)鏈傳遞到下游的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而在實(shí)施綠色供應(yīng)鏈管理時(shí)發(fā)揮關(guān)鍵性的作用，實(shí)現(xiàn)建筑的綠色化［1-2］。在供應(yīng)商評(píng)價(jià)和選擇問(wèn)題研究中，常用的方法有TOPSIS法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、理想點(diǎn)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，如R. J.Kuo將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）和多屬性決策分析（MADA）方法相結(jié)合建立了ANN-MADA評(píng)價(jià)模型，對(duì)綠色供應(yīng)商進(jìn)行選擇［3］。Seyed Hamid Hashemi提出在綠色供應(yīng)商選擇過(guò)程中考慮碳管理模式，利用改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行選擇［4］。彭頻提出在Partnering模式下，用基于熵權(quán)的TOPSIS法進(jìn)行建筑供應(yīng)商選擇［5］。吳立云將熵理論和粗糙集結(jié)合，基于均衡接近度對(duì)綠色供應(yīng)商進(jìn)行灰色綜合評(píng)價(jià)［6］。楊耀紅研究了多目標(biāo)智能加權(quán)灰靶決策在綠色供應(yīng)鏈供應(yīng)商選擇中的應(yīng)用［7］。顏波提出了基于超效率DEA模型的綠色供應(yīng)鏈環(huán)境下供應(yīng)商評(píng)價(jià)與選擇方法［8］。賈安超將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粗糙集理論相結(jié)合，構(gòu)建了綠色供應(yīng)商選擇模型［9］?？梢?，綠色建筑供應(yīng)商選擇評(píng)價(jià)是一個(gè)多屬性決策問(wèn)題，以往的多屬性決策多從貼近度分析問(wèn)題，實(shí)際上只考慮了評(píng)價(jià)對(duì)象的同一度，不夠全面［10-11］。而采用集對(duì)分析能較好地解決這個(gè)問(wèn)題，更加全面地分析事物特征。因此，本文將集對(duì)分析理論用于綠色建筑供應(yīng)商選擇評(píng)價(jià)，為了統(tǒng)籌考慮同、異、反三種特性，將灰色關(guān)聯(lián)分析應(yīng)用在衡量因素間關(guān)聯(lián)程度分析中，量化兩比較系統(tǒng)之間的關(guān)系，可以有效地判斷評(píng)價(jià)對(duì)象與比較對(duì)象的影響程度［12］。此外，為了避免以往主觀確定權(quán)重的隨意性，采用熵權(quán)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，使評(píng)價(jià)結(jié)果更為客觀、全面，為綠色建筑供應(yīng)商的選擇提供一種可行方法。

2　構(gòu)建供應(yīng)商選擇綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

綠色建筑供應(yīng)商的選擇本質(zhì)上是一個(gè)多屬性決策問(wèn)題，由于對(duì)綠色建筑供應(yīng)商進(jìn)行選擇時(shí)涉及的評(píng)價(jià)指標(biāo)有很多，包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境等多方面的因素。構(gòu)建完善合理的指標(biāo)體系是對(duì)綠色建筑供應(yīng)商進(jìn)行選擇的核心問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)綠色建筑供應(yīng)商的研究較少，為了提取綠色建筑供應(yīng)商的評(píng)價(jià)指標(biāo)，本文一方面借鑒建筑業(yè)供應(yīng)鏈管理中供應(yīng)商選擇的標(biāo)準(zhǔn)，另一方面借鑒的是已有的綠色供應(yīng)鏈管理中供應(yīng)商的選擇，在分析綠色建筑供應(yīng)商及綠色供應(yīng)鏈特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行歸類和融合，初步確定綠色建筑供應(yīng)商選擇可以從建筑產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)、企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理、供應(yīng)商合作潛力、綠色管理水平4個(gè)方面考慮。其中，建筑產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)主要包括建筑產(chǎn)品價(jià)格、建筑產(chǎn)品質(zhì)量以及環(huán)保性能等；企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)營(yíng)管理則是從企業(yè)財(cái)務(wù)能力、信息化程度和物流水平（供貨是否及時(shí)、倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸是否可靠）三個(gè)方面衡量；供應(yīng)商合作潛力主要指企業(yè)文化兼容性、長(zhǎng)期合作意向、高層領(lǐng)導(dǎo)支持、應(yīng)急需求反應(yīng)能力等因素；綠色管理主要從環(huán)境認(rèn)證體系、產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)、綠色采購(gòu)、綠色施工、綠色運(yùn)營(yíng)維護(hù)和綠色回收再利用等方面考察［13-14］。

3　灰色關(guān)聯(lián)度-集對(duì)分析理論

3.1集對(duì)分析理論

1989年，中國(guó)學(xué)者趙克勤提出集對(duì)分析方法，其核心思想是運(yùn)用對(duì)立統(tǒng)一的辨證觀點(diǎn)，將確定性與不確定性相結(jié)合，從同、異、反三個(gè)方面綜合、系統(tǒng)地分析集成問(wèn)題。集對(duì)是將具有一定關(guān)系的兩個(gè)集合組成對(duì)子，將其看成系統(tǒng)分析的整體。對(duì)于任意兩個(gè)給定的集合A和B，可組成集對(duì)為H=（A，B），為將兩集合的確定性與不確定性聯(lián)系起來(lái)，采用表達(dá)式見式（1）［15］：

式中：μ為聯(lián)系度，表示集對(duì)之間的關(guān)聯(lián)程度；N為集對(duì)特性總數(shù)；S為集對(duì)中相同的特性總數(shù)；P為集對(duì)中對(duì)立的特性總數(shù)；F為集對(duì)中既不相同也不對(duì)立的特性總數(shù)為聯(lián)系數(shù)同一度、差異度和對(duì)立度，其中a+b+c=1，且a、b、c均為非負(fù)數(shù)；i為差異度標(biāo)記系數(shù)，i∈［-1，1］；j為對(duì)立度系數(shù)，j∈［-1，1］，一般取j=-1。

3.2灰色關(guān)聯(lián)度的集對(duì)分析模型

聯(lián)系度函數(shù) μ=a+bi+cj刻畫了集對(duì)內(nèi)部集合之間的關(guān)系，當(dāng)兩個(gè)集合趨于相同，i的取值為大；當(dāng)兩個(gè)集合趨于相反，i的取值為小。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，由a、b和c約束值綜合決定差異度系數(shù)i。針對(duì)差異度系數(shù)i的取值問(wèn)題，可以利用灰色系統(tǒng)理論，對(duì)差異度與同一度、對(duì)立度分別進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，對(duì)它們的相互密切程度進(jìn)行量化，將較大的關(guān)聯(lián)度賦予差異度系數(shù)i，合理地解決差異度系數(shù)的不確定問(wèn)題［16］。

灰色系統(tǒng)是20世紀(jì)80年代由鄧聚龍?zhí)岢霾?chuàng)立的一個(gè)理論，主要研究灰色等不確定性問(wèn)題。設(shè)評(píng)價(jià)數(shù)列為x0（j）（j=1，2，…，n），比較數(shù)列為xi（j），它們的關(guān)聯(lián)系數(shù)為ξi（j），表達(dá)式見式（2）：

關(guān)聯(lián)度表達(dá)式見式（3）：

關(guān)聯(lián)度r越大，表示評(píng)價(jià)數(shù)列與比較數(shù)列越相近。

4　熵權(quán)法多屬性決策模型

4.1多屬性決策模型

4.1.2建立最佳最差方案。一般來(lái)說(shuō)，指標(biāo)可以分為效益型指標(biāo)和成本型指標(biāo)，對(duì)于效益型指標(biāo)，指標(biāo)越大越好，效益型指標(biāo)表示為γij=max（xij），對(duì)于成本型指標(biāo)，指標(biāo)越小越好，成本型指標(biāo)表示為γij=min（xij），式中i=1，2，…，m，j=1，2，…，n。

根據(jù)效益型指標(biāo)和成本型指標(biāo)可以構(gòu)造最佳和最差指標(biāo)集合，分別設(shè)為Rgood、Rbad，見式（5）、式（6）［17］：

4.1.3構(gòu)造最佳與最差同一度矩陣。計(jì)算被評(píng)價(jià)方案各指標(biāo)xij與最佳方案和最差方案中γij的同一度，組成最佳和最差方案的同一度矩陣分別為A（見式（7））、B（見式（8））：

4.2熵權(quán)法確定權(quán)重系數(shù)

方案的綜合評(píng)價(jià)需要確定各指標(biāo)權(quán)重，最終綜合評(píng)價(jià)集為（見式（9））：

式中：W-各指標(biāo)權(quán)重，W=（ω1，ω2，…，ωm）。

V是綜合了指標(biāo)權(quán)重、最佳方案同一度、最差方案同一度而得出的，因此，可以根據(jù)V對(duì)方案進(jìn)行排序。

指標(biāo)權(quán)重確定的方法有Delphi法、層次分析法、熵值法等。Delphi法和層次分析法確定權(quán)重側(cè)重于專家的經(jīng)驗(yàn)，主要依靠專家對(duì)指標(biāo)重要性的了解來(lái)對(duì)指標(biāo)賦權(quán)，方法雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是會(huì)造成評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)專家存在不同程度的依賴，且可能由于人的主觀因素而形成偏差。而熵值法主要根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的固有信息確定權(quán)重，它通過(guò)數(shù)理的運(yùn)算來(lái)獲得指標(biāo)的信息權(quán)重，能盡量消除權(quán)重計(jì)算的人為干擾，使評(píng)價(jià)結(jié)果更客觀。因此，為避免人為因素和主觀因素影響造成的偏差，本文引入熵權(quán)法確定權(quán)重系數(shù)。熵權(quán)法的基本思想是認(rèn)為指標(biāo)的差異程度越大，熵值越小，其權(quán)重相應(yīng)越大，該指標(biāo)對(duì)綜合評(píng)價(jià)的影響越大，即可以由評(píng)價(jià)指標(biāo)值構(gòu)成的判斷矩陣通過(guò)計(jì)算熵值來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重。其計(jì)算步驟如下［1，5］：

構(gòu)建m個(gè)方案n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣：

將判斷矩陣R進(jìn)行歸一化，得到歸一化矩陣B，B的元素為：

效益型指標(biāo)：

成本型指標(biāo)：

式中：maxxij和minxij分別為同一評(píng)價(jià)指標(biāo)下不同方案中的最大值或最小值。

根據(jù)熵的定義，m個(gè)評(píng)價(jià)事物n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵為：

為使lnfij有意義，一般需要假定當(dāng)fij=0時(shí)，fij1nfij= 0。但當(dāng)fij=1，lnfij也等于零，這顯然不切合實(shí)際，與熵所表述的含義相悖，故需對(duì)fij加以修正，將其定義為：

最后計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)，第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)為：

5　實(shí)例分析

5.1供應(yīng)商基本信息

某綠色建筑項(xiàng)目承包商需要在5個(gè)原材料供應(yīng)商（分別以字母A、B、C、D、E表示）之間選擇一個(gè)合作伙伴，他們?cè)诮ㄖa(chǎn)品優(yōu)勢(shì)、企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理、合作潛力和綠色管理方面具有各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。為了選出最合適的供應(yīng)商，對(duì)五家供應(yīng)商的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。考慮到有些指標(biāo)難以量化評(píng)估，為了研究方便，僅選取其中有代表性的部分指標(biāo)，最后確定的評(píng)價(jià)指標(biāo)集為：產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)用定量指標(biāo)產(chǎn)品價(jià)格和產(chǎn)品合格率表示，運(yùn)營(yíng)管理用定量指標(biāo)準(zhǔn)時(shí)交貨率和資產(chǎn)負(fù)債率反映，合作潛力和綠色管理難以用量化指標(biāo)表示，直接表示為專家進(jìn)行考察后給出的定性評(píng)價(jià)結(jié)果，歸納整理后的評(píng)價(jià)指標(biāo)值見表1。其中，產(chǎn)品合格率、準(zhǔn)時(shí)交貨率、合作潛力和綠色管理屬于效益型指標(biāo)，產(chǎn)品價(jià)格和資產(chǎn)負(fù)債率屬于成本型指標(biāo)。

表1　各供應(yīng)商的評(píng)價(jià)指標(biāo)信息

5.2量化定性指標(biāo)

在定性指標(biāo)重要性比較中，需要對(duì)其進(jìn)行定量化區(qū)間賦值，按照影響程度區(qū)分為五級(jí)，見表2。

表2　定性指標(biāo)定量化

5.3確定等級(jí)

結(jié)合實(shí)際情況，給出等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表3。

表3　供應(yīng)商評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

將各供應(yīng)商指標(biāo)信息與評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建立集對(duì)，根據(jù)式（1），求出同一度、差異度、對(duì)立度，見表4。

表4　各供應(yīng)商與評(píng)價(jià)等級(jí)聯(lián)系度信息表

為了確定差異度系數(shù)i的值，需要比較確定差異度b與同一度a及對(duì)立度c的聯(lián)系度，利用式（2）和式（3）計(jì)算聯(lián)系度，分別求得rab=0.754，rbc=0.485，即rab＞rac，可知差異度與同一度的關(guān)聯(lián)度比其與對(duì)立度變化的關(guān)聯(lián)度高，因此差異度系數(shù)i的量化值為0.754，將其代入表4最后列各式，得各供應(yīng)商與各等級(jí)之間的聯(lián)系度，見表5。

表5　各供應(yīng)商與等級(jí)聯(lián)系度系數(shù)

由表5可知，各供應(yīng)商與等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系度較高的為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三級(jí)，其中，供應(yīng)商A、C、E為Ⅱ級(jí)，供應(yīng)商B為Ⅲ級(jí)，供應(yīng)商D為Ⅳ級(jí)，且μ（A，Ⅱ）＞μ（E，Ⅱ）＞μ（C，Ⅱ），說(shuō)明A為Ⅱ級(jí)比C為Ⅱ級(jí)的可信度高，而C為Ⅱ級(jí)又比E為Ⅱ級(jí)的可信度高。

5.4綜合評(píng)價(jià)

5.4.1熵權(quán)法確定權(quán)重。定量指標(biāo)因數(shù)的權(quán)重直接根據(jù)熵權(quán)法確定，利用式（9）-（16）進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于定性指標(biāo)因數(shù)，利用中間中值法將區(qū)間數(shù)轉(zhuǎn)化為確定數(shù)，再根據(jù)熵權(quán)法確定權(quán)重。經(jīng)計(jì)算求得：H=（0.949，0.982，0.985，0.979，0.984，0.983），進(jìn)而得到權(quán)重集為：W=（0.370，0.128，0.110，0.149，0.120，0.122）。可見，評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重中，產(chǎn)品價(jià)格權(quán)重最大，且產(chǎn)品價(jià)格＞資產(chǎn)負(fù)債率＞產(chǎn)品合格率＞綠色管理＞合作潛力＞準(zhǔn)時(shí)交貨率。

5.4.2構(gòu)造最佳方案及最差方案。根據(jù)式（5）和（6）構(gòu)造最佳和最差方案，見表6。

表6　最佳和最差方案

5.4.3構(gòu)造最佳和最差同一度矩陣。為便于計(jì)算，將定性評(píng)價(jià)指標(biāo)區(qū)間值轉(zhuǎn)化為中間值，利用式（7）和式（8），計(jì)算得最優(yōu)最差方案矩陣如下：

5.4.4供應(yīng)商優(yōu)劣排序。根據(jù)式（9），求得V=W（A-B）T=（0.048，-0.001，0.009，-0.032，0.120），即5個(gè)供應(yīng)商的優(yōu)劣順序依次為A、E、C、B、D。其中，A為最優(yōu)供應(yīng)商，其次為E，最差供應(yīng)商為D。

6　結(jié)語(yǔ)

對(duì)綠色建筑供應(yīng)商的優(yōu)選評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜和充滿不確定性的過(guò)程。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，圍繞綠色建筑供應(yīng)商的特點(diǎn)，從建筑產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)、企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理、合作潛力、綠色管理四個(gè)方面建立指標(biāo)體系?？紤]到評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊不確定性，運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論和集對(duì)分析法，將各供應(yīng)商指標(biāo)信息與評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建立集對(duì)，充分考慮比較集的同一、對(duì)立、差異部分，得到各供應(yīng)商與各等級(jí)之間的聯(lián)系度，使評(píng)價(jià)結(jié)果更為合理、全面。在指標(biāo)權(quán)重確定過(guò)程中，采用熵權(quán)法所確定的權(quán)重是以各供應(yīng)商評(píng)價(jià)指標(biāo)本身的差異性為基礎(chǔ)，避免了以往確定權(quán)重過(guò)程帶有的主觀性，提高了決策的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。在綜合評(píng)價(jià)過(guò)程中，利用最佳和最差方案相比較的方式，更加凸顯各供應(yīng)商優(yōu)劣的差異性。由此，為綠色建筑供應(yīng)商的選擇評(píng)價(jià)提供了新的框架方法，也可為綠色建筑供應(yīng)商的行動(dòng)改進(jìn)提供理論指導(dǎo)。

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Selection of Green Construction Supplier Based on Grey Correlation and Set-pair Analysis

Yang Siling，Jiang Genmou
（School of Civil Engineering， South China Jiaotong University， Nanchang 330013， China）

In this paper， in view of the problems in the selection of the green construction suppliers and on the basis of currentresearches and surrounding the characteristics of the green construction supplier， we established the supplier comprehensive evaluation andselection system from the aspects of product advantage， corporate operation management， potential for cooperation， and green management.Then based on the set-pair analysis， we combined the deterministic and nondeterministic factors to establish the pair of the evaluation set andthe index set； then in connection with the grey correlation theory， we respectively analyzed quantitatively the correlation between thedifference and uniformity， and between the difference and contrast of the two； and at the end， we used the entropy method to weight theevaluation indexes and through building the positive and negative uniformity matrix， selected the optimal supplier. At the end， we used anempirical case to demonstrate the validity of the method in the evaluation and selection of the green construction suppliers.

green construction； supplier selection； grey correlation； set-pair analysis； entropy weight

TU-023；F274

A

1005-152X（2016）08-0106-05

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.08.027

2016-07-11

教育部人文社會(huì)科學(xué)青年項(xiàng)目（14YJCZH186）；江西省科技廳軟科學(xué)一般項(xiàng)目（20161BBA10045）；江西省自然科學(xué)基金（20151BAB216026）

楊斯玲（1985-），女，江西吉安人，博士，講師，研究方向：建筑供應(yīng)鏈與建筑管理；蔣根謀（1964-），男，江蘇泰州人，博士，教授，研究方向：建筑經(jīng)濟(jì)與管理。