基于網(wǎng)絡(luò)層次分析法的石油專用設(shè)備供應(yīng)商選擇研究

陳佳　刁玉民　楊賽　曹萌　李明磊　丁礦

[摘 要]石油專用設(shè)備專業(yè)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是國內(nèi)各鉆探企業(yè)勘探開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備，其供應(yīng)商的選擇一直是關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)前石油專用設(shè)備供應(yīng)商的選擇多采用專家目標(biāo)打分法，這種方法計(jì)算簡單、靈活性強(qiáng)且便于操作，但也存在易受專家主觀因素影響等諸多問題。文章將網(wǎng)絡(luò)層次分析法應(yīng)用于石油專用設(shè)備供應(yīng)商的選擇中，通過問卷調(diào)查、實(shí)地走訪等形式對石油設(shè)備的選商信息進(jìn)行匯總，深入分析相關(guān)指標(biāo)與指標(biāo)間的關(guān)系，建立相關(guān)的評估模型體系，旨在提供一種科學(xué)有效的輔助決策者進(jìn)行石油專用設(shè)備供應(yīng)商選擇的決策方法。

[關(guān)鍵詞]石油設(shè)備；供應(yīng)商選擇；網(wǎng)絡(luò)層次分析法

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.06.110

1 引 言

石油專用設(shè)備是石油物資的重要組成部分，在中石油鉆探企業(yè)勘探開發(fā)作業(yè)中起到關(guān)鍵的作用，每年中石油采購金額在20億～30億元，供應(yīng)商有100多家，具有專業(yè)性較強(qiáng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通用性和專業(yè)性相結(jié)合等特點(diǎn)，主要包括鉆機(jī)、修井機(jī)、壓裂車等。近年來隨著中石油集中采購的推進(jìn)和完善，石油專用設(shè)備采購取得了顯著的成績，如統(tǒng)一了技術(shù)規(guī)范、降低了采購成本。但也存在一些問題，尤其是在供應(yīng)商管理方面，如出現(xiàn)了中標(biāo)供應(yīng)商履約能力差，交貨不及時(shí)、產(chǎn)品質(zhì)量存在問題，個(gè)別優(yōu)秀供應(yīng)商未中標(biāo)等情況。在這樣的背景下，開展石油專用設(shè)備供應(yīng)商選擇研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文對石油專用設(shè)備供應(yīng)商選擇進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)石油專用設(shè)備供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)，借助網(wǎng)絡(luò)層次分析法構(gòu)建供應(yīng)商選擇與評價(jià)模型，通過具體應(yīng)用分析、展示該評價(jià)方法。通過本文的研究，建立一套全面科學(xué)的石油專用設(shè)備供應(yīng)商評價(jià)選擇體系，期望達(dá)到規(guī)避供應(yīng)商選擇的風(fēng)險(xiǎn)，合理選擇供應(yīng)商的目的。

2 網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）概述

網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）是一種新的決策科學(xué)方法，是層次分析法的擴(kuò)展，主要針對的是決策問題的結(jié)構(gòu)具有依賴性和反饋性的情況。Saaty教授在1996年正式提出ANP[1]，之后收到全世界科學(xué)工作者的青睞，并在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也開發(fā)了面向用戶的ANP的專用軟件-Super Decision。[2]

在實(shí)際問題中，系統(tǒng)中的某一層次即可處于支配地位又可處于被直接或者間接地接收其他層次支配，它們可用于帶節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)表示。一個(gè)節(jié)點(diǎn)（或是元素集），或者對應(yīng)著某個(gè)層次，既存在遞階層次結(jié)構(gòu)，又存在循環(huán)支配結(jié)構(gòu)。層次結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在依賴性，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——反饋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也就是網(wǎng)絡(luò)循環(huán)結(jié)構(gòu)，如石油專用供應(yīng)商選擇需要考察一系列的不同的指標(biāo)集，每類指標(biāo)集下有一系列的供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)。ANP的基本思想是依據(jù)準(zhǔn)則對系統(tǒng)構(gòu)成元素（組）進(jìn)行兩兩比較，經(jīng)綜合處理后可以得出構(gòu)成元素（組）的相對重要性及可選方案的優(yōu)先權(quán)。[3]

3 石油專用設(shè)備供應(yīng)商選擇現(xiàn)狀及適用理論研究

當(dāng)前石油專用設(shè)備供應(yīng)商的評價(jià)采用專家目標(biāo)打分法，該方法計(jì)算相對直觀、簡單，靈活性強(qiáng)且便于掌握，但指標(biāo)權(quán)重的確定是以專家認(rèn)知能力、知識(shí)水平和個(gè)人喜好為基礎(chǔ)，很難去除人為因素帶來的偏差，導(dǎo)致對供應(yīng)商的評價(jià)不準(zhǔn)確、合理。

本文將網(wǎng)絡(luò)層次分析法應(yīng)用于石油專用設(shè)備供應(yīng)商的選擇中的優(yōu)勢在于：其可綜合考慮各種影響供應(yīng)商評價(jià)的定性因素和定量因素，并且可以考慮到因素間的相互影響或反饋。網(wǎng)絡(luò)層次分析法通過將評價(jià)指標(biāo)兩兩比較，將專家的隱性經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)進(jìn)行量化，最后可通過科學(xué)的計(jì)算對指標(biāo)的重要性進(jìn)行綜合排序。[4]另外，雖然網(wǎng)絡(luò)層次分析法計(jì)算過程復(fù)雜，但是通過超級(jí)決策Super Decision軟件可完成從建模、專家調(diào)查到得到權(quán)重，決策結(jié)果等全過程。

據(jù)此，本文采用網(wǎng)絡(luò)層次分析法對供應(yīng)商的選擇進(jìn)行研究。

4 基于網(wǎng)絡(luò)層次分析法的供應(yīng)商選擇模型的建立

采用網(wǎng)絡(luò)層次分析法進(jìn)行供應(yīng)商選擇包括以下步驟，第一，將決策問題進(jìn)行系統(tǒng)的分析、組合、形成元素和元素集，構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)層次。第二，建立元素判斷矩陣，對各相關(guān)組的判斷矩陣進(jìn)行兩兩比較，并計(jì)算其權(quán)重。第三，對組內(nèi)和組之間的相關(guān)元素逐個(gè)進(jìn)行兩兩比較，計(jì)算各判斷矩陣的相對權(quán)重，按順序構(gòu)造初始超矩陣。第四，對組間元素集進(jìn)行兩兩比較，得出元素集的權(quán)矩陣，初始超矩陣乘以權(quán)矩陣構(gòu)成加權(quán)超級(jí)矩陣。第五，計(jì)算極限超矩陣。[5]第六，得到最終排序結(jié)構(gòu)，確定選擇的供應(yīng)商。

下面以網(wǎng)絡(luò)層次分析法應(yīng)用于某石油專用設(shè)備供應(yīng)商的選擇為例，通過模型的建立及應(yīng)用來具體論述。

4.1 石油專用供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系的建立

以石油專用設(shè)備供應(yīng)商選擇評價(jià)為目標(biāo)，選取投標(biāo)報(bào)價(jià)、經(jīng)營狀況、技術(shù)響應(yīng)及資格情況、技術(shù)創(chuàng)新及研發(fā)、整體服務(wù)能力和企業(yè)實(shí)力6個(gè)方面的指標(biāo)作為一級(jí)指標(biāo)。每個(gè)一級(jí)指標(biāo)下有設(shè)定具體的二級(jí)指標(biāo)，如表1所示。

4.2 確定指標(biāo)之間的相互影響，建立網(wǎng)絡(luò)層次模型

此部分內(nèi)容主要完成對供應(yīng)商選擇的元素（二級(jí)指標(biāo)）和元素集（一級(jí)指標(biāo)）進(jìn)行系統(tǒng)的分析，構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)層次，充分考慮元素間的相互影響。通過調(diào)研分析，確定了指標(biāo)之間的相互影響關(guān)系，我們將一級(jí)指標(biāo)作為一個(gè)簇，將每組二級(jí)指標(biāo)作為一個(gè)簇，根據(jù)指標(biāo)間的相互關(guān)系建立聯(lián)系與反饋關(guān)系，在Super Decision軟件中建模，得到模型如圖1所示。

4.3.2 計(jì)算組決策結(jié)果

對所有專家的比較結(jié)果進(jìn)行組決策處理。在處理組決策結(jié)果時(shí)，采用幾何平均數(shù)的方式，計(jì)算所有專家對一級(jí)指標(biāo)相對于目標(biāo)的指標(biāo)間相對重要性比較的結(jié)果。將組平均結(jié)果輸入Super Decision，作為判斷矩陣，可計(jì)算出組決策矩陣權(quán)重并對一致性進(jìn)行檢驗(yàn)。

4.4 構(gòu)建未加權(quán)超矩陣

ANP模型中用超級(jí)矩陣來表示矩陣左側(cè)的元素對矩陣頂部的元素的影響程度。如圖2所示為超級(jí)矩陣及其子矩陣。判斷矩陣獲得的優(yōu)先權(quán)向量是超級(jí)矩陣的一部分，即Wij中的一列。通過元素兩兩比較導(dǎo)出超矩陣W。[6]

4.3 通過專家評價(jià)兩兩比較，計(jì)算判斷矩陣

4.3.1 通過專家調(diào)查問卷對指標(biāo)間的重要性進(jìn)行評價(jià)

通過專家調(diào)查問卷對指標(biāo)間相互重要性進(jìn)行評價(jià)，得到五位專家的判斷矩陣。例：表2為專家C對于一級(jí)指標(biāo)相對于目標(biāo)的指標(biāo)相對重要性比較。根據(jù)ANP應(yīng)用原理，這樣的判斷矩陣每個(gè)專家得到51個(gè)。

通過Super Decision可構(gòu)建出石油專用設(shè)備供應(yīng)商選擇模型超級(jí)矩陣（未加權(quán)），如表3所示，列出了部分未加權(quán)矩陣。

4.5 構(gòu)建權(quán)重超矩陣

為了方便將初始超矩陣每一列都?xì)w一化，同時(shí)使得不同元素集中的元素對某準(zhǔn)則的影響具有可比性，將初始超矩陣中的子矩陣列與元素組Ci簇的權(quán)重A相乘，得到加權(quán)超矩陣[AKW-]=（[AKW-]ij），其中[AKW-]ij=A×Wij。如圖3所示為權(quán)矩陣及超級(jí)矩陣的子矩陣。通過Super Decision可計(jì)算出石油專用設(shè)備供應(yīng)商選擇模型超級(jí)矩陣（加權(quán)）。

4.6 計(jì)算極限超矩陣

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各元素因?yàn)榇嬖谕獠康囊来婧蛢?nèi)部的依存，所以是交互的，A元素影響B(tài)，B影響C，C又影響A，這樣在計(jì)算最終的排序權(quán)重時(shí)就需要找到影響的極限狀態(tài)。

4.7 計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重選擇供應(yīng)商

完成指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算之后，我們同樣通過兩兩比較的方式對供應(yīng)商進(jìn)行排序，具體來講就是把對每個(gè)二級(jí)指標(biāo)下的供應(yīng)商進(jìn)行兩兩比較，通過求解每個(gè)評價(jià)者的幾何平均值，即得到每家供應(yīng)商在當(dāng)前指標(biāo)體系下的綜合評價(jià)得分，選擇出最合適的石油專用設(shè)備供應(yīng)商。以上均可通過Super Decision計(jì)算。

4.8 結(jié)論

對比ANP法計(jì)算所得權(quán)重與采用專家目標(biāo)打分法實(shí)際應(yīng)用權(quán)重可知，在“技術(shù)響應(yīng)及資質(zhì)情況、技術(shù)創(chuàng)新及研發(fā)、整體服務(wù)能力”這三項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)權(quán)重較為接近，在“投標(biāo)報(bào)價(jià)、經(jīng)營狀況、企業(yè)實(shí)力”這三項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)權(quán)重差距較大，特別是“投標(biāo)報(bào)價(jià)”指標(biāo)ANP方法計(jì)算權(quán)重要明顯小于實(shí)際應(yīng)用權(quán)重。且與實(shí)際應(yīng)用權(quán)重相比，ANP方法所得指標(biāo)權(quán)重?cái)?shù)值整體波動(dòng)性較小，并沒有較大幅度變化。忽略對專家能力差異、問卷調(diào)查設(shè)計(jì)寬容度等因素的影響，經(jīng)過分析，石油專用設(shè)備與其他通用產(chǎn)品相比，多用于工程現(xiàn)場，使用環(huán)境惡劣，且一旦發(fā)生質(zhì)量問題將產(chǎn)生較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)甚至人身傷害事故，因此專家在設(shè)置權(quán)重時(shí)更加注重產(chǎn)品整體性能，而對價(jià)格設(shè)置了較小的權(quán)重，但是價(jià)格權(quán)重依然占比較高，這與實(shí)際應(yīng)用權(quán)重一致。通過分析可以看出，基于網(wǎng)絡(luò)層次分析法的石油設(shè)備供應(yīng)商選擇的研究結(jié)果對于當(dāng)前石油設(shè)備選商具有重要的借鑒意義。

5 結(jié) 論

本文從當(dāng)前石油設(shè)備選商中的問題入手，通過調(diào)研及分析構(gòu)建了基于網(wǎng)絡(luò)層次分析評價(jià)模型，提出供應(yīng)商選擇的優(yōu)化策略，以兩兩比較的思想為基礎(chǔ)，將專家的隱性經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)進(jìn)行量化，最后通過科學(xué)的計(jì)算對指標(biāo)的重要性進(jìn)行綜合排序，很好地處理了供應(yīng)商選擇時(shí)專家主觀因素偏差的問題。以此改進(jìn)現(xiàn)有供應(yīng)商選擇及評價(jià)體系，為今后石油設(shè)備的選商工作提供參考和建議。

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