考慮協(xié)同效應(yīng)的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)綠色供應(yīng)商多階段選擇方法

郭 鈞，朱文豪，杜百崗+，李益兵，王 磊，郭順生

(1.武漢理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢 430070;2.武漢理工大學(xué) 數(shù)字制造湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070)

0 引言

復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)(Complex Product System，CoPS)指研發(fā)成本大、技術(shù)要求高、小批量定制化生產(chǎn)的大型產(chǎn)品、系統(tǒng)或成套設(shè)備，如大型電信通訊系統(tǒng)、民用飛機(jī)、專用武器、復(fù)雜基礎(chǔ)工程等[1-2]。與傳統(tǒng)大批量、市場導(dǎo)向生產(chǎn)的商業(yè)產(chǎn)品不同，CoPS以客戶需求為導(dǎo)向，具有小批次、高投入、過程復(fù)雜、高價(jià)值等特點(diǎn)[3]，這些特點(diǎn)使CoPS具有比傳統(tǒng)產(chǎn)品更長的生命周期、更復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及多階段設(shè)計(jì)—制造同步進(jìn)行的特點(diǎn)[4]。為滿足產(chǎn)品定制化、高精度、高質(zhì)量的需求，CoPS核心制造企業(yè)更加注重核心組件的設(shè)計(jì)制造，其他制造任務(wù)由供應(yīng)商協(xié)助完成。供應(yīng)商的服務(wù)水平對產(chǎn)品質(zhì)量、性能、價(jià)格等有至關(guān)重要的影響[5]。在CoPS的多階段設(shè)計(jì)—制造過程中，CoPS核心制造企業(yè)需要選擇多個(gè)供應(yīng)商組成多階段供應(yīng)商組合，協(xié)助核心制造企業(yè)完成CoPS制造任務(wù)；而多階段供應(yīng)商組合中不同階段的供應(yīng)商之間，存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的地域關(guān)系、競爭關(guān)系、合作關(guān)系等，使供應(yīng)商之間存在無法合作的沖突現(xiàn)象和影響彼此服務(wù)效率的協(xié)同現(xiàn)象，本文將以上兩種現(xiàn)象定義為多階段供應(yīng)商組合的協(xié)同效應(yīng)。多階段供應(yīng)商組合的協(xié)同效應(yīng)，影響了多階段供應(yīng)商組合的整體服務(wù)質(zhì)量。因此，考慮多階段供應(yīng)商組合的協(xié)同效應(yīng)，選擇最優(yōu)多階段供應(yīng)商組合，對CoPS核心制造企業(yè)具有重要意義。

目前，關(guān)于供應(yīng)商選擇的研究主要關(guān)注評價(jià)指標(biāo)的建立和模型的構(gòu)建兩方面[6]。在評價(jià)指標(biāo)方面，傳統(tǒng)供應(yīng)商選擇指標(biāo)大多考慮企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，如Dickson[7]和Weber[8]總結(jié)了常用的經(jīng)濟(jì)型供應(yīng)商選擇指標(biāo)。但隨著制造工業(yè)的快速發(fā)展，廢棄物的排放、生活垃圾的堆聚，空氣、土地、水源等資源污染問題日益突出，企業(yè)在選擇供應(yīng)商時(shí)，不僅要求供應(yīng)商保證經(jīng)濟(jì)效益，還要求供應(yīng)商在各個(gè)環(huán)節(jié)做好環(huán)保、節(jié)能等工作，更多研究已將環(huán)境績效作為供應(yīng)商選擇的重要指標(biāo)[9-10]。Noci等[11]提出了綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)的基本框架，確定了綠色能力、環(huán)境效率、綠色形象和凈生命周期成本4項(xiàng)綠色指標(biāo)。Handfield等[12]提出了全面的環(huán)境績效指標(biāo)，并指出衡量供應(yīng)商環(huán)境績效的10項(xiàng)重要指標(biāo)。Hashemi等[13]綜合考慮企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保責(zé)任，在總結(jié)相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出了包含經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)和環(huán)境型指標(biāo)的綠色供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)。常建鵬等[14]依據(jù)三重底線原則，構(gòu)建了包含經(jīng)濟(jì)績效、環(huán)境績效和社會績效的可持續(xù)綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系。在模型構(gòu)建方面，Deng等[15]采用D數(shù)擴(kuò)展模糊偏好關(guān)系來表示專家給出的比較矩陣，并結(jié)合層次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)對備選供應(yīng)商進(jìn)行了排序。Boran等[16]利用直覺模糊加權(quán)平均算子集結(jié)決策者決策矩陣，借助逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，TOPSIS)決策框架求解各供應(yīng)商得分。Hashemi等[13]利用網(wǎng)絡(luò)分析法(Analytic Network Process, ANP)處理指標(biāo)間的相互關(guān)系，然后采用改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)法(Grey Relational Analysis, GRA)處理供應(yīng)商選擇過程中固有的不確定性問題。Karsak等[17]采用模糊加權(quán)平均算子集結(jié)質(zhì)量屋中的數(shù)據(jù)和供應(yīng)商對評價(jià)準(zhǔn)則的評級獲得指標(biāo)權(quán)重，并用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(Data Envelopment Analysis, DEA)實(shí)現(xiàn)對供應(yīng)商的排序。Qin等[9]用區(qū)間2型模糊數(shù)表示決策者給出的決策信息和指標(biāo)權(quán)重，定義了區(qū)間2型模糊數(shù)的模糊邏輯-α割集距離，并基于交互式多準(zhǔn)則決策法(TOmada de Decisao Interativa Multicriterio, TOMID)獲取最優(yōu)供應(yīng)商。Awasthi等[18]利用名義群體法(Nominal Group Technique, NGT)確定供應(yīng)商選擇的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，然后用模糊集理論描述定量標(biāo)準(zhǔn)的決策信息，最后用多準(zhǔn)則妥協(xié)解排序方法(VlseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje, VIKOR)確定最優(yōu)供應(yīng)商。Kannan等[19]分別用模糊TOPSIS、幾何平均模糊TOPSIS和算術(shù)平均模糊TOPSIS獲得供應(yīng)商順序，并用Spearman等級相關(guān)系數(shù)比較3種排序的不同。秦娟等[20]利用極大熵配置模型獲取評估指標(biāo)的初始重要度，利用加權(quán)算數(shù)平均算子集結(jié)備選方案的模糊評估值，通過計(jì)算其記分函數(shù)及精確函數(shù)獲得最優(yōu)供應(yīng)商。付超等[21]設(shè)計(jì)了一種基于證據(jù)理論的不確定云供應(yīng)商選擇模型，并依托該模型提出了包括均方差、離差、熵、相關(guān)性4種離散測度的公平權(quán)重確定方法。宋李俊等[22]考慮協(xié)同機(jī)制，用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合評價(jià)客戶，建立了客戶協(xié)同企業(yè)選擇供應(yīng)商的模型。王雪蓮等[23]針對多產(chǎn)品分批次采購的供應(yīng)商選擇問題，設(shè)計(jì)了禁忌算法，將決策四維變量轉(zhuǎn)化為一維的開放式問題，并采用啟發(fā)算法獲得最優(yōu)供應(yīng)商。

然而，針對CoPS多階段綠色供應(yīng)商組合選擇(Multi-stage Green Supplier Selection for Complex Product System, MGSS &CoPS)問題，現(xiàn)有供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系和模型仍存在以下問題：

(1)已有的綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系很少基于CoPS的特點(diǎn)建立。然而，由于CoPS多階段設(shè)計(jì)—制造過程復(fù)雜，對環(huán)境的污染比其他產(chǎn)品的制造過程更大，適用于其他行業(yè)綠色供應(yīng)商選擇的生態(tài)型指標(biāo)不能完全表現(xiàn)CoPS供應(yīng)商的相應(yīng)能力。因此，針對CoPS的這一特點(diǎn)，應(yīng)改變綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系中生態(tài)型指標(biāo)的內(nèi)涵。此外，在CoPS的生命周期中，供應(yīng)商不僅要對產(chǎn)品的制造過程和產(chǎn)品質(zhì)量負(fù)責(zé)，還需要對產(chǎn)品后期的維護(hù)等負(fù)責(zé)，但很少有文獻(xiàn)提出的指標(biāo)體系考慮到這一點(diǎn)。

(2)已提出的供應(yīng)商選擇方法多依據(jù)備選供應(yīng)商的歷史數(shù)據(jù)和業(yè)績表現(xiàn)，進(jìn)行單階段、單次選擇。如前文所述，在CoPS多階段制造過程中，核心制造企業(yè)需要依據(jù)不同階段的需求，選擇多階段供應(yīng)商組合，協(xié)助核心制造企業(yè)完成CoPS制造工作。文獻(xiàn)[6]考慮了CoPS供應(yīng)商選擇的多階段選擇問題，從核心制造企業(yè)各階段供應(yīng)商雙邊匹配的角度選擇各階段最優(yōu)供應(yīng)商，但未考慮多階段供應(yīng)商之間的協(xié)同效應(yīng)。然而，在實(shí)際制造過程中，受地理位置、企業(yè)關(guān)系及國家政策等各方面因素的影響，多階段供應(yīng)商組合中不同階段供應(yīng)商之間，存在著不可避免的協(xié)同效應(yīng)。因此，CoPS核心制造企業(yè)供應(yīng)商選擇不僅需要考慮每個(gè)供應(yīng)商服務(wù)水平，還應(yīng)考慮組合內(nèi)供應(yīng)商之間的協(xié)同效應(yīng)。

針對上述問題，本文對CoPS綠色供應(yīng)商選擇模型進(jìn)行如下改進(jìn)：

(1)為滿足CoPS核心制造企業(yè)對多階段供應(yīng)商的要求，本文在總結(jié)之前研究的基礎(chǔ)上，基于CoPS產(chǎn)品高排放、高消耗、長周期的特點(diǎn)，定義了綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系中生態(tài)型指標(biāo)的具體內(nèi)涵，使其更能表現(xiàn)CoPS核心制造企業(yè)對供應(yīng)商的要求。此外，本文所建立的綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系中的經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)，不僅能滿足核心制造企業(yè)對供應(yīng)商在生產(chǎn)制造階段的要求，還考慮了各階段供應(yīng)商對CoPS產(chǎn)品全生命周期的作用，更加符合CoPS核心制造企業(yè)的利益。

(2)本文充分考慮多階段供應(yīng)商組合間的協(xié)同效應(yīng)，首先提出單階段綠色供應(yīng)商評價(jià)方法，然后考慮多階段供應(yīng)商之間的協(xié)同效應(yīng)，定義了供應(yīng)商之間的影響因子和協(xié)同度，并基于單階段評價(jià)結(jié)果和組合內(nèi)供應(yīng)商之間的協(xié)同度，實(shí)現(xiàn)CoPS多階段最優(yōu)供應(yīng)商組合選擇。

1 CoPS綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系

現(xiàn)有的綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系通常包含經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)、社會型指標(biāo)和綠色型指標(biāo)[14]。隨著供應(yīng)商選擇問題的深入研究，經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)和社會型指標(biāo)評估體系已發(fā)展得較為完善。Dickson[7]在1966年調(diào)查了170名采購員的日常工作，較為系統(tǒng)地總結(jié)出常用的評價(jià)指標(biāo)，并指出質(zhì)量、配送、歷史業(yè)績、賠償政策、生產(chǎn)能力和價(jià)格是最重要的6個(gè)指標(biāo)。Weber等[8]回顧了1967年～1990年發(fā)表的74篇文獻(xiàn)，指出價(jià)格、配送、質(zhì)量、生產(chǎn)能力、地理位置和技術(shù)水平等重要的評價(jià)指標(biāo)。William等[24]研究了2000年～2010年的78篇相關(guān)文獻(xiàn)，研究結(jié)果表明質(zhì)量、配送、價(jià)格、生產(chǎn)能力、服務(wù)和管理是最重要的6個(gè)指標(biāo)。而生態(tài)型指標(biāo)的研究起步較晚，Noci等[11]在1997年的研究中首先建立了由綠色能力、當(dāng)前環(huán)境效率、綠色形象、生命周期凈成本組成的綠色供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系。Govindan[25]回顧了1997年～2011年的綠色供應(yīng)商選擇相關(guān)文獻(xiàn)，枚舉了各文獻(xiàn)中的生態(tài)型指標(biāo)，并指出環(huán)境管理體系(Environmental Management System，EMS)是最重要的一級綠色指標(biāo)，同時(shí)指出公眾綠色形象、環(huán)境績效、綠色設(shè)計(jì)、綠色技術(shù)、環(huán)保認(rèn)證、原材料可再生性等常用二級綠色指標(biāo)。

以上綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系的研究中，針對CoPS供應(yīng)商選擇評價(jià)指標(biāo)的研究較少，在經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)方面，多數(shù)研究僅側(cè)重于提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低產(chǎn)品成本，忽視了CoPS對供應(yīng)商的其他要求。例如，由于CoPS各組件價(jià)格昂貴，運(yùn)營周期長，需要對應(yīng)職能的供應(yīng)商協(xié)助客戶維護(hù)運(yùn)營[4]，因而售后服務(wù)也是CoPS綠色供應(yīng)商選擇的重要指標(biāo)。此外，由于CoPS多階段生產(chǎn)、集成及運(yùn)營等過程資源消耗大，對環(huán)境的污染較普通商品類產(chǎn)品更為嚴(yán)重，因而在制定CoPS供應(yīng)商選擇生態(tài)型指標(biāo)時(shí)，應(yīng)該充分考慮CoPS多階段生產(chǎn)、消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重等特點(diǎn)，改變生態(tài)型指標(biāo)的內(nèi)涵，使其更符合CoPS核心制造企業(yè)的訴求。再如，供應(yīng)商在服務(wù)于其他類型企業(yè)時(shí)，由于企業(yè)本身環(huán)保責(zé)任感強(qiáng)、污染物排放技術(shù)含量較低，其綠色形象在業(yè)內(nèi)屬于領(lǐng)先水平，但其與CoPS核心制造企業(yè)合作的歷史綠色形象可能會有較大的差異，這是因?yàn)镃oPS的整個(gè)生產(chǎn)過程廢氣、廢水、廢物排放量大，超出了其處理能力?；谝陨涎芯?，本文在已有綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合CoPS各階段對供應(yīng)商的要求，構(gòu)建了如表1所示的CoPS供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系。

表1 復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系

2 模型構(gòu)建

由于CoPS生產(chǎn)周期長，以多階段設(shè)計(jì)—制造同步進(jìn)行的制造模式開展產(chǎn)品制造，階段與階段之間的設(shè)計(jì)—制造過程相互影響。CoPS的制造過程通常涉及多個(gè)領(lǐng)域，其設(shè)計(jì)制造過程按照系統(tǒng)模塊拆分為多個(gè)不同的階段，各階段內(nèi)的供應(yīng)商相互合作完成階段內(nèi)的制造任務(wù)。同時(shí)為了縮短制造周期，各階段設(shè)計(jì)制造任務(wù)也同步進(jìn)行，最后在核心企業(yè)的統(tǒng)籌下對各階段任務(wù)進(jìn)行整合，完成CoPS的制造過程。為完成本階段任務(wù)及系統(tǒng)的最終整合，供應(yīng)商不僅要與核心企業(yè)及階段內(nèi)供應(yīng)商合作，還需與其他階段的供應(yīng)商相互合作，共同完成整個(gè)CoPS的設(shè)計(jì)制造。處于不同階段的供應(yīng)商在完成其所在階段任務(wù)時(shí)，還需要考慮其階段之間任務(wù)的匹配性與整體性。受管理制度差異、地理位置、文化差異、企業(yè)關(guān)系及各國政策等因素的影響，各階段供應(yīng)商互相影響，多階段供應(yīng)商之間存在著復(fù)雜的協(xié)同效應(yīng)。核心企業(yè)在選擇供應(yīng)商時(shí)，需要充分考慮供應(yīng)商與其他階段供應(yīng)商的協(xié)同效應(yīng)對供應(yīng)商組合的整體影響。

CoPS多階段綠色供應(yīng)商組合的協(xié)同效應(yīng)主要包括沖突現(xiàn)象、正影響和負(fù)影響。由于CoPS核心制造企業(yè)業(yè)務(wù)范圍涵蓋多個(gè)國家及地區(qū)，其供應(yīng)商也來自于世界各地，受各國政策、文化等因素的影響，部分供應(yīng)商之間會出現(xiàn)難以合作的現(xiàn)象，本文將這種現(xiàn)象定義為沖突現(xiàn)象，在沖突現(xiàn)象的影響下，供應(yīng)商組合無法完成相應(yīng)的制造任務(wù)。此外，部分供應(yīng)商之間存在隸屬于同一個(gè)集團(tuán)企業(yè)，使用同一種管理體系，或技術(shù)要求準(zhǔn)則相近等現(xiàn)象，在相互合作的過程中可以彼此提供一定支持，這類供應(yīng)商之間存在著相互提高服務(wù)效率的正影響。此外，在制造過程中，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)要求精密，且交付期緊迫等原因，一般將整個(gè)CoPS拆分為多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行多階段制造。盡管不同階段制造的子系統(tǒng)不同，但各子系統(tǒng)可能具有相同的原材料或部件需求，因而不同階段的供應(yīng)商間存在著競爭關(guān)系。受到競爭關(guān)系、地理位置較遠(yuǎn)、文化差異較大等因素的影響，另一部分供應(yīng)商在彼此合作過程中存在著一定的障礙，不同階段的供應(yīng)商間存在著降低服務(wù)效率的負(fù)影響現(xiàn)象。為方便模型構(gòu)建，本文暫時(shí)忽略反饋影響，僅考慮制造過程中，階段i(1≤i

考慮到各階段供應(yīng)商的協(xié)同效應(yīng)，本章提出一種新的綠色供應(yīng)商選擇模型。該模型首先提出基于直覺模糊集的決策信息處理方法，構(gòu)建各階段內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣。而后基于直覺模糊信息熵，計(jì)算各階段內(nèi)的指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣，然后將傳統(tǒng)TOPSIS法拓展到直覺模糊環(huán)境下，得到單個(gè)階段初選供應(yīng)商評價(jià)結(jié)果。進(jìn)而考慮不同階段供應(yīng)商之間的協(xié)同效應(yīng)定義多階段供應(yīng)商間的沖突現(xiàn)象、影響因子和協(xié)同度，并基于單個(gè)階段供應(yīng)商評價(jià)結(jié)果，選擇最優(yōu)供應(yīng)商組合。

2.1 基于直覺模糊集的決策信息處理方法

CoPS綠色供應(yīng)商評價(jià)過程中，各供應(yīng)商的決策信息均來源于歷史交易信息、歷史表現(xiàn)和專家評估等不同渠道。其中，價(jià)格、配送時(shí)間為定量指標(biāo)，其決策信息可依據(jù)簽訂合同或供應(yīng)商提供的歷史數(shù)據(jù)以精確數(shù)形式表達(dá)，而其余9項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)為定性指標(biāo)，無法定量描述，該類型的決策信息由決策專家基于對應(yīng)指標(biāo)的具體含義，經(jīng)過實(shí)地調(diào)研等途徑給出“非常差，差，中等，好，非常好”等主觀定性描述。

以上兩類評估指標(biāo)信息的表現(xiàn)形式不同，為后期統(tǒng)一決策設(shè)置了障礙。此外，決策專家在給出定性評價(jià)時(shí)，其主觀判斷受到其相關(guān)知識等影響，且決策過程受專家主觀偏好影響較大，使得給出的決策信息具有一定的猶豫性和模糊性。Atanassov[30]在模糊集的基礎(chǔ)上提出了直覺模糊集理論。直覺模糊集的特點(diǎn)是同時(shí)考慮隸屬度、非隸屬度和猶豫度，在很大程度上降低了決策信息的損失，可有效解決決策過程中的模糊和不確定問題[31]。為了充分表現(xiàn)定量指標(biāo)信息的客觀性，同時(shí)解決定性指標(biāo)信息的模糊性及專家猶豫性等問題，本節(jié)基于直覺模糊集，提出一種決策信息處理方法，用直覺模糊數(shù)表示備選供應(yīng)商的決策信息。直覺模糊集定義如下。

定義1[30]設(shè)非空集合X={x1,x2,…，xn}，則A={(x,μA(x),vA(x))|x∈X}是直覺模糊集，其中：μA(x)表示x∈A的隸屬度，vA(x)表示x?A的隸屬度，即非隸屬度，滿足0≤μA(x)≤1，0≤vA(x)≤1，0≤uA(x)+vA(x)≤1；πA(x)表示x∈A的不確定度或猶豫度，πA(x)=1-μA(x)-vA(x)。

表2 定性指標(biāo)語義變量直覺模糊表

表3 定量指標(biāo)隸屬等級直覺模糊表

(1)

2.2 基于IFIE-TOPSIS的單階段供應(yīng)商評價(jià)方法

2.2.1 基于IFIE的指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法

確定決策指標(biāo)權(quán)重是供應(yīng)商選擇的重要環(huán)節(jié)?；谛畔㈧乩碚摰撵貦?quán)法是一種只與決策信息相關(guān)，可有效避免人為因素干擾，又不會導(dǎo)致計(jì)算的權(quán)重和單個(gè)權(quán)重距離過大的賦權(quán)方法[32]。利用2.1節(jié)中給出的決策信息處理方法，可將各備選供應(yīng)商的決策信息以直覺模糊數(shù)的形式表示，因而利用熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，需要將信息熵的概念拓展到直覺模糊環(huán)境下，文獻(xiàn)[33]給出了直覺模糊信息熵的具體定義。

定義2[33]設(shè)直覺模糊數(shù)A={(x,μA(x),vA(x))|x∈X}，其直覺模糊信息熵為：

E(A)=-(uA(x)lnuA(x)+vA(xi)lnvA(x)-

(1-πA(x))ln(1-πA(x))-πA(x)ln2)。

(2)

如果uA(x)=0,vA(x)=0,πA(x)=1，則uA(x)lnuA(x)=0,vA(x)lnvA(x)=0，且(1-πA(x)ln(1-πA(x)=0。

設(shè)階段k(k≤m)的標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣為

Rk=

(3)

(4)

(5)

2.2.2 評價(jià)過程

TOPSIS是解決供應(yīng)商選擇問題的一種成熟有效的方法。傳統(tǒng)的TOPSIS方法適用于處理評價(jià)信息為精確數(shù)值的供應(yīng)商選擇問題。利用2.1節(jié)所提方法，CoPS綠色供應(yīng)商評價(jià)信息統(tǒng)一用直覺模糊數(shù)表示，傳統(tǒng)的TOPSIS方法便不再適用。因此，本文提出適用于直覺模糊環(huán)境下的改進(jìn)的TOPSIS單階段供應(yīng)商評價(jià)方法。首先基于定義3和2.2.1節(jié)中提出的直覺模糊信息熵(Intuitionistic Fuzzy Information Entropy, IFIE)，構(gòu)建加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣。然后

基于文獻(xiàn)[34]和定義4，用直覺模糊數(shù)表示決策信息及各階段決策指標(biāo)的正負(fù)理想解，最后計(jì)算出階段內(nèi)各供應(yīng)商與其所在階段理想解的相對貼近度。

定義3[33]設(shè)直覺模糊數(shù)α=(uα,vα)。直覺模糊數(shù)的數(shù)乘運(yùn)算規(guī)則為：

(6)

設(shè)階段k(k≤m)的標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣為

構(gòu)建加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣后，利用改進(jìn)的TOPSIS方法對階段k的xk個(gè)備選供應(yīng)商評價(jià)，決策步驟如下：

j=1,2,…,11；

(7)

j=1,2,…,11。

(8)

成本型指標(biāo)的正理想解和負(fù)理想解分別為：

j=1,2,…,11；

(9)

j=1,2,…,11。

(10)

定義4[35]設(shè)直覺模糊數(shù)α1=(uα1,vα1)，α2=(uα2,vα2),S(α)=uα-vα,H(α)=uα+vα。兩個(gè)直覺模糊數(shù)的大小比較規(guī)則如下：

(1)若S(α1)

(2)若S(α1)=S(α2)，且H(α1)

(3)若S(α1)=S(α2)，且H(α1)=H(α2)，則α1=α2。

步驟2計(jì)算各備選供應(yīng)商到正理想解與負(fù)理想解的距離。

(11)

(12)

步驟3計(jì)算各方案與理想解的相對貼近度。

(13)

2.3 考慮協(xié)同效應(yīng)的供應(yīng)商組合評估方法

(14)

該組合的評價(jià)結(jié)果可用式(15)求得：

(15)

2.4 基于協(xié)同度的CoPS綠色供應(yīng)商多階段組合選擇模型

基于2.1節(jié)～2.3節(jié)的研究，本文給出的CoPS綠色供應(yīng)商組合選擇模型如圖2所示。

具體步驟如下：

步驟1CoPS企業(yè)供應(yīng)商管理人員依據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)、企業(yè)需求和市場調(diào)研，分別給出供應(yīng)商組合選擇階段數(shù)m，各階段需要的供應(yīng)商數(shù)τi和各階段對應(yīng)的備選供應(yīng)商。

步驟2給出備選供應(yīng)商的決策信息。對于指標(biāo)c1和c2的信息可從供應(yīng)商提供的合同中得到，并給出具體數(shù)值，而指標(biāo)c3～c11的決策信息，由企業(yè)專家基于各供應(yīng)商的歷史表現(xiàn)、調(diào)查研究等以主觀語義的形式給出。

步驟3構(gòu)建各階段標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣。利用2.1節(jié)給出的方法，將各供應(yīng)商的決策信息用直覺模糊數(shù)的形式表示，構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣R1,R2,…,Rm。

步驟5確定不同階段的正負(fù)理想解f1+,f2+,…,fm+和f1-,f2-,…,fm-。

步驟8列出可行供應(yīng)商組合。首先，決策專家經(jīng)過調(diào)查，確定不同階段間沖突的供應(yīng)商。若含有至少一對沖突供應(yīng)商的潛在供應(yīng)商組合數(shù)為L(L≤N)，則可行供應(yīng)商組合數(shù)U=N-L。

步驟9計(jì)算可行供應(yīng)商組合協(xié)同度。CoPS企業(yè)專家給出可行供應(yīng)商組合中，階段k(1≤k≤m)的供應(yīng)商對階段k+1,k+2,…,k+(m-k)供應(yīng)商的正負(fù)影響因子，進(jìn)而計(jì)算出其對應(yīng)的影響因子。然后根據(jù)式(14)計(jì)算出可行供應(yīng)商組合中，階段k(1≤k≤m)供應(yīng)商在階段1,2,…,k-1供應(yīng)商影響下的協(xié)同度。

步驟10利用式(15)計(jì)算各可行供應(yīng)商組合的最終評價(jià)結(jié)果Ml(l≤U)。

步驟11選擇各供應(yīng)商組合中最終評價(jià)結(jié)果最高的組合，為最優(yōu)供應(yīng)商組合。

3 案例分析

唐山某集團(tuán)制造企業(yè)以制造水泥生產(chǎn)線成套設(shè)備、冶金生產(chǎn)線成套設(shè)備、發(fā)電設(shè)備等為主要業(yè)務(wù)，其產(chǎn)品項(xiàng)目主要面向國外，其集成制造的水泥生產(chǎn)線成套設(shè)備，依據(jù)用戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，且具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多階段設(shè)計(jì)—制造同步進(jìn)行、客戶導(dǎo)向制造等特點(diǎn)，是典型的CoPS產(chǎn)品。本文以該集團(tuán)制造集成水泥生產(chǎn)線成套設(shè)備為例，對本文提出的CoPS綠色供應(yīng)商選擇模型進(jìn)行說明。由于產(chǎn)品生產(chǎn)周期長、對環(huán)境影響較大，該企業(yè)在國內(nèi)外政府、市場、消費(fèi)者等因素的影響下，對供應(yīng)商提出綠色環(huán)保的要求，在選擇該產(chǎn)品供應(yīng)商時(shí)，采用本文第1章提出的CoPS綠色供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系。另一方面，由于案例企業(yè)供應(yīng)商來

3.1 CoPS綠色供應(yīng)商組合優(yōu)選過程

在本文提出的綠色供應(yīng)商評價(jià)指標(biāo)體系下，各初選供應(yīng)商的決策信息如表4所示。各備選供應(yīng)商c1指標(biāo)信息在雙方合同中寫明，c2指標(biāo)信息基于各供應(yīng)商歷史表現(xiàn)及網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)也可以得到，而c3～c11指標(biāo)信息只能定性描述，專家以語言變量的形式給出。

表4 初選供應(yīng)商決策信息

基于2.4節(jié)中提出的決策模型，最優(yōu)供應(yīng)商組合選擇步驟如下。

步驟1構(gòu)建各階段標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣。

表4中，指標(biāo)c1和c2的信息由精確數(shù)表示，而指標(biāo)c3～c11的信息只能以定性語義表示。為建立標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，利用2.1節(jié)中給出的方法，將兩種決策信息以直覺模糊數(shù)表示。對于指標(biāo)c1、c2的決策信息，企業(yè)專家小組首先基于制造成本、產(chǎn)品預(yù)期質(zhì)量、企業(yè)實(shí)時(shí)財(cái)政狀況等，給出各階段內(nèi)c1、c2的期望區(qū)間，如表5所示，然后采用式(1)和表3，求出c1、c2指標(biāo)各供應(yīng)商決策信息的直覺模糊數(shù)。對于指標(biāo)c3～c11對應(yīng)的語義信息，在表1中找出各語義信息所對應(yīng)的直覺模糊數(shù)。則標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣如表6～表8所示。

表5 各階段數(shù)值型指標(biāo)期望區(qū)間

表6 階段1標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣

表7 階段2標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣

表8 階段3標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣

步驟2構(gòu)建各階段加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣。

首先，利用式(4)分別求出各階段c1～c11的直覺模糊信息熵:

E1=(0.638 6,0.509 2,0.767 9,0.638 6,0.697 2,0.826 5,0.767 9,0.422 6,0.767 9,0.586 1,0.574 1),

E2=(0.701 2,0.607 0,0.553 1,0.873 6,0.528 8,0.873 6,0.631 3,0.631 3,0.607 0,0.537 0,0.795 4),

E3=(0.544 4,0.704 4,0.662 5,0.517 1,0.751 3,0.470 2,0.564 0,0.531 7,0.647 9,0.751 3,0.807 9) 。

然后，利用式(5)求出各階段指標(biāo)c1～c11的權(quán)重：

ω1=(0.095 0,0.129 0,0.061 0,0.095 0,0.079 6,0.045 6,0.061 0,0.151 8,0.061 0,0.108 8,0.112 0) ，

ω2=(0.081 6,0.107 4,0.122 1,0.034 5,0.128 7,0.034 5,0.100 7,0.100 7,0.107 4,0.126 5,0.055 9) ，

ω3=(0.112 6,0.073 0,0.083 4,0.119 3,0.061 4,0.130 9,0.107 7,0.115 7,0.087 0,0.061 4,0.047 5)。

最后，基于定義3與所求權(quán)重，構(gòu)建各階段加權(quán)決策矩陣，如表9～表11所示。

表9 階段1加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣

表10 階段2加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣

表11 階段3加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣

步驟3確定各階段的正負(fù)理想解。

首先，基于定義4，比較表9～表11中信息的大小，根據(jù)2.2.2節(jié)中的規(guī)則選擇正負(fù)理想解。然后，對于成本型指標(biāo)，正理想解選擇階段內(nèi)備選供應(yīng)商的最小值，負(fù)理想解選擇階段內(nèi)備選供應(yīng)商的最大值；對于效益型指標(biāo)，正理想解選擇階段內(nèi)備選供應(yīng)商的最大值，負(fù)理想解選擇階段內(nèi)備選供應(yīng)商的最小值。本文提出的決策指標(biāo)中，c1、c2為成本型指標(biāo)，c3～c11為效益型指標(biāo)。各階段正負(fù)理想解如下：

步驟4確定各供應(yīng)商與其所在階段內(nèi)理想解的貼近度。

首先依據(jù)式(11)和式(12)計(jì)算各供應(yīng)商到其所在階段內(nèi)正負(fù)理想解的距離，然后依據(jù)式(13)計(jì)算各供應(yīng)商與其所在階段內(nèi)理想解的貼近度，階段1各供應(yīng)商的貼近度分別為：D1*=(0.634 4,0.608 1,0.512 0,0.340 9)，階段2各供應(yīng)商貼近度分別為：D2*=(0.462 9,0.517 7,0.471 7)，階段3各供應(yīng)商貼近度分別為：D3*=(0.599 1,0.517 1,0.504 6,0.554 3,0.515 9)。

步驟5列出可行供應(yīng)商組合。

步驟6計(jì)算可行供應(yīng)商組合協(xié)同度。

專家依據(jù)歷史數(shù)據(jù)和供應(yīng)商的協(xié)同現(xiàn)象，分別給出階段1供應(yīng)商對階段2、階段3供應(yīng)商的影響因子，以及階段2供應(yīng)商對階段3供應(yīng)商的影響因子，如表12～表14所示。再利用式(14)計(jì)算出階段2供應(yīng)商與階段1供應(yīng)商的協(xié)同度，以及階段3供應(yīng)商在不同組合下的協(xié)同度，如表15和表16所示，表中表示供應(yīng)商之間沖突。

表12 階段1供應(yīng)商對階段2供應(yīng)商的影響因子

表13 階段1供應(yīng)商對階段3供應(yīng)商的影響因子

表14 階段2供應(yīng)商對階段3供應(yīng)商的影響因子

表15 階段2供應(yīng)商與階段1供應(yīng)商的協(xié)同度

表16 階段3供應(yīng)商與階段1、2供應(yīng)商的協(xié)同度

步驟7利用式(15)計(jì)算各可行供應(yīng)商組合的最終評價(jià)結(jié)果，最終結(jié)果如表17所示。

表17 可行供應(yīng)商組合最終評價(jià)結(jié)果

3.2 結(jié)果分析

表18 考慮協(xié)同效應(yīng)時(shí)的效益決策信息

通過以上對比分析，本文所提出的綠色供應(yīng)商選擇模型具有如下特點(diǎn)：

(1)本文所提的供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系，在考慮經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)的同時(shí)，充分考慮綠色指標(biāo)和社會指標(biāo)，在保證CoPS服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，提高了核心制造企業(yè)的綜合競爭力，對核心制造企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。傳統(tǒng)的供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系僅包含經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)，在追求經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，忽略了環(huán)境因素和社會因素，無疑會給CoPS核心制造企業(yè)的綜合效益造成損失，其帶來的負(fù)面影響巨大。同時(shí)，本文提出的評價(jià)指標(biāo)體系，充分考慮了CoPS全生命周期的多階段設(shè)計(jì)—制造過程對供應(yīng)商的要求，更加符合CoPS核心制造企業(yè)的利益訴求。

4 結(jié)束語

本文針對CoPS核心制造企業(yè)綠色供應(yīng)商組合選擇問題，基于CoPS全生命周期多階段對供應(yīng)商的要求，構(gòu)建了CoPS綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系。同時(shí)從CoPS產(chǎn)品的特點(diǎn)出發(fā)，考慮多階段供應(yīng)商之間的協(xié)同效應(yīng)，提出了多階段供應(yīng)商組合選擇模型(MGSS&CoPS)。該模型首先提出基于直覺模糊TOPSIS的單階段供應(yīng)商評價(jià)方法，然后充分考慮多階段供應(yīng)商組合間的協(xié)同效應(yīng)，利用供應(yīng)商之間的沖突現(xiàn)象選擇可行供應(yīng)商組合，降低選擇過程的復(fù)雜性，之后提出協(xié)同度的概念，計(jì)算各可行供應(yīng)商組合的最終評價(jià)結(jié)果，最后以某集團(tuán)制造企業(yè)水泥生產(chǎn)線成套設(shè)備多階段綠色供應(yīng)商選擇為例，證明本指標(biāo)體系及模型具有以下優(yōu)勢：

(1)本文所提出的指標(biāo)體系在充分研究先前綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)的基礎(chǔ)上，充分考慮CoPS多階段制造過程的高消耗、高排放、高污染等特點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)綠色供應(yīng)商選擇指標(biāo)體系中部分生態(tài)型指標(biāo)的含義，使其更能表現(xiàn)供應(yīng)商與CoPS核心制造企業(yè)合作的環(huán)境保護(hù)能力，此外，所建立的經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)更加符合CoPS核心制造企業(yè)在多階段設(shè)計(jì)—制造過程中對供應(yīng)商的要求。

(2)本文所建立的模型考慮了CoPS多階段設(shè)計(jì)—制造過程中，多階段供應(yīng)商之間的協(xié)同效應(yīng)，提出了供應(yīng)商之間的沖突現(xiàn)象和協(xié)同度概念，基于協(xié)同度和供應(yīng)商本身業(yè)績表現(xiàn)，選擇最優(yōu)供應(yīng)商組合，使得利用本模型選擇的供應(yīng)商組合更符合CoPS實(shí)際制造過程。同時(shí)，本文定義的供應(yīng)商之間沖突的概念，既符合現(xiàn)實(shí)意義，又能有效減少不必要的決策環(huán)節(jié)，降低了模型的復(fù)雜性。

本文只考慮了決策團(tuán)隊(duì)意見一致的情況下，多階段多供應(yīng)商綠色供應(yīng)商組合選擇問題的研究，對于多階段多供應(yīng)商多決策者參與的動態(tài)決策問題，未能充分考慮。在后續(xù)研究中，將關(guān)注動態(tài)多階段群決策問題。