基于熱力學方法的綠色供應鏈能力評價研究

羅 強， 黃 瓊

(1.昆明理工大學 管理與經濟學院， 昆明 650093； 2.東莞理工學院 經濟與管理學院， 廣東 東莞 523808)

供應鏈是企業(yè)與上游供應商、下游客戶形成的關系，供應鏈可以實現(xiàn)以更低的成本傳遞優(yōu)質的客戶價值[1]，供應鏈在縮短產品配送周期、降低供應鏈成本、加快新產品開發(fā)、提高供應鏈柔性以及客戶滿意度等方面都起著突出作用。隨著人們健康環(huán)保意識和節(jié)能理念的不斷提高，“綠色”思想滲透到了各個行業(yè)，供應鏈發(fā)展也呈現(xiàn)出“綠色”趨勢。傳統(tǒng)供應鏈僅強調供應鏈整體的優(yōu)化和協(xié)調，忽視了自然資源與社會環(huán)境的關系，沒有考慮其給環(huán)境帶來的負面影響，傳統(tǒng)的供應鏈管理使得其不僅不能夠帶來企業(yè)內部經濟效益和顯著的環(huán)境效益，從長遠的角度來看還勢必將削弱企業(yè)的競爭力。供應鏈發(fā)展在實現(xiàn)供應鏈經濟利益最大化的同時，還要確保組織行為與生態(tài)建設相協(xié)調，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這就要求供應鏈上的每個環(huán)節(jié)都應該實施環(huán)境管理，體現(xiàn)綠色思想，才能提高企業(yè)的核心競爭力，保證整體的環(huán)境效益。鑒于此，Beamon[2]在傳統(tǒng)供應鏈的基礎上加入再制造、回收和再利用這些活動流，提出了綠色供應鏈的概念。綠色供應鏈將綠色與經濟意識貫穿其中，從而達到加強經濟效益與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展的目的。此后綠色供應鏈成為供應鏈[3-9]的主要發(fā)展方向之一，也成為國內外學者的研究熱點。綠色供應鏈能力是把各成員企業(yè)的能力整合為綠色供應鏈的關鍵，反映在“綠色”時代里供應鏈成員相互之間協(xié)調合作能力的強弱，它直接影響綠色供應鏈的競爭力以及經濟效益，社會效益和環(huán)境效益。

綠色供應鏈能力的評估是實施綠色供應鏈管理成功與否的重要環(huán)節(jié)，對此本文在供應鏈能力及綠色供應鏈相關研究基礎上探索了綠色供應鏈能力評價指標體系及方法模型。國內外對綠色供應鏈能力評價的研究起步較晚，相關理論還不成熟。從短期來看，供應鏈能力[10-12]的靈活運用不僅能加快市場反應速度、壓縮成本、滿足消費者需求從而提高企業(yè)短期績效；從長遠來看，強大的供應鏈能力對于提升和實現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略計劃價值和企業(yè)長期績效都具有十分重要的地位。但目前對于供應鏈能力的概念界定和維度劃分還沒有一個明確、統(tǒng)一的規(guī)定，Morash[13]最早開始供應鏈能力的研究，提出供應鏈能力是企業(yè)獲取競爭優(yōu)勢的源泉，包括七個方面的維度。后續(xù)Wu[14]、Mohammadi[15]、Mandal[16]、Liu[17]等學者分別從不同角度對供應鏈能力提出了不同的概念界定以及維度劃分。目前國內外對綠色供應鏈評價模型的相關研究相對分散，Hervani[6]將供應鏈管理、環(huán)境管理和績效管理整合到了一個框架中，并提供了一些關于綠色供應鏈管理評估的初步見解。后續(xù)Büyük?zkan[7]、Lin[8]、Rostamzadeh[9]等學者分別基于模糊ANP方法、模糊DEMATEL方法、模糊VIKOR方法研究了綠色供應鏈評估的方法模型，方煒[18]基于DEA方法研究了綠色供應鏈的運營效率評價問題，馮建英[19]闡述了綠色供應鏈的特點并基于神經網(wǎng)絡技術的優(yōu)勢建立了一套綠色供應鏈評價方法。通過對現(xiàn)有研究的整理分析，我們發(fā)現(xiàn)雖然綠色供應鏈能力評估的研究對發(fā)展綠色供應鏈具有顯著意義，但是相關理論還十分欠缺，概念界定不一、研究層面也不盡一致。鑒于此本文主要開展如下工作，在第2節(jié)中對現(xiàn)有的供應鏈能力相關研究進行了梳理和分析，并基于綠色供應鏈的視角、結合綠色供應鏈的相關特點建立了一套相對完善可行的綠色供應鏈能力評價指標體系。在第3節(jié)中針對綠色供應鏈能力評價問題在猶豫模糊環(huán)境下拓展了多群體的熱力學評價方法，這種方法避免了現(xiàn)有多群體評價方法的缺陷，很好地發(fā)揮了多群體評價的優(yōu)勢，同時融入EDAS(Evaluation Based on Distance from Average Solution)方法[20]的思想更好地描述了系統(tǒng)的“數(shù)量”信息和“質量”特征，充分利用了系統(tǒng)的評價信息，減少了信息的損失。最后，在第4節(jié)中對珠三角地區(qū)的三個綠色供應鏈管理示范企業(yè)體系進行了評價排序，驗證該評價模型的可行性的同時以期提高對綠色供應鏈能力評價的可靠性和準確性，從而進一步改進和優(yōu)化綠色供應鏈績效評價體系，并通過案例分析驗證了新方法的可行性和有效性。

1 綠色供應鏈能力評價指標體系

1.1 現(xiàn)狀分析

對現(xiàn)有綠色供應鏈能力相關文獻的整理研究，我們發(fā)現(xiàn)目前國內外關于供應鏈能力評價指標的研究還處于相對起步階段，研究體系整體顯得較為混亂，概念界定不一，研究層面不盡一致，至今還沒有形成一個明確、統(tǒng)一的理論體系[13-17，21]。在此我們先梳理和匯總了國內外部分代表學者對供應鏈能力的概念定義和體系維度劃分，如表1所示。

表1 供應鏈能力相關研究部分匯總

通過對現(xiàn)有文獻進行分析總結，可以發(fā)現(xiàn)許多學者對供應鏈能力指標的劃分側重不盡相同，但供應鏈能力指標主要集中在如下這幾個指標：供應鏈管理能力、供應鏈質量能力、供應鏈信息能力、供應鏈績效能力、供應鏈動態(tài)能力和供應鏈創(chuàng)新能力。

1.2 綠色供應鏈能力指標體系的構建

綠色供應鏈能力反映在“綠色”時代里供應鏈成員相互之間協(xié)調合作能力的強弱，是把各成員企業(yè)的能力整合為綠色供應鏈的關鍵，它可以直接影響綠色供應鏈的競爭力以及經濟效益，社會效益和環(huán)境效益。根據(jù)綠色供應鏈能力評價指標的遵循原則，我們結合綠色供應鏈的相關特點，參考現(xiàn)有綠色度及供應鏈能力評價體系[10-17，21-22]的相關研究，建立了一套相對完善可行的綠色供應鏈能力評價指標體系，我們在綠色供應鏈各個一級指標中相應地融入了綠色度相關的二級指標，如管理能力中包含綠色管理、整合能力以及環(huán)保意識等，績效能力中包含綠色回收成本、綠色化滿意度等，做到了相對的綠色度與現(xiàn)有供應鏈能力指標體系的結合。如表2所示。

表2 綠色供應鏈能力指標體系

2 研究方法

綠色供應鏈能力的評價問題作為多群體決策問題的一種，其評價群體難免具有一定的主觀性和模糊性，我們難以將每個群體的群體評價意見都統(tǒng)一成一個精確值，群體的評價意見通常具有不統(tǒng)一的多個值而且它們順序不定。針對群體評價信息具有的這種猶豫模糊不確定性，猶豫模糊集[28-29]能夠很好地將其刻畫。猶豫模糊集(Hesitant fuzzy set)的概念由西班牙學者Torra于2009年提出，作為模糊集[30]的一種重要拓展形式，猶豫模糊集允許決策者靈活地給出多個可能的隸屬值,它可以反映與兼顧決策者的不同偏好，能更加細膩地刻畫決策者對事物的猶豫模糊不確定性決策信息,還兼顧了群體的多種不同決策信息[31]，它能夠很好地描述綠色供應鏈能力的群體評價信息。因此，本文針對綠色供應鏈能力評價問題在猶豫模糊環(huán)境下拓展了多群體的熱力學評價方法。這種方法避免了現(xiàn)有多群體評價方法的缺陷[23]，很好地發(fā)揮了多群體評價的優(yōu)勢，同時全面地描述了系統(tǒng)的“數(shù)量”信息和“質量”特征[24-25]，充分利用了系統(tǒng)的評價信息，減少了信息的損失。

2.1 猶豫模糊集

猶豫模糊集(HFS)允許隸屬度可以是多個不同的數(shù)值，能夠很好地刻畫猶豫模糊不確定性，它能夠充分的描述本文所研究的綠色供應鏈能力評價問題里的各群體評價意見，接下來給出HFS的定義以及運算法則：

定義1[28-29]設X={μ1，μ2，…，μN}是一給定集合，其中包含有N個隸屬函數(shù)。那么集合hX(x)=∪μ∈X{μ(x)}稱為定義在X上的猶豫模糊集，其中hX(x)是由區(qū)間[0,1] 上的若干個不同數(shù)值構成的集合，表示元素x屬于集合A的若干種可能的隸屬度。為表述方便，將hX(x)稱為猶豫模糊元(HFE)或猶豫模糊數(shù)。

定義2[28-29,32]對于任意的3個猶豫模糊元h,h1和h2，它們的基本運算法則如下：

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

其中，λ為一個大于零的常數(shù)。

定義4[28]猶豫模糊集允許決策者靈活地給出多個可能的隸屬值,能更加細膩地刻畫決策者對事物的猶豫模糊不確定性決策信息,還可以充分反映群體每一個成員的意見，很好地兼顧群體的多種不同決策信息[31]。但與此同時猶豫模糊元的元素個數(shù)是不確定的，各個猶豫模糊元的長度很可能會不相同，此時一些傳統(tǒng)的算子無法進行操作，為了將現(xiàn)有的傳統(tǒng)操作拓展到猶豫模糊集，Torra[28]等提出了一種拓展原則，定義如下：

猶豫模糊集H={h1,h2,…,hN}含有N個猶豫模糊元，Θ是定義在其中的函數(shù)，Θ:[0,1]N→[0,1]，則Θ在猶豫模糊集H上的拓展函數(shù)可以定義如下：

(7)

定義5 Xia和Xu[32]根據(jù)拓展原則提出了猶豫模糊平均算子，設n個猶豫模糊元分別表示為h1,h2,…,hn，它們的平均值HFA定義為：

(8)

2.2 猶豫模糊元的優(yōu)勢距離測度

在猶豫模糊環(huán)境下求解多屬性決策問題的過程中，距離的測度一直是一個重點和難點[35-37]，Xu和Xia[35-36]提出的猶豫模糊海明距離測度和猶豫模糊歐氏距離測度在當前被廣泛使用，其定義如下：

(9)

(10)

其中,i=1,2,…,l。

定義7 如果兩個猶豫模糊元長度不相同，計算距離時則需要在元素少的集合里添加元素[36]，使得這兩個猶豫模糊元長度相同，添加的原則反映了決策者的偏好。但是這樣主觀添加隸屬值，很可能會導致隸屬值重復等信息失真的情況[34，37-38]，這違背了猶豫模糊集的定義[29]。此外，我們在熱力學評價模型中融入了EDAS方法[20]的思想以期更好地評價“質量”信息，對此我們需要更好地獲得評價猶豫模糊元與平均猶豫模糊元之間的優(yōu)勢情況，因此在考慮所有的隸屬值信息且保證精確性的前提下，我們根據(jù)Torra等[28]提出的拓展原則，構建了優(yōu)勢距離測度：

(11)

2.3 評價步驟

步驟一：建立每個綠色供應鏈評價群體的猶豫模糊評價矩陣(H1,…,HK)以及屬性權重矩陣(W1,…,WK)：

(12)

(13)

步驟二：對上述評價矩陣做有可能的標準化處理：

(14)

其中，在綠色供應鏈能力評價排序模型的指標體系中。

步驟三：由每個群體的猶豫模糊評價矩陣和屬性權重構建能量矩陣(E1,…,EK)：

(15)

步驟四：采用猶豫模糊平均算子(HFA)確定每個綠色供應鏈評價群體在各屬性下的平均評價值矩陣(AV1,…,AVK)；然后采用優(yōu)勢距離測度構建各評價群體的正向距離矩陣(PDA1,…,PDAK)和負向距離矩陣(NDA1,…,NDAK)：

其中：

(16)

(17)

步驟五：基于EDAS方法構建每個評價群體的質量矩陣(Q1,…,QK)：

其中：

(18)

(19)

(20)

(21)

Si=s(Ei)-s(Xi)

(22)

3 案例分析

珠三角地區(qū)是中國綠色供應鏈發(fā)展最為成熟的地區(qū)之一，工信部首批綠色供應鏈管理示范企業(yè)中有近四成來自珠三角地區(qū)，現(xiàn)在選取這批企業(yè)中具有代表性的三個綠色供應鏈系統(tǒng){美的制冷設備有限公司,創(chuàng)維-RGB電子有限公司,比克動力電池有限公司}作為被評價方案，并將它們表示為方案集A={a1,a2,a3}。隨后基于本文所構建的綠色供應鏈能力評價指標體系邀請組專家群體對上述三個綠色供應鏈系統(tǒng)進行評價，由于本案例評審規(guī)模較小且實際問題較不復雜，為了方便簡捷同時也不失全面性與合理性，我們從形式上將評價指標體系化簡為一級指標C={c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7}，而將二級指標作為專家對一級指標評估時考慮的具體內容，從而得到各群體的猶豫模糊評價矩陣如表3所示。

表3 各群體猶豫模糊評價矩陣Hk

由于不同群體自身專業(yè)程度和思考方向的不同，他們根據(jù)自身偏好給出不同的屬性權重矩陣Wk，如表4所示。

表4 各群體屬性權重矩陣Wk

表5 群體1評價能量矩陣E1、質量矩陣Q1及值矩陣X1計算過程

表6 群體2評價能量矩陣E2、質量矩陣Q2及值矩陣X2計算過程

表7 群體3評價能量矩陣E3、質量矩陣Q3及值矩陣X3計算過程

表8 各方案評價熵值及排序

通過評價結果能夠看出，多個評價群體最終對創(chuàng)維-RGB電子有限公司綠色供應鏈的能力評估最優(yōu)，其次是美的制冷設備有限公司綠色供應鏈，再次是比克動力電池有限公司綠色供應鏈。從能量矩陣和質量矩陣可以看出，創(chuàng)維綠色供應鏈在管理能力、信息能力、績效能力、動態(tài)能力和創(chuàng)新能力方面都表現(xiàn)優(yōu)異，尤其是績效能力優(yōu)勢明顯，而且能夠創(chuàng)造競爭優(yōu)勢，不能被輕易地模仿，具有很多的綠色發(fā)展?jié)摿?；美的綠色供應鏈各方面供應鏈能力發(fā)展較為均衡，但信息共享、溝通與合作有所不足，成員企業(yè)研發(fā)能力的先進性不夠，在信息能力和動態(tài)能力方面需要進一步加強；比克綠色供應鏈的企業(yè)綠色文化和綠色管理能力建設有所欠缺，綠色創(chuàng)新競爭力不足，但質量能力和績效能力方面的表現(xiàn)較為不錯。并且通過上述對比分析，可以發(fā)現(xiàn)新方法具有一定的可行性和有效性，它允許不同群體根據(jù)偏好賦予屬性指標不同的權重，在人有限理性的情況下是合理的，也比較符合現(xiàn)實。同時在將熱力學評價方法擴展到多群體的模糊決策過程中結合EDAS方法的平均思想和正、負向距離思想，可以更好地可以描述其質量，新方法的這個特征使決策信息的價值最大化。

4 結論

為了緩解經濟發(fā)展所面臨的資源與環(huán)境壓力，綠色供應鏈是供應鏈發(fā)展的一個主要趨勢。綠色供應鏈能力反映在“綠色”時代里供應鏈成員相互之間協(xié)調合作能力的強弱，是把各成員企業(yè)的能力整合為綠色供應鏈的關鍵，它直接影響綠色供應鏈的競爭力以及經濟效益，社會效益和環(huán)境效益。由于綠色供應鏈能力的評估在綠色供應鏈管理發(fā)展中具有非常重要的地位，因此如何合理、科學、有效地評估綠色供應鏈能力是實施現(xiàn)代綠色供應鏈管理所必須解決的關鍵問題，也成為本文研究的重點。鑒于此本文梳理了現(xiàn)有的綠色供應鏈和供應鏈能力的相關研究，根據(jù)相關原則引入綠色因素指標后構建了一套相對完善可行的綠色供應鏈能力評價指標體系。同時本文針對綠色供應鏈能力評價問題在猶豫模糊環(huán)境下拓展了多群體的熱力學評價方法，這種方法避免了現(xiàn)有多群體評價方法的缺陷，很好地發(fā)揮了多群體評價的優(yōu)勢，同時利用EDAS方法的思想全面地描述了系統(tǒng)的“數(shù)量”信息和“質量”特征，充分利用了系統(tǒng)的評價信息，減少了信息的損失。最后對珠三角地區(qū)的三個綠色供應鏈系統(tǒng)進行了評價排序，并給出了相應的分析和建議，并驗證了新方法的可行性和有效性。