基于層次分析法和數(shù)據(jù)包絡分析的供應商評價

張飛騰, 王洪麗

(山東管理學院，會計學院， 山東，濟南 250300)

0 引言

無論是上游還是下游，所有不同屬性的供應鏈組成單元都會影響供應鏈的性能。確定適當類型的供應鏈性能衡量標準顯然是供應鏈體系高效運行的關鍵環(huán)節(jié)。相關領域?qū)＜覍W者對供應鏈中適當類型的性能衡量標準進行了深入研究。張威震[1]研究了電子公共服務供應鏈績效指標體系的構(gòu)建，旨在提供高電子公共服務的質(zhì)量;湯金毅等[2]對不同類型的供應鏈進行了分析和研究，對我國供應鏈的發(fā)展進行了詳細論述。這些研究描述不同組織使用了不同性能衡量標準,而且這些研究僅關注供應鏈中的某一單個組織，這意味著研究結(jié)果并不直接與供應鏈性能相關[3]。本文提出了一種新的供應商評價模型，將層次分析法(AHP)與數(shù)據(jù)包絡分析(DEA)相耦合，對不同供應鏈類型的供應商進行評價與排序,并為特定供應鏈尋求最優(yōu)的解決方案，以此為公司管理層提供應用多準則決策模型的參考方案。

1 供應鏈性能指標體系

在供應鏈中，一個設計良好的測量系統(tǒng)可以通過服務差異化和降低成本來獲得競爭優(yōu)勢[4]。供應鏈戰(zhàn)略的實施需要一個衡量標準，使性能與其他供應鏈成員的目標相一致。供應鏈性能可以看作一個衡量指標體系[5]，如質(zhì)量、交付、靈活性成本控制。建立一個測量系統(tǒng)需要了解組織內(nèi)部的過程以及買方和供應商之間發(fā)生的過程，因此一個組織必須決定其將使用哪些性能指標。供應鏈性能指標體系由一組參數(shù)組成，這些參數(shù)能夠從最終客戶和供應鏈中其他成員的角度全面描述整個供應鏈的物流和生產(chǎn)性能。

鑒于供應鏈有不同的類型，并且供應鏈具有不同的特點，為了實現(xiàn)最優(yōu)的供應鏈性能，每種供應鏈都需要關注。根據(jù)供應鏈的類型，供應鏈中的某些性能指標將優(yōu)先考慮[6]。對于高效供應鏈而言，主要的性能指標是成本，例如供應商從內(nèi)部供應鏈到買方的總成本，或者影響生產(chǎn)成本的所有類型的成本。衡量標準可以表示為成本與購買產(chǎn)品的比率?？焖?、敏捷或響應市場的供應鏈(具有相似的特征)有更短的交貨時間，因此主要的衡量標準是交付，但也包括生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的靈活性。

2 不同類型供應鏈供應商性能改進模型

供應鏈中的目標值和需求由原始設備制造商(OEM)設定[7]，這些需求沿著整個供應鏈傳遞。這迫使供應鏈中的每個組織向其供應商提出相同或更嚴格的要求，從而滿足買方和原始設備制造商的要求。這樣，每個組織在努力實現(xiàn)既定目標的同時，不斷改進業(yè)務流程，使整個供應鏈具有更好的性能[8]。

為了提高供應鏈中的供應商性能，開發(fā)的模型依賴于4種類型的供應鏈，它們分別為高效供應鏈、精益供應鏈、敏捷供應鏈和混合供應鏈。同時依賴于4個性能指標屬性,分別為質(zhì)量、靈活性、成本和交付。

針對不同供應鏈類型的供應商評價問題，將支持多準則決策的AHP和DEA相結(jié)合[9-10]。在不同類型的電子供應鏈中，集成兩階段多準則決策支持模型的步驟，如圖1所示。

圖1 支持不同類型供應鏈的供應商評估和排名決策的多準則模型

3 供應商評價與排序模型

3.1 方法論

DEA方法已被證明是成功的，尤其是在評估非營利組織在市場之外的性能時[11-12]。每個決策單元的所有輸入和輸出數(shù)據(jù)都被輸入到一個線性程序中，這個線性程序?qū)嶋H上是DEA模型中的一種。這樣就可以以加權輸出和加權輸入和的比值來評估觀測到的決策單元的性能。DEA指的是相對效率，因為決策單元是相對于其他單元來觀察和衡量的。效率范圍為0～1，任何偏離1的情況都是由于投入過多或產(chǎn)出不足造成的。

DEA模型可用以下規(guī)劃問題表述，如式(1)：

(Ej≤1,j=1,2,…,n;urj,vij>0)

(1)

式中,yrj表示輸出值,xij表示輸入值,urj表示輸出yrj的權重系數(shù),vij表示輸入xij的權重系數(shù),r=1,2,…,s表示記錄的產(chǎn)品數(shù)量,i=1,2,…,m表示已使用資源的數(shù)量,j=1,2,…,n為DMU數(shù)量。

本文使用混合DEAHP方法，以克服DEA和AHP方法的缺點。在DEAHP問題模型中，利用DEA方法根據(jù)層次分析法中觀察到的要素，從比較矩陣中獲得局部決策優(yōu)先級。表1為DEAHP方法比較矩陣。

表1 DEAHP兩兩比較矩陣及其有效性評價

AHP比較矩陣中元素aij(aij>0,aij=1/aji,aii=1)為DEAHP比較矩陣的元素，調(diào)整DEA方法以計算局部優(yōu)先級。每個矩陣行被視為一個典型的DMU，每列被視為一個輸出。此外，矩陣包含一列虛擬輸入列，每個DMU的值為1，以實現(xiàn)DEA方法。

采用AHP比較矩陣的DEA方法提供了決策優(yōu)先要素的客觀化值，從而減少了采用AHP方法進行評估的主觀性[13]，消除了由于添加或排除不相關的替代方案而產(chǎn)生的秩逆，這是應用AHP時的一個特征問題，利用DEA對有限個決策優(yōu)先級要素進行聚合。另一方面，與經(jīng)典的DEA方法僅度量相對效率不同，DEAHP方法隱含了AHP,同時包含定量和定性決策因素的能力[14]，使得對觀察到的決策單元的性能評估更加完整。

3.2 模型構(gòu)建

模型的目標是根據(jù)供應商所屬的供應鏈類型對供應商進行評估。根據(jù)所給出的理論假設、問題描述和研究目的，結(jié)合實際情況，針對供應鏈性能評價的需要，形成了相應的AHP模型，并給出了4個相應的決策層次。

(1) 目標級別：按供應鏈類型對供應商進行評估。

(2) 標準級別：交付效率、運輸成本。

(3) 次標準級別：基于共同特征的一組次標準，包括準時交貨(SOTD)、差異材料報告(SDMR)、百萬分率(SPPM)、不良質(zhì)量成本(SCPQ)、入境運輸成本(SITCR、SITCE)。

(4) 備選方案級別：一組備選方案(供應商1、供應商2、供應商3、供應商4、供應商5、供應商6)。

每一個標準都通過其次標準得到了更明確的解釋，從而得到更詳細和更現(xiàn)實的分析級別。在每個標準中，次標準與它們所描述的標準相互比較,這意味著備選方案與每個次標準相互比較，從而可以根據(jù)決策者或執(zhí)行評估的管理層的偏好對備選方案進行排序。用于供應商評估、排名和比較的AHP模型層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 基于供應鏈類型的AHP供應商評估模型

研究內(nèi)容包括對6家高效型供應鏈供應商的評價、排序和比較，以及對6家敏捷型供應鏈供應商的評價、排序、比較。

4 結(jié)果與討論

根據(jù)依賴關系和數(shù)據(jù)對決策要素進行兩兩比較，按照通常的1～9標度，借助SuperDecisions軟件包，在特征值法觀察到的問題內(nèi)確定優(yōu)先級，并根據(jù)供應鏈的類型獲得標準權重系數(shù)，從而根據(jù)做出評估的決策者的偏好對觀察到的決策元素進行排序。如果評估和比較過程中存在多個決策者、管理者、專家或利益相關者，則可以使用幾何平均數(shù)作為組合和客觀化評估的方法，如式(2)：

(2)

式中，wi是決策問題的第i個元素的最終權重，wik是根據(jù)第k個決策者的評估計算的相對權重。

通過比較確定的次標準(即性能指標)與交付效率和運輸成本標準，獲得取決于供應鏈類型的相對權重，如表2所示。在高效供應鏈中，估計運輸成本相對于交付效率標準(0.167)具有更高的相對重要性(0.833)。表2中的次標準比較給出了權重系數(shù)的值，從管理者的角度看，在高效供應鏈類型中，SITCE的相對權重最高(0.667)，其次是SITCR(0.167)。另一方面，在敏捷供應鏈中，交付效率的相對權重更大(0.833)，相對于運輸成本(0.167)以及與此類重要標準比較的結(jié)果，最高權重系數(shù)被分配給SOTD(0.461)，然后是SPPM(0.221)，如表3所示。

表2 高效供應鏈中AHP供應商排序模型中標準和次標準優(yōu)先級的相對權重

表3 敏捷供應鏈中AHP供應商排序模型中標準和次標準優(yōu)先級的相對權重

為了消除AHP應用中明顯的主觀性特征，將現(xiàn)有模型與DEA方法進行了雙重結(jié)合。首先，在敏捷供應鏈的情況下，對標準重要性的AHP評估，相對于每個單獨的標準，被集成到相應的DEA模型中，其中選擇的AHP標準作為DEA模型中的輸出變量，而輸入是虛擬變量，其值等于每個DMU的一個值。之后，形成一個合適的DEAHP矩陣，其元素對應于標準權重系數(shù)。DEAHP矩陣元素的相應變換，其中包括計算每對決策單元的相對效率，而不涉及其他決策單元，形成DEA-AHP評估矩陣，從而計算特征向量，該特征向量的組成部分是DEA-AHP優(yōu)先級，用于在這種情況下對決策單元或供應商進行排序。

DEAHP模型的形成與其余關鍵績效指標(KPI)相同。使用面向輸入的DEA模型，計算出每個KPI的DEAHP優(yōu)先級。為了將DEAHP備選優(yōu)先級轉(zhuǎn)換為DEA-AHP評估矩陣，可以得出：

(3)

其中，Ejk是DEAHP備選優(yōu)先級矩陣中相對于特定KPI的第j行第k列的元素。

通過應用前面的關系，得到了表示DEA-AHP備選方案評估矩陣的值。通過將矩陣每行的所有元素相乘，最后通過歸一化得到一個特征向量W=[0.196 0.100 0.164 0.272 0.127 0.190]，其組成部分是DEA-AHP備選優(yōu)先級。根據(jù)這些優(yōu)先級，得到供應商在敏捷供應鏈中排名。DEA-AHP優(yōu)先級和最終供應商排序如表4所示。

由表4可知，供應商S4的排名最好，因為它的優(yōu)先級最高，為0.272。對于一個高效供應鏈來說，同樣的過程是重復的。特征向量為W=[0.147 0.209 0.239 0.235 0.104 0.119]，最佳供應商為S3(0.239)。對兩條供應鏈計算的優(yōu)先級幾何平均數(shù)表明，排名最好的供應商是S4(0.253)，其次是S3(0.211)。

表4 DEA-AHP供應商優(yōu)先級及最終排序

5 總結(jié)

本文的研究包括供應商評估和排名，這取決于其屬于哪種類型的供應鏈。由于一個供應商可以參與多個不同類型的供應鏈，因此其排名可能相同、更好或更差。供應商在不同類型供應鏈中的排名信息對公司管理層來說非常重要，公司管理層可以據(jù)此決定用另一個供應商替換排名最差的供應商，或者采取適當?shù)男袆觼硖岣咝阅?。結(jié)合AHP和DEA,并納入決策支持系統(tǒng)，并與所提出的不同類型供應鏈供應商評價模型并行開發(fā)，從而將該模型多準則優(yōu)化的具體結(jié)果納入到供應鏈業(yè)務流程改進系統(tǒng)中。