鋰電池綠色供應鏈評價體系構建研究

王核成,楊琳苑,朱楚芝

(1.杭州電子科技大學 管理學院,浙江 杭州 310018;2.杭州職業(yè)技術學院 商貿旅游學院,浙江 杭州 310018)

我國鋰電池產業(yè)在經(jīng)歷了一番爆發(fā)式增長后,進入了相對穩(wěn)定的發(fā)展期。然而鋰電池供應鏈在綠色發(fā)展過程中仍存在不少問題?！丁笆奈濉毖h(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》指出,我國的動力電池行業(yè)存在資源利用率低、規(guī)范化回收水平不高等問題,需要進一步提高回收率和再利用率,建立資源循環(huán)型社會。在相關政策的推動下,鋰電池企業(yè)積極構建綠色供應鏈、提高核心競爭力,實現(xiàn)經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益三方面的協(xié)同發(fā)展。本文從我國鋰電池供應鏈現(xiàn)狀出發(fā),構建了評價指標體系,幫助鋰電池企業(yè)評估其供應鏈的綠色水平,助力優(yōu)化綠色供應鏈,推動鋰電池行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和社會經(jīng)濟的綠色發(fā)展。

一、文獻回顧

綠色供應鏈的理論和概念起源于綠色采購理論,Beamon(1999)對其進行梳理和拓展,將回收、再制造和再利用等相關活動引入,首次系統(tǒng)性地提出了綠色供應鏈的概念[1]。在可持續(xù)觀念的推動下,對于相關研究也逐步發(fā)展至可持續(xù)供應鏈的研究,Seuring和Muller(2008)認為可持續(xù)供應鏈是綜合考慮了經(jīng)濟、環(huán)境和社會三個層面,通過供應鏈上主體之間合作,將所有利益相關主體的需求綜合考慮的模式[2]。國內學者但斌和劉飛(2000)結合國內外研究總結了綠色供應鏈的概念和內涵,認為綠色供應鏈是一種現(xiàn)代化的供應鏈管理模式[3]。朱慶華(2017)等提出了綠色供應鏈管理的戰(zhàn)略模式和結構體系,完善了可持續(xù)供應鏈的管理理論研究[4]。Lin等(2021)指出平臺已成為可持續(xù)物流領域的有效創(chuàng)新手段[5],提出了包括三個關鍵要素的可持續(xù)管理框架。

國內外學者從不同視角探討綠色供應鏈評價研究。Sarkis(2003)利用平衡記分卡原理篩選并構建出綠色供應鏈評價體系[6]。Lifset(2005)以電子行業(yè)供應鏈為研究對象,建立評價體系并進行環(huán)境績效評估[7]。徐團結等(2006)認為綠色供應鏈管理及其綠色度評價要從供應鏈的自然屬性和社會屬性兩個維度共同考慮,結合專家咨詢法構建了包含兩個維度的評價指標體系[8]。Laosirihongthong等(2013)用因子分析法和多元線性回歸法研究了主動部署綠色供應鏈對環(huán)境、經(jīng)濟和無形績效產生的影響效果[9]。Jakhar(2015)以服裝行業(yè)的綠色供應鏈為研究對象,應用模糊層次分析法和模糊多線性規(guī)劃法,構建了決策模型并幫助企業(yè)選擇綠色供應鏈合作伙伴[10]。Lee(2015)運用結構方程模型,研究指出綠色供應鏈可以通過社會資本積累促進供應鏈績效提高[11]。

SCOR模型全稱供應鏈運作參考模型,適用范圍廣、完整性高,能夠幫助企業(yè)快速識別其所屬供應鏈的潛在問題并提出相應的建議,實現(xiàn)最佳實踐[12]。SCOR模型將供應鏈界定為計劃、采購、生產、配送和退貨五大基本流程,并將供應鏈細分為三個層次,依次為最高層、配置層和流程要素層。

云模型則是由李德毅院士提出的一種將語言值描述的概念進行具象化的工具,能夠實現(xiàn)不確定性語言與確定性數(shù)值之間的映射和轉換[13],適用于對不同指標進行科學評價。目前在數(shù)據(jù)挖掘、智能控制和評價分析等領域中,云模型已經(jīng)得到了廣泛應用并取得了良好表現(xiàn)。廖良才等(2010)運用云模型理論對組織的績效做出了全面、整體的綜合評價[14]。山紅梅等(2018)以快遞業(yè)的物流服務為研究對象,使用云模型方法綜合評價其服務質量[15]。

上述文獻為建立綠色供應鏈評價指標體系提供了理論基礎和借鑒意義,但由于不同領域的供應鏈差異較大,在細分行業(yè)領域內的相關研究仍存在不足。本文在以往研究的基礎上,結合文獻分析和專家意見法,針對鋰電池供應鏈特性和現(xiàn)狀,構建了鋰電池綠色供應鏈評價指標體系,并引入云模型評價方法,實現(xiàn)定性評價映射至定量模型,為鋰電池行業(yè)提升供應鏈綠色化水平提供參考借鑒。

二、基于SCOR模型的鋰電池綠色供應鏈模型

(一)鋰電池供應鏈分析

我國鋰電行業(yè)蓬勃發(fā)展,鋰電池企業(yè)從模仿借鑒到自主創(chuàng)新,其供應鏈體系已經(jīng)發(fā)展得比較成熟。本文把鋰電池供應鏈的組成分為供應商、制造商、分銷商和回收服務商。

(二)鋰電池綠色供應鏈運作模型

本文借助SCOR模型構建和分析鋰電池綠色供應鏈,基于SCOR模型將供應鏈分為三個層次,分別是綠色供應鏈的最高層、配置層和流程要素層。每個層次都能拆解成不同要素,且相互關聯(lián),形成遞階式結構。模型結構如圖1所示。

圖1 基于SCOR的鋰電池綠色供應鏈模型

最高層:定義了模型的范圍和內容,該層會直接影響綠色供應鏈的質量和運作效率。本文界定了五大流程:綠色計劃、綠色采購、綠色生產、綠色物流和綠色回收。

配置層:企業(yè)可以從大量的既定流程類型中選擇適應自身的供應鏈環(huán)節(jié),并據(jù)此構建自己的供應鏈。本文構建的配置層包括綠色生產系統(tǒng)、消費系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)和社會系統(tǒng)。

流程要素層:流程要素支撐和影響了供應鏈的運營方式。本文認為鋰電池綠色供應鏈的流程要素層中主要包括戰(zhàn)略規(guī)劃、人力資源、技術創(chuàng)新、供應鏈管理軟件和平臺及綠色供應鏈全面管理等。

三、評價指標體系

(一)指標體系構建

首先在科學性、有效性、全面性和定量定性結合的原則下,本文結合上文構建的SCOR模型,以模型中的5大管理流程為框架和依據(jù),提出5個關鍵域。結合相關研究,應用文獻分析法和系統(tǒng)分析法,在理論層面初步擬定了鋰電池綠色供應鏈的評價指標體系。

其次,在初稿基礎上,本文結合行業(yè)特征和企業(yè)實踐對評價指標體系進行了修正。修正過程采用了半結構式訪談、實地調研和問卷調查法,與相關專家進行了半結構式訪談,并對幾家知名鋰電池企業(yè)進行實地走訪調研和問卷調查。結合企業(yè)實踐和專家意見,修訂完善了評價體系和二級指標,定下修訂稿。

再次,在修訂稿的基礎上,通過兩輪專家咨詢,根據(jù)專家的反饋和建議進一步修改指標體系。對收回的問卷和建議進行數(shù)據(jù)整理和分析,數(shù)據(jù)分析過程與判斷準則如表1所示。為了落實問卷研究的科學性、有效性和全面性,在設計時采用了李科特5級量表[16]。

表1 數(shù)據(jù)分析過程與標準

最后,通過兩輪調研和修訂后,所有留下的一級、二級指標均符合指標判斷準則,構建了較完善的評價指標體系最終稿,如表2所示。

表2 評價指標體系

(二)指標體系的指標權重確定

為了克服單一賦權方法的片面性,本文選擇主觀和客觀賦權相結合的方法。經(jīng)過對比和權衡,主觀賦權選用層次分析法,客觀賦權選用熵權法,最終綜合確定指標的權重。層次分析法具有科學性強、邏輯性強和易操作的特性[17];熵權法則利用指標的信息熵確定權重,能夠保障權重的客觀性[18]。

運用AHP法主觀賦權,依據(jù)專家的打分結果,由上至下計算權重并判斷一致性是否通過檢驗。運用熵權法客觀賦權。最后,加權計算指標的主觀權重和客觀權重,確定綜合權重。綜合計算權重式(1)如下所示,其中Λj表示層次分析法計算得到的主觀權重,ηj表示熵權法計算得到的客觀權重。

(1)

(三)指標體系評價云模型構建

云模型方法能夠將定性評價與定量模型進行映射,在處理具有模糊性、不確定性的新問題中具有優(yōu)勢。基本構建步驟如圖2所示。

圖2 評價云模型構建步驟

1.構建評價基準云

結合相關的云模型研究和行業(yè)的具體實踐,本文借鑒成熟度模型的第一階段,基于描述性目的構建評價基準云[19],將評語值劃分為5級,具體的評語集可以表示為:Y={y1,y2,y3,y4,y5}={低水平,較低水平,一般水平,較高水平,高水平}。采用雙邊約束法確定云特征值,存在{ymin,ymax}。確定評價基準云CY(ExY,EnY,HeY),式(2)。

(2)

2.構建評價指標云和綜合云

(3)

(4)

(5)

計算各云數(shù)字特征參數(shù)。構建和確定綜合云C(Ex,En,He),其特征參數(shù)的計算,式(6)。

(6)

3.確定評價結果

計算和繪制云圖,將指標云、評價綜合云分別與評價基準云對比,比較獲得評價結果。

四、評價指標體系應用實例

(一)W公司L供應鏈概況

W公司擁有較高垂直整合的產業(yè)體系,涉足鋰電池全鏈條,且在耐高溫隔膜、不燃燒電解液等技術中處于行業(yè)領先地位。W公司還十分注重可持續(xù)發(fā)展,致力于構建可循環(huán)、可再生的循環(huán)產業(yè)鏈,迭代引用前沿的生產技術和生產工藝,在自動化程度、資源利用率、污染物排放方面都積極行動。W鋰電池公司L電池所在的供應鏈(以下簡稱L供應鏈)情況如表3所示。

表3 W公司L供應鏈情況

(二)AHP-熵權法確定綜合權重

基于前文構建的評價指標體系,制作主觀權重和客觀權重打分表,邀請專家打分。根據(jù)問卷收集的打分結果,分別計算主觀權重和客觀權重。

計算確定評價指標的綜合權重ωj,計算結果如表4所示。

表4 評價指標權重匯總表

最終綜合得到鋰電池綠色供應鏈評價指標的各級綜合權重,見表5所示。

表5 評價指標綜合權重

(三)L供應鏈評價

1.確定評價基準云

按照評價的評語集Y和論域計算得出評價基準云CYi,如表6所示。根據(jù)基準云的數(shù)字特征,生成評價基準云圖如圖3所示。

表6 評價基準云

圖3 評價基準云圖

2.確定指標云和綜合云

邀請專家進行打分評價,根據(jù)回收的問卷打分情況計算得到L供應鏈的云數(shù)字特征參數(shù)。依據(jù)L綠色供應鏈評價的二級指標評價云的數(shù)字特征參數(shù),進一步計算和合成各級云的數(shù)字特征參數(shù),各級指標云如表7所示。

表7 各級指標評價云

依據(jù)表7所示的關鍵域云模型數(shù)字特征參數(shù),繪制評價指標云圖,設定云滴數(shù)N=150 0,將所得的評價指標云圖與上一節(jié)繪制的基準云圖進行比較,生成的五大關鍵域云圖如圖4-圖8所示。

圖5 L供應鏈綠色采購云圖

圖6 L供應鏈綠色生產云圖

圖7 L供應鏈綠色物流云圖

圖8 L供應鏈綠色回收云圖

3.評價結果分析

根據(jù)使用MATLAB繪制所得的云圖進行評價結果分析:①云圖擬合分析:將指標云圖和基準云圖呈現(xiàn)在同一坐標系中進行比對,得出指標表現(xiàn)情況。②熵值En與超熵He分析:熵值En與評價結果的穩(wěn)定性呈現(xiàn)負相關關系,具體體現(xiàn)在云圖的跨度上;超熵He與評價結果的確定性呈現(xiàn)負相關關系,具體表現(xiàn)在云圖的厚度上。③霧化狀態(tài)分析:比較熵值與超熵的關系,如果En>3He,說明云滴的凝聚性表現(xiàn)良好,云圖分布呈現(xiàn)泛高斯分布,反之則說明云滴的凝聚性表現(xiàn)不佳,云圖分布呈現(xiàn)霧化。

通過各層級評價層層計算和合成各級云的數(shù)字特征參數(shù),得到L供應鏈五個關鍵域云圖表現(xiàn),如表8所示,其中綠色采購、綠色生產和綠色回收介于較高水平和高水平之間,靠近較高水平,而綠色計劃、綠色物流兩方面還存在提升空間。

表8 L綠色供應鏈關鍵域云圖分析

L供應鏈整體的云圖介于較高水平和高水平之間,靠近較高水平。結果表明L供應鏈的整體水平相對較高,但部分關鍵域和指標方面仍有待加強。五大關鍵域評價的結果(如表9所示)與建議如下:

在綠色計劃方面,云圖靠近較高水平,跨度較小,穩(wěn)定性較好;云滴分布較集中,說明專家意見的一致性相對較高,確定性較高。指標“A1”云圖靠近較高水平,出現(xiàn)霧化,表明缺乏具體而清晰的綠色供應鏈計劃。L供應鏈需要針對性地加強供應鏈綠色計劃的構建,強化企業(yè)員工和供應鏈管理人員的綠色環(huán)保意識,提升綠色供應鏈計劃在供應鏈管理中的重要程度,在供應鏈的全流程落實綠色發(fā)展的理念。

在綠色采購方面,云圖靠近較高水平,跨度較小,評價結果的穩(wěn)定性較好;云滴分布較集中,說明專家意見一致性相對高,評價結果的確定性較高。其中,指標“B2”云圖靠近較高水平,說明L供應鏈在綠色供應商的綜合管理上有進一步提升空間,可以提高供應鏈節(jié)點之間的協(xié)作水平,提升信息共享程度和流通速度,優(yōu)化綠色供應商管理體系。

在綠色生產方面,云圖靠近高水平,跨度較大,穩(wěn)定性較差;云滴分布較分散,說明專家意見一致性相對較低,評價結果的確定性較低。其中,指標“C1”靠近較高水平,表明L供應鏈在綠色生產環(huán)節(jié)中的資源有效循環(huán)利用方面仍有提升空間,可以通過創(chuàng)新生產工藝、提升產能和資源能耗利用水平優(yōu)化綠色生產;指標“C2”出現(xiàn)霧化,表明供應鏈相關管理人員對這方面認知不夠統(tǒng)一。

在綠色物流方面,云圖靠近較高水平,跨度較小,穩(wěn)定性較好;云滴分布較集中,說明專家意見一致性相對高,評價結果的確定性較高。其中,“D1”和“D2”云圖均靠近較高水平,表明L供應鏈在這兩方面均有待提升,需要針對性地深化倉儲和運輸?shù)木G色化改造,加強物流管理、優(yōu)化倉儲選址和倉儲管理。

在綠色回收方面,云圖靠近高水平,跨度較小,穩(wěn)定性較好;云滴分布較集中,說明專家意見一致性相對高,評價結果的確定性較高。其中,“E1”云圖靠近高水平,表明L供應鏈的鋰電池逆向物流回收已取得較好成效;“E2”云圖靠近較高水平,L供應鏈未來可以進一步通過二維碼溯源管理、引入第三方回收機構等方法,深度優(yōu)化鋰電池綠色回收管理。

五、結論

綠色供應鏈是當下的研究熱點問題之一,也是符合我國生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展的重要內容。本文構建的鋰電池行業(yè)綠色供應鏈模型和評價體系,能夠評價鋰電池供應鏈的綠色水平,幫助鋰電池企業(yè)提升核心競爭力,對構建鋰電池企業(yè)綠色供應鏈和提升行業(yè)綠色水平都有著積極的意義。主要研究價值體現(xiàn)在:①基于SCOR模型理論構建了我國鋰電池行業(yè)的綠色供應鏈模型;②以SCOR模型為基礎,結合文獻分析、專家訪談和實地調研等方法構建并優(yōu)化確定了包含5個關鍵域、9個一級指標和20個二級指標的鋰電池綠色供應鏈評價指標體系;③使用AHP-熵權法確定了評價體系的權重,并引入云模型評價方法,通過實現(xiàn)定性評價與定量模型的映射,更加客觀地評價鋰電池供應鏈,助力提升供應鏈綠色水平。

為更好地完善評價體系,在未來研究中可做出如下改進:①本文的部分二級指標未能實現(xiàn)數(shù)值測度,需要繼續(xù)進行細分研究。②在指標體系優(yōu)化和確定權重的過程中,獲取全面、科學的數(shù)據(jù)有一定難度,且存在專家樣本來源不夠豐富、調查方式不夠多元的情況,未來可以擴大專家樣本的來源和數(shù)量,采用多元化調查方式,提高研究的科學性。