多条绿色建筑供应链下供应商的选择分析——基于ANP-PROMETHEE模型

王建廷，余 强

（天津城建大学 经济与管理学院，天津 300384，E-mail：yuqiang0903@126.com）

多条绿色建筑供应链下供应商的选择分析
——基于ANP-PROMETHEE模型

王建廷，余 强

（天津城建大学 经济与管理学院，天津 300384，E-mail：yuqiang0903@126.com）

为有效解决多条绿色建筑供应链下供应商的选择问题，针对已有供应商选择方法的缺欠，构建多条绿色建筑供应链下供应商选择的指标体系，提出ANP（网络层次分析法）和PROMETHEE（偏好顺序结构评估法）的绿色材料供应商选择组合模型，并进行算例验证，以期为多条绿色建筑供应链下供应商选择提供新的思路和方法参考。研究表明：通过ANP确定绿色材料供应商选择的指标权重，能有效解决各指标间相互依存及反支配作用的问题。PROMETHEE使绿色材料供应商选择的结果出现逆序的概率较小，得到结果更为科学客观合理。

绿色建筑；绿色供应链；供应商；网络层次分析法；偏好顺序结构评估法

经济全球化背景下，企业间的竞争优势取决于其所在供应链间的竞争[1]。在实际运作过程中，与单一供应链相比，多条绿色建筑供应链下供应商的选择问题更复杂。一方面，由于绿色建筑市场涉及利益主体的多样性与复杂性，同一个绿色材料供应商与多个总承包商相互合作，可能涉及到多条绿色建筑供应链的相互交叉，而同一条绿色建筑供应链上也可能会有单个总承包商与多个相互竞争或合作的绿色材料供应商相互合作。另一方面，绿色材料供应商相关经营业务范围的变动对部分绿色建筑供应链产品的更换、联盟解散或经营转移产生一定的影响。为确保绿色材料供应商提供符合要求的绿色材料，在多条绿色建筑供应链相互竞争情况下，绿色建筑供应链核心企业（总承包商）如何高效地选择最优的绿色材料供应商值得重视。

近年来，国内外学者开始从多方面对供应链和供应链间的竞争进行研究，而在多条绿色供应链方面的研究还存在不足，特别是目前多条绿色建筑供应链下供应商选择的研究比较欠缺。选择绿色材料供应商时需综合考虑多方面的因素，如何选择合适的绿色材料供应商确保建筑材料的绿色环保，不仅关系供应商自身经营的经济利益，而且也关系着绿色建筑供应链整体利益。既要考虑产品的质量、价格等因素，又需要评价其环境指标以及对整个绿色建筑建筑供应链的高效运行的推动情况，选择合适的绿色材料供应商对于绿色建筑供应链整体发展意义重大。

1 多条绿色建筑供应链下供应商选择问题

1.1 传统供应商选择方法失灵原因

绿色材料供应商选择的方法较多，如层次分析法（AHP）、逼近理想求解排序法（TOPSIS）、数据包络分析法（DEA）及淘汰选择法（ELECTRE）等。但这些方法各有优劣，如AHP法具有完全补偿性，专家主观性比较强，虽然将复杂问题简单化，但对复杂系统的描述结果可能与实际结果的偏离较大。TOPSIS与AHP均易出现排序逆转的问题，从而使得评选过程复杂费时。ELECTRE虽然有逻辑关系简单和交互性较好的优点，但不能直接有效处理不确定的信息。由于上述传统方法各自存在的不足之处，使得选择的结果不够精确合理，难以保证其结果的可靠性和可验证性，从而影响了评价结果的可信度。

1.2 方法创新的路径选择

为解决传统绿色材料供应商选择方法失灵的问题，部分学者试图将多个选择方法结合，如AHP和TOPSIS[2]、ANP与TOPSIS[3]、AHP和PROMETHEE[4]等。通过方法间的组合能更好发挥各自的优势，有利于克服利用单个方法选择供应商时所存在的局限性，有效提高了评价的客观性和准确性。本文将绿色材料供应商的选择理论与绿色供应链理念相结合，从对环境影响最小的角度出发，在前人对供应商选择评价研究的基础上，构建一套多条绿色建筑供应链下供应商选择的指标体系。将ANP与PROMETHEE相结合，对多条绿色建筑供应链下供应商进行客观选择。

2 多条绿色建筑供应链下供应商选择指标体系

2.1 指标体系及其作用

选择及构建合适的指标体系是绿色材料供应商进行评价选择的基础，建立一套科学有效的绿色材料供应商选择指标体系对于多条绿色建筑供应链高效稳定运行至关重要。供应商选择的指标研究始于Dickson[5]，绿色建筑供应链涉及的环境、利益主体及选择准则差异决定绿色材料供应商选择指标体系间的不同。科学确定绿色材料供应商的选择指标体系，关键是准确把握绿色建筑供应链所处的环境特征及相关利益主体的特点，合理制定绿色材料供应商的选择准则。

2.2 现有指标体系存在的问题

目前传统供应商选择指标的研究成果较多，L.M.Ellram[6]综合考虑将成本、质量等指标作为供应商的选择指标；W.E.Patton[7]提出价格、质量等7项供应商的选择评价准则。而绿色材料供应商的研究较少，王能民等[8]提出绿色制造模式下供应商的选择评价指标体系，其强调环境管理理念的相容性；马士华[9]将供应商的选择评价指标体系分为质量体系、业务结构、生产能力、企业绩效及环境等四部分；宾厚等[10]根据绿色供应链的内涵，构建了一个多层次的供应商选择评价指标体系，该体系不仅有产量、价格等传统的经济指标，还涉及资源节约、能源消耗等环境指标。

分析发现，现有绿色材料供应商的选择指标体系尚存在明显不足。一方面，部分指标体系虽考虑了环境因素，但缺乏对选择指标的界定和量化；另一方面，确定指标权重时只是从单个子系统研究问题，未能充分考虑各指标间相互影响。根据王能民等[11]提出的绿色供应链下供应商评价指标体系的设计原则可知，不能仅用一套指标评价体系选择绿色材料供应商，应具体情况具体分析。不考虑其他因素影响，在多条绿色建筑供应链下，现有绿色材料供应商的选择指标体系不能有效解决绿色材料对环境所产生的影响，需从绿色建筑供应链整个系统的角度选择最优的绿色材料供应商[12]。

2.3 指标体系框架

本文认为绿色材料供应商的选择应注重3个方面：一是从绿色材料本身看，不考虑其他因素影响，绿色材料质量决定绿色建筑最后形成。二是绿色材料供应商对环境的管理及在行业中的信誉度。三是多条绿色建筑供应链间的相互竞争，处于不同供应链中绿色材料供应商合作的稳定性对增强整个链条的核心竞争力及建立战略合作伙伴关系，实现双赢及多赢至关重要。故本文针对多条绿色建筑供应链下供应商选择指标体系，新增了环境指标和合作稳定性，同时对材料指标扩展了材料环保性能，以期充分反映绿色材料供应商在多条绿色建筑供应链中的特点。

本文通过梳理分析前人的研究成果[6～9]，创新性地构建了多条绿色建筑供应链下供应商的选择指标体系（见图1），包含材料指标、行业信誉度、组织指标、环境指标和合作稳定性等5个方面的一级指标及25个二级指标。

图1 多条绿色建筑供应链中供应商选择指标体系

3 多条绿色建筑供应链供应商选择ANPPROMETHEE模型

3.1 ANP-PROMETHEE模型原理

与AHP相比，ANP更注重考虑各指标间的相互影响，使选择评价更符合实际。PROMETHEE具有部分补偿性，能够对选择的绿色材料供应商进行全排序，并能处理复杂数据，选择评价的结果客观稳定。在新加入绿色材料供应商时，不需要重新对所有绿色材料供应商评价选择，只需对新加入的绿色材料供应商进行评价。考虑到多条绿色建筑供应链下供应商的选择指标间存在相互影响，本文利用ANP与PROMETHEE各自优点相互结合，建构ANP与PROMETHEE的组合模型。用ANP对绿色材料供应商的指标进行结构化分析，确定指标的权重；用PROMETHEE对候选绿色材料供应商进行优劣排序，进行选择决策。

3.2 基于ANP的供应商评价模型

ANP法由控制层与网络层构成，控制层包括目标和决策准则两部分，网络层由多个元素组构成，元素间相互影响、相互作用和反馈。令ANP中控制层中元素组为P1，P2，…，Pm，网络层元素组为C1，C2，…，CN，其中Ci中的元素为Ci1，Ci2，…，Cimi，i=1，2，…，N。由ANP确定指标的权重步骤如下：

（1）构建超矩阵W。根据Ci对Cjk的元素间相对重要性比较（Wij=0，为两元素不相关）得：

整理后得超矩阵W，式中，超矩阵W中Wij（i，j=1，2，…，N）列和为1（W可能没有归一化）

（2）计算加权超矩阵W′。根据Ps（s=1，2，…，m）中各组元素对准则Cj的重要性比较得：

式中，元素aij表示在控制层Ps下，第i个元素对第j个元素的影响权重（aij=0表示元素间不相关），则加权超矩阵为W′=A×W=(Wij＇)=（aij×Wij）（i，j=1，2，…，N，其列和为1）。

（3）求解指标的权重。为充分体现网络层各元素间相互影响的关系，对超矩阵进行稳定性处理，即计算超矩阵的极限值W′∞。若W′∞收敛，则第j列即为网络层中各元素对第j个元素相对总目标的权重。

ANP解决问题的关键是利用“超矩阵”对各相互作用的因素进行综合分析，得到各指标因素的混合权重。

3.3 基于PROMETHEE的供应商选择模型

（1）结合相应的偏好函数构建一般化准则。同一个选择准则下两个候选绿色材料供应商a，b∈K两两比较，其结果用偏好表示。

候选绿色材料供应商a与b差的偏好函数为：

为便于偏好函数容易处理，Brans等[13]提出相应的6种偏好函数（usual、U-shape、V-shape、level、linear与Gaussian）。并对偏好函数中的参数做了如下说明：q为无差异阈值；p为绝对偏好阈值；s为介于p和q间的数值。对多准则偏好指标c（a，b）定义如下：

式中，c(a，b)表示供应商a优于供应商b的偏好程度，偏好指标c(a，b)介于0与1间，即

（2）计算各候选绿色材料供应商的离去流量、进入流量及净流量值，根据其净流量值对候选绿色材料供应商进行优劣评价，流量计算表示如下：

离去流量：

式中，Ф+(a)表示绿色材料供应商a优于其他供应商的程度。

进入流量：

式中，Ф-(a)表示其他绿色材料供应商优于供应商a的程度。

净流量：

4 算例分析

4.1 条件假设

绿色建筑供应链中某总承包商对P1、P2、P3 3家绿色材料供应商进行优选，且3家供应商位于不同的绿色建筑供应链上，供应商及供应链间存在相互竞争关系。每条绿色建筑供应链对应一个绿色材料供应商，对其选择指标间是相互影响。

4.2 ANP模型应用

4.2.1 构建网络结构模型

利用ANP构建多条绿色建筑供应链下供应商的选择网络结构模型，如图2所示。该模型系统只有一个总目标，即多条绿色建筑供应链下最优供应商指标（A）。网络层包括5个元素组：材料指标B1、信誉度B2、组织指标B3、环境指标B4和合作稳定性指标B5，各元素间相互影响。每个元素组中有不同数量的选择指标，整个体系共有25个选择指标。

图2 多条绿色建筑供应链供应商选择评价网络结构模型

4.2.2 确定指标权重

（1）确定内部独立准则的权重。根据图2所示比较元素组间及元素间的关系，由比例标度（数字1～9）得判断矩阵，并进行一致性检验。其中两两比较的数据由Matlab软件计算。

（2）计算内部依存指标层权重。为解决指标间存在相互影响问题，除相对上层元素进行重要度比较分析外，还需横向比较不同指标间的重要性。如对材料指标B1中的5个元素，比较其C1～C5相互间的重要性，得到判断矩阵。按照上述方法确定其他4个指标下的元素指标间的两两矩阵，并进行一致性检验。

4.2.3 计算超矩阵、加权超矩阵和极限超矩阵

因为材料指标、信誉度、组织指标、环境指标和合作稳定性间相互独立，故对Wij（i，j=1，2，…，N），当i≠j时，Wij=0，从而得所有评价指标的超矩阵。由于多条绿色建筑供应链下供应商选择超矩阵列和均为1，所以直接用Matlab软件逐渐提高超矩阵的幂直到超矩阵收敛，当超矩阵的幂提高到45时，极限超矩阵恰好达到稳定状态，如表1所示。其余部分的Cij值均为0。

表1 极限超矩阵

4.2.4 确定各个指标的权重

由极限超矩阵得各元素指标的权重（已归一化处理），如表2所示。

表1中，B1～B5对应的Cij值为：

表2 各个元素指标权重

4.3 PROMETHEE模型应用

对于定性指标的评分由专家按照模糊比率刻度（1、3、5、7、9）给出，1～9语言含义分别为不重要、较重要、重要、很重要、非常重要；其中材料价格指标和合作收益情况指标通过企业预算给出，单位为万元。各个元素指标数值表如表3所示。

偏好函数的选择决定着评估的准确性，根据各项指标的属性特征，分别选择适用的偏好函数，所涉及的4种偏好函数类型分别为level型（C2、C4、C5、C7、C8、C9、C10、C12、C13、C16、C17、C18、C24、C25）、linear型（C3、C14、C15、C19、C20、C22、C23）、u-shape型（C11）和gaussian型（C1、C6、C21）。偏好函数类型表达式分别为：

表3 各个元素指标数据值

本文认为偏好函数level型的选用是因为指标的不同等级化。偏好函数linear型表示指标开始有最低水平，然后偏好成线性变化。偏好函数u-shape型表示指标只要能到达一定水平即可。偏好函数gaussain型表示指标成线性变化。此处，为便于计算简便，对于相同偏好函数类型的每个指标阀值取相同值，偏好函数类型level型中q为1.5，p为2.5；linear型中q为1，p为2；u-shape型中q为1；gaussian型s为15。根据PROMETHEE中离去流量、进入流量以及净流量的计算公式求得多条绿色建筑供应链下供应商P1、P2、P3的离去流量、进入流量，最后得出P1、P2、P3的净流量分别为0.0259、-0.2975和0.2717。依据净流量，可得多条绿色建筑供应链下绿色材料供应商选择的优先排序为P3＞P1＞P2。

4.4 结果分析

通过上述算例验证可得，P1、P2和P3这3家供应商中P3最优，其次是P1，P2。多条绿色建筑供应链下供应商的选择问题比较复杂，科学合理地构建绿色材料供应商选择指标体系是选择出最优供应商的有效保障，ANP-PROMETHEE既解决了指标间相互影响的问题，也一定程度上提高了供应商选择结果的准确性及合理性。通过算例分析也得出：在多条绿色建筑供应链中，清洁资源利用率、材料回收利用率、合作信息共享水平和应急需求反应能力对于最优绿色建筑材料供应商的选择有正向作用。

5 结语

针对多条绿色建筑供应链供应商选择问题，本文提出将ANP和PROMETHEE相结合的评选方法，该方法通过采用ANP法求权值避免了人为主观性和随意性，同时考虑指标间的相互影响。通过PROMETHEE法选择绿色材料供应商更符合绿色建筑供应链的发展需求，充分发挥了PROMETHEE评价的非补偿性优势。将ANP与PROMETHEE相结合，进一步丰富绿色建筑供应链中供应商选择理论，为研究多条绿色建筑供应链下供应商选择提供新的思路和方法参考。但该方法需要借助软件对数据进行处理，计算数据较多，需要进一步优化计算方法和寻求更为方便的计算工具。此外，信息不对称条件下多条绿色建筑供应链中绿色材料供应商选择还需要进一步讨论研究。

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The Selection Analysis of Supplier in Multiple Green Supply Chains Based on ANP-PROMETHEE

WANG Jian-ting，YU Qiang
（School of Economics and Management，Tianjin Chengjian University，Tianjin 300384，China，E-mail：yuqiang0903@126.com）

To efficiently solve the problem about the selection of supplier in multiple green building supply chains，In view of the existing defect of the supplier selection method，The index system of supplier selection in multiple green building supply chains was built.The combination model of ANP and PROMETHEE was put forward，and the model was verified，which provides supplier selection of multiple green supply chains with new ideas and methods for reference. The results show that ANP defines the hierarchy of the supplier selection and weight of evaluation criterion，and it can effectively solve the problem of the interdependence relationship of internal elements and the reverse control. PROMETHEE brings the smaller probability of reverse order，which makes result more scientific and objective and reasonable.

green building；green supply chain；supplier；ANP；preference order structure evaluation method

F274

A

1674-8859（2016）06-027-06

10.13991/j.cnki.jem.2016.06.006

王建廷（1960-），男，博士，教授，研究方向：绿色建造与运营管理，城镇化理论与对策；

2016-07-28．

余 强（1987-），男，硕士研究生，研究方向：绿色建造与运营管理。