基于CS-DEA和GRA的多级供应商评价模型

赵 静，杨玉中，高学鸿

（河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作 454000）

基于CS-DEA和GRA的多级供应商评价模型

赵 静，杨玉中，高学鸿

（河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作 454000）

根据供应商的评价指标体系，运用基于改进的层次分析法、指标凝聚数据包络分析法和灰色关联分析法的模型对各供应商进行了评价，并建立了基于改进层次分析法、指标凝聚数据包络分析法的灰色关联度分析模型。该模型既考虑了决策者的偏好，又充分利用了客观的定量数据，使得供应商的选择更加客观、合理，并通过实例分析为企业选择出供应商3为最优供应商，为企业提供了决策性参考。

供应商选择；层次分析法；指标凝聚数据包络分析法；灰色关联分析法；指标体系

1 引言

进入21世纪以来，社会的发展、科技的进步、市场结构的调整和经济的飞跃都为企业发展提供了良好的契机，同时也带来了巨大的挑战。在这种竞争环境下，供应商处于供应链环节中核心企业的上游，如何评价并甄选供应商便成为企业供应链管理中非常重要的一个环节。

在供应商评价指标方面，Dickson[1]最早开始系统地研究供应商评价问题，并通过问卷法得到了23种评价供应商的准则，为以后的供应商选择研究提供了大体的框架和研究方向。2010年，Chiu,Ming-Chuan[2]运用图论的方法提出了集成产品设计和供应链的设计决策，将其各方面的设计决策纳入供应商表现中，并以此为主要依据选择供应商。罗文浩[3]、彭剑锋[4]等用关键绩效指标(KPI)方法，对供应商进行绩效考核。李岩、蒋艳、谢浩、张炳轩、李龙洙、都忠诚等[5-6]提出了模糊环境下供应商的选择方法。雷星晖、罗新星、马文娟等[7-9]运用层次分析法(AHP)对供应商进行了选择和评价。Ozgun,Zeynep Ozlem[10]提出了一个基于DEA的分段模糊AHP方法和多目标模糊数学编程模型，对企业供应商进行评价与选择；随后，DEA被用于煤炭企业、制造企业、银行、高校等不同领域。傅丽芳等[11]在构建绿色供应商评价指标时重点讨论了供应商所提供的产品价格、质量、准时交货率、市场占有率、废弃物回收效率、清洁能源利用率等方面，同时采用一定的定量方法选出其最优的供应商。通过分析国内外参考文献，不难发现绝大多数的供应商评价都是以选择为目的，而忽略了供应商在企业中扮演的重要作用。此外，某些供应商评价体系未能充分考虑供应商各个方面的表现，导致评价结果有偏差。最后，对待供应商的策略不仅仅是评价完就结束了，而是要运用综合的评价方法对供应商进行分级识别，才能对供应商采取不同的管理策略。基于此，本文利用改进的层次分析法、指标凝聚数据包络分析法和灰色关联分析法的模型，实现了对供应商的分级识别，为区分对待供应商提供了重要依据。

2 供应商评价指标体系

供应商的评估必须依托于系统、全面的供应商评价指标体系。在充分调研、征求专家和企业核心人员意见的基础上，结合相应行业及企业的特殊性，将影响企业选择供应商的评价因素归结为以下4类，共计18项指标。

2.1 成本

（1）产品价格：核心企业采购供应商单位产品的价格，决定了核心企业对供应商的主要资本投入；

（2）交易成本：在采购过程中，核心企业在同类商品多次交易所支出费用的平均值。

2.2 产品

（1）产品质量：即产品合格率，决定供应商产品的最主要竞争力，产品合格率=合格产品数/产品总数× 100%；

（2）产品可靠性：产品性能反应产品内在属性，指其是否符合国家行业标准，用（1-合格产品的故障率）表示，产品性能=（1-产品故障/产品总数量）×100%；

（3）产品柔性：企业生产的产品快速响应市场和顾客需求变化的能力，指标值通过专家小组评分获得。

2.3 供应商能力

（1）售后技术服务水平反应：指供应商能够及时、有效地解决顾客遇到的维修、升级等技术问题，售后技术服务能够解决问题占总问题的百分比；

（2）技术装备能力：指供应商拥有的生产设备基本情况以及基础设施状况，指标值通过专家小组评分获得；

（3）技术开发能力：指企业的技术创新能力和技术发展潜力，指标值通过专家小组评分获得；

（4）准时交货能力：用准时交货率来衡量，准时交货率=准时交货次数/总次数×100%。

2.4 运营管理水平

（1）员工素质：指供应商的员工从事工作时所需具备的知识、技巧、品质以及工作的能力，指标值通过专家小组评分获得；

（2）财务状况：指供应商是否有足够的流动资金采购原材料，即企业抗风险能力，指标值通过专家小组评分获得；

（3）管理水平：供应商整体管理现代化水平，指标值通过专家小组评分获得；

（4）产品市场份额：指供应商产品所占市场份额，产品市场份额=供应商产品销售量/市场总销售量× 100%；

（5）销售渠道结构：指供应商所构建的销售网络以及层次结构，指标值通过专家小组评分获得；

（6）客户关系：指企业与供应商之间关系的稳定程度，指标值通过专家小组评分获得；

（7）市场信息化水平：供应商相关信息传递脱节、停滞、不畅等都会影响消费者需求的响应速度，指标值通过专家小组评分获得；

（8）战略价值观：战略价值观即企业文化，是一个企业全体员工统一的行动方式，它代表企业的目标、理念和价值观，指标值通过专家小组评分获得；

（9）企业信誉：企业信誉是核心企业与供应商长远发展的基础，供应商的信誉问题是核心企业在评价供应商时需重点考虑的问题，指标值通过专家小组评分获得。

供应商评价指标体系如图1所示。

3 基于改进AHP的CS-DEA/GRA供应商评价方法

3.1 改进判断矩阵

对同一类别下指标间进行两两比较，得到原始判断矩阵A，这里采用1-9级标度法[10]进行相对重要性的判断。

根据如图2所示步骤对矩阵A进行运算：

图2 改进的判断矩阵流程图

3.2 计算权重向量

求解判断矩阵，利用和积法求解矩阵A*的特征根和特征向量，具体计算步骤为：

（1）将改进的判断矩阵每一列正规化

（2）每一列经正规化后的判断矩阵按行求算术平均

（3）所得到的即为要求的特征向量（权重矩阵）(i代表第i个指标类)。由于在原始判断矩阵的基础上得到了改进的判断矩阵，改进的判断矩阵具有完全一致性，因此，不需要再检验矩阵的一致性。

（4）设各指标类权重相同，则有底层指标各权重为：

3.3 建立CS-DEA初选模型

假设有n个决策单元，输入指标类为N1,N2,…Nm,其中，第i个输入指标类中有Li个次要指标，输出指标类为K1,K2,…Ks,其中，第r个输出指标类中有Ti个次要指标。

brt为第Kr个输出指标类中第t种指标在类内的相对权重；

vi为第Ni个输入指标类相对于总投入的权重；

ut为第Kr个输出指标类相对于总产出的权重。

其中，xijl,yrjt,ail,brt为正数，vi,ut为变量，N1,N2,…,Nm, K1,K2,…,Ks为非空集合。

令：

定义，系统正向贡献：

系统反向贡献：

对决策单元j存在贡献比Pj/Qj≤1，经过等式转换，对决策单元j0有以下模型：

（1）令δ=0，则该模型转化为满足收益不变的DEA-C2R模型。

（2）若该规划存在最优解满足u0,v0＞0，VP=1, 则称决策单元j0为CS-DEA有效。

（3）若该规划存在解满足u0,v0＞0，VP=1,则称决策单元j0为弱CS-DEA有效，一般情况下，一定数量的决策单元都处于弱CS-DEA有效状态，据此遴选出对CSDEA弱有效的决策单元j=（j1,j2,…,jn）进行下一步讨论，非有效决策单元直接剔除。

3.4 建立灰色关联终选模型

针对CS-DEA有效的决策单元j=（j1,j2,…,jt），确定最优方案指标集M0=（m01，m02，…，m0s），其中m0s为第s个指标的最优值，构造矩阵M:

（1）指标值的规范化处理。由于评价指标具有不同的量纲，不能直接进行比较，因此对矩阵M进行规范化处理。

对于极大型指标：

对于极小型指标：

据此可得规范化后矩阵K：

（2）确定灰色关联系数矩阵。根据规范化后的矩阵K，运用灰色关联分析法求得第i个方案的第j个指标与第j个最优指标的关联系数εij：

式中ρ为分辨系数，ρ∈[0,1],一般情况下取ρ=0.5，可得关联系数矩阵E：

（3）确定灰色关联度。根据各有效决策单元的关联系数行向量E和指标权重向量W,可求得各有效决策单元的灰色关联度Q。

关联度Qi的大小表示决策单元指标集Mi与最优指标集M0的接近程度，Qi值越大，说明其越接近，因此根据关联度Qi的大小对有效决策单元进行排序，进而遴选出最优供应商。

4 实例应用

4.1 供应商情况

针对某核心企业，并依据供应商评价准则查阅了相关供应商的资料，依据CS-DEA方法对供应商指标进行指标凝聚。衡量指标的标准主要包括两种：定性指标和定量指标。供应商具体指标值见表1。

4.2 供应商评价

（1）根据专家意见和决策者偏好构建各指标类中底层指标的原始判断矩阵Ai（i=1,2，3,4），具体如下：

A1产品价格交易成本产品价格1 1/5交易成本5 1

A2产品柔性产品性能产品质量产品可靠性产品柔性产品合格率1 1/3 1/7 3 1 1/3 7 3 1

A3技术装备能力售后技术服务反应水平技术开发能力1/3 1/3售后技术服务反应水平技术装备能力技术开发能力准时交货能力1 3 3 1 1 1准时交货能力1 1 1/3 1/3 1 3 3 1

A4战略价值员工素质财务状况1/2产品市场份额1/3销售渠道结构1/2客户关系1/3 1 3 1 1 1 1 1/2 1员工素质财务状况管理水平产品市场份额销售渠道结构客户关系市场信息化水平战略价值观企业信誉1 2 5 3 2 3 3 1 2管理水平1/5 1/3 1 1/3 1/3 1/2 1/3 1/3 1/3 1/2 1/2 1 3 1 1 1/2 1/2 1/3 1/2 1/2 1/2 1 3 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1市场信息化水平1/3 1 3 1 2 1 1 1 3 2 2 2 1 1/3 1观1 2 3 2 3 2 3 1 2企业信誉1/2 1/2 1

表1 供应商调查结果汇总表

（2）对以上四个判断矩阵进行改进，并运用和积法求解各层的指标权重，得到如下结果：

设各指标类权重相同，则有底层指标各权重为：

（3）依据各指标类下的指标权重的计算结果，对决策单元j1应用CS-DEA决策模型，模型如下：

运用lingo求解决策单元j1，得存在解v1=1.094，u=（0.752，0.285，0），能够满足VP=1；

同理，求解决策单元j2，得存在解v1=1.041，u=（0，0.789，0.188），能够满足VP=0.964；

求解决策单元j3，得存在解v1=1.184，u=（0，0.897，0.214），能够满足VP=1；

求解决策单元j4，得存在解v1=1.094，u=（0.942，0，0），能够满足VP=0.925。

依据求解结果，决策单元j1，j3满足CS-DEA有效，接下来对决策单元j1，j3进行下一阶段评价。

4.3 供应商选择

（1）针对决策单元j1，j3，根据灰色关联度方法的步骤，首先确定最优方案指标集

构造矩阵M：

（2）对矩阵进行规范化处理，可得规范化后的矩阵K：

（3）计算灰色关联系数矩阵，得到矩阵E：

（4）计算有效决策单元的灰色关联度，得：

由Q供应商1＜Q供应商3，核心企业需要选择供应商3作为其零部件的供应商。

4.4 结果分析

根据各阶段的分析结果，可以将供应商分为三个等级，第一等级（灰色关联值最大）是供应商3；第二级（CS-DEA有效）是供应商1；第三级（CS-DEA无效）为供应商2、4。根据分级结果，核心企业需要对不同级别的供应商采用不同的处理策略。即企业需要采取如下策略对待供应商：

（1）评价结果为最优的供应商3，说明该供应商具有很强的综合竞争力，企业要与其保持超越一般关系的战略关系，从而有效地实现业务的整体集成及创新，以提升各自核心竞争力，需要与其签订战略合作协议。

（2）评价结果为CS-DEA有效的合格供应商1，该供应商的产品符合质量、交货、服务等要求，企业可采用现有办法进行合作。

（3）评价结果为CS-DEA无效的供应商，将供应商2和4作为备选供应商。如果有更高标准的供应商进入，则需要优先考虑删除供应商2或4。

5 结论

本文运用基于改进AHP和CS-DEA方法的灰色关联评价模型对某企业供应商进行了评价和选择，得出的主要结论如下：

（1）构建了供应商的评价指标体系。

（2）在数据包络分析法（DEA）的基础上，采用了指标凝聚数据包络分析法（CS-DEA），既突出了主要方面指标又没有忽略次要方面指标，各指标主次地位分明、全面和客观；并将改进AHP、指标凝聚数据包络分析法（CS-DEA）和灰色关联度方法有效的结合在一起，遴选出了最优供应商，为企业的供应商选择提供了客观、有效、科学的依据。

[1]李晓梅.基于供需网的汽车制造供应商选择评价及协同对策研究[D].天津:天津大学,2007.

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[5]李岩,蒋艳,谢浩.模糊环境下绿色供应商的选择方法研究[J].计算机应用研究,2016,33(7).

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[10]Ozgun,Zeynep Ozlem.Supplier Selection And Involvement In One-Of-A-Kind Production(OKP)[D].Calgary:University of Calgary,2008.

[11]傅丽芳,冯玉强.基于偏好约束锥DEA模型的供应商综合评价方法[J].情报杂志,2007,(7):11-13.

Multi-level Supplier Evaluation Mode Based on CS-DEA and GRA

Zhao Jing,Yang Yuzhong,Gao Xuehong
(School of Energy Science&Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China)

In this paper,according to the index system in supplier evaluation,we used the improved AHP,index aggregated DEA and grey correlation analysis to evaluate the suppliers in question and establish the grey correlation analytic model based on the improved AHP and index aggregated DEA.The model established considered both the preference of the decision-makers and made full use of the objective and quantitative data,thus rendering the selection of the supplier more objective and reasonable and at the end,through an empirical case, demonstrated its application.

supplier selection;AHP;index aggregated DEA;grey correlation analysis;index system

F224;F274

A

1005-152X(2016)11-0055-06

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.11.013

2016-09-22

国家自然科学基金“高温矿井制冷降温影响风流稳定性的机理研究”（51274098）

赵静（1988-），女，河南焦作人，河南理工大学能源科学与工程学院硕士研究生，研究方向：现代物流与供应链管理；杨玉中（1972-），男，河北藁城人，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：安全系统工程、供应链管理。