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基于热力学方法的绿色供应链能力评价研究

2020-11-03强,

科技和产业 2020年10期
关键词:模糊集矩阵供应链

罗 强, 黄 琼

(1.昆明理工大学 管理与经济学院, 昆明 650093; 2.东莞理工学院 经济与管理学院, 广东 东莞 523808)

供应链是企业与上游供应商、下游客户形成的关系,供应链可以实现以更低的成本传递优质的客户价值[1],供应链在缩短产品配送周期、降低供应链成本、加快新产品开发、提高供应链柔性以及客户满意度等方面都起着突出作用。随着人们健康环保意识和节能理念的不断提高,“绿色”思想渗透到了各个行业,供应链发展也呈现出“绿色”趋势。传统供应链仅强调供应链整体的优化和协调,忽视了自然资源与社会环境的关系,没有考虑其给环境带来的负面影响,传统的供应链管理使得其不仅不能够带来企业内部经济效益和显著的环境效益,从长远的角度来看还势必将削弱企业的竞争力。供应链发展在实现供应链经济利益最大化的同时,还要确保组织行为与生态建设相协调,实现可持续发展,这就要求供应链上的每个环节都应该实施环境管理,体现绿色思想,才能提高企业的核心竞争力,保证整体的环境效益。鉴于此,Beamon[2]在传统供应链的基础上加入再制造、回收和再利用这些活动流,提出了绿色供应链的概念。绿色供应链将绿色与经济意识贯穿其中,从而达到加强经济效益与生态环境和谐发展的目的。此后绿色供应链成为供应链[3-9]的主要发展方向之一,也成为国内外学者的研究热点。绿色供应链能力是把各成员企业的能力整合为绿色供应链的关键,反映在“绿色”时代里供应链成员相互之间协调合作能力的强弱,它直接影响绿色供应链的竞争力以及经济效益,社会效益和环境效益。

绿色供应链能力的评估是实施绿色供应链管理成功与否的重要环节,对此本文在供应链能力及绿色供应链相关研究基础上探索了绿色供应链能力评价指标体系及方法模型。国内外对绿色供应链能力评价的研究起步较晚,相关理论还不成熟。从短期来看,供应链能力[10-12]的灵活运用不仅能加快市场反应速度、压缩成本、满足消费者需求从而提高企业短期绩效;从长远来看,强大的供应链能力对于提升和实现企业战略计划价值和企业长期绩效都具有十分重要的地位。但目前对于供应链能力的概念界定和维度划分还没有一个明确、统一的规定,Morash[13]最早开始供应链能力的研究,提出供应链能力是企业获取竞争优势的源泉,包括七个方面的维度。后续Wu[14]、Mohammadi[15]、Mandal[16]、Liu[17]等学者分别从不同角度对供应链能力提出了不同的概念界定以及维度划分。目前国内外对绿色供应链评价模型的相关研究相对分散,Hervani[6]将供应链管理、环境管理和绩效管理整合到了一个框架中,并提供了一些关于绿色供应链管理评估的初步见解。后续Büyüközkan[7]、Lin[8]、Rostamzadeh[9]等学者分别基于模糊ANP方法、模糊DEMATEL方法、模糊VIKOR方法研究了绿色供应链评估的方法模型,方炜[18]基于DEA方法研究了绿色供应链的运营效率评价问题,冯建英[19]阐述了绿色供应链的特点并基于神经网络技术的优势建立了一套绿色供应链评价方法。通过对现有研究的整理分析,我们发现虽然绿色供应链能力评估的研究对发展绿色供应链具有显著意义,但是相关理论还十分欠缺,概念界定不一、研究层面也不尽一致。鉴于此本文主要开展如下工作,在第2节中对现有的供应链能力相关研究进行了梳理和分析,并基于绿色供应链的视角、结合绿色供应链的相关特点建立了一套相对完善可行的绿色供应链能力评价指标体系。在第3节中针对绿色供应链能力评价问题在犹豫模糊环境下拓展了多群体的热力学评价方法,这种方法避免了现有多群体评价方法的缺陷,很好地发挥了多群体评价的优势,同时融入EDAS(Evaluation Based on Distance from Average Solution)方法[20]的思想更好地描述了系统的“数量”信息和“质量”特征,充分利用了系统的评价信息,减少了信息的损失。最后,在第4节中对珠三角地区的三个绿色供应链管理示范企业体系进行了评价排序,验证该评价模型的可行性的同时以期提高对绿色供应链能力评价的可靠性和准确性,从而进一步改进和优化绿色供应链绩效评价体系,并通过案例分析验证了新方法的可行性和有效性。

1 绿色供应链能力评价指标体系

1.1 现状分析

对现有绿色供应链能力相关文献的整理研究,我们发现目前国内外关于供应链能力评价指标的研究还处于相对起步阶段,研究体系整体显得较为混乱,概念界定不一,研究层面不尽一致,至今还没有形成一个明确、统一的理论体系[13-17,21]。在此我们先梳理和汇总了国内外部分代表学者对供应链能力的概念定义和体系维度划分,如表1所示。

表1 供应链能力相关研究部分汇总

通过对现有文献进行分析总结,可以发现许多学者对供应链能力指标的划分侧重不尽相同,但供应链能力指标主要集中在如下这几个指标:供应链管理能力、供应链质量能力、供应链信息能力、供应链绩效能力、供应链动态能力和供应链创新能力。

1.2 绿色供应链能力指标体系的构建

绿色供应链能力反映在“绿色”时代里供应链成员相互之间协调合作能力的强弱,是把各成员企业的能力整合为绿色供应链的关键,它可以直接影响绿色供应链的竞争力以及经济效益,社会效益和环境效益。根据绿色供应链能力评价指标的遵循原则,我们结合绿色供应链的相关特点,参考现有绿色度及供应链能力评价体系[10-17,21-22]的相关研究,建立了一套相对完善可行的绿色供应链能力评价指标体系,我们在绿色供应链各个一级指标中相应地融入了绿色度相关的二级指标,如管理能力中包含绿色管理、整合能力以及环保意识等,绩效能力中包含绿色回收成本、绿色化满意度等,做到了相对的绿色度与现有供应链能力指标体系的结合。如表2所示。

表2 绿色供应链能力指标体系

2 研究方法

绿色供应链能力的评价问题作为多群体决策问题的一种,其评价群体难免具有一定的主观性和模糊性,我们难以将每个群体的群体评价意见都统一成一个精确值,群体的评价意见通常具有不统一的多个值而且它们顺序不定。针对群体评价信息具有的这种犹豫模糊不确定性,犹豫模糊集[28-29]能够很好地将其刻画。犹豫模糊集(Hesitant fuzzy set)的概念由西班牙学者Torra于2009年提出,作为模糊集[30]的一种重要拓展形式,犹豫模糊集允许决策者灵活地给出多个可能的隶属值,它可以反映与兼顾决策者的不同偏好,能更加细腻地刻画决策者对事物的犹豫模糊不确定性决策信息,还兼顾了群体的多种不同决策信息[31],它能够很好地描述绿色供应链能力的群体评价信息。因此,本文针对绿色供应链能力评价问题在犹豫模糊环境下拓展了多群体的热力学评价方法。这种方法避免了现有多群体评价方法的缺陷[23],很好地发挥了多群体评价的优势,同时全面地描述了系统的“数量”信息和“质量”特征[24-25],充分利用了系统的评价信息,减少了信息的损失。

2.1 犹豫模糊集

犹豫模糊集(HFS)允许隶属度可以是多个不同的数值,能够很好地刻画犹豫模糊不确定性,它能够充分的描述本文所研究的绿色供应链能力评价问题里的各群体评价意见,接下来给出HFS的定义以及运算法则:

定义1[28-29]设X={μ1,μ2,…,μN}是一给定集合,其中包含有N个隶属函数。那么集合hX(x)=∪μ∈X{μ(x)}称为定义在X上的犹豫模糊集,其中hX(x)是由区间[0,1] 上的若干个不同数值构成的集合,表示元素x属于集合A的若干种可能的隶属度。为表述方便,将hX(x)称为犹豫模糊元(HFE)或犹豫模糊数。

定义2[28-29,32]对于任意的3个犹豫模糊元h,h1和h2,它们的基本运算法则如下:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

其中,λ为一个大于零的常数。

定义4[28]犹豫模糊集允许决策者灵活地给出多个可能的隶属值,能更加细腻地刻画决策者对事物的犹豫模糊不确定性决策信息,还可以充分反映群体每一个成员的意见,很好地兼顾群体的多种不同决策信息[31]。但与此同时犹豫模糊元的元素个数是不确定的,各个犹豫模糊元的长度很可能会不相同,此时一些传统的算子无法进行操作,为了将现有的传统操作拓展到犹豫模糊集,Torra[28]等提出了一种拓展原则,定义如下:

犹豫模糊集H={h1,h2,…,hN}含有N个犹豫模糊元,Θ是定义在其中的函数,Θ:[0,1]N→[0,1],则Θ在犹豫模糊集H上的拓展函数可以定义如下:

(7)

定义5 Xia和Xu[32]根据拓展原则提出了犹豫模糊平均算子,设n个犹豫模糊元分别表示为h1,h2,…,hn,它们的平均值HFA定义为:

(8)

2.2 犹豫模糊元的优势距离测度

在犹豫模糊环境下求解多属性决策问题的过程中,距离的测度一直是一个重点和难点[35-37],Xu和Xia[35-36]提出的犹豫模糊海明距离测度和犹豫模糊欧氏距离测度在当前被广泛使用,其定义如下:

(9)

(10)

其中,i=1,2,…,l。

定义7 如果两个犹豫模糊元长度不相同,计算距离时则需要在元素少的集合里添加元素[36],使得这两个犹豫模糊元长度相同,添加的原则反映了决策者的偏好。但是这样主观添加隶属值,很可能会导致隶属值重复等信息失真的情况[34,37-38],这违背了犹豫模糊集的定义[29]。此外,我们在热力学评价模型中融入了EDAS方法[20]的思想以期更好地评价“质量”信息,对此我们需要更好地获得评价犹豫模糊元与平均犹豫模糊元之间的优势情况,因此在考虑所有的隶属值信息且保证精确性的前提下,我们根据Torra等[28]提出的拓展原则,构建了优势距离测度:

(11)

2.3 评价步骤

步骤一:建立每个绿色供应链评价群体的犹豫模糊评价矩阵(H1,…,HK)以及属性权重矩阵(W1,…,WK):

(12)

(13)

步骤二:对上述评价矩阵做有可能的标准化处理:

(14)

其中,在绿色供应链能力评价排序模型的指标体系中。

步骤三:由每个群体的犹豫模糊评价矩阵和属性权重构建能量矩阵(E1,…,EK):

(15)

步骤四:采用犹豫模糊平均算子(HFA)确定每个绿色供应链评价群体在各属性下的平均评价值矩阵(AV1,…,AVK);然后采用优势距离测度构建各评价群体的正向距离矩阵(PDA1,…,PDAK)和负向距离矩阵(NDA1,…,NDAK):

其中:

(16)

(17)

步骤五:基于EDAS方法构建每个评价群体的质量矩阵(Q1,…,QK):

其中:

(18)

(19)

(20)

(21)

Si=s(Ei)-s(Xi)

(22)

3 案例分析

珠三角地区是中国绿色供应链发展最为成熟的地区之一,工信部首批绿色供应链管理示范企业中有近四成来自珠三角地区,现在选取这批企业中具有代表性的三个绿色供应链系统{美的制冷设备有限公司,创维-RGB电子有限公司,比克动力电池有限公司}作为被评价方案,并将它们表示为方案集A={a1,a2,a3}。随后基于本文所构建的绿色供应链能力评价指标体系邀请组专家群体对上述三个绿色供应链系统进行评价,由于本案例评审规模较小且实际问题较不复杂,为了方便简捷同时也不失全面性与合理性,我们从形式上将评价指标体系化简为一级指标C={c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7},而将二级指标作为专家对一级指标评估时考虑的具体内容,从而得到各群体的犹豫模糊评价矩阵如表3所示。

表3 各群体犹豫模糊评价矩阵Hk

由于不同群体自身专业程度和思考方向的不同,他们根据自身偏好给出不同的属性权重矩阵Wk,如表4所示。

表4 各群体属性权重矩阵Wk

表5 群体1评价能量矩阵E1、质量矩阵Q1及值矩阵X1计算过程

表6 群体2评价能量矩阵E2、质量矩阵Q2及值矩阵X2计算过程

表7 群体3评价能量矩阵E3、质量矩阵Q3及值矩阵X3计算过程

表8 各方案评价熵值及排序

通过评价结果能够看出,多个评价群体最终对创维-RGB电子有限公司绿色供应链的能力评估最优,其次是美的制冷设备有限公司绿色供应链,再次是比克动力电池有限公司绿色供应链。从能量矩阵和质量矩阵可以看出,创维绿色供应链在管理能力、信息能力、绩效能力、动态能力和创新能力方面都表现优异,尤其是绩效能力优势明显,而且能够创造竞争优势,不能被轻易地模仿,具有很多的绿色发展潜力;美的绿色供应链各方面供应链能力发展较为均衡,但信息共享、沟通与合作有所不足,成员企业研发能力的先进性不够,在信息能力和动态能力方面需要进一步加强;比克绿色供应链的企业绿色文化和绿色管理能力建设有所欠缺,绿色创新竞争力不足,但质量能力和绩效能力方面的表现较为不错。并且通过上述对比分析,可以发现新方法具有一定的可行性和有效性,它允许不同群体根据偏好赋予属性指标不同的权重,在人有限理性的情况下是合理的,也比较符合现实。同时在将热力学评价方法扩展到多群体的模糊决策过程中结合EDAS方法的平均思想和正、负向距离思想,可以更好地可以描述其质量,新方法的这个特征使决策信息的价值最大化。

4 结论

为了缓解经济发展所面临的资源与环境压力,绿色供应链是供应链发展的一个主要趋势。绿色供应链能力反映在“绿色”时代里供应链成员相互之间协调合作能力的强弱,是把各成员企业的能力整合为绿色供应链的关键,它直接影响绿色供应链的竞争力以及经济效益,社会效益和环境效益。由于绿色供应链能力的评估在绿色供应链管理发展中具有非常重要的地位,因此如何合理、科学、有效地评估绿色供应链能力是实施现代绿色供应链管理所必须解决的关键问题,也成为本文研究的重点。鉴于此本文梳理了现有的绿色供应链和供应链能力的相关研究,根据相关原则引入绿色因素指标后构建了一套相对完善可行的绿色供应链能力评价指标体系。同时本文针对绿色供应链能力评价问题在犹豫模糊环境下拓展了多群体的热力学评价方法,这种方法避免了现有多群体评价方法的缺陷,很好地发挥了多群体评价的优势,同时利用EDAS方法的思想全面地描述了系统的“数量”信息和“质量”特征,充分利用了系统的评价信息,减少了信息的损失。最后对珠三角地区的三个绿色供应链系统进行了评价排序,并给出了相应的分析和建议,并验证了新方法的可行性和有效性。

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