基于层次分析法的供应商选择评价系统

董明望，周志龙

(武汉理工大学物流工程学院，湖北 武汉 430063)

目前在制造业中，企业的采购资金占产品销售额的40%～60%，这意味着采购成本的降低将会对企业利润的增加产生重要影响，其增加利润的效果要远远大于在其他方面采取的措施。传统的供应关系已不适应全球竞争加剧，产品需求日新月异的环境，为了实现低成本、高质量、柔性生产和快速反应，企业的业务重构就必须包括供应商的评价选择。供应商的评价选择对企业来说是多目标的，包含许多可见和不可见的多层次因素[1]。

目前国内企业对于供应商的选择评价，主要采用主观判断法、招标法、德尔菲法、采购成本法和ABC成本法等。这些方法主要是定性的，缺少定量的因素，受主观因素的影响较大。文献[2-3]运用层次分析法解决供应商选择评价问题，为决策者提供了一个定量的依据，可有效规避主观因素的影响。基于以上思想，笔者阐述了5个供应商评价指标，构建了基于AHP的供应商选择评价模型。然而对于层次分析法的实现，目前只是借助于Matlab[4-5]等软件进行编程实现计算过程，缺乏用户参与度和操作灵活性。针对传统程序的不足，笔者在VB环境中设计了供应商选择评价系统。该系统不仅解决了层次分析法复杂的计算难题，同时在实例中验证了其可行性和用户参与度，可提高决策者的工作效率。

1 基于AHP的供应商选择评价指标与模型

1.1 供应商选择评价指标体系的建立

选择供应商必须综合考虑供应商各方面的表现，根据实际情况制定适当的选择准则。供应商选择的准则主要集中在质量、价格、交货、服务和性价比等方面，另外还要考虑供应商的外部环境和产品开发与生产以及其他方面的因素。但每个企业的具体情况不同，在实际应用中要具体问题具体分析，从中选择合适的准则。笔者引入全面质量管理的思想，以时间、质量、成本、服务和柔性为基础，建立评价标准[6]。

(1)时间。供应商是否可以快速按时交货并不断缩短研发周期。

(2)质量。质量主要是对所采购物资的技术评估，包括物资的功能、性能和技术水平等。

(3)成本。成本包括两方面:一是供应商提供的产品或服务的成本，以及折扣和付款方式;二是与该供应商合作所进行的跨组织信息交流，通信和管理成本。

(4)服务。它包括供应商围绕所提供的产品或服务所提供的相关配套服务。要求供应商将服务延伸到生产过程(指核心企业)、市场和最终用户。

(5)柔性。它包括供应商对于产品需求的市场变化是否有足够的技术能力研制新产品，是否具有快速的响应和适应能力。

1.2 供应商选择的AHP评价模型

AHP是美国运筹学家、匹兹堡大学数学家SATTY于20世纪70年代中期提出来的一种实用多目标决策分析方法。它将定性和定量指标统一在一个模型中，既能进行定量分析，又能进行定性的功能评价[7]。笔者运用层次分析法构建供应商选择模型，将选择过程中复杂多变的影响因素定量化，为决策者提供科学依据。

1.2.1 确定目标，构建层次结构

根据选择的5个评价指标建立目标与元素间的层次结构，各层次说明如下:

(1)目标层。为核心企业选择最优的产品供应商。

(2)准则层。时间、质量、成本、服务和柔性。(3)措施层。候选供应商企业。

其层次结构模型是一个完全相关的层次结构，具体构建如图1所示。

图1 评价因子层次结构图

1.2.2 建立判断矩阵

根据以上层次结构，利用SATTY制定的1～9比率标度法建立各个层次的判断矩阵。具体过程是:邀请物流领域的专家和企业领导组成专家组，比较同一层次各因素间的相对重要性，专家组的初步评价结果经统计后再反馈给各位专家，经多轮反复评价形成最终的判断矩阵。实际应用中将同一层次中第1个要素的得分定为1，在此基础上判断其他各要素的得分[8]。

其中要素比较重要的标度如表1所示，判断矩阵的平均随机性指标RI值如表2所示。

表1 要素比较重要的标度

表2 1～9阶判断矩阵的平均随机性指标RI值

1.2.3 层次单排序及一致性检验

形成判断矩阵后，即可通过计算该矩阵的最大特征根及其对应的特征向量，计算出某一层元素相对于上一层某一元素的相对重要性权值。其过程如下:

(1)计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi=，n(其中 n 为该矩阵阶数)。

(2)计算Mi的n次方根

(5)一致性检验。主要是对专家填写的判断矩阵是否具有一致性进行检验，以确保思维的前后一致性。首先计算一致性指标，然后根据n查表取得平均随机性指标RI的值。再计算随机一致性比率当 CR ＜0.10时，认为层次分析排序结果有满意的一致性，即权重系数的分配是合理的;否则，要调整判断矩阵的元素取值，重新分配权重系数的值，直到一致性检验通过为止。

1.2.4 层次总排序及一致性检验

利用层次单排序的结果，计算同一层次所有因素对于高层(目标层)相对重要性的综合权重值，并进行排序，达到定量说明的目的。

2 基于VB的供应商选择评价系统实现

笔者使用Visual Basic 6.0程序语言设计了供应商选择评价系统，实现层次分析过程。Visual Basic 6.0是基于Basic的可视化程序设计语言，一方面继承了早期Basic所具有的程序设计语言简单易用的特点，另一方面在其编程系统中采用了面向对象、事件驱动的编程机制，用一种巧妙的方法把Windows的编程复杂性封装起来，提供了一种所见即所得的可视化程序设计方法[9]。它可以自然地按照现实世界中处理实体的方法来处理对象，软件开发者可方便地与问题的提出者进行沟通和交流。易于软件维护和功能增减，重复使用一个类，可比较方便地构造软件系统，加上继承的方法，极大地提高了软件开发的效率，与可视化技术相结合，改善了工作界面[10]。

数学模型的具体求解步骤为，首先利用VB中的控件设计好系统界面，包含3个窗体，即层次结构构造、单排序及一致性检验、层次总排序及一致性检验。其次，利用VB语言进行编程，实现系统功能。其中利用插件FlexGrid和TreeView实现层次结构构造，以及加载特殊的控件XoYo-MathXP，利用其属性和方法计算最大特征值、各层次元素的权重及进行一致性检验。窗体中主要控件及属性设置如表3所示。

表3 窗体中主要的控件及属性

3 算例分析

某行业核心企业欲购买某型号电机100台。该企业根据自身和行业情况，决定采取笔者提出的5项指标作为评估合作伙伴的判断标准。现有3家供应商可供选择。

供应商A:交货期限最短，产品质量较优，采购成本较高，服务质量一般，企业资信等级较高，技术实力一般。

供应商B:交货期限较长，产品质量最优，采购成本最低，服务质量最优，20 d交货，企业资信等级较高，技术实力较强。

供应商C:交货期限较长，产品质量一般，采购成本稍高，服务质量较优，20 d交货，企业资信等级及技术实力最强。

笔者利用供应商评价系统结合案例来选择最优的产品供应商。

3.1 系统实现过程

该系统判断矩阵中的各个评价因子的数据是经过企业领导层和专家讨论，并结合企业实际情况得出的。例如评价柔性指标，专家小组结合过去合作历史及A，B，C 3家供应商企业的规模，生产能力及在行业中所处水平进行判断。

(1)确定准则个数和方案个数并对各准则和方案进行简单说明。同时根据评价因子层次结构图确定各层次间的关联度，操作界面如图2和图3所示。

图2 层次关系向导图界面

(2)确定各层次间关联度后，点击完成按钮便出现如图4所示的界面，其中层次关系树描述了供应商选择评价模型的层次关系。根据表1进行专家打分，在表格中输入数值后，选择求解方法(笔者都选择幂法)，点击计算当前表的权值按钮，可以求出各准则层相对于目标层的权值，并进行一致性检验，经验证图表中的数值符合一致性要求。

图4 准则层相对于目标层的权重计算及一致性检验界面

(3)点击每个准则层，填写专家打分数值，构造对应的判断矩阵，计算出各方案相对于每个准则层的权值和一致性检验。计算步骤与图4相同，具体数据如表4所示。

表4 方案层相对于各准则的权重及一致性比率CR

(4)由图4和表4数据可知，各准则CR均小于0.10，即各层次元素取值都符合一致性检验，可以进行层次总排序。点击界面中层次总排序表按钮，出现如图5所示的界面。

图5 层次总排序表及一致性检验界面

由图5数据可知层次总排序的一致性比率CR=0.014 66＜0.10，符合一致性要求。

3.2 模型评价分析

从层次总排序表的计算结果可知，3家候选供应商企业的优先次序分别为B，C，A。因此企业决策者应优先选择供应商B作为合作伙伴。

4 结论

供应商选择问题是一个十分复杂的过程，应用AHP方法，可以将指标的权重处理变为对随机变量的处理，从而使分析过程更为合理。然而层次分析法的求解是一个复杂的数学计算过程，传统的程序一般是通过输入参数来控制程序的运行模式，而程序内部的算法及次序对用户来讲是不可改变的，如果需要改变程序内部的算法就可能需要重新编制程序。笔者在VB环境中设计的供应商选择评价系统极大地弥补了这些不足，它发挥了VB语言面向对象化的特点，提高了用户参与度，用户可以根据需要自行选择权值算法，为数据提供一个对比。同时，如果某一个评价因子未通过一致性检验，可以只改变当前评价因子的判断矩阵，继续完成计算，大大提高计算效率。总之，该系统凭借其定制功能和用户参与度，可广泛运用于企业系统分析实践中。

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