碳减排环境下绿色供应商选择与订单分配问题研究

曹裕　熊寿遥　易丹

摘 要：运用集成模糊环境下的DEMATEL、ANP、TOPSIS方法，综合考虑质量、成本、提前期、碳排放等经济和环境因素，构建混合模糊多准则决策模型对绿色供应商进行排序。运用加权模糊多目标线性规划方法对综合排序的供应商分配订单。结果表明，订单分配模型得出的结果会随着决策者对五个目标赋予的权重不同而有所差异；在增加少量成本的基础上，应用该集成方法可为企业选择数量最佳且碳排放较少的绿色供应商，并为其理性分配采购订单量提供参照，由此提高企业的碳减排效率。

关键词： 供应商订单分配；混合模糊多准则决策模型；模糊多目标线性规划

中图分类号：F252.1 文献标识码： A 文章编号：1003-7217（2016）04-0118-06

一、引 言

绿色供应链管理能协同上、下游企业环境管理活动，实现环境绩效和财务绩效的双赢[1]。随着全球气候变暖带来的后果日显严重，节能减排已被视为绿色供应链管理的重要环节，建设低碳生产和生活的新业态成为企业界与学术界研究的重要课题。采购环节作为企业进行生产运作的源头，在低碳经济发展模式下，选择考虑环境因素的供应商可以有效地减少企业后期治理成本和责任风险，降低环境影响，改善生态效益。因此，绿色供应商的选择排序及订单分配成为绿色供应链管理的重要组成部分。

供应商排序和订单分配是包含相互冲突的定性和定量两方面标准的多准则决策问题。关于绿色供应商的选择排序，从评价方法来看，更多的是运用单一方法[2，3]，其中使用最多的是层次分析法（AHP）、网络分析法（ANP）、数据包络法（DEA），其次是粗糙集和模糊推理方法等。集成方法中使用最多的是AHP与TOPSIS的组合，其次是AHP和ANN、模糊集理论和灰色关联分析等组合方法；从评价指标来看，使用最多的评价指标是环境管理系统，其次是质量、绿色形象、服务、技术、价格/成本、绿色竞争力等，把碳排放作为衡量指标的研究较少。关于订单分配问题，也有不少学者进行了研究，如将多目标混合整数线性规划（MILP）和模糊集理论应用于闭环供应链中的绿色供应商排序与订单分配[4]；Shaw等（2012）运用FAHP选择绿色供应商，模糊多目标线性规划（FMOLP）进行订单分配[5]。

本文借鉴国内相关碳计量成果，将碳减排能力作为供应商评价标准融入到企业采购决策中，鼓励供应商积极参与低碳采购管理实践，应用基于模糊DEMATEL、模糊ANP和模糊TOPSIS的混合多准则决策方法建立绿色供应商评选框架，分析模糊环境下不同标准之间的依存关系，避免三个方法单独使用时不同程度上存在的主观性和随意性缺陷，以期获得更加科学和精确的属性权重，最大化综合绩效得分，降低决策者主观偏向的影响，得到相对稳定的供应商排序。同时，将碳排放最小化作为订单分配模型的一个子目标，对加权最大—最小模糊多目标模型加以改进，建立绿色供应商排序与订单分配的联合优化模型。

二、集成的绿色供应商排序和订单分配模型

（一）绿色供应商评价标准

绿色供应链管理中的供应商排序对采购决策至关重要。结合以往研究成果，本文从三个维度分14个子标准对供应商进行评价。

第一，绿色物流维度。主要包括采购、生产、配送、逆向物流和包装。

第二，绿色组织活动维度。存在五种主要的绿色组织活动：节约、重复利用、再制造、回收利用和废物处置。

第三，组织绩效维度。一般来说，有三个普遍认可的组织绩效指标：成本、质量和交货。本文考虑将物资供应过程中产生的碳排放作为评价供应商组织绩效的一个重要标准，以此来衡量供应商的节能减排效率。

（二）绿色供应商排序和订单分配模型

本文基于模糊DEMATEL、模糊ANP和模糊TOPSIS的混合多准则决策方法建立绿色供应商排序模型，然后根据供应商综合绩效得分结果建立订单分配模型。具体步骤如下：

1.针对上文建立的绿色供应商评价框架，结合模糊DEMATEL和模糊ANP方法，通过成对比较的专家评价建议，获取三个维度之间和指标之间的相对重要性权重。

（1）设计用于评估的模糊语言量表（见表1）。（2）获取模糊直接关系矩阵并归一化。根据标准之间的关系，得到模糊直接关系矩阵，通过式（1）归一化模糊直接关系矩阵，得到。

（3）获取模糊总关系矩阵，其中I表示单位矩阵。令ij=（lij，mij，uij），定义三个子矩阵X1，Xm，Xu，其元素从中抽取出来。

三、实例分析

食品生产碳排放已占到一般城市碳排放的40%左右，是我国节能减排及应对气候变化工作中不可或缺的重要一环。本文从采集到的某食品公司潜在供应商原始信息出发，研究食品行业中供应商管理这一环节的节能减排能力，具体决策过程如下：

（一）确定评价标准

设定决策目标后，建立专家评审委员会，采用德尔菲法，经过多轮反馈，收集专家意见，以确定最终评估对象和评价标准。

（二）供应商排序

第一，结合模糊DEMATEL 和模糊ANP方法有效解释因素之间的关系，通过成对比较获取模糊直接关系矩阵并归一化，见表2。

第三，获取具有内在依存关系的矩阵，见表4与图1。第四，使用模糊ANP方法建立依存关系。通过两两比较，可以得到模糊判断矩阵′。表5给出了绿色物流维度和目标之间的评语集和模糊评价示例，其他的评价过程类似。

第五，建立超级矩阵并求解。通过将由模糊DEMATEL和模糊ANP确定的优先级顺序输入对应的列，建立原始的超级矩阵。用归一化超级矩阵来降幂求得收敛的极限超级矩阵，以计算整体优先级，由此可以得到每个元素对其他元素的累积影响。

第六，应用模糊TOPSIS对供应商进行评价。首先，评估用于绿色供应商排序的模糊决策矩阵；其次，归一化模糊决策矩阵；第三，计算加权决策矩阵。通过公式（6）可以计算得到加权的归一化模糊决策矩阵；第四，计算正负理想值的差距；最后，根据综合绩效得分对绿色供应商进行排序。计算结果如表6所示，最佳供应商是S5，其得分为0.2312，其次分别是S1、S3、S4、S2。

（三）模糊多目标线性规划模型进行订单分配

建立加权最大-最小模糊多目标线性规划模型为供应商分配采购订单。在实际运营中，企业需要采购猪肉120000kg，最大可接受的产品缺陷率为0.8%，最大可接受的延迟交货率为10%，最大可接受的产品碳排放量1900kg，五个备选供应商的具体运营情况见表7。

根据供应商的基本运营数据，我们根据式（15）～（33）建立模糊多目标线性规划模型为供应商分配采购订单。然后，借鉴最大—最小公式将多目标线性规划模型转化为单目标模型，并运用LINGO软件进行求解。再根据决策者给出的五个目标的不同权重值组合进行分析，具体结果如下表8所示。

从图中可以看出，在每组权重目标值下，应用模糊多目标线性规划模型为企业所选择的绿色供应商及其被分配到的采购订单量都有所差异。如在第一组目标权重值下，所选择的绿色供应商是X2、X3、X5，相应的采购总成本（TP）为1566105.6元，碳排放总量（TCA）为1872.2001kg；而在第二组目标权重值下，所选择的绿色供应商是X1、X3、X5，相应的采购总成本为1524282.5元，碳排放总量为1886.1kg。通过对表8进行观察，可以得知，随着企业的总采购成本的增加，企业的碳排放总量在不断的下降。由此，我们可以得知，通过运用该集成方法，可以为企业不断优化所选择的供应商组合及订单分配数量，在少量增加企业总采购成本的基础上最大程度的提高企业的减排效率。此外，从表8中可以得知，随着企业采购总成本（TP）的降低，采购总价值（TVP）是不断上升的、总缺陷品量（TDA）也呈递增趋势，而总延迟交货数量（TLA）则呈波段变化态势。

四、结论

多源供应商排序问题包括根据一系列经济和环境效益标准对备选供应商进行评估和为供应商分配采购订单量。一般来说，供应商排序是基于供应商满足经济标准的能力，如质量、成本和库存管理。但是随着环境意识的增强，可持续成为供应链发展的重要要求。根据以往文献，只有少量研究将经济和环境标准结合起来评价绿色供应商和进行订单分配，以解决绿色供应链管理中的多源供应商排序问题。因此，本研究提出了一种新型集成方法来解决绿色供应商排序和订单分配问题，以改善绿色供应链管理实践。我们在文献调查的基础上，结合相关专家的意见，建立了可行的绿色供应商评估指标体系并构造了评估模型。首先，结合模糊环境下的DEMATEL、ANP、TOPSIS方法，将确定性因素整合进一个新型的混合模糊多准则决策模型（MCDM）进行绿色供应商排序。接下来，使用加权最大-最小方法构建多目标线性规划模型（MOLP）分配订单数量，并利用Lingo软件进行求解。该模型通过考虑一些约束条件，如买方需求、供应商产能、碳排放总量限制、缺陷品和延误交货数量限制来实现TP、TVP、TCA、TDA、TLA五个目标的协调。

参考文献：

[1]谢志明， 谢青青， 易玄. 绿色供应链管理对制造企业绩效的影响[J]. 财经理论与实践，2015，36（1）：111-116.

[2]Kumar A， Jain V， Kumar S. A comprehensive environment friendly approach for supplier selection [J]. Omega，2014，42（1）：109-123.

[3]李树丞， 胡芳. 基于模糊粗糙集的供应商绿色评价体系研究[J]. 财经理论与实践， 2006，27（4）：97-100.

[4]Amin S H， Zhang G. An integrated model for closed-loop supply chain configuration and supplier selection： Multi-objective approach[J]. Expert Systems with Applications， 2012，39（8）：6782-6791.

[5]Shaw K， Shankar R， Yadav S S， et al. Supplier selection using fuzzy AHP and fuzzy multi-objective linear programming for developing low carbon supply chain[J]. Expert Systems with Applications，2012，39（9）：8182-8192.

[6]Lin C C. A weighted maxmin model for fuzzy goal programming[J]. Fuzzy Sets and Systems，2004，142（3）：407-420.

（责任编辑：钟 瑶）

Abstract：Taking a series of economic and environmental factors into account such as quality， cost， lead time， carbon and so on， this study proposes a hybrid fuzzy multicriteria decisionmaking model for green supplier sorted by integrating fuzzy DEMATEL， ANP as well as TOPSIS. Then， the weighted maximum-minimum fuzzy multiobjective linear programming method is utilized to distribute orders for selected suppliers. The empirical study results show that the results derived from the order distribution model will change with the differences of weight among the five goals， which was given by decision makers； Moreover， when a small amount of cost increased， the application of the integrated method is able to distribute orders for selected suppliers and greatly improve the enterprises' efficiency of carbon reducing.

Key words：Supplier order allocation； Mixed fuzzy multicriteria decision making model； Fuzzy multiobjective linear programming