基于熵的供应链合作伙伴风险评估与选择方法
2024-08-10
来源:好走旅游网
基于熵的供应链合作伙伴风险评估与选择方法 基于熵的供应链合作伙伴风险评估与选择方法 王邦兆,梁卡丽 (江苏大学管理学院,江苏镇江212013) 摘要:供应链合作伙伴选择影响因素错综复杂,协调关系繁多,是企业风险管理中的重点和难点,其风险评估对于 提高供应链的运营效率和企业核心竞争力具有重要价值。本文将熵理论引入到企业风险管理中,提出了基于熵的供应链合 作伙伴风险评估与选择方法。首先,简要介绍了信息熵、熵权、直觉模糊熵以及直觉模糊熵权等基础理论知识;其次,分 析了供应链合作伙伴的主要风险因素,并且详细论述了直觉模糊熵权方法和传统熵权方法分别在主观风险指标和客观风险 指标权重确定方面的应用方法;最后对熵理论在评估合作伙伴风险方面的应用效果进行了实例分析,并将其评估结果与原 文献的结果进行了比较。同实际应用效果分析与结果对比,验证了该方法的合理性和有效性,以及在评估风险方面所具有 的优越性,因此,该方法可以在供应链企业风险管理中得到推广应用。 关键词:供应链风险;熵理论;风险管理;企业风险 中图分类号:F224 文献标识码:A 文章编号:1004—292X(2013)07—0027—05 The Application of the Entropy Theory in the SC Partner Selection based on Risk WANG Bang-zhao,LIANG Ka-li (sch00l of Management,Jiangsu University,Zbenjiang Jiangsu 212013,Chia)n Abstract:The partner selection is the emphasis and dififculty of enterprise risk management as the influencing factors and the coordination relationship are complicated and closely related.The risk assessment on the partners is of important value to im— prove the operation eficiency off the supply chain and increase the core competitiveness of the enterprise.This paper applied the entropy theory to the enterprise risk management,proposing the method of information entropy to respond the SC partne ̄ risk as・ sessment and selection.Firstly,basic theory knowledge of information entropy,entropy weight,intuitionistic fuzzy entropy and intuitionistic fuzzy entropy weight were briefly introduced.Secondly,the SC partners risk factors were analyzed,and there is a detailed discussion on the application of the intuitionistic fuzzy entropy and traditional entropy respectively in determining the weight of the subjective and objective risk factors.Finally,the application effect f oentropy theory in evaluating the partners risk was analyzed by using case-analysis.And there was a results comparation between this article and the original,proving that this method has certain rationality,validity and advantages in the risk evaluation.In conclusion,this method can be widely used in the enterprise risk management. Key words:The risk of supply chain;Entropy theory;Risk management;Enterprise risk 一、引言 进而增加了企业的运营风险。因此,如何正确地识别 供应链运营是以供应链成员企业间的合作为基础, 和评估来自合作伙伴的各种风险,选择合适的伙伴企 业,成为供应链环境下企业风险管理的核心课题。 选择合适的伙伴企业是供应链成功运营的关键。目前, 在供应链环境下,许多企业之间建立了相对稳定的战 略合作伙伴关系,这虽然可以显著提高自身的运营效 近年来,供应链风险事件爆发日益频繁,如2005 年“苏丹红”事件,2008年的“三聚氰胺”事件、美 国金融危机,以及去年的日本地震、泰国洪水等事件, 率和核心竞争力,但是也增强了企业之间的依赖关系, 收稿日期:2012—12—27 作者简介:王邦兆(1964一),男,江苏泰兴人,副教授,主要从事区域经济学、供应链管理研究。 27・ ・技术经济与管理研究 2013年第7期 这些风险事件不但对主要责任企业造成了严重的影响, 而且引起强大串联式多米诺效应,使许多相关企业蒙 受巨大损失。越来越多的企业管理者逐渐认识到,身 处供应链的大环境中,单单加强抵御自身风险的能力 是远远不够的,同时还要及时预测和防范来自供应链 合作伙伴的风险,那么采取合理有效的方法评估上下 游企业风险和选择合适的合作伙伴显得尤为重要。 国内许多学者对供应链合作伙伴选择的风险评估 进行了研究。较有代表性的成果有:林强等通过计算 供应商的过程能力风险指数对供应商潜在质量风险进 行了定量评估;王便芳首先建立了供应商风险评价指 标体系,然后运用验证性因子分析方法构建风险评估 的结构方程模型,并验证了其有效性;丁斌等用粗糙 集和未确知测度理论对供应商的风险进行了评估;郭洪 仙等建立了多层次的供应商风险评价指标体系及供应 商风险的模糊评估数学模型,并以此对供应商风险进 行评估;陈新平建立了一个紊乱环境下评价、选择供 应商的风险预测模型。 可以看出,目前针对供应链及供应链企业风险评 估的研究文献在数量上依然呈现出日益增多的趋势, 研究方法和角度也很多,建立的模型也各有侧重,而 且已经取得了不少成果,但细想起来,这方面的研究 仍存在一些不足之处,如大多文献采用层次分析方法 和模糊综合评价方法确定指标权重,这些方法主观因 素较强;而对于那些已构建的评估供应链企业风险的 客观定量模型来说,最大的问题则是进行了过多的抽 象和假设,而且在评判决策过程中常以非此即彼的二 元逻辑进行处理,忽略了犹豫度的问题,然而风险因 素和风险评估往往存在很多的不确定性,以及信息的 不充分性和不对称性,并不严格遵循二元逻辑。 本文针对上述问题,将熵理论引入到企业风险管 理中,结合供应链合作伙伴选择的特点,提出了基于 熵权的供应链合作伙伴选择的评估方法。该方法在评 价客观指标时,依然采用公认的客观性较强的信息熵 方法来评价和确定权重;而在评价主观风险指标时, 本文采用直觉模糊熵方法,与传统的评分方法相比, 增加一个度量犹豫度的参数,这样可以提高风险评估 中的主观指标在输人数据方法的准确性,并以此建立 决策矩阵和处理更多具有不确定性的数据,这样对主 客观指标分别用不同的方法进行处理,可以提高评判 过程的真实性和准确性,而且最后本文又通过实例证 明了本文提出方法的合理性和有效性。 二、熵的基本概念 1.信息熵 熵fEntropy)的概念首先由德国物理学家克劳修斯 ・28・ (K.Clausius)于1865年提出,用来表示任何一种能量 在空间中分布的均匀程度(无序程度),能量分布的 越均匀,熵就越大,反之越小。当一个体系的能量完 全均匀分布时,这个系统的熵就达到最大值。1948 年信息论之父Shannon借鉴了此概念,把信息中排除 了冗余后的平均信息量称为“信息熵”,并给出了计 算信息熵的数学表达式。对于离散型随机变量,信息 熵计算公式如下: =一k∑p 其中,k为正常数,P 为系统处于某种状态的几 率,当 =0时,规定u ̄lnu =0。 2.直觉模糊集 本文引用Atnaassov KⅢ对直觉模糊集的定义,设 是一个给定论域,则定义 上的一个直觉模糊集A 为集合: A={ ,u^ ), ),7r )) ∈x1 也可简记为A=( , ,7r ),其中 )表示4的 隶属函数, )表示A的非隶属函数,7r )=1一“ ) 一 )为 对A的犹豫度指数。 对于直觉模糊集A中的任意一个模糊数 =( ㈨, ㈤),该直觉模糊数的记分函数可以定义为: Sa@0=l J— Jl, )∈【0,1】 如果我们把隶属函数看作是对一个决议投赞成票 的数量,那么非隶属函数也就是反对票的数量,赞成 票与反对票之间的差距越大,说明某一方占有优势越 大,结果确定性也越大,也就是说隶属函数与非隶属 函数之间的差距越大,该模糊数的确定程度就越高, 此时,记分函数也应该越大,所以本文对记分函数 做以上定义。 有了记分函数,就可以解决决策过程中的模糊值 的排序问题了,对于任意两个模糊数 =( b。), = ,6 2),如果lo 一6。l>l 6 I,就可以认为,在此记分 函数的意义下,直觉模糊数 ,优于Ot 。 3.直觉模糊熵 Shannon用概率论作为度量信息的数学工具,将 信息定义为消除不确定性的东西,从而把信息与不确 定性关联起来,将熵作为一个度量信息状态不确定性 的尺度,提出了信息熵的概念。Zadeh于1969年首次 提出了模糊熵的概念,它主要用来刻画一个模糊集的 模糊性,在直觉模糊集中,可以利用直觉模糊熵的大 小来度量不确定性信息 。 对于直觉模糊集A=( ,IrA, ),如果存在一个实 值函数E:A一[0,1】,且满足以下约束条件,则称E(A) 为直觉模糊集A的一个直觉模糊熵: 基于熵的供应链合作伙伴风险评估与选择方法 ①当直觉模糊集A退化为非模糊集时,其模糊熵 有最小值E )=O。 三、基于熵的供应链合作伙伴的风险评估方法 供应链合作伙伴一般包括上游的供应商和下游的 分销商。面对不同的合作伙伴选择对象,其风险评估 ②当UA(X)=/2A(X), EX时,其模糊熵具有最大值 E )=1。 指标也不尽相同,但风险评估方法却具有共性,所以 本文以供应商为研究对象,研究直觉模糊熵权在供应 链合作伙伴选择中的应用。 1.风险因素 ③直觉模糊集A的模糊熵与它的补集的模糊熵相 等,即E )=E c)。 ④直觉模糊集的模糊熵是关于犹豫度指数 的 增函数,且是关于J )一t'A∽I的减函数。 基于以上定义的直觉模糊熵的形式比较多,本文 采用郭洪仙等人给出的定义,对于直觉模糊集A中 的任一直觉模糊数筏来说,它的直觉模糊熵为E(xi)的 企业在选择合作伙伴时,考虑的主要风险因素有: ①产品质量(有98.5%的企业考虑);②产品价格 (有92.4%的企业考虑);③交货提前期(有69.7%的 企业考虑)。此外,还需考虑的风险因素有:企业业务 能力(包括技术研发能力、设备状况、财务状况、管 理制度等),企业环境评价(包括市场的规模与结构、 计算公式如公式f2): E(xi)= 一 max (uA(x i) , )+7 (2) 如果直觉模糊集A中共有m个元素,则模糊集 的直觉模糊熵E(A)可以定义为: 1 竞争环境、宏观外部环境、企业信誉等)ttSl,服务风险 (包括信息沟通通畅性、售后服务的质量及响应时 间),长期合作风险(产品敏捷性与柔性、交易比率 等)。可以看出,风险因素有些可以直接取得量化数 据,如产品合格率,产品价格等,有些因素则不太容 易进行量化,如企业环境,管理制度等,因此,本文 对于那些不易描述的定性风险因素,采用如表1所示 的语言评价值来进行量化。 表1风险语言评价值量化等级 风险大小描述 无 极小 很小 小 较小 中等 E )= 4.熵权 E(xi) (3) 熵权在决策和评估过程中,具有特殊的意义,它 反映的不是某个指标的实际意义上的重要程度,而是 在评价对象集中的各项指标值己知的情况下,不同指 标在评价时所起作用的大小,即熵权越小,该指标起 到的作用越小,熵权值为0时,说明该指标未向决策 者提供任何有用的信息。其定义如下: !二 (1-E(Aj)) j=l 语言评价值 Extremely good(E G1 Very very good(VVG) Vey rgood(V Good(G) Medium goodfMG1 Fair(F1/Medium(M) 定量值 直觉模糊数集(u, , 、 10 9 8 7 6 5 f41 (1.00,0.0O,0.00) (0.90,0.10,0.oo) (0.80,0.10,0.10) (0.70,0.20,0.10) (0.60,0.30,0.10) (0.50,0 40,0.10) 式(4)中m为被评价对象个数,n为评价指标个 数,E 为第 个评价指标的熵, 为第 个评价指标 的熵权。 较大 大 很大 极大 Medium bad(MB) Bad(B) Very bad(VB) Very very bad(VVB) 4 3 2 1 (0.40,0.50,0.10) f0.25,0.6O),0.15 (0.10,0.75,0.15) (0.10,0.90,0.0o) 从上面定义可知,熵与熵权具有反相关系,即熵 值越大,熵权就越小,这点可以从信息论的角度进行 解释,事实上,熵权在决策和评估过程中,它反映的 不是某个指标的实际意义上的重要程度,而是指该指 标在解决本问题过程中可以提供的有用信息量的多 少,或者说是各评估对象在该指标上竞争的激烈程 度。如果每个评价对象在该指标上的评价值完全相 同,则说明评估对象在此指标上不存在竞争关系,不 能有效的体现评价对象之间的差别,也就是该指 标在区分评价对象时没有向决策者提供任何有用 2.基于熵的供应商风险评估步骤 (1)基于直觉模糊熵的主观性指标的处理 步骤1:建立直觉模糊决策矩阵。 假设某个供应链成员有m个可供选择的供应商 ( =1,2,…,m),专家根据语言评价值量化等级表1对 每个供应商的n个主观性的风险评价指标xAi=l,2, n)进行评价,建立如下直觉模糊评估矩阵: …,1 l,/J11,丌11) Pl l的信息,此时该指标的熵值最大,为1,而熵权 为0,则可以考虑剔除该指标;相反,如果每个 评价对象在该指标上的评价值差异性大,则表示 该指标提供的信息多,在进行综合评价时,权重 就应该越高。 H2】,/221, 21) P2 (; (“ /2il仃 1) ; : : ( , ,7r …(M , ,7r : : : ; : , ml, 7rm1)(H , ,7r ;(tt,q, ,7r …(“研, 咖,7r吼) ・29・ 技术经济与管理研究 2013年第7期 步骤2:应用公式(3)直觉模糊决策矩阵中D中的 j y一 E(ri) j=l =(10) 每一个评价值均可转化为直觉模糊熵的形式,从而可 产生以下形式的熵矩阵: P1 只 E= 则评价对象 的客观性指标的最终得分为: 舰 如; ;( = =’w(O,i=1,2,…,m (11) l 如 ~ ; (3)评价对象 在所有指标上的综合得分 ~ ~ ~ ~ Pm = ( +日㈢,i=1,2,…,m (12) (4)根据各个评估对象的得分从高到低进行排 序,得分最高者为最优选择 步骤3: 由公式 (4)可知指标 的客观屙 .权重wj。 ~ ~ ~ —四、算例分析 本文采用丁斌等人的实证研究中的数据,详述熵 理论在风险评估与选择中的应用,并将其计算结果与 原文献的结果作对比,以证明本方法的有效性。 ~;、 上 L1 :— 卜1 ∑ ㈤ _Z 1~ m f51 % ) 丁斌等人以某汽车制造商的10家化工类原材料 供应商为评价对象,建立了如图1所示的指标评估体 系,并获得如表2的数据。 f供应商银行资信等级n 步骤4:计算评价对象 的主观性指标的得分。 F,(P3=∑Js ・ =∑I 一 I・ , =1,2,…,m(6) =l j=l (2)基于信息熵的客观性指标的处理 假设上述的供应链成员的m个可供选择的供应 商 ( l,2,…,m)有y个客观性的风险评价指标 仃= 1,2,…, 。首先,根据每个指标的客观数据建立如 下mxy阶的客观指标评估矩阵A’: Pl At : r'1y 合同与供货风险{【李嚣奢霾耄 供货差错率d 服务风险{薯==季 畅性e譬 町 供应风险评估指标体系 f信息 长 厶日 尿 r. : ● 图1风险指标评估体系 期 怍 Pm r’ 为了便于分析,需要将指标进行标准化(无量纲 化),标准化后的指标值不会改变原有的数量关系。本 文按以下常用的标准化公式对评估矩阵 ’进行标准化: r’ —rain r’ = 表2供应商样本数据 险 b d } g ^ , k 沟服服 供本市销综 l AAA 0.96 0.应公场售合 98 O.00 8 2 8 0.15 0.02 0.10 0.O8 通务务 通响质 商司占增实 2 AAA O.93 0.96 0.00 7 2 7 O.18 0.10 O.08 O.O6 最需有长力 3 A O.80 0.90 O.o0 5 2 5 0.20 0.15 0.03 O.03 洪占J 大求空学 4 A O.9o O.95 0.00 5 4 1O 10 5 8 8 f 8 7 5 0.05 O.15 0.O1 0.04 4 0_25 0.06 0.12 0.08 6 O.12 O.O8 O.O1 O.o3 4 货其 5 AAA O.80 0.99 0.02 8 AA O.95 O.95 O.02 7 例销 ^售 7 AAA 0.80 0.99 0.O2 9 6 比总 靠max r'ii—r’// , ∈,1(,l为正向指标) (7) ,l0 l 1 l 8 0-3O 0.01 0.18 O.06 7 8 AAA 1.0o 1.oo 10 E0o O. 9 10 量 10 1.o0 O_0l 0.04 O.o6 9 6 O_30 O.02 O.10 0.30 6 6 O.O1 O.02 O.01 0 60 8 A 0.70 O.85 O.0l 率 7 A 0.8O O.75 0.O1 8 。∈,2(,2为负向指标) (8) 对于主观性指标o,e g,z,参照表1建立直觉模 可得 准化 的矩阵:A:(r 嘶。 糊决策矩阵D如下: 由公式(1)和 a e f g l 公式(4)可得各个 (0.90,0.10,0.oo)(0.80,0.1O,0.1 0)(0.10,0.75,0.15)(0.80,0.10,0.10)(0.80,0.1O,0.10) 客观指标的指标 熵值和熵权分 别为: 一 D:(0.90,0.10,o.oo)(0.70,0.20,0.1 0)(0.10,0.75,0.15)(0.70,0.20,0.1 0)(O.70,0.20,0.1 0) P2 i : Pl。 (0.50,0.40,0.10)(0.80,0.10,0.10)(0.10,0.90,0.oo)(0.60,0.30,0.1O)(0.80,0.1O,0.1O) 根据公式(2)计算对应的模糊熵矩阵 ,由公式(5) ~ 得出各指标的熵权W,由公式(6)可计算这10个成员 的主观指标的得分 ,具体计算步骤不再赘述,计 ・30・ 基于熵的供应链合作伙伴风险评估与选择方法 算结果如表3所示: 表3各供应商的模糊熵 ̄tC-ZLg:分 供应裔\ 1 2 3 4 差,甚至更优秀,只在售后响应时间、销售量比率和 市场占有率三个指标上略逊于供应商2,所以本文得 出供应商8是最佳选择供应商的结论比原文献的结论 得分 O.7O56 0.5938 O.2413 0.1O00 \指标 O.】1l1 0.11l1 0.8333 0.8333 f 0.2222 0.3750 0.8333 0.8333 g 0.2222 0.3750 0.8333 0.8333 Z 0.2222 0.3750 0.8333 0.8333 供应商2是最优选择更具可信性和合理性。 五、结论 0.2778 0.2778 0.2778 0.8333 供应链风险评估是供应链风险管理的基础和关 5 6 7 8 0.11l1 0.3750 0.11l1 O.1111 0.2222 0.3750 0.1111 O.ooo0 0.0000 O.OOoo 0.O000 0.11l】 0.2222 0.2222 0.2222 O.0DoO 0.5714 0.8333 0.3750 0.11】1 0.7307 0.6O17 0.7838 0.8794 键。本文提出用物理学中的熵理论来评估供应链合作 伙伴的风险,对于含有主观定性指标和客观数据指标 的风险指标评估体系来说,用直觉模糊熵理论为主观 指标赋权的方法,与一般的赋权方法相比,提高了输 9 0.8333 0.3750 0.1l11 0.5714 0.5714 0.4329 l0 0.8333 0.2222 0.II儿 O.5714 0.2222 0.5391 熵权∞) 0.1842 0.2065 0.2569 0.1903 0.1622 把正向客观指标b,c,h, ,J., 按公式(7),负向指 标d按公式(8)进行标准化,按公式(9)和(1 0)计算各客 观指标的熵值及熵权,按照公式(11)可计算各个供应 商的客观指标得分 ,由公式(12)可得各供应商是 综合得分 ,计算结果如下表4。 由表4可知,这10家供应商的供货风险由低到 高的综合排序为8,1,5,7,2,6,10,4,3, 9,由此可以看出:供应商8,1,5的供货风险相对 较小,且供应商8风险最小,是该汽车制造商的最佳 供货商;供应商10,4,3,9的供货风险较大,且第 9家供应商供货风险最大,应首先放弃供应商9。 原文献的10家供应商的供货风险程度由低到高 综合排序为2,1,8,4,7,6,5,3,10,9,并把 供应商1,2,8的供货风险列为一级,且认为供应商 2的风险最小;把第3,10,9家供应商的供货风险 评为三级,即风险很大,且第9家供应商的供货风险 最大。表5列出了本文与原文结论的比较,可以看 出,两者 表5结果比较 一致认为 l 风险等级 l 原文献 本文 I一级(风险小)J供应商2,l,8 。供应商8,1,5 第9家供 l二级(风险中等)l供应商4,7,6,5 供应商7,2,6,10 l三级(风险大)l供应商3,10,9 供应商4,3,9 应商的风 险最大, 而在风险最小的供应商选择上,分歧较大。通过比较 供应商2和8在表2中的原始数据,可以明显看到, 供应商8在资信等级(3A)、产品交货率0oo ̄)、产品 合格率(10O%)、供货差错率(0)、信息畅通性(1 0)、售 后服务质量(1 0)等九项指标中的表现都不比供应商2 入数据的准确性,用信息熵理论为客观指标赋权,使 权重更具客观性。在处理数据方面,本文的计算步骤 简便,清晰易懂,且计算量适中,可在Excel等数据 处理工具上方便实现,且输出数据科学合理,在解决 供应链合作伙伴选择问题上具有一定的优越性,也可 为解决其他类似问题提供有价值的参考。 需要注意的是,本研究提出的评估供应链合作伙 伴风险的方法,虽然计算出了每个伙伴企业的得分 值,但这个数值仅具有排序的意义,不表示企业实际 风险的大小,而且,企业得分越高,表明企业表现越 优秀,风险也越小。另外,在直觉模糊数的取值方 面,为了便于计算,本文根据已有文献提供的专家打 分的量化值表,直接把专家打分值转化为直觉模糊数, 并没有针对直觉数中的隶属度、非隶属度和犹豫度三个 参数分别进行专家意见咨询,所以数据并不十分精确。 此外,本文只是笼统的介绍一下熵方法在评估供应链伙 伴企业风险并对其进行排序和选择上的应用,并没有 针对某一个行业或者某一类供应链进行详尽分析,供 应链企业需要根据自身的特点和行业类型等,灵活选 用风险评估方法,以便更好地为自身企业服务。 【参考文献】 [1J1 Atanassov K.Intuitionistie fuzzy sets[J1.Fuzzy Sets and Sy— stems,1986,20(1):87-96. 【2]Burillo P,Bustince H.Entropy on intuitionistie fuzzy sets and on interval—valued fuzzy sets[J].Fuzzy Sets and Systems,1996. 【3]Eulalia Szmidt,Janusz Kacprxyk.Entropy for intuitionistic fuzzy sets【JJ_Fuzzy Sets and Systems,2001,35(4):467—477. 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