基于层次分析法的刀具供应商选择

樊于麟　李艳冰　徐克林

(同济大学机械与能源学院工业工程所，上海 200092)



基于层次分析法的刀具供应商选择

樊于麟李艳冰徐克林

(同济大学机械与能源学院工业工程所，上海 200092)

采用层次分析法，结合企业自身对刀具供应商的要求，科学地分析了刀具供应商选择中的各种影响因素，从而对候选供应商进行排序，得到综合最优供应商。采用层次分析法大大简化了供应商选择的流程，取得较好效果。

层次分析法；供应商；选择

现代机械加工中，金属切削是一种重要的加工方式。作为金属切削中必不可少的消耗品，金属切削刀具在近百年来，已经发生了巨大的变化。刀具的费用，在发达国家，通常只占生产成本的3%～5%，但是合适的刀具是确保正常生产的关键因素之一，对整个生产环节影响巨大。作为终端用户，面对市场上各种品牌、各种设计的刀具，往往会面临选择上的困惑。另外，刀具的使用是一项实践性很强的应用技术，因此，对于刀具供应商的选择，不仅仅是价格的问题，刀具的质量、售后服务、供应商的交货周期、供应商的技术能力以及供应商可以给予的最大付款周期，都是企业的刀具采购人员需要考虑的问题。

层次分析法(analytichierarchyprocess,AHP)，是20世纪70年代由美国运筹学教授T.L.Satty提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法，它根据问题的性质和要达到的目标分解出问题的组成因素，并按因素间的相互关系将因素层次化，组成一个层次结构模型，然后按层分析，最终获得最低层因素对于最高层(总目标)的重要性权值。

采用层次分析法对刀具供应商进行筛选，能结合企业自身对供应商的要求，综合各项指标，对多个供应商进行逐一评判，寻求最优化的合作对象。这种方法针对大量不确定性、模糊性、随机性因素，找出其中的相互关系，进行量化决策。并且将定性与定量的方法有机结合起来，使复杂的决策问题清晰化，规范化，减少了定量计算的工作量，节约了人力物力，具有较强的实用性。

1　刀具供应商选择的层次结构

对于传统的供应商筛选，一般来说，价格、质量是必不可少的两个关键因素。由于刀具是一类比较特殊的工业消耗品，企业在加工中遇到问题，例如加工尺寸超差、加工尺寸不稳定、加工表面粗糙度不达标，加工工件数量波动等一般首先都会从刀具上来找原因，所以，售后服务也是一个重要的指标；另外，刀具被称为“工业的牙齿”，再先进的机床，如果没有刀具，也只能是摆设，所以，对于企业来说，刀具库存不足导致停机的损失是非常大的。可靠的交货周期，不但可以保证设备的正常工作，还可以让用户的安全库存量可控，降低库存的压力。近年来，随着产品的迭代周期缩短，各种非标刀具的需求也越来越大，刀具供应商的技术能力需求在非标刀具的设计制造上更加重要。故供应商的技术能力，也是用户非常看重的一个指标；最后，如果刀具供应商能够给用户一个比较合理的付款周期，这对减小用户的现金流压力也可起到一定作用。

W工厂在对新产品的刀具方案进行供应商的筛选，参与竞标的有供应商S、供应商I和供应商T。按照层次分析法对供应商选择影响因素进行归纳，其层次结构示意图如图1所示。

2　判断矩阵的确定和层次单排序

首先，对中间层的几个判断要素进行排序，根据层次结构图构造判断矩阵。

根据用户对于几项判断指标的重要性打分，各项指标的两两相比重要度对比见表1。

表1供应商选择准则间的比较

供应商选择售后质量交货周期技术能力价格付款周期售后11/71114质量719689交货周期11/911/31/33技术能力11/6311/35价格11/83312付款周期1/41/91/31/51/21

判断矩阵为：

求得最大特征根λmax=6.580 2，通过计算，求得特征向量为 ：

W=(0.093 1,0.573 7,0.061 0,0.105 7,0.131 6,0.034 8)T

即对于该用户而言，供应商选择的重要性排序为：产品质量、产品价格、技术能力、售后服务、交货周期、付款周期。

然后，对3家供应商在各个指标间的表现进行两两对比，得表2～7。

表2关于售后服务指标的三家供应商间的比较

售后供应商S供应商I供应商T供应商S157供应商I1/512供应商T1/71/21

根据表2，建立售后服务优势的判断矩阵：

求得最大特征根λmax=3.014 2，特征向量为：

W=(0.739 6，0.166 6，0.093 8)T，即在售后服务指标的优势排序应该是供应商S，供应商I，供应商T。

表3关于产品质量指标的三家供应商间的比较

质量供应商S供应商I供应商T供应商S139供应商I1/316供应商T1/91/61

根据表3，建立质量优势的判断矩阵：

求得最大特征根λmax=3.053 6，特征向量为：W=(0.663 1,0.278 5,0.058 5)T，即在质量指标下，三家供应商的优势顺序为，供应商S，供应商I，供应商T。

表4关于交货周期指标的三家供应商比较

交货周期供应商S供应商I供应商T供应商S11/41/7供应商I411/4供应商T741

根据表4，建立交货周期优势比较的判断矩阵：

求得最大特征根λmax=3.076 4，所求特征向量为：W=(0.075 4,0.229 0,0.695 5)T，即在交货周期指标下，三家供应商的优势排序为，供应商T，供应商I，供应商S。

表5关于技术能力指标的三家供应商比较

技术能力供应商S供应商I供应商T供应商S149供应商I1/415供应商T1/91/51

根据表5，建立技术能力优势比较的判断矩阵：

求得最大特征根λmax=3.071 3，所求特征向量为：W=(0.708 5,0.231 1,0.060 3)T，即在技术能力指标下，三家供应商的优势排序为，供应商S，供应商I，供应商T。

表6关于产品价格指标的三家供应商比较

价格供应商S供应商I供应商T供应商S11/51/7供应商I511/3供应商T731

根据表6，建立价格优势比较的判断矩阵：

求得最大特征根λmax=3.064 9，所求特征向量为：W=(0.071 9,0.279 0,0.649 1)T，即在价格指标下，三家供应商的优势排序为：供应商T、供应商I、供应商S。

表7关于付款周期指标的三家供应商比较

账期供应商S供应商I供应商T供应商S11/51/7供应商I511/2供应商T721

根据表7，建立付款周期优势比较的判断矩阵

求得最大特征根λmax=3.014 2，所求特征向量为：W=(0.075 1,0.333 2,0.591 7)T，即在付款周期指标下，三家供应商的优势排序为：供应商T、供应商I、供应商S。

3　一致性检验

通过一致性检验能够判断出矩阵A求出的权系数是否合理。当λmax=n，且除λmax之外，其余所有特征根均为0，则可以为矩阵A具有完全一致性。而当判断矩阵具有满意一致性时，它的最大特征根稍大于矩阵阶数n，且其余特征根接近0，这样基于层次分析法得出的结论才是基本合理的。反映矩阵一致性的指标称为一致性比例(consistenceratio,C.R.),即

C.R.=C.I./R.I.

R.I.为随机一致性指标(randomcomsistencyindex),具体数值见表8。对于一致性比例，C.R.<0.1时，认为矩阵A是满意一致性矩阵；当C.R.>0.1时，称矩阵A不具有一致性；当C.R.=0时，我们称矩阵为完全一致性矩阵。

表8随机一致性指标R.I.数值

阶数3456789101112131415R.I.0.580.891.121.241.321.411.451.491.521.541.561.581.59

分别对以上7个判断矩阵进行一致性检验，对于矩阵AR，C.I.=( λmax-n)/(n-1)=0.116 04，查表得R.I.=1.24，C.R.=C.I./R.I.=0.094<0.1。因此认为矩阵具有满意的一致性。按照同样方法，对矩阵AS、AQ、AD、AT、AP、AM，进行一致性检验，得到的C.R.值分别为0.013 6、0.051 6、0.073 5、0.068 5、0.062 4、0.013 6，均小于0.1。所以，我们认为以上矩阵都具有满意的一致性。

4　综合最优供应商选择

通过以上的计算过程，可以计算出三家供应商的综合得分，见表9。

表9三家供应商综合得分表

指标供应商售后服务(0.0931)产品质量(0.5737)交货周期(0.0610)技术能力(0.1057)产品价格(0.1316)付款周期(0.0348)综合权重供应商S0.7396×0.0931=0.06880.6631×0.5737=0.38040.0754×0.0610=0.00460.7085×0.1057=0.07490.0719×0.1316=0.00950.0751×0.0348=0.00260.5822供应商I0.1666×0.0931=0.01550.2785×0.5737=0.15970.2290×0.0610=0.01400.2311×0.1057=0.02440.2790×0.1316=0.03670.3332×0.0348=0.01160.2614供应商T0.0938×0.0931=0.00870.0585×0.5737=0.00350.6955×0.0610=0.04240.0603×0.1057=0.00640.6491×0.1316=0.08540.5917×0.0348=0.02060.1670

因此，在此次供应商选择中，三家供应商的综合排序应为：供应商S>供应商I>供应商T。

5　结语

层次分析法是一种简便、工作量相对较小，成本较小的方法，在企业进行供应链管理，优化供应商时，取得了非常显著的效果。

[1]张炳江.层次分析法及其应用案例[M].北京：电子工业出版社，2014.

[2]李大鹏.基于层次分析法的第三方运输企业选择[J]. 科技情报开发与经济, 2005,15(3):150-151.

[3]薛居征.基于层次分析法的群决策方法及应用研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学,2011.

[4]储敏.层次分析法中判断矩阵的构造问题[D].南京：南京理工大学,2005.

[5]傅新平.层次分析法在物流中心选址中的应用[J].世界海运，2002，25(4):23-24.

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The application of AHP in cutting tools suppliers selection

FAN Yulin, LI Yanbing，XU Kelin

(InstituteofIndustrialEngineering,SchoolofMechanicalEngineering,TongjiUniversity，Shanghai200092,CHN)

Connectingrealconditionsandcharacteristicsoftheenterprise,scientificanalysisofthecuttingtoolssuppliersselectionofvariousinfluencingfactors,useAHPtosortofcandidatesupplierstogetthebestsupplier.UsingAHPcouldgreatlysimplifiestheprocessofsupplierselection.ItcouldbereferencedinSCM.

AHP;suppliers;selection

TG71

A

(编辑谭弘颖)(2015-12-24)

160332