Veri türleri
Gri (Grey)
Bir değerin yalnız alt ve üst sınırının bilindiği, sınırlar arasında hiçbir değerin diğerinden daha olası ya da daha makul sayılmadığı durumu koruyan veri yapısıdır.
Örnek hücre: 3, 5
Nedir?
Gri veri yapısı, bir alternatifin bir kriterdeki değerlendirmesini tek bir sayı yerine iki sınırla ifade eder: değer en az bu kadar, en çok şu kadar. "Bakım maliyeti 30 ile 50 bin TL arasında" ifadesi ⊗[30, 50] gri sayısıdır. Sınırların içinde en olası bir nokta, bir dağılım ya da bir üyelik derecesi tanımlanmaz; bilgi yalnız sınırlardan ibarettir.
Adındaki "gri", gri sistem teorisinden gelir: bilginin tamamen bilindiği durum "beyaz", hiç bilinmediği durum "siyah", kısmen bilindiği durum "gri" olarak adlandırılır. Gri sayı, kısmi bilginin en sade biçimidir: verinin az olduğu, geçmiş kaydın kısa olduğu ya da ölçümün tam yapılamadığı durumlarda elde kalan tek güvenilir bilgi çoğu zaman bir alt ve bir üst sınırdır.
Ne Zaman Kullanılır?
Değer hakkında sınırlar dışında hiçbir şey bilinmiyorsa kullanılır. Az veriyle çalışılan problemlerde, yeni ürün ya da yeni pazar değerlendirmelerinde, tedarikçinin fiyatı "şu ile bu arasında" verdiği tekliflerde, uzmanın "en az, en çok" diyebildiği ama "en olası" diyemediği yargılarda yararlıdır.
Buna karşılık sınırların içinde bir en olası değer varsa bulanık yapı, sınırlar bir olasılık dağılımının uçlarıysa olasılıksal yapı daha uygundur. Sınırların içindeki bilgiyi bilerek atıp gri yapıya inmek, elde olan bilgiyi silmek olur.
Crisp Veriden Gri Veri Oluşturulabilir mi?
Evet, ancak sınırların kendi kaynağı olmalıdır. İki adım gerekir.
Birincisi, değerin neyi temsil ettiğini belirlemektir: ölçülmüş tek bir büyüklük mü, yoksa henüz gerçekleşmemiş ya da tam gözlemlenememiş bir büyüklük mü? Ölçülmüş büyüklük kesin kalır. Gerçekleşmemiş büyüklük (gelecek maliyet, gelecek talep) ya da tam gözlemlenememiş büyüklük (kısmi kayıt) gri yapıya taşınabilir.
İkincisi, alt ve üst sınırı ayrı ayrı gerekçelendirmektir: sözleşmedeki en düşük ve en yüksek fiyat, geçmiş kayıtlardaki en iyi ve en kötü değer, uzmanın "kesinlikle bunun altına inmez, bunun üstüne çıkmaz" dediği iki nokta. Sınırlar bir kaynaktan okunur, tahmin edilmez.
Yapılmaması gereken, kesin bir sayının iki yanına belli bir yüzde ekleyerek gri sayı kurmaktır. 2.450 TL'yi ⊗[2.400, 2.500] diye yazmanın hiçbir kaynağı yoktur.
Gri Sayı ile Bulanık Sayı Aynı Şey Değildir
Bulanık sayı, sınırların içinde bir en olası değer tanımlar ve makullüğün o değerden uçlara doğru azaldığını söyler. Gri sayı bunu söylemez: sınırların içindeki her değer eşit derecede mümkündür, çünkü elde bundan fazlası yoktur.
Bu nedenle:
"En olası değeri bilmiyorum, ortayı alırım"
yerine:
"En olası değeri bilmiyorsam sınırları korurum ve ortayı ilan etmem"
yaklaşımı daha doğrudur. Gri sayının ortasını en olası değer diye kullanmak, olmayan bir bilgiyi var saymaktır. Sonuç aşamasında gri sayının tek bir değere indirilmesi (beyazlaştırma) gerekebilir; bu bir hesap adımıdır ve raporda belirtilir, veriye baştan eklenmez.
Güçlü Yanları
Gri veri yapısının en önemli avantajı, az bilgiyle dürüst çalışmasıdır. Elde yalnız sınırlar varsa yapı tam olarak bu kadarını ister; olmayan bir dağılım ya da olmayan bir en olası değer uydurmayı gerektirmez.
Ayrıca değerlendirme yükü düşüktür. Uzmandan "en az ve en çok" istemek, "en olası" ya da "olasılık" istemekten daha kolaydır ve daha tutarlı cevap alınır. Az veriyle çalışan problemlerde bu, yapının pratik değerini belirler.
Sınırlılıkları
Gri sayı sınırların içindeki bilgiyi taşımaz; taşınacak bilgi varsa yapı onu siler. İki gri sayının karşılaştırılması tek bir kurala bağlı değildir: sınırları iç içe geçen gri sayılar için hangi kural kullanıldığı sıralamayı değiştirebilir.
Gri sayılarla yapılan işlemler genişliği büyütür; çok adımlı hesaplarda sonuç aralığı girdilerden çok daha geniş olabilir. Sonucu tek değere indirmek (beyazlaştırma) için birden fazla yol vardır ve seçim sonucu etkiler.
Aralık (Interval) ile Gri Sayı
Biçim olarak ikisi aynıdır: iki sınır. Fark kullanım bağlamındadır. Aralık sayı, değerin kesin olarak bu sınırlar içinde olduğunu söyleyen bir matematiksel nesnedir. Gri sayı ise aynı biçimi, bilginin eksik olduğu ve ileride yeni bilgiyle daraltılabileceği bir "kısmi bilgi" bağlamında kullanır; gri sistem yöntemleri bu bağlamın araçlarıyla (beyazlaştırma, gri ilişki) çalışır.
Uygulamada her ikisi de alt ve üst sınırla girilir. Hangi yöntem ailesinin kullanılacağı, sınırların bir kesinlik ifadesi mi yoksa kısmi bilgi ifadesi mi olduğuna göre seçilir.
Sık Yapılan Hatalar
En yaygın hata, gri sayının ortasını en olası değer gibi yorumlamaktır. Gri sayı en olası değer bilgisi taşımaz.
İkinci yaygın hata, ölçülmüş bir değerin çevresine yüzde ekleyerek gri sayı kurmaktır; sınırların kaynağı yoksa gri sayı da yoktur. Üçüncüsü, sınırların içinde aslında bilinen bir dağılımı ya da bir en olası değeri atıp gri yapıya inmektir; elde olan bilgi silinmiş olur.
Temel ilke şudur:
Gri sayının her iki sınırı bir kaynaktan okunmalı; sınırların içine, elde olmayan hiçbir bilgi (en olası değer, dağılım) sonradan eklenmemelidir.
Örnekler
Her örnek herkesin bildiği tek bir kesin sayıdan başlar ve aynı sayının hangi koşulda, hangi adımlarla gri yapıya geçtiğini gösterir.
1. İktisat: Bu yılın talebi 48.000 adet
Kesin sayı. Bir ürünün bu yılki satış adedi 48.000. Gerçekleşmiş, sayılmış bir değerdir; gri olmaz.
Adım 1: Değer neyi temsil ediyor? Karar üç üretim kapasitesi seçeneği arasında, kriter "gelecek yıl talep". Bu henüz gerçekleşmemiş bir büyüklüktür.
Adım 2: Sınırları kendi kaynağından türetin. Sektör raporu gelecek yıl için "yüzde 8 daralma ile yüzde 12 büyüme arası" diyor; geçmiş beş yılda yıllık değişim de bu bandın dışına çıkmamış. Bir en olası değer konusunda görüş yok.
Gri hâli. "Gelecek yıl talep" kriterinde ⊗[44.200, 53.800]. Ortası ilan edilmez; iki sınır arasındaki her değer eşit derecede mümkündür.
Aynı sayı, farklı durum. Rapor "en olası 50.000" diyorsa bilgi sınırlardan fazladır; bulanık yapıya (44.200, 50.000, 53.800) geçilir. Geçmiş yıllardan bir talep dağılımı kestirilebiliyorsa olasılıksal yapı kullanılır. Gri yapı, elde yalnız sınır olduğunda dürüst olan biçimdir.
2. İnşaat: Son projenin metrekare maliyeti 18.500 TL
Kesin sayı. Tamamlanan son projenin gerçekleşen metrekare maliyeti 18.500 TL. Muhasebeden gelen kesin bir değerdir.
Adım 1: Değer neyi temsil ediyor? Karar üç yeni proje arasında, kriter "beklenen metrekare maliyeti". Teklif öncesinde zemin etüdü tamamlanmamış, malzeme fiyatları netleşmemiş.
Adım 2: Sınırları kendi kaynağından türetin. Teknik ofis, zemin sonucu ve fiyat senaryolarına göre maliyetin "17.000'in altına inmeyeceğini, 22.000'i aşmayacağını" söylüyor; hangi senaryonun daha olası olduğunu söyleyemiyor.
Gri hâli. "Beklenen metrekare maliyeti" kriterinde ⊗[17.000, 22.000].
Aynı sayı, farklı durum. Zemin etüdü tamamlanıp senaryolardan biri öne çıkarsa teknik ofis "büyük olasılıkla 19.000" diyebilir; o zaman bulanık yapı (17.000, 19.000, 22.000) daha fazla bilgi taşır. Tamamlanmış projenin 18.500 TL'si ise her zaman crisp kalır.
3. Tarım: Geçen yılın dekar verimi 420 kg
Kesin sayı. Mevcut çeşidin geçen yıl gerçekleşen verimi dekar başına 420 kg. Tartılmış, kesin bir değerdir.
Adım 1: Değer neyi temsil ediyor? Karar üç yeni çeşit arasında, kriter "beklenen dekar verimi". Yeni çeşit bu bölgede yalnız iki deneme parselinde ekilmiş.
Adım 2: Sınırları kendi kaynağından türetin. İki parselde 380 ve 470 kg alınmış. İki gözlemden ortalama ya da dağılım çıkarmak anlamlı değildir; elde yalnız gözlenen alt ve üst değer vardır.
Gri hâli. "Beklenen dekar verimi" kriterinde ⊗[380, 470].
Aynı sayı, farklı durum. Aynı çeşit sekiz parselde üç yıl ekilmişse ortalama ve dağılım hesaplanabilir; o zaman gri yapı bilgiyi siler, olasılıksal yapı ya da (kurak, normal, yağışlı yıl gibi farklı durumlar anlamlıysa) tereddütlü yapı uygundur.
4. Sözleşme: Yıllık bakım bedeli 30 ile 50 bin TL arası
Kesin sayı. Tedarikçi bakım hizmeti için sözleşmede "yıllık 30 ile 50 bin TL arasında, kullanım yoğunluğuna göre" yazıyor.
Adım 1. Kriter "yıllık bakım maliyeti"; gerçekleşecek değer kullanım yoğunluğuna bağlıdır ve henüz bilinmemektedir.
Adım 2. Sınırlar sözleşmeden okunur: alt 30, üst 50. Sözleşme bir en olası değer vermez; kullanım yoğunluğu için geçmiş kayıt yoktur.
Gri hâli. ⊗[30, 50]. Üç tedarikçinin her biri için aynı biçimde sınırlar girilir; sistem gri yapıya uygun yöntemi önerir.
5. Yapılmaması Gereken
Ölçülmüş 48.000 adet, 18.500 TL ya da 420 kg değerinin iki yanına yüzde ekleyerek sınır kurmak: 420 → ⊗[400, 440]. Sınırların kaynağı yoktur. Aynı şekilde ⊗[30, 50] gri sayısının ortası olan 40'ı "en olası maliyet" diye yorumlamak da yanlıştır; gri sayı bu bilgiyi taşımaz.
Örneklerdeki sayılar kurgusaldır; gerçek veri değildir.
Kısa karar kuralı
Tek ve savunulabilir sayı → Kesin (Crisp)
Yalnız alt ve üst sınır, içinde başka bilgi yok → Gri (Grey)
Sınırlar kesinlik ifadesi, matematiksel aralık → Aralık (Interval)
Sınırlar + en olası değer → Bulanık (Fuzzy)
Sınırlar bir dağılımın uçları → Olasılıksal (Stochastic)
Sınırlar uzman grubunun değerlendirmelerinden türetilmiş → Kaba küme (Rough)
Temel kaynaklar
Deng, J. L. (1982). Control problems of grey systems. Systems & Control Letters, 1(5), 288–294. DOI: 10.1016/S0167-6911(82)80025-X
Deng, J. L. (1989). Introduction to grey system theory. The Journal of Grey System, 1(1), 1–24. (DOI yok)
Liu, S., & Lin, Y. (2011). Grey Systems: Theory and Applications. Understanding Complex Systems. Springer. DOI: 10.1007/978-3-642-16158-2
Zavadskas, E. K., Kaklauskas, A., Turskis, Z., & Tamošaitienė, J. (2009). Multi-attribute decision-making model by applying grey numbers. Informatica, 20(2), 305–320. DOI: 10.15388/informatica.2009.252