Veri türleri
Küresel Bulanık (Spherical Fuzzy)
Bir yargıya verilen destek, ret ve kararsızlık derecelerinin üçünü de uzmandan alan; üçünün karelerinin toplamını 1 ile sınırlayan veri yapısıdır.
Örnek hücre: 0.5, 0.4, 0.3
Nedir?
Küresel bulanık veri yapısı, bir alternatifin bir kriterdeki değerlendirmesini üç dereceyle ifade eder: yargıyı destekleme derecesi (üyelik, μ), reddetme derecesi (üyelik-dışı, ν) ve kararsızlık derecesi (tereddüt, π). Sezgisel, Pisagor ve q-Rung yapılardan temel farkı şudur: kararsızlık payı iki dereceden türetilmez, uzman tarafından ayrıca verilir. Kısıt, üç derecenin karelerinin toplamının 1'i aşmamasıdır. "Bu tedarikçi güvenilirdir" yargısı için (0.5, 0.4, 0.3) yazılabilir; kareler toplamı 0.50'dir ve geçerlidir.
Bu yapı, resim bulanık yapının akrabasıdır. Resim bulanık yapıda üç derecenin kendilerinin toplamı 1'i aşamaz; küresel yapıda karelerinin toplamı sınırlanır ve bu, daha çok üçlüyü kabul eder. Nötrosofik yapıdan farkı ise üç derecenin hâlâ birbirini kısıtlamasıdır: nötrosofik yapıda üçü bağımsızdır ve toplam 3'e kadar çıkabilir.
Ne Zaman Kullanılır?
Uzmanın kararsızlığı, destek ve retten geriye kalan bir pay değil, ayrıca ölçülebilen ve bildirilebilen bir bilgiyse kullanılır. Anketlerde "evet / hayır / kararsızım" şıklarının üçü de sorulduğunda; uzmanların "katılıyorum / katılmıyorum / fikrim yok" biçiminde üç ayrı derece verdiğinde; ve bu üçlüler resim bulanık kısıtına (toplam en fazla 1) sığmayacak kadar yüksek olduğunda yararlıdır.
Buna karşılık kararsızlık ayrıca ölçülmüyorsa, sezgisel ya da Pisagor yapı aynı bilgiyi iki dereceyle taşır. Üçlüler resim bulanık kısıtına zaten sığıyorsa küresel yapıya geçmek gerekli değildir.
Crisp Veriden Küresel Bulanık Veri Oluşturulabilir mi?
Evet, ancak iki adım gerekir.
Birincisi, kriteri bir yargıya çevirmektir. Üçlü bir büyüklüğün değil, bir önermenin destek, ret ve kararsızlık derecelerini taşır. "Altın 2.450 TL" bir ölçümdür; "Altın önümüzdeki altı ay için uygun bir yatırımdır" bir yargıdır.
İkincisi, üç dereceyi üç ayrı kaynaktan türetmektir: μ lehteki kanıttan, ν aleyhteki kanıttan, π kararsız ya da yönsüz kalan kanıttan. Üçüncü kaynak yoksa, yani kararsızlık yalnız "geriye kalan" olarak hesaplanabiliyorsa, küresel yapı gerekmez.
Yapılmaması gereken, π'yi 1 − μ − ν olarak hesaplayıp küresel yapıya yazmaktır. Bu durumda π yeni bir bilgi taşımaz ve yapı, kısıtı gereksiz yere genişletilmiş bir sezgisel bulanık yapıya dönüşür.
Verilen Kararsızlık ile Türetilen Kararsızlık Aynı Şey Değildir
Sezgisel bulanık yapıda kararsızlık payı hesaplanır: 1 − μ − ν. Küresel bulanık yapıda ise uzman üç dereceyi de kendisi verir ve kararsızlık bir ölçüm sonucudur. Bu iki sayı aynı adı taşısa da aynı şey değildir: türetilen pay, uzmanın söylemediği bir şeyin matematiksel kalıntısıdır; verilen pay, uzmanın açıkça bildirdiği bir yargıdır.
Bu nedenle:
"Uzman μ = 0.5, ν = 0.4 verdi; π = 0.1 olarak hesaplanıp küresel yapıya yazıldı"
yerine:
"Uzmana kararsızlık derecesi ayrıca soruldu, 0.3 verdi; üçlü (0.5, 0.4, 0.3) olarak kaydedildi"
yaklaşımı doğrudur. Kararsızlık sorulmadıysa küresel yapı kullanılmaz.
Güçlü Yanları
Küresel bulanık yapının en önemli avantajı, "fikrim yok" cevabını gerçek bir ölçüm olarak kaydetmesidir. İki dereceli yapılarda kararsızlık, uzmanın vermediği bir sayıdan türetilir; küresel yapıda uzmanın verdiği sayıdır ve grup kararlarında uzmanlar arasındaki kararsızlık farkı doğrudan karşılaştırılabilir.
Ayrıca kareler üzerinden tanımlanan kısıt, resim bulanık yapıya sığmayan üçlüleri kabul eder: uzman (0.7, 0.5, 0.4) gibi üç yüksek derece verdiğinde (toplam 1.6, kareler toplamı 0.90) yargısı kırpılmadan kaydedilir.
Sınırlılıkları
Üç ayrı derece istemek uzman yükünü artırır; uygulamada uzmanlar "kararsızlık derecesi" kavramını tutarlı biçimde ayırt edemeyebilir ve üçüncü derece rastgele doldurulabilir.
Sıralama için üç derecenin tek sayıya indirilmesi gerekir; küresel yapı için önerilmiş birden fazla skor ve uzaklık fonksiyonu vardır ve seçim sonucu etkiler. Ayrıca üç derece hâlâ birbirini kısıtladığından, bilginin gerçekten eksik ya da çelişkili olduğu durumlar (yüksek destek, yüksek ret, yüksek bilinmeyen aynı anda) bu yapıya sığmayabilir; o durum nötrosofik yapının konusudur.
Aralık-Değerli Küresel Bulanık Ne Zaman Kullanılır?
Uzman üç dereceyi tek sayı olarak değil, aralık olarak verebiliyorsa ("destek 0.5 ile 0.7 arasında") aralık-değerli küresel bulanık (interval-valued spherical fuzzy) yapı kullanılır. Kısıt üst sınırlar için aynı kalır. Bu yapı, yargının kendisine ek olarak yargıyı sayıya çevirmedeki tereddüdü de taşır; değerlendirme yükü belirgin biçimde artar ve yalnız bu ikinci katmanın karar için önemli olduğu durumlarda tercih edilmelidir.
Sık Yapılan Hatalar
En yaygın hata, kararsızlık payını hesaplayıp küresel yapıya yazmaktır. Uzman üçüncü dereceyi vermediyse yapı gerekmez.
İkinci yaygın hata, resim bulanık kısıtına sığan üçlüler için küresel yapı seçmektir; toplamı 1'i aşmayan üçlüler için geniş alan hiçbir ek bilgi taşımaz. Benzer şekilde üç dereceyi tek kaynaktan bölüştürmek, ölçülmüş bir büyüklüğü doğrudan μ olarak kullanmak ve "üç sayı daha zengin bilgidir" düşüncesiyle iki dereceli yapıdan küresel yapıya geçmek de metodolojik sorunlara yol açar.
Temel ilke şudur:
Kararsızlık derecesi uzmandan ayrıca alınmalı, üç derece üç ayrı kaynağa dayanmalı ve küresel kısıta geçiş, üçlülerin resim bulanık kısıtını gerçekten aştığıyla gerekçelendirilmelidir.
Örnekler
Her örnek herkesin bildiği tek bir kesin sayıdan başlar ve aynı sayının hangi koşulda, hangi adımlarla küresel bulanık biçime geçtiğini gösterir.
1. Tıp: Tanı testinin duyarlılığı %88
Kesin sayı. Bir görüntüleme testinin literatürde bildirilen duyarlılığı %88. Ölçülmüş bir orandır; yargı değildir.
Adım 1: Kriteri yargıya çevirin. Karar üç tanı yolu arasında, kriter "bu hasta için uygunluk". Yargı: "Bu test bu hastada tanıyı netleştirir."
Adım 2: Üç dereceyi üç ayrı kaynaktan türetin. On üyeli konsey her üyeden üç ayrı derece istiyor; her üye üçünü de 0 ile 1 arası puanlıyor, ortalama alınıyor:
- •μ (destek, "yarar bekliyorum") = 0.70
- •ν (ret, "zarar ya da gereksiz maliyet bekliyorum") = 0.50
- •π (tereddüt, "bu hastada kestiremiyorum") = 0.40
Küresel bulanık hâli. "Uygunluk" kriterinde (0.70, 0.50, 0.40). Toplam 1.60 olduğundan resim bulanık yapıya sığmaz; kareler toplamı 0.49 + 0.25 + 0.16 = 0.90 olduğundan küresel yapıda geçerlidir. Tereddüt payı türetilmemiş, konsey tarafından ayrıca verilmiştir; %88 duyarlılık bu bilgiyi taşımaz.
Aynı sayı, farklı durum. Genç ve ek hastalığı olmayan bir hasta için konsey (0.85, 0.10, 0.10) veriyor: toplam 1.05, kareler toplamı 0.74. Resim bulanık kısıtı çok az aşılır; matristeki diğer hücreler küresel yapı gerektirmiyorsa üçlülerin gözden geçirilmesi istenebilir.
2. Lojistik: Arsa kirası 180 TL/m²
Kesin sayı. Bölgesel depo için aday arsanın aylık kirası metrekare başına 180 TL. Sözleşme rakamıdır, kesindir.
Adım 1: Kriteri yargıya çevirin. Karar üç aday yer arasında, kriter "operasyonel uygunluk". Yargı: "Bu yer bölgesel dağıtım için uygundur."
Adım 2: Üç dereceyi üç ayrı kaynaktan türetin. Paydaş anketi (sürücüler, depo yöneticileri, müşteri temsilcileri) üç ayrı soru soruyor; aynı kişi birden fazlasına "evet" diyebiliyor:
- •μ ("uygun") = 0.60, ν ("uygun değil") = 0.30, π ("karar veremem, ulaşım planı netleşmedi") = 0.40
Küresel bulanık hâli. (0.60, 0.30, 0.40). Toplam 1.30; kareler toplamı 0.36 + 0.09 + 0.16 = 0.61, geçerli. Paydaşların %40'ının "karar veremem" demesi, kira rakamından bağımsız ölçülmüş gerçek bir bilgidir.
Aynı sayı, farklı durum. Ankete yalnız "uygun / uygun değil" sorulmuş ve %60 / %30 çıkmışsa tereddüt ölçülmemiştir; çift (0.60, 0.30) sezgisel bulanık yapıya yazılır, π türetilir. Küresel yapıya gerek yoktur.
3. Turizm: Destinasyon doluluk oranı %72
Kesin sayı. Bir kıyı destinasyonunun geçen sezon ortalama otel doluluğu %72. Ölçülmüş bir orandır.
Adım 1: Kriteri yargıya çevirin. Karar üç destinasyon arasında, kriter "yatırım çekiciliği". Yargı: "Bu destinasyona yeni otel yatırımı uygundur."
Adım 2: Üç dereceyi üç ayrı kaynaktan türetin. Yatırım komitesinin altı üyesi üç ayrı dereceyi ayrı ayrı puanlıyor, ortalama alınıyor:
- •μ (destek: talep ve doluluk eğilimi) = 0.55
- •ν (ret: sezonsallık ve yeni arz riski) = 0.35
- •π (tereddüt: havalimanı kapasite kararı açıklanmadı) = 0.50
Küresel bulanık hâli. (0.55, 0.35, 0.50). Toplam 1.40; kareler toplamı 0.30 + 0.12 + 0.25 = 0.67, geçerli. Tereddüt, destek ve ret derecelerinden bağımsız olarak "bekleyen bir dış karar"dan gelir.
Aynı sayı, farklı durum. Havalimanı kararı açıklanıp kapasite artışı kesinleşirse π düşer: (0.65, 0.30, 0.15); toplam 1.10, kareler toplamı 0.54. Doluluk oranı değişmedi, tereddüt değişti.
4. Ürün Lansmanı: Yapının Doğal Örneği
Kesin sayı. Bir ürün konsepti tüketici panelinden 10 üzerinden 6.8 beğeni almış.
Adım 1: Kriteri yargıya çevirin. Kriter "pazar kabulü". Yargı: "Bu ürün pazarda kabul görür."
Adım 2. Panele üç ayrı soru: "satın alırım" %65, "satın almam" %45, "denemeden karar veremem" %55 (çoklu cevap serbest).
- •μ = 0.65, ν = 0.45, π = 0.55
Küresel bulanık hâli. (0.65, 0.45, 0.55). Toplam 1.65; kareler toplamı 0.42 + 0.20 + 0.30 = 0.92, geçerli. 6.8 puan tek başına "yarıdan fazlası denemeden karar veremiyor" bilgisini taşımaz.
5. Yapılmaması Gereken
Sezgisel yapıya sığan çifti alıp tereddüdü hesaplayarak üçlü yapmak: (0.60, 0.30) → (0.60, 0.30, 0.10) ve bunu küresel yapıya yazmak. Üçüncü derece paydaştan gelmemiştir, hiçbir ek bilgi taşımaz ve üçlü zaten resim bulanık kısıtına sığar. Benzer şekilde %88 duyarlılığı ya da %72 doluluğu doğrudan μ yapıp geri kalanı ν ve π arasında bölüştürmek de uydurmadır. Tereddüt ölçülmediyse iki dereceli yapıda kalınır.
Örneklerdeki sayılar kurgusaldır; gerçek veri değildir.
Kısa karar kuralı
Tek ve güvenilir değer → Crisp
Bir yargıya destek ve ret, kararsızlık türetiliyor → Sezgisel, Pisagor ya da q-Rung bulanık (kısıta göre)
Destek, ret ve kararsızlık üçü de uzmandan, toplamı en fazla 1 → Resim bulanık
Üçü de uzmandan, toplam 1'i aşıyor, kareler toplamı aşmıyor → Küresel bulanık
Üç derece aralık olarak veriliyor → Aralık-değerli küresel bulanık
Doğru / belirsiz / yanlış birbirinden bağımsız, kısıt yok → Nötrosofik
Temel kaynaklar
Kutlu Gündoğdu, F., & Kahraman, C. (2019). Spherical fuzzy sets and spherical fuzzy TOPSIS method. Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, 36(1), 337–352. DOI: 10.3233/JIFS-181401
Ashraf, S., Abdullah, S., Mahmood, T., Ghani, F., & Mahmood, T. (2019). Spherical fuzzy sets and their applications in multi-attribute decision making problems. Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, 36(3), 2829–2844. DOI: 10.3233/JIFS-172009
Kutlu Gündoğdu, F., & Kahraman, C. (2019). A novel fuzzy TOPSIS method using emerging interval-valued spherical fuzzy sets. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 85, 307–323. DOI: 10.1016/j.engappai.2019.06.003