Uzantı kartı · m-Kutuplu
Bipolar bulanık TOPSIS (Alghamdi, Alshehri & Akram, 2018)
Bu, TOPSIS'in her hücrede bir yargının istenen yöndeki ve karşı yöndeki etkisinin ayrı ayrı verildiği durumlar için biçimidir. İki etki daha ilk adımda tek bir skora indirilir, geri kalan hesap kesin TOPSIS'le aynı yolu izler.
Temel yöntem
TOPSIS →
Felsefe, işleyiş, güçlü ve zayıf yanlar temel yöntem kartında; bu kart yalnız farkı anlatır.
Veri türü (aile)
m-Kutuplu (m-Polar) →
Bu veri türü nedir, ne zaman kullanılır, hücreye nasıl yazılır: ailenin ayrıntılı anlatımı burada.
Temel Yöntemden Ne Değişir?
Üç şey değişir; karar mantığı değişmez.
Hücreler. Kesin TOPSIS'te her hücre tek sayıdır. Burada her hücre iki sayıdır: olumlu kutup ve olumsuz kutup. Olumlu kutup, alternatifin bu kriterde istenen yönde ne kadar etkili olduğunu 0 ile 1 arasında söyler. Olumsuz kutup, aynı alternatifin karşı yönde ne kadar etkili olduğunu 0 ile −1 arasında söyler. İki kutup birbirini sınırlamaz, toplamları için bir kural yoktur. Bipolar bulanık TOPSIS, m-kutuplu ailenin m = 2 olduğu ve ikinci kutbun işareti ters çevrilen özel halidir. Burada m farklı bakış açısı yerine tek bir yargının iki yönü ölçülür. Ağırlıklar kesin sayı olarak kalır; TOPSIS ağırlık üretmez, dışarıdan alır.
Ölçek eşitleme. Bipolar TOPSIS önce her hücreyi tek bir sayıya indirir. DecisionMind bunun için skor fonksiyonunu kullanır: olumlu kutupla olumsuz kutbu toplar, 1 ekler, ikiye böler. Bu işlem olumlu kutbu 1, olumsuz kutbu 0 olan bir hücreye tam 1 puan verir; ikisi de 0 olan bir hücreye 0,5 puan verir. Maliyet kriterinde bu işlemden önce kutuplar tamamlanır: olumlu kutup 1'den çıkarılır, olumsuz kutbun mutlak değeri 1 çıkarılarak yeniden yazılır. Bu tamamlama, kesin TOPSIS'teki "azı iyi" kriterini "çoğu iyi"ye çevirmenin bipolar karşılığıdır. Skor fonksiyonundan sonra elde edilen sayılar üzerinde kesin TOPSIS'in geri kalan adımları aynen çalışır. Her sütun kendi büyüklüğüne bölünür, ağırlıkla çarpılır, ideal ve anti-ideal seçenek kurulur.
Uzaklık ve yakınlık puanı. Skor fonksiyonu bittikten sonra hesap kesin TOPSIS'le birebir aynı yolu izler. Yöntem her seçeneğin ideale ve anti-ideale Öklid uzaklığını ölçer, yakınlık puanını anti-ideale uzaklığın iki uzaklık toplamına oranı olarak hesaplar. Sonuç yine 0 ile 1 arasında tek bir sayıdır.
Fuzzy TOPSIS (Chen 2000)'den farkı şuradadır. Orada belirsizlik üçgen biçiminde köşe uzaklığı hesabına kadar taşınır, tek sayıya en son adımda iner. Burada olumlu ve olumsuz kutuplar daha ilk adımda skor fonksiyonuyla tek sayıya birleşir; geri kalan dört adım bu tek sayı üzerinde çalışır.
DecisionMind bipolar TOPSIS'te skor fonksiyonunu ve onu izleyen kesin TOPSIS adımlarını (vektör normalizasyonu, Öklid uzaklığı) sabit tutar. Ağırlıklar dışarıdan kesin sayı olarak alınır; yöntem ağırlık üretmez.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Çıktı kesin TOPSIS'teki gibi bir yakınlık puanı ve sıradır; okunması da aynıdır. Yüzde değildir, başka bir analizle karşılaştırılmaz, seçenek kümesi değişince ideal nokta ve puanlar da değişir.
Fark şurada: puanın altında iki kutuplu bir girdi vardır ama bu girdi skor fonksiyonuyla daha ilk adımda tek sayıya erimiştir. Puanın kendisi artık hangi kutbun ne kadar güçlü olduğunu göstermez; iki alternatif aynı skora farklı kutup birleşimleriyle ulaşabilir. Olumlu kutbu 0,9, olumsuz kutbu −0,1 olan bir hücre skoru (1 + 0,9 − 0,1)/2 = 0,9 üretir. Olumlu kutbu 0,6, olumsuz kutbu −0,4 olan bir hücre de aynı skoru, (1 + 0,6 − 0,4)/2 = 0,9 olarak üretir. İlkinde güçlü tek yönlü bir etki vardır, ikincisinde daha zayıf ve karşı etkisi de görece güçlü bir yargı vardır.
Bu nedenle:
"Bipolar TOPSIS iki kutbu birlikte değerlendirdiği için sonuç daha zengindir"
yerine:
"Olumlu ve olumsuz kutuplar skor fonksiyonuyla ilk adımda tek sayıya indirilmiştir; yakınlık puanı yalnız bu tek sayılar arasındaki farkı taşır, hangi kutbun sonuca ne kattığını göstermez"
biçiminde yazmak doğrudur.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Bir alternatifin bir kriterde hem istenen hem karşı yönde ölçülebilir bir etkisi varsa ve bu iki etki net bir sayıya indirilmeden korunması gerekiyorsa. Tipik durumlar: bir tedarikçinin hem maliyeti düşürmesi hem başka bir kalemde artırması, bir yatırımın hem getirisi hem riski, bir ilacın hem etkisi hem yan etkisi.
Kriter tek yönlü ve ölçülmüşse (yalnız fiyat, yalnız süre), ikinci kutup yoktur ve kesin TOPSIS yeterlidir. Ölçülmüş tek bir değeri zorla iki kutba bölmek belirsizlik modellemek değildir; veri türü kartında anlatıldığı gibi her kutbun kendi kanıt kaynağı olmalıdır.
Çıkış koşulu kesin TOPSIS ile aynıdır: bir kriterde taviz kabul edilmiyorsa TOPSIS ailesi, bipolar biçimi dahil, telafi edicidir ve eşik altını elemez.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Olumsuz kutbu olumlu kutuptan türetmek. "Olumlu kutup 0,7 ise olumsuz kutup −0,3'tür, çünkü toplam 1 olmalı" demek yapıyı tek sayıya indirger. Olumsuz kutup kendi kanıt kaynağından gelir, olumludan hesaplanmaz.
Olumsuz kutbu reddetme derecesi gibi okumak. Sezgisel bulanık yapıda ikinci sayı yargıyı reddetme derecesidir ve birinci sayıyla toplamı 1'i aşamaz. Bipolar yapıda böyle bir kısıt yoktur; olumsuz kutup ters yöndeki etkidir, reddetme değildir.
Bipolar bulanık kümeyi 2-kutuplu (m = 2) bulanık kümeyle karıştırmak. Bipolar bulanık küme tek bir kriterin iki yönlü etkisini ölçer; olumlu ve olumsuz kutup aynı yargının karşıt-özellik çiftidir. m-kutuplu küme m = 2 olduğunda ise iki bağımsız bakış açısı ölçülür ve her ikisi de 0 ile 1 arasındadır, karşıt-özellik ilişkisi yoktur. İki bağımsız bakış açısı gerçekten varsa (iki paydaş grubu gibi) bipolar TOPSIS değil, m-kutuplu ailenin (mpf-*) üyeleri kullanılır.
Skor fonksiyonunu ilan etmeden değiştirmek. (1 + olumlu + olumsuz)/2 dışında başka durulaştırma biçimleri de tanımlanmıştır ve farklı sıra verebilir. DecisionMind bu fonksiyonu sabit tutar; başka bir yazılımla karşılaştırma yapılıyorsa önce bu fark kontrol edilir.
Ölçülmüş bir kriteri kutuplara zorla ayırmak. Ölçülmüş bir değer varsa crisp kalır; kutuplar ancak iki ayrı kanıt kaynağı olduğunda anlamlıdır.
Temel ilke şudur:
Her kutup kendi kanıt kaynağına dayanmalı, skor fonksiyonu analiz boyunca sabit kalmalıdır. Olumsuz kutbu olumludan türetmek ya da durulaştırma biçimini değiştirmek yöntemin katkısını siler.
Vakalar
Birinci vaka DecisionMind'ın motor doğrulama sabitidir. Manifestteki kaynak alanı bu tablo için bir yazar ve yıl gösterir. Ama bu alan gerçek bir makaleye değil, motorun kendi test sabitine işaret eder. Bu yüzden vaka öğretici örnek olarak sunulur, bir makaleden alıntı değildir. İkinci vaka tamamen kurgudur.
1. Öğretici örnek: Üç tedarik teklifinin iki ölçütte karşılaştırılması
Bir firma üç tedarik teklifini iki ölçütte karşılaştırıyor: teslimat güvenilirliğine katkı (çoğu iyi) ve birim maliyet (azı iyi). Her hücre bipolar bulanık bir çiftle verilmiş: olumlu kutup istenen yöndeki kanıttan, olumsuz kutup karşı yöndeki kanıttan geliyor.
| Teklif | Teslimat güvenilirliği | Birim maliyet |
|---|---|---|
| A1 | (0,7; −0,2) | (0,6; −0,3) |
| A2 | (0,5; −0,4) | (0,8; −0,1) |
| A3 | (0,6; −0,3) | (0,4; −0,5) |
| Ağırlık | 0,6 | 0,4 |
Yöntem önce maliyet sütununu tamamlar, sonra her hücreyi skor fonksiyonuyla tek sayıya indirir. A1 için 0,75 ve 0,35 çıkar; A2 için 0,55 ve 0,15; A3 için 0,65 ve 0,55 çıkar. Bu sayılar üzerinde kesin TOPSIS'in beş adımı çalışır.
| Teklif | Yakınlık puanı | Sıra |
|---|---|---|
| A3 | 0,822 | 1 |
| A1 | 0,572 | 2 |
| A2 | 0,000 | 3 |
Sonuç şöyle okunur. A3, maliyet ölçütünde en düşük gerçek maliyeti taşıyor ve teslimat güvenilirliğinde ortada. A2 ise her iki ölçütte de en zayıf olduğu için puanı tam 0 çıkıyor; bu, hem ideale hem anti-ideale göre anti-ideal konumda olması demektir.
Firmanın tereddüdü: ağırlıklar yer değiştirseydi, yani maliyete 0,6, teslimat güvenilirliğine 0,4 verilseydi, sıra yine A3, A1, A2 olarak kalıyor; yalnız A3'ün puanı 0,911'e çıkıyor. Teslimat güvenilirliği hücresinde A1'in maliyet puanı bir basamak aşağı (0,6 yerine 0,5) çekilse bile sıra değişmiyor. Bu örnekte sıra hem ağırlık takasına hem tek hücrelik değişime dayanıklı; rapor bunu "sıra sağlam" diye yazabilir.
Raporda: "Teklifler bipolar bulanık puanlanmış, olumlu ve olumsuz kutuplar skor fonksiyonuyla tek sayıya indirilmiştir. A3, 0,822 ile ideale en yakındır; ağırlık takası ve tek basamaklık puan değişimi sırayı değiştirmemektedir."
Kaynak: DecisionMind'ın Bipolar bulanık TOPSIS motorunun doğrulama sabiti; yakınlık puanları ve duyarlılık değerleri kernel'in bağımsız olarak Python'da yeniden hesaplanmasıyla elde edilmiştir.
2. Müzecilik: Yeni sergi salonu tasarımı için üç öneri arasında seçim
Bir müze yeni bir sergi salonu için üç tasarım önerisi arasında seçim yapacak. İki ölçüt belirlenmiş: ziyaretçi akışına katkı (çoğu iyi) ve eser koruma riski (azı iyi). Her ölçüt için iki ayrı kanıt kaynağı var: mimari ekibin simülasyonu istenen yöndeki etkiyi, koruma uzmanının değerlendirmesi karşı yöndeki etkiyi veriyor.
| Öneri | Ziyaretçi akışına katkı | Eser koruma riski |
|---|---|---|
| D1 | (0,7; −0,2) | (0,5; −0,6) |
| D2 | (0,5; −0,4) | (0,5; −0,94) |
| D3 | (0,6; −0,3) | (0,5; −0,74) |
| Ağırlık | 0,55 | 0,45 |
D1, ziyaretçi akışına en yüksek katkıyı sağlıyor ama koruma riski de en yüksek onda. D2 tam tersi: akışa katkısı en düşük, riski en düşük. D3 her iki ölçütte de ortada.
| Öneri | Yakınlık puanı | Sıra |
|---|---|---|
| D1 | 0,582 | 1 |
| D3 | 0,470 | 2 |
| D2 | 0,418 | 3 |
Müzenin tereddüdü: ağırlıklar yer değiştirseydi, yani koruma riskine 0,55, ziyaretçi akışına 0,45 verilseydi, D2 öne geçiyor (0,518) ve D1 ikinci sıraya düşüyor (0,482). Sıra iki ölçütün ağırlığına doğrudan bağlı; müze hangi ölçütün daha ağır sayılacağına önceden karar vermeli ve bunu raporda gerekçelendirmelidir.
Raporda: "Ziyaretçi akışına 0,55 ağırlık verildiğinde D1 önde çıkmaktadır. Ağırlık koruma riskine kaydırılırsa D2 öne geçmektedir; sıra bu iki ölçütün göreli önemine duyarlıdır ve karar kurulunun ağırlık tercihiyle birlikte raporlanmalıdır."
3. Yapılmaması Gereken
Müze örneğinde D2'nin koruma riski hücresini "0,5; −0,94" yerine olumlu kutuptan türetip "0,5; −0,5" yazmak yanlıştır. Bu, iki ayrı kanıt kaynağını (mimari simülasyon ve koruma uzmanı) tek kaynağa indirger ve riskin gerçek büyüklüğünü gizler. İkinci yanlış, D1'in koruma riskini önce durulaştırıp tek bir "0,4 risk" sayısına indirip öyle TOPSIS'e vermektir. Skor fonksiyonu zaten bunu yapar; elle önceden yapmak ölçek eşitlemeyi bozar. Üçüncü yanlış, öğretici örnekteki A2'nin 0,000 puanını "hiçbir katkısı yok" diye okumaktır; puan yalnız bu üç teklifin birbirine göre konumunu gösterir, mutlak bir yargı değildir.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/bf-topsis
Alghamdi, M. A., Alshehri, N. O., & Akram, M. (2018). Multi-Criteria Decision-Making Methods in Bipolar Fuzzy Environment. International Journal of Fuzzy Systems, 20(6), 2057–2064. DOI: 10.1007/s40815-018-0499-y
Zhang, W.-R. (1994). Bipolar fuzzy sets and relations: A computational framework for cognitive modeling and multiagent decision analysis. Proceedings of NAFIPS/IFIS/NASA '94, 305–309. DOI: 10.1109/IJCF.1994.375115
Hwang, C. L., & Yoon, K. (1981). Multiple Attribute Decision Making: Methods and Applications: A State-of-the-Art Survey. Lecture Notes in Economics and Mathematical Systems, Vol. 186. Springer-Verlag. DOI: 10.1007/978-3-642-48318-9
Chen, J., Li, S., Ma, S., & Wang, X. (2014). m-Polar fuzzy sets: An extension of bipolar fuzzy sets. The Scientific World Journal, 2014, 416530. DOI: 10.1155/2014/416530