Uzantı kartı · Kesin
Bayesçi BWM (Mohammadi ve Rezaei, 2020)
Bayesçi BWM, birden çok karar vericinin en-iyi ve en-kötü kritere göre verdiği karşılaştırmaları, hepsini tek bir hiyerarşik olasılık modelinde birleştirerek ağırlığa çeviren BWM biçimidir. Çıktı yine bir ağırlık vektörüdür; ama her ağırlığın yanında bir güven aralığı ve kriterler arası üstünlüğün ne kadar kesin olduğunu gösteren bir olasılık tablosu gelir.
Temel yöntem
BWM →
Felsefe, işleyiş, güçlü ve zayıf yanlar temel yöntem kartında; bu kart yalnız farkı anlatır.
Veri türü (aile)
Kesin (Classical) →
Bu veri türü nedir, ne zaman kullanılır, hücreye nasıl yazılır: ailenin ayrıntılı anlatımı burada.
Temel Yöntemden Ne Değişir?
Üç şey değişir; en-iyi ve en-kötü kritere göre karşılaştırma mantığı değişmez.
Hücreler ve karar verici sayısı. Kesin BWM tek bir karar vericiden gelen bir en-iyi/en-kötü seçimi ve iki karşılaştırma vektörü bekler. Burada birden çok karar verici (k tanesi) aynı kriterleri kendi en-iyi/en-kötü seçimiyle ve kendi karşılaştırma vektörleriyle değerlendirir. Her karar vericinin verdiği sayılar kesin BWM'deki gibi 1-9 ölçeğinde tam sayıdır; değişen, bu sayıların kaç kişiden geldiğidir.
Ağırlıkların birleştirilmesi. Kesin BWM'de birden çok karar verici varsa en basit yol, her karar vericinin ağırlığını ayrı ayrı çözüp sonra ortalamasını almaktır. Bayesçi BWM bunu yapmaz. Bunun yerine, karar vericilerin ağırlıklarının ortak bir "grup" dağılımından geldiğini varsayan üç katmanlı bir hiyerarşi kurar. Her karar vericinin ağırlık vektörü bir grup-ortalaması etrafında dağılır; bu grup ortalaması da daha üstteki bir referans dağılımı etrafında dağılır. Karar vericilerin verdiği en-iyi/en-kötü karşılaştırmaları, bu hiyerarşinin gözlemi sayılır. Model, bu gözlemlere en uygun olasılık dağılımını (posterior) örnekleme yoluyla (adaptif blok Metropolis) bulur. DecisionMind bu örneklemeyi sabit bir başlangıç tohumuyla (seed) ve yakınsama denetimiyle (R-hat, etkin örnek büyüklüğü, kabul oranı) çalıştırır; bu denetimlerden biri geçmezse sonucu üretmeden durur.
Sonuç ve durulaştırma. Kesin BWM tek bir doğrusal modelden tek bir ağırlık vektörü ve bir tutarlılık göstergesi (ξ*) çıkarır. Burada örneklemenin ürettiği binlerce olası ağırlık vektöründen üç şey türetilir. Bunlar her kriterin ortalama ağırlığı (posterior ortalama), her kriter için %95 güven aralığı ve bir kriterin ağırlığının başka bir kriterin ağırlığından büyük çıkma olasılığıdır (credal/olasılıksal sıralama matrisi). Kesin BWM'nin ξ* tutarlılık göstergesi burada yoktur; onun yerini örneklemenin yakınsama denetimi alır. Bu, farklı bir sorunun cevabıdır: ξ* "karşılaştırmalar birbiriyle uyumlu mu" sorusuna, yakınsama denetimi "bu sayısal çözüm güvenilir mi" sorusuna cevap verir.
DecisionMind bu uzantıda hiyerarşinin matematiksel biçimini (Mohammadi ve Rezaei'nin yayımladığı Dirichlet-Gamma hiyerarşisi) ve olasılıksal sıralama için kullanılan güven eşiğini (%95, kullanıcı tarafından değiştirilebilir) sabit tutar.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Ortalama ağırlık, kesin BWM'deki gibi bir kriterin bu karşılaştırma kümesinde diğerlerine göre göreli önemini gösterir. Ama burada tek bir sayı değil, bir dağılımın özetidir. Güven aralığı bu dağılımın ne kadar geniş olduğunu, olasılıksal sıralama tablosu ise iki kriter arasındaki üstünlüğün ne kadar sağlam olduğunu gösterir.
Bu ayrım önemlidir: iki kriterin ortalama ağırlığı farklı sırada görünse bile, bu sıranın olasılığı ilan edilen eşiğin (örneğin %95) altında kalabilir. Bu durumda ortalamalar bir sıra gösterse de, bu sıra istatistiksel olarak "kesinleşmiş" sayılmaz.
Bu nedenle:
"Posterior ortalamalar C2'yi C3'ün önüne koyduğu için C2 daha önemlidir"
yerine:
"Posterior ortalamalar C2'yi önde gösterir, ama bu üstünlüğün olasılığı ilan edilen %95 eşiğinin altında kalıyorsa, bu sıra istatistiksel olarak kesinleşmiş sayılmaz"
biçiminde yazmak doğrudur.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Kriterleri ağırlıklandıracak birden çok karar verici varsa ve bu karar vericiler arasındaki görüş ayrılığının basit bir ortalamayla gizlenmesini değil, açıkça raporlanmasını istiyorsanız Bayesçi BWM kullanılır. Tek bir karar verici varsa bu hiyerarşinin hiçbir katkısı yoktur; kesin BWM yeterlidir ve daha hızlı çalışır.
Kesin BWM'nin çıkış koşulu burada da geçerlidir: karar vericilerin en-iyi ve en-kötü kriteri güvenle seçmesi gerekir. Buna ek olarak, örnekleme yakınsamıyorsa (R-hat eşiğin üzerindeyse, etkin örnek sayısı yetersizse) DecisionMind sonucu üretmeden durur; bu durumda iterasyon sayısı artırılmalı ya da karar vericilerin verdiği karşılaştırmalar gözden geçirilmelidir.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Posterior ortalama sırasını olasılıksal sıralamayla karıştırmak. İki kriterin ortalama ağırlığı farklı sırada olsa da, bu sıranın olasılığı eşiğin altında kalabilir; yalnız ortalamaya bakıp "kesin" bir sıra ilan etmek yanlıştır.
Örnekleme sayısını yetersiz bırakmak. Az sayıda iterasyon, kararsız bir posterior üretir; DecisionMind bunu R-hat ve etkin örnek büyüklüğü denetimiyle yakalar, ama denetim eşiği gereğinden gevşek tutulursa bu koruma zayıflar.
Aşırı tutarsız bir karar vericinin grubu domine etmesine izin vermek. Bir karar vericinin karşılaştırmaları diğerleriyle ciddi biçimde çelişiyorsa (kesin BWM'de yüksek bir ξ* verecek türden), bu karar vericinin grup posterior'unu tek başına sürüklemesi mümkündür; karar verici güvenilirliği ayrıca değerlendirilmelidir.
Güven aralığını hiç raporlamadan yalnız ortalamayı sunmak. Bu, yöntemin asıl katkısını, yani belirsizliğin görünür kalmasını, gizler.
Temel ilke şudur:
Bayesçi BWM ağırlıkları, birden çok karar vericinin karşılaştırmalarından türeyen bir dağılımın özetidir. Ortalama bir sıra gösterebilir; ama bu sıranın ne kadar sağlam olduğu yalnız olasılıksal sıralama tablosundan ve ilan edilen güven eşiğinden okunur.
Vakalar
Birinci vaka DecisionMind'ın doğrulama örneğidir. Manifestteki üç karar vericili, üç kriterli tablo, Mohammadi ve Rezaei'nin (2020) yayımladığı hiyerarşik modeli örneklemek için tasarlanmış öğretici bir kurgudur; makalenin kendi sayısal uygulaması değildir. İkinci vaka öğretici bir kurgudur.
1. Öğretici örnek (DecisionMind'ın doğrulama örneği): Üç karar vericinin üç ölçütü ağırlıklandırması
Bir ekip üç ölçütü ağırlıklandıracaktır: C1, C2, C3. Üç karar vericinin (KV1, KV2, KV3) üçü de C1'i en önemli, C3'ü en önemsiz ölçüt olarak seçmiştir; ama en-iyiden-diğerlerine ve diğerlerinden-en-kötüye verdikleri sayısal karşılaştırmalar birbirinden az da olsa farklıdır.
| Karar verici | En-iyiden-diğerlerine (C1,C2,C3) | Diğerlerinden-en-kötüye (C1,C2,C3) |
|---|---|---|
| KV1 | 1, 3, 7 | 7, 2, 1 |
| KV2 | 1, 4, 8 | 8, 3, 1 |
| KV3 | 1, 3, 6 | 6, 2, 1 |
Yöntem bu üç karar vericinin karşılaştırmalarını hiyerarşik bir olasılık modeline gözlem olarak verir ve adaptif blok Metropolis örneklemesiyle posterior'u üretir. Ardından yakınsama denetimlerini (R-hat, etkin örnek büyüklüğü, kabul oranı) uygular.
| Ölçüt | Posterior ortalama ağırlık | %95 güven aralığı |
|---|---|---|
| C1 | 0,6622 | [0,489 ; 0,806] |
| C2 | 0,2261 | [0,115 ; 0,363] |
| C3 | 0,1116 | [0,048 ; 0,210] |
Sonuç şöyle okunur: C1 açık ara en yüksek ortalama ağırlığı almıştır ve güven aralığı da C2 ile C3'ün aralıklarıyla örtüşmez; bu üstünlük sağlamdır. C1'in hem C2'den hem C3'ten üstünlüğünün olasılığı sırasıyla %99,7 ve %100'e yakındır. Ama C2'nin C3'ten üstünlüğünün olasılığı yalnız %94,9'dur; bu, manifestin ilan ettiği %95 eşiğinin hemen altındadır.
Ekibin tereddüdü: üç karar vericiden biri (KV2), en uçtaki karşılaştırmaları (1,4,8 ve 8,3,1) vermiştir. Bu karar verici panelden çıkarılıp geri kalan iki karar vericiyle model bağımsız olarak yeniden koşulduğunda, ortalama ağırlıklar C1≈0,646, C2≈0,232, C3≈0,122'ye kayar ve C2'nin C3'ten üstünlüğünün olasılığı %87,1'e düşer. Yani panel iki karar vericiye indiğinde, zaten eşiğin altında kalan bu sıra daha da zayıflar. C1'in üstünlüğü ise her iki durumda da %99'un üzerinde kalır ve değişmez.
Raporda: "Üç karar vericinin posterior ortalama ağırlıkları C1 (0,662), C2 (0,226), C3 (0,112) sırasını göstermektedir. C1'in üstünlüğü sağlamdır (olasılık %99'un üzerinde); ancak C2'nin C3'ten üstünlüğü ilan edilen %95 eşiğinin altında kalmaktadır (%94,9) ve panelden bir karar vericinin çıkarılmasıyla daha da zayıflamaktadır (%87,1)."
Kaynak: DecisionMind'ın Bayesçi BWM doğrulama örneği; Mohammadi ve Rezaei'nin (2020) Omega dergisinde yayımladığı hiyerarşik Dirichlet-Gamma modeline ve adaptif örnekleme mantığına sadıktır. Posterior ortalamalar, güven aralıkları ve panelden bir karar vericinin çıkarılması senaryosu bağımsız Python hesabıyla (aynı hiyerarşi, aynı tohum) doğrulanmıştır.
2. Erken çocukluk eğitimi: Yeni bir kreş açma kriterlerinin ağırlıklandırılması
Bir belediyenin erken çocukluk eğitimi birimi, yeni bir kreş açmadan önce üç ölçütü ağırlıklandıracaktır: mahalledeki çocuk yoğunluğu, bina güvenliği uygunluğu, personel bulunabilirliği. Birim, üç farklı denetçiye (bir şehir plancısı, bir güvenlik mühendisi, bir eğitim müfettişi) bu üç ölçütü kendi en-iyi/en-kötü seçimleriyle karşılaştırtmıştır.
Yöntem üç denetçinin karşılaştırmalarını hiyerarşik modele gözlem olarak verir, posterior'u örnekler ve yakınsama denetimlerini uygular. Diyelim ki bina güvenliği uygunluğu en yüksek ortalama ağırlığı aldı ve bu üstünlüğün olasılığı ilan edilen eşiğin üzerinde çıktı.
Birimin tereddüdü: personel bulunabilirliği ile çocuk yoğunluğu ölçütlerinin ortalama ağırlıkları birbirine yakın çıkmıştır ve bu iki ölçüt arasındaki üstünlüğün olasılığı eşiğin altındadır. Denetçilerden biri (eğitim müfettişi) bu iki ölçüte diğerlerinden belirgin farklı önem vermiştir; bu tek denetçi panelden çıkarılmadan sıranın sağlamlığı bilinemez.
Raporda: "Bina güvenliği uygunluğu en yüksek ortalama ağırlığı almıştır ve bu üstünlük sağlamdır. Personel bulunabilirliği ile çocuk yoğunluğu arasındaki sıra ise ilan edilen güven eşiğinin altında kalmaktadır; bu iki ölçüt arasında kesin bir öncelik iddia edilmemelidir."
3. Yapılmaması Gereken
Birinci yanlış, öğretici örnekte yalnız posterior ortalamalara (0,662 / 0,226 / 0,112) bakıp "C2, C3'ten kesinlikle daha önemlidir" demektir; bu üstünlüğün olasılığı (%94,9) ilan edilen %95 eşiğinin altındadır. İkinci yanlış, örnekleme yakınsama denetimlerini (R-hat, etkin örnek büyüklüğü) hiç kontrol etmeden sonucu raporlamaktır; yakınsamayan bir örneklemenin ortalaması güvenilir değildir. Üçüncü yanlış, en uç karşılaştırmaları veren tek bir karar vericinin (KV2 gibi) grup sonucunu ne kadar sürüklediğini test etmeden ağırlıkları nihai kabul etmektir.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/bwm-bayesian
Mohammadi, M., & Rezaei, J. (2020). Bayesian best-worst method: A probabilistic group decision making model. Omega, 96, 102075. DOI: 10.1016/j.omega.2019.06.001
Rezaei, J. (2015). Best-worst multi-criteria decision-making method. Omega, 53, 49–57. DOI: 10.1016/j.omega.2014.11.009
Rezaei, J. (2016). Best-worst multi-criteria decision-making method: Some properties and a linear model. Omega, 64, 126–130. DOI: 10.1016/j.omega.2015.12.001
Liang, F., Brunelli, M., & Rezaei, J. (2020). Consistency issues in the best worst method: Measurements and thresholds. Omega, 96, 102175. DOI: 10.1016/j.omega.2019.102175