Uzantı kartı · Bulanık
Fuzzy ARAS (Turskis ve Zavadskas, 2010)
Bulanık ARAS, kriter puanları bir yargı ya da tahminden gelen üçgen bulanık sayılarla verildiğinde kullanılan ARAS biçimidir. Toplamsal fayda oranını üçgenler üzerinde hesaplar ve sonucu durulaştırılmış tek bir fayda derecesiyle sıralar.
Temel yöntem
ARAS →
Felsefe, işleyiş, güçlü ve zayıf yanlar temel yöntem kartında; bu kart yalnız farkı anlatır.
Veri türü (aile)
Bulanık (Fuzzy) →
Bu veri türü nedir, ne zaman kullanılır, hücreye nasıl yazılır: ailenin ayrıntılı anlatımı burada.
Temel Yöntemden Ne Değişir?
Dört şey değişir; karar mantığı değişmez.
Hücreler. Kesin ARAS'ta her hücre tek, sıfırdan farklı pozitif bir sayıdır. Burada her hücre üç pozitif sayıdan oluşur: en düşük, en olası, en yüksek (üçgen bulanık sayı). Ağırlıklar da üçgen olarak verilebilir. Kesin bir ağırlık geliyorsa DecisionMind bunu üç bileşeni aynı olan bir üçgene (w; w; w) gömer. Bu bir yaklaşıklık değildir; kesin sayıyı bulanık matrise sığdıran nötr bir yazımdır ve genişlik eklemez. Yöntem grup kararını kendi başına birleştirmez. Birden fazla uzmanın üçgenleri varsa bunları tek matriste toplamak analiz öncesi bir adımdır.
Ölçek eşitleme. Kesin ARAS önce optimal alternatifi (her kriterde en iyi değer) kurar, maliyet kriterlerini tersine çevirir, sonra her sütunu kendi toplamına böler. Burada aynı iki adım üçgenler üzerinde, her köşede ayrı ayrı uygulanır. Maliyet kriterinde her üçgen (en düşük; en olası; en yüksek) tersine çevrilince (1/en yüksek; 1/en olası; 1/en düşük) olur. Üçgenin sıralı yapısı böylece korunur. Sonra her sütun, optimal alternatif satırı dahil, kendi üçgen toplamına bölünür. Böylece optimal alternatifin puanı hâlâ tek bir referans olarak kalır, ama artık bir üçgendir.
Uzaklık/skor/birleştirme. ARAS'ta iki referans noktasına uzaklık yoktur, doğrudan ağırlıklı toplamdır. Burada da öyle kalır, yalnız toplama üçgenler üzerinde her köşede ayrı ayrı yapılır. Eşitlenmiş her üçgen, kriterin (üçgen ya da kesin) ağırlığıyla her köşede ayrı ayrı çarpılır. Sonra her satırın üçgenleri (optimal alternatif dahil) kriterler boyunca her köşede ayrı ayrı toplanır. Ortaya her satır için tek bir üçgen "optimallik puanı" çıkar.
Sonuç ve durulaştırma. Her satırın üçgen toplamı, üç köşesinin ortalamasıyla (ağırlık merkezi) tek bir sayıya indirilir. Bu durulaştırmadır ve yalnız bu son adımda yapılır. Fayda derecesi K, kesin ARAS'taki ile aynı anlama gelir: gerçek alternatifin durulaştırılmış puanının, optimal alternatifin durulaştırılmış puanına oranıdır. Çıktı yine tek bir sayı ve sıradır. Belirsizlik son adıma kadar hesapta taşınır, tek sayıya ancak sonda indirilir.
DecisionMind ağırlık merkezi durulaştırmasını ve her köşede ayrı ayrı yapılan toplamsal birleştirmeyi sabit tutar. Üçgenler hiçbir aşamada doğrudan sıralanmaz; sıralama yalnız durulaştırılmış K üzerinde yapılır.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Fayda derecesi K burada da aynı anlama gelir. En iyi seçenek 100 kabul edilir, diğerleri ona göre bir yüzde alır; bu yüzde yalnız bu seçenek kümesi ve bu ağırlıklar için geçerlidir. Fark şurada: K tek bir sayı olarak görünse de altında üç köşeli bir belirsizlik vardır. Bu belirsizlik son adımda tek sayıya indirildiği için raporda görünmez. İki seçeneğin K farkı, girdi üçgenleri genişse kolayca yer değiştirebilir. Bu yüzden raporda yalnız K değerleri değil, ağırlık dağılımı değiştiğinde sıranın dayanıp dayanmadığı da gösterilmelidir.
Bu nedenle:
"Bulanık ARAS'a göre A3 en iyi seçenektir"
yerine:
"Bu seçenek kümesinden türetilen optimal alternatife göre A3 en yüksek fayda derecesine sahiptir (K=0,892); ağırlıklar dört kritere eşit dağıtılsaydı bu üstünlük A2'ye geçmektedir, dolayısıyla verilen ağırlık dağılımının gerekçesi raporda ayrıca gösterilmelidir"
biçiminde yazmak doğrudur.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Kriter değerleri bir uzman yargısından ya da tahminden geliyorsa ve bu yargıyı tek sayıya indirmek yapay bir kesinlik yaratacaksa bu uzantı tercih edilir. Örnekler: yatırım getirisi tahmini, tedarikçinin "hizmet kalitesi" gibi sözel puanlanan kriterler, birden fazla uzmanın sayısal görüşünün birleştirilmesi gereken durumlar.
Ölçülmüş bir kriteri (fiyat, mesafe, kapasite gibi) sonradan üçgene açmak belirsizlik üretir, modellemez. DecisionMind tek veri türü ister. Tablo karışıksa ölçülmüş kriter de üçgene yazılır ve üç bileşeni aynı sayı olur. Bilgi eklenmez, yalnız biçime uyum sağlanır. Kesin ARAS'ın çıkış koşulu aynen geçerlidir. Bir kriterde taviz kabul edilmiyorsa bu uzantı da tam telafi edicidir, eşik altını elemez.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Üçgenin sırasını bozmak. Her hücrede en düşük ≤ en olası ≤ en yüksek olmalı ve tüm bileşenler pozitif olmalıdır. Maliyet kriterinde tersine çevirme işlemi bu düzeni otomatik korur. Ama girdi üçgeni baştan bozuksa (örneğin en olası değer en yüksekten büyük yazılmışsa), sonuç sessizce anlamsızlaşır.
Durulaştırma yöntemini değiştirip söylememek. Ağırlık merkezi ((en düşük + en olası + en yüksek) / 3) kanonik seçimdir ama tek değildir. Farklı bir durulaştırma kuralı sıralamayı değiştirebilir. Hangi kuralın kullanıldığı raporda belirtilmelidir.
Önce durulaştırıp sonra kesin ARAS koşturmak. Aşağıdaki öğretici örnekte bu yol A3'ü yine birinci çıkarır (K=0,921) ama ikinci sıradaki farkı gizler. Gerçek bulanık hesapta A4 (0,851) A2'yi (0,844) belirgin biçimde geçer. Ama önce durulaştırılmış tabloda A2 (0,894) ile A4 (0,894) neredeyse ayırt edilemez hâle gelir. Belirsizlik ilk adımda silinince, hesabın ortasındaki gerçek bir fark kaybolur.
Ağırlıkları kesin, hücreleri bulanık vermek ve bunu söylememek. Yöntem kesin ağırlığı (w; w; w) olarak gömer. Bu meşrudur ama raporda "ağırlıklar kesin, kriter değerleri bulanık" diye belirtilmelidir. Aksi hâlde okuyucu ağırlıkların da bir uzman yargısından geldiğini sanabilir.
Temel ilke şudur:
Bulanık ARAS, kriter değerlendirmesindeki yaklaşıklığı optimal alternatife oran alınana kadar taşımak içindir; durulaştırmayı erken yapan ya da hangi durulaştırmanın kullanıldığını söylemeyen her uygulama, yöntemin tek katkısını gizler.
Vakalar
Birinci vaka Turskis ve Zavadskas'ın (2010) kurucu makalesindeki gerçek örnektir. Makalenin kendi tablolarında belgelenmiş yazım hataları olduğu için DecisionMind burada makale değerlerini değil, aynı algoritmanın bağımsız olarak yeniden koşturulmuş sonucunu esas alır ve bunu açıkça söyler. İkinci vaka öğretici kurgudur.
1. Lojistik: Dört lojistik merkezi adayı arasında yer seçimi (Turskis ve Zavadskas, 2010)
Turskis ve Zavadskas'ın (2010) makalesi, bir lojistik merkezinin kurulacağı yeri dört aday arasından seçen bir örnek üzerinden Bulanık ARAS'ı tanıtır. Dört ölçüt vardır: yatırım maliyeti (azı iyi), işletme süresi (çoğu iyi), genişleme olasılığı (çoğu iyi) ve talep merkezine uzaklık (azı iyi). Uzmanlar her aday-ölçüt hücresini üçgen bulanık sayıyla, ağırlıkları da üçgen olarak vermiştir. Makale ayrıca her ölçüt için tek bir kesin ağırlık (β değeri) de raporlar.
| Aday | Yatırım maliyeti | İşletme süresi | Genişleme olasılığı | Talep merkezine uzaklık |
|---|---|---|---|---|
| A1 | (15; 17; 20) | (20; 26,1; 35) | (15; 24,7; 35) | (11; 14,4; 19) |
| A2 | (9; 11; 14) | (15; 28,6; 45) | (15; 24,8; 35) | (7; 10,2; 15) |
| A3 | (15; 18,6; 21) | (25; 32,1; 45) | (20; 29,1; 33) | (6; 9; 12,5) |
| A4 | (17; 21,1; 25) | (20; 32,1; 40) | (15; 26,7; 40) | (5; 8,2; 13) |
| Yön | azı iyi | çoğu iyi | çoğu iyi | azı iyi |
| Ağırlık | 0,137 | 0,203 | 0,343 | 0,210 |
Yöntem önce her ölçütte en iyi üçgeni taşıyan bir optimal aday satırı kurar, maliyet ölçütlerini tersine çevirir ve her sütunu kendi üçgen toplamına oranlar. Sonra bu değerleri ağırlıklarla çarpar, her satırın (dört aday ve optimal aday) üçgen toplamını alır ve son olarak durulaştırılmış puanları optimal adayın puanına böler.
| Aday | Fayda derecesi (K) | Sıra |
|---|---|---|
| A3 | 0,892 | 1 |
| A4 | 0,851 | 2 |
| A2 | 0,844 | 3 |
| A1 | 0,723 | 4 |
Sonuç şöyle okunur. A3 hiçbir ölçütte en iyi değildir ama genişleme olasılığında (en ağır ölçüt, ağırlık 0,343) güçlüdür ve talep merkezine uzaklıkta en kısa mesafeye sahiptir. Bu birleşim onu birinciliğe taşır. A1 en düşük yatırım maliyetine sahip değildir, işletme süresinde de en yavaş adaylardan biridir. Bu yüzden dördüncü sıradadır. A2 en düşük yatırım maliyetine sahip olmasına rağmen genişleme olasılığında ve talep mesafesinde öne çıkamadığı için üçüncü sırada kalır.
Kurulun tereddüdü şudur. Dört ölçüte eşit ağırlık (0,25) verilseydi (bağımsız Python ile aynı algoritma koşturularak hesaplandı), fayda dereceleri A2 için 0,862, A3 için 0,858, A4 için 0,816, A1 için 0,702 çıkar ve A2 ile A3 yer değiştirir. Birincilik, en ağır ölçüt olan genişleme olasılığına verilen yüksek ağırlığa bağlıdır. Kurul bu ağırlık dağılımını neden seçtiğini raporda savunmalıdır.
Raporda: "Verilen ağırlıklarla A3, optimal adaya göre en yüksek fayda derecesine sahiptir (K=0,892); ağırlıklar dört ölçüte eşit dağıtıldığında A2 öne geçmektedir (0,862 karşı 0,858), bu nedenle genişleme olasılığına verilen 0,343 ağırlık ayrıca gerekçelendirilmelidir."
Kaynak: Turskis, Z. ve Zavadskas, E. K. (2010), Transport dergisi, 25(4), Tablo 3 (girdi) ve Denklem (17)-(24) (algoritma). Makalenin kendi tablolarında (4-6) belgelenmiş yazım hataları bulunduğu için (kaynak makale ve DecisionMind motoru arasında ±0,02 mutlak tolerans tanımlıdır), yukarıdaki fayda dereceleri makale metnindeki sayılar değil, aynı algoritmanın bu kartın yazarınca Python ile bağımsız olarak yeniden hesaplanmış sonucudur; sıralama (A3 > A4 > A2 > A1) makalenin kendi sıralamasıyla aynıdır.
2. Eğitim: Bir üniversitenin uzaktan eğitim platformu seçimi
Bir üniversite, lisans programlarında kullanılacak uzaktan eğitim platformunu üç aday arasından seçecektir. Dört ölçüt vardır: kullanım kolaylığı, içerik entegrasyon esnekliği, teknik destek kalitesi ve lisans maliyeti (bu sonuncusu azı iyi). Kullanım kolaylığı ve teknik destek kalitesi ölçülebilir bir birime sahip değildir; bunlar öğretim üyelerinin ve bilgi işlem biriminin sözel yargısına dayanan ölçütlerdir. Üniversite bunları yedi terimli bir ölçekle üçgene çevirip puanlamıştır. Lisans maliyeti kesin bir sayı olduğu için üç bileşeni aynı üçgen olarak matrise yazılmıştır. Üniversite içerik entegrasyonuna en yüksek ağırlığı vermiştir.
Yöntem üç platformu karşılaştırır: optimal (hayali en iyi) platformu kurar, maliyet sütununu tersine çevirip eşitler, ağırlıklarla çarpar, durulaştırıp fayda derecelerini hesaplar. Diyelim ki en yüksek içerik entegrasyon puanına sahip platform aynı zamanda en pahalısıdır ve yine de birinci çıkar, çünkü içerik entegrasyonu ağırlığı maliyetten fazladır. En ucuz platform ise teknik destekte zayıf bulunduğu için üçüncü sırada kalır.
Üniversitenin tereddüdü şudur. Öğretim üyelerinin verdiği "iyi" ve "çok iyi" puanları birer terim aşağı çekilirse (ölçek konusunda tam mutabakat yoksa bu olasıdır), birinci ve ikinci platform arasındaki fark küçülebilir. Bu yüzden üniversite, pilot dönem sonunda gerçek kullanım verisiyle (öğrenci tamamlama oranı gibi) puanları güncellemeden lisansı çok yıllık bağlamamalıdır.
Raporda: "İçerik entegrasyonuna verilen en yüksek ağırlıkla birinci platform öne çıkmaktadır; bu platformun aynı zamanda en yüksek lisans maliyetine sahip olması, üstünlüğün maliyetten değil entegrasyon ağırlığından geldiğini göstermektedir ve pilot dönem verisiyle yeniden değerlendirilmelidir."
3. Yapılmaması Gereken
Birinci yanlış, lojistik merkezi örneğindeki dört üçgeni baştan ağırlık merkeziyle tek sayıya indirip kesin ARAS koşturmaktır. Bu durumda A3 yine birinci çıkar (K=0,921) ama A2 (0,894) ile A4 (0,894) arasındaki gerçek fark (bulanık hesapta A4 açık ara önde, 0,851 karşı 0,844) kaybolur ve iki aday yapay biçimde eşitlenmiş görünür. İkinci yanlış, "iyi" terimini bir uzmanda (7; 9; 10), diğerinde (6; 8; 10) diye farklı üçgenlere çevirmektir. Ölçek tektir ve tüm uzmanlara aynı uygulanır. Üçüncü yanlış, lisans maliyeti gibi ölçülmüş bir sayıyı "biraz temkinli olalım" diye simetrik bir üçgene açmaktır. Ölçülmüş değer üç bileşeni aynı olan üçgen olarak kalır.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/fuzzy-aras
Turskis, Z., & Zavadskas, E. K. (2010). A new fuzzy additive ratio assessment method (ARAS–F). Case study: the analysis of fuzzy multiple criteria in order to select the logistic centers location. Transport, 25(4), 423–432. DOI: 10.3846/transport.2010.52
Zavadskas, E. K., & Turskis, Z. (2010). A new additive ratio assessment (ARAS) method in multicriteria decision-making. Technological and Economic Development of Economy, 16(2), 159–172. DOI: 10.3846/tede.2010.10
Zadeh, L. A. (1965). Fuzzy sets. Information and Control, 8(3), 338–353. DOI: 10.1016/S0019-9958(65)90241-X
Chen, C.-T. (2000). Extensions of the TOPSIS for group decision-making under fuzzy environment. Fuzzy Sets and Systems, 114(1), 1–9. DOI: 10.1016/S0165-0114(97)00377-1