Uzantı kartı · Bulanık
Fuzzy TODIM (Krohling ve de Souza, 2012)
Fuzzy TODIM, karar tablosundaki değerler kesin değil "en az, en olası, en çok" biçiminde üçgen bulanık sayı olduğunda kullanılan TODIM biçimidir. Kayıptan kaçınmayı taşıyan aynı ikili karşılaştırma mantığını bulanık girdiler üzerinde yürütür.
Temel yöntem
TODIM →
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?
Üç şey değişir; ikili kazanç-kayıp mantığı ve kayıptan kaçınma katsayısı θ'nın rolü değişmez.
Hücreler. Kesin TODIM'de her hücre tek sayıdır. Burada her hücre üç sayıdır: en düşük, en olası, en yüksek. Kriter ağırlıkları da aynı biçimde üçgendir. Uzman puanı doğrudan bir üçlü olarak verebilir ("en az 0,65, en olası 0,70, en çok 0,75") ya da önceden ilan edilmiş bir ölçekten kelimeyle verip üçgene çevirebilir; DecisionMind bu uzantıda grup kararını desteklemez, her hücre tek bir değerlendirmeye aittir.
Ölçek eşitleme. Kesin TODIM'de ölçek eşitleme sütun toplamına bölme (pay alma) biçimindedir. Burada da aynı mantık üçgenin üç bileşenine ayrı ayrı uygulanır: her bileşen kendi sütunundaki bileşenlerin toplamına bölünür. Bu, kesin TODIM'in normalizasyonunun bulanık sayıya bileşen bazında genişletilmiş hâlidir; yön (fayda/maliyet) ayrımı bu adımdan önce, kesin TODIM'deki gibi kullanılır.
Durulaştırma ve mesafe. Kesin TODIM'de kazanç-kayıp karşılaştırması doğrudan normalize sayılar üzerinden yapılır. Burada normalize edilmiş üçgen önce ağırlık merkezi (üç bileşenin ortalaması) ile tek bir sayıya indirilir; kazanç-kayıp karşılaştırması ve dolayısıyla θ ile büyütülmüş kayıp terimi bu durulaştırılmış sayı üzerinden hesaplanır. Yani kesin TODIM'in tek adımlık akışına, bulanık girdiyi tek sayıya indiren bir ara adım eklenir. Kayıp-kazanç mantığının kendisi, yani θ'nın kayıpları büyütmesi ve referans kriterin göreli ağırlığı belirlemesi, aynen sürer.
Sonuç. Küresel değer yine 0 ile 1 arasında normalize edilmiş tek bir sayıdır; bulanık girdi sonuçta bulanık kalmaz, çünkü durulaştırma dördüncü adımdan önce, kazanç-kayıp karşılaştırmasına girmeden önce yapılmıştır.
DecisionMind bu uzantıda ağırlık merkezi durulaştırmasını (üç bileşenin ortalaması) sabit tutar; θ varsayılan olarak 1'dir ve kesin TODIM'deki gibi kullanıcı tarafından değiştirilebilir.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Küresel değerin okunması kesin TODIM'deki gibidir: en düşük toplam üstünlük 0, en yüksek 1 alır. Bu bir mutlak "iyi/kötü" ölçütü değildir; θ'nın seçimi de sonucu etkiler.
Fark şudur. Bu değer, girdideki bulanıklığın durulaştırılıp içeriye gömülmüş halidir. Sıralamaya giden hesap boyunca üçgenin genişliği, yani belirsizlik, taşınmaz; yalnız ortalaması taşınır. Bu yüzden iki seçenek arasındaki fark okunurken yalnız θ'ya değil, girdideki üçgenlerin genişliğine de bakılmalıdır. Geniş bir üçgenin ortalaması, dar bir üçgenin ortalamasıyla aynı çıksa bile aynı güvenilirlikte değildir.
Bu nedenle:
"Fuzzy TODIM sonucu θ=1 ile A2 birinci"
yerine:
"Uzman puanları üçgen bulanık sayı olarak girilmiş, ağırlık merkezi ile durulaştırılıp θ=1 kayıptan kaçınma katsayısıyla sıralanmıştır; A2 en yüksek küresel değere sahiptir ve bu sıra θ=0,5 ile θ=5 arasında değişmemektedir"
biçiminde yazmak doğrudur.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Kriter değerleri uzman yargısından ya da tahminden geliyorsa ve bu değerlendirmeyi tek sayıya indirmek yapay bir kesinlik yaratacaksa bu uzantı uygundur. Karar vericinin kayıplara kazançlardan daha duyarlı davrandığı, yani TODIM'in temel varsayımı, kararın doğasına uyuyorsa da aynı şekilde uygundur.
Kriterler ölçülmüşse kesin TODIM'de kalınır; ölçülmüş bir süreyi ya da fiyatı üçgene açmak belirsizlik modellemek değil üretmektir. Tablo karışıksa, yani bazı kriterler ölçülmüş bazıları yargısalsa, DecisionMind tek veri türü ister; ölçülmüş kriter üç bileşeni aynı sayı olan bir üçgen olarak yazılır, bu gömme bilgi eklemez. TODIM'in çıkış koşulu aynen geçerlidir: bir kriterde taviz kabul edilmiyorsa, telafi edici bu yöntem yerine önce eleme uygulanır. Kayıptan kaçınma varsayımı kararın doğasına uymuyorsa, kesin ya da bulanık TOPSIS gibi simetrik telafi eden bir yöntem daha sadedir.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Önce durulaştırıp sonra θ'yı unutmak. Durulaştırma yalnız ölçek eşitleme sonrası ortalama almak içindir; kazanç-kayıp karşılaştırmasına giren θ'nın seçimi ve raporlanması kesin TODIM'deki kadar zorunludur. Durulaştırma adımı θ'nın gerekliliğini ortadan kaldırmaz.
Üçgenin l ≤ m ≤ u sırasını kontrol etmemek. Değer-uzayı ihlali (manifestin uyardığı gibi) hesabı sessizce bozar; her hücrenin en düşük, en olası, en yüksek sırası girişte doğrulanmalıdır.
Ağırlık merkezinden başka bir durulaştırma yöntemi kullanıp sonucu karşılaştırmak. DecisionMind ağırlık merkezini (üç bileşenin ortalaması) sabit tutar; başka bir durulaştırma (yalnız en olası değeri almak gibi) farklı bir normalize matris ve farklı bir sıra üretebilir, iki yazılımın sonucu bu nedenle ayrışabilir.
Ölçülmüş bir değeri "daha bütüncül görünsün" diye üçgene açmak. Ölçülmüş fiyat ya da süre crisp kalır; genişliğin kaynağı yoksa üçgen kurulmaz.
Temel ilke şudur:
Fuzzy TODIM, girdideki yargısal yaklaşıklığı ölçek eşitlemeye kadar taşır; kazanç-kayıp karşılaştırmasına girmeden önce durulaştırma yapılır ve θ'nın seçimi bu durulaştırılmış sayılar üzerinde kesin TODIM'deki kadar belirleyicidir.
Vakalar
Birinci vaka DecisionMind'ın doğrulama örneğidir: üç seçenekli, üç kriterli, elle izlenebilir bir üçgen bulanık sayı tablosu; bir makale ya da kitap sayfasından değil, formüllere sadık kalınarak sentetik kurulmuştur. İkinci vaka öğretici kurgudur.
1. Öğretici örnek: Üç adayın üç kriterde bulanık puanlanması
Üç seçenek üç kriterde değerlendiriliyor; her hücre uzmanın verdiği en düşük, en olası ve en yüksek değerden oluşan bir üçgen. Birinci ve ikinci kriter "çoğu iyi", üçüncü kriter "azı iyi"dir. Ağırlıklar da üçgen olarak verilmiştir; birinci kriterin ağırlık merkezi en yüksektir ve referans kriter budur.
| Seçenek | Kriter 1 | Kriter 2 | Kriter 3 |
|---|---|---|---|
| A1 | (0,65; 0,70; 0,75) | (0,45; 0,50; 0,55) | (0,55; 0,60; 0,65) |
| A2 | (0,75; 0,80; 0,85) | (0,55; 0,60; 0,65) | (0,35; 0,40; 0,45) |
| A3 | (0,55; 0,60; 0,65) | (0,65; 0,70; 0,75) | (0,45; 0,50; 0,55) |
| Yön | çoğu iyi | çoğu iyi | azı iyi |
| Ağırlık | (0,35; 0,40; 0,45) | (0,30; 0,35; 0,40) | (0,20; 0,25; 0,30) |
Yöntem her hücrenin üç bileşenini kendi sütunundaki toplamına oranlar, sonucu ağırlık merkeziyle tek sayıya indirir; ağırlıkları da aynı yolla göreli hâle getirip birinci kriteri referans alır. Ardından her seçenek çiftini ikişer ikişer karşılaştırır. Kazandığı kriterlerde pozitif, kaybettiği kriterlerde θ=1 ile büyütülmüş negatif katkı toplar; küresel değeri 0 ile 1 aralığına ölçekler.
| Seçenek | Küresel değer | Sıra |
|---|---|---|
| A2 | 1,000 | 1 |
| A3 | 0,547 | 2 |
| A1 | 0,000 | 3 |
Sonuç şöyle okunur. A2 birinci kriterde açık farkla en yüksek puana sahiptir; bu kriter hem en ağır hem referans kriterdir. Üçüncü kriterdeki, yani maliyet yönlü, düşük değeri bile bu üstünlüğü kapatmaz. A3 hiçbir kriterde en iyi değildir ama dengeli profille ikincidir. A1 birinci kriterde en düşük puana sahip olduğu için üçüncüdür. Küresel değerinin 0 olması "hiç değeri yok" anlamına gelmez; bu üç seçenek içinde en düşük göreli üstünlüğü gösterir.
Kurulun tereddüdü şudur: θ değiştirildiğinde sıra değişir mi? θ=0,5'ten θ=5'e kadar denendiğinde, bağımsız Python ile aynı algoritma yeniden koşturularak hesaplandığında, A2 birinci ve A1 üçüncü sabit kalmaktadır. A3'ün küresel değeri θ=0,5'te 0,552'ye çıkarken θ=5'te 0,528'e inmektedir. Yani sıra θ'ya duyarlı değildir, ama A2 ile A3 arasındaki mesafenin büyüklüğü θ'nın seçimine bağlıdır. Ağırlıklar C1 ile C3 arasında yer değiştirse, yani en ağır kriter üçüncü kritere geçse, bile A3'ün değeri 0,491'e iner; sıra yine bozulmaz.
Raporda: "Birinci kritere verilen en yüksek ağırlıkla A2 net olarak öndedir; kayıptan kaçınma katsayısı θ=0,5 ile θ=5 arasında ve ağırlık sırası değiştirildiğinde de A2-A3-A1 sırası korunmaktadır, ancak A3'ün A2'ye görece mesafesi θ'nın seçimine duyarlıdır."
Kaynak: Bu vaka DecisionMind'ın Fuzzy TODIM motorunun doğrulama örneğidir; matris, ağırlıklar ve θ değeri elle hesaplanabilir küçük bir örnek olarak formüllere sadık biçimde üretilmiştir, bir makale ya da kitap tablosu değildir; öğretici örnektir. θ duyarlılığı ve ağırlık takası senaryolarının sayıları bu kartın yazarınca aynı algoritmayla bağımsız olarak yeniden hesaplanmıştır.
2. Sağlık: Bir hastanenin yeni görüntüleme cihazı seçimi
Bir hastane yönetimi üç görüntüleme cihazı markası arasında seçim yapacaktır. Kriterler: teknik servis ve destek kalitesi, klinik ekibin cihazı benimseme kolaylığı ve toplam sahip olma maliyeti (bu sonuncusu "azı iyi"). Cihazlar henüz kurulmadığı için servis kalitesi ve benimseme kolaylığı ölçülemez. Satın alma komitesi bu iki kriteri, üretici referanslarına ve demo deneyimine dayanarak "en az, en olası, en çok" biçiminde üçgen bulanık sayıyla puanlıyor. Maliyeti de fiyat teklifindeki belirsizlik payıyla üçgene açıyor, çünkü kurulum ve eğitim maliyeti henüz netleşmemiş durumda. Komite teknik servis kalitesine en yüksek ağırlığı (referans kriter) veriyor.
Yöntem üç markayı ikişer ikişer karşılaştırır: her kriterde bir markanın diğerine göre kazandığı fark pozitif, kaybettiği fark θ ile büyütülmüş negatif katkı olarak toplanır. Diyelim ki servis kalitesinde en iyi puanı alan marka aynı zamanda en yüksek maliyete sahiptir ve küresel değerde yine de birinci çıkar, çünkü servis kalitesi referans kriterdir ve en ağır ağırlığı taşır.
Yönetimin tereddüdü şudur: maliyet kriterinin ağırlığı yükseltilseydi, yani bugünkü ikinci sıradaki ağırlığından servis kalitesinin ağırlığına yaklaşsaydı, düşük maliyetli marka öne geçebilir mi? Bu soru, "servis kalitesi mi maliyet mi öncelikli" sorusunun ağırlık seçimi üzerinden örtük biçimde cevaplandığını gösterir. Yönetim bu örtük tercihi raporda açıkça belirtmelidir; sonucu yalnız "cihaz A kazandı" diye sunmamalıdır.
Raporda: "Teknik servis kalitesine verilen en yüksek ağırlık ve θ=1 kayıptan kaçınma katsayısıyla A markası net olarak öne çıkmaktadır; maliyet kriterinin ağırlığı artırıldığında sıranın değişip değişmediği ayrıca sınanmalıdır."
3. Yapılmaması Gereken
Tablodaki üçgenleri baştan ortalamaya indirip, örneğin A1'in birinci kriterdeki değerini doğrudan 0,70 yazıp, kesin TODIM koşturmak birinci yanlıştır. Sıra değişmeyebilir, ama hesaba giren değer artık "en az, en olası, en çok" bilgisini taşımaz; genişliğin nereden geldiği kaybolur. İkinci yanlış, θ'yı hiç raporlamadan varsayılan değerde bırakıp sonucu kesinmiş gibi sunmaktır; θ hangi değerle kullanıldıysa raporda yazılır. Üçüncü yanlış, ölçülmüş bir maliyeti (örneğin kesinleşmiş bir sözleşme bedelini) "daha temkinli görünsün" diye üçgene açmaktır; ölçülmüş değer üç bileşeni aynı olan bir üçgen olarak yazılır, kendiliğinden genişletilmez.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/fuzzy-todim
Krohling, R. A., & de Souza, T. T. M. (2012). Combining prospect theory and fuzzy numbers to multi-criteria decision making. Expert Systems with Applications, 39(13), 11487–11493. DOI: 10.1016/j.eswa.2012.04.006
Gomes, L. F. A. M., & Lima, M. M. P. P. (1992). TODIM: Basics and application to multicriteria ranking of projects with environmental impacts. Foundations of Computing and Decision Sciences, 16, 113–127. (DOI yok)
Zadeh, L. A. (1965). Fuzzy sets. Information and Control, 8(3), 338–353. DOI: 10.1016/S0019-9958(65)90241-X
Fan, Z.-P., Zhang, X., Chen, F.-D., & Liu, Y. (2013). Extended TODIM method for hybrid multiple attribute decision making problems. Knowledge-Based Systems, 42, 40–48. DOI: 10.1016/j.knosys.2012.12.014