Uzantı kartı · Bulanık
Fuzzy TOPSIS (Chen 2000) (Chen, 2000)
Bu, TOPSIS'in uzman puanlarının "iyi", "orta", "zayıf" gibi sözel ya da yaklaşık olduğu durumlar için üçgen bulanık sayılarla çalışan biçimidir. Belirsizliği hesap boyunca taşır, sonucu yine bir yakınlık puanıyla sıralar.
Temel yöntem
TOPSIS →
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 TOPSIS'te her hücre tek sayıdır. Burada her hücre üç sayıdır: en düşük, en olası, en yüksek. Uzmanlar puanı kelimeyle verir ("yüksek", "orta"); her kelime önceden ilan edilmiş bir ölçekle üçgene çevrilir. Chen'in ölçeği yedi terimlidir ve 0 ile 1 arasına oturur: "çok düşük" (0; 0; 0,1), "düşük" (0; 0,1; 0,3), "orta-düşük" (0,1; 0,3; 0,5), "orta" (0,3; 0,5; 0,7), "orta-yüksek" (0,5; 0,7; 0,9), "yüksek" (0,7; 0,9; 1), "çok yüksek" (0,9; 1; 1). Kriter ağırlıkları da aynı biçimde üçgendir; yöntem birden fazla uzmanın puanını ve ağırlığını birleştirebilir, kurucu makale zaten bir grup kararı için yazılmıştır.
Ölçek eşitleme. Kesin TOPSIS her sütunu karelerinin toplamının köküne böler. Chen bu yöntemi kullanmaz. Fayda kriterinde her üçgenin üç bileşenini sütundaki en büyük üst değere böler, maliyet kriterinde ise sütundaki en küçük alt değeri üçgenin bileşenlerine oranlar. Bu bölmenin amacı, ideal seçeneğin her kriterde tam olarak (1; 1; 1) çıkmasını, anti-ideal seçeneğin de (0; 0; 0) çıkmasını sağlamaktır. Böylece kesin TOPSIS'teki gibi ideal noktayı seçeneklerden kurmaya gerek kalmaz, ideal nokta sabittir. Bulanık sayılar 0-1 ölçeğindeki sözel puanlardan geliyorsa sütunun üst değeri zaten 1'dir ve bu adım hiçbir şeyi değiştirmez.
Uzaklık. İki üçgen sayı arasındaki uzaklık, üç bileşenin farklarının kareleri toplamının üçte birinin kareköküdür; buna köşe uzaklığı denir. Her seçeneğin ideale ve anti-ideale uzaklığı, kriterler boyunca bu köşe uzaklıklarının toplamıdır. Kesin TOPSIS'te tek sayıların Öklid uzaklığı vardı; burada üçgenlerin köşe uzaklığı var.
Yakınlık puanı. Tanım burada da aynıdır; sonuç, anti-ideale olan uzaklığın iki uzaklığın toplamına oranı olarak hesaplanır. Sonuç yine 0 ile 1 arasında tek bir sayıdır, çünkü uzaklıklar zaten tek sayıya inmiştir. Yöntem belirsizliği durulaştırmaz, uzaklık hesabında tüketir.
DecisionMind klasik Fuzzy TOPSIS'te Chen'in ölçek eşitlemesini ve köşe uzaklığını sabit tutar. Ağırlıklar dışarıdan ve üçgen 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, ideal nokta sabit olsa da seçenek kümesi değişince maliyet kriterlerinde ölçek eşitleme değişir ve sıra kayabilir.
Fark şurada: puanın üstünde artık üç katmanlı bir belirsizlik vardır, oysa puan bunu gizler. İki seçeneğin puan farkı girdilerin genişliğine göre anlamlı ya da anlamsız olabilir. Kesin TOPSIS'te 0,62 ile 0,53 arasındaki fark "ağırlıklara duyarlı" diye okunur; burada aynı fark buna ek olarak "uzmanların bir puanı bir terim aşağı vermesiyle kapanabilir" diye okunmalıdır. Bu yüzden raporda yalnız yakınlık puanları değil, hangi sözel puanın ya da hangi ağırlığın bir terim değişmesiyle sıranın değişip değişmediği de gösterilir.
Bu nedenle:
"Fuzzy TOPSIS belirsizliği hesaba kattığı için sonuç daha güvenilirdir"
yerine:
"Uzman puanları sözel olduğu için belirsizlik hesap boyunca taşınmıştır; A1 0,62 ile öndedir, A2 0,53 ile arkasında ve fark tek bir terimlik puan değişimine duyarlıdır"
biçiminde yazmak doğrudur. Belirsizliği taşımak sonucu daha doğru yapmaz; yalancı kesinliği önler.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Uzmanlar kriterleri sözel ya da yaklaşık puanlıyorsa ve bu puanları tek sayıya indirmek yapay bir kesinlik yaratacaksa. Tipik durumlar: tedarikçi değerlendirmesinde "hizmet kalitesi", personel seçiminde "iletişim becerisi", proje seçiminde "teknik risk" gibi ölçülemeyen kriterler; birden fazla uzmanın farklı puanlarının ortalamaya indirilmeden birleştirilmesi gereken kurul kararları.
Temel yöntemde kalınması gereken durum: kriterler ölçülmüşse. Ölçülmüş fiyatı ya da süreyi üçgene çevirmek belirsizlik modellemek değil, belirsizlik üretmektir. Tablo karışıksa, yani bazı kriterler ölçülmüş bazıları sözelse, DecisionMind tek veri türü ister; ölçülmüş kriter de üçgene yazılır ve bu üçgenin üç bileşeni aynı sayı olur: belirsizlik yok. Bu gömme dürüsttir ama bilgi eklemez.
Çıkış noktası kesin TOPSIS ile aynıdır: bir kriterde taviz kabul edilmiyorsa bu uzantı da telafi edicidir ve eşik altını elemez.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Önce durulaştırıp sonra kesin TOPSIS koşturmak. Üçgenleri baştan tek sayıya indirip kesin yöntemi uygulamak Fuzzy TOPSIS değildir; belirsizlik ilk adımda silinir ve puan farkları abartılır. Aşağıdaki öğretici örnekte bu yol A1'i 0,75, A2'yi 0,25 verir; bulanık yöntem 0,62 ile 0,53 verir. Sıra aynıdır, ama ilk yol iki seçenek arasında olmayan bir uçurum gösterir.
Ölçeği ilan etmemek ya da uzmandan uzmana değiştirmek. Beş terimli ve yedi terimli ölçekler aynı "iyi" puanını farklı üçgenlere çevirir. Ölçek analizden önce seçilir, raporda yazılır, tüm uzmanlara aynı uygulanır.
Kesin TOPSIS'in ölçek eşitlemesini kullanmak. Karelerin toplamına bölmek ideal noktayı (1; 1; 1)'den uzaklaştırır ve Chen'in dördüncü adımı anlamsızlaşır. Yazılımlar arasında sonuç farkı çıktığında ilk bakılacak yer burasıdır.
Ağırlıkları kesin, puanları bulanık vermek. Yöntem ağırlıkları da üçgen bekler; kesin ağırlık verilecekse üç bileşeni aynı yazılır ve raporda söylenir.
Temel ilke şudur:
Fuzzy TOPSIS, uzman yargısındaki yaklaşıklığı son adıma kadar taşımak içindir; girdiyi baştan kesinleştiren ya da ölçeği belirsiz bırakan her uygulama, yöntemin tek katkısını yok eder.
Vakalar
Birinci vaka DecisionMind'ın doğrulama örneğidir: Chen'in yedi terimli ölçeğiyle kurulmuş iki seçenekli, iki kriterli küçük bir tablo; kitap ya da makale sayfasından değil, el hesabıyla izlenebilsin diye kurulmuştur. İkinci vaka öğretici kurgudur.
1. Öğretici örnek: İki adayın iki kriterde sözel puanlanması
Bir kurul iki adayı iki kriterde değerlendiriyor; her ikisi de "çoğu iyi". Puanlar Chen'in ölçeğinden kelimeyle verilmiş ve üçgene çevrilmiştir: A1 birinci kriterde "yüksek", ikincisinde "orta-yüksek"; A2 birinci kriterde "orta", ikincisinde "yüksek". Kurul birinci kriteri "yüksek", ikincisini "orta-yüksek" ağırlıkta görüyor.
| Aday | Kriter 1 | Kriter 2 |
|---|---|---|
| A1 | yüksek (0,7; 0,9; 1) | orta-yüksek (0,5; 0,7; 0,9) |
| A2 | orta (0,3; 0,5; 0,7) | yüksek (0,7; 0,9; 1) |
| Ağırlık | yüksek (0,7; 0,9; 1) | orta-yüksek (0,5; 0,7; 0,9) |
Yöntem her sütunun üst değerine böler; iki sütunda da üst değer 1 olduğu için üçgenler değişmez. Sonra her üçgeni kriter ağırlığının üçgeniyle bileşen bileşen çarpar, her adayın (1; 1; 1) idealine ve (0; 0; 0) anti-idealine köşe uzaklıklarını toplar ve yakınlık puanını hesaplar.
| Aday | Yakınlık puanı | Sıra |
|---|---|---|
| A1 | 0,616 | 1 |
| A2 | 0,533 | 2 |
Sonuç şöyle okunur. A1, daha ağır olan birinci kriterde "yüksek", A2 aynı kriterde "orta"; A2'nin ikinci kriterdeki üstünlüğü daha hafif kriterde olduğu için farkı kapatmıyor. Fark 0,08'dir ve küçük görünür; bulanık girdiyle bu farkın ne kadar sağlam olduğu sorulmalıdır.
Kurulun tereddüdü: A1'in ikinci kriterdeki puanı bir terim aşağı, "orta" olsaydı A1 0,558 ile yine önde kalır, fark 0,025'e iner. Ağırlıklar yer değiştirseydi, yani ikinci kriter "yüksek", birincisi "orta-yüksek" olsaydı, A1 0,604 ile A2 0,558'in yine önündedir. Bu örnekte sıra iki tür değişikliğe de dayanıyor; rapor bunu söyler ve "sıra sağlam, fark küçük" diye yazar. Aynı tablo önce durulaştırılıp kesin TOPSIS'e verilseydi A1 0,752, A2 0,248 çıkardı: sıra aynı, uçurum yapay.
Raporda: "Sözel puanlar Chen (2000) yedi terimli ölçeğiyle üçgen bulanık sayıya çevrilmiş, belirsizlik hesap boyunca taşınmıştır. A1 0,616 ile ideale daha yakındır; tek terimlik puan değişimi ve ağırlık takası sırayı değiştirmemektedir."
Kaynak: DecisionMind'ın Fuzzy TOPSIS (Chen 2000) doğrulama örneği; ölçek Chen (2000) makalesinin ölçeğidir. Yakınlık puanları ve duyarlılık değerleri Chen'in algoritmasının bağımsız olarak yeniden hesaplanmasıyla elde edilmiştir.
2. Turizm: Yeni otel için üç bölge arasında seçim
Bir otel zinciri yeni tesis için üç bölge değerlendiriyor. Kriterler: ulaşım kolaylığı, mevsim dışı talep potansiyeli, yerel iş gücü uygunluğu ve rekabet yoğunluğu (bu sonuncusu "azı iyi"). Ulaşım ve talep sayıyla ölçülebilirdi ama zincir bu kararı üç bölge müdürünün yargısıyla veriyor; müdürler her bölgeyi her kriterde yedi terimli ölçekle puanlıyor, kriter ağırlıklarını da aynı ölçekle veriyor.
Yöntem üç müdürün üçgenlerini birleştirir, maliyet kriterinde en küçük alt değeri oranlayarak ölçek eşitler, ağırlıklar, sabit ideal ve anti-ideale köşe uzaklıklarını toplar. Diyelim ki sonuç, talep potansiyeli "çok yüksek" ama rekabeti de "yüksek" olan bölgeyi birinci, her kriterde "orta-yüksek" olan dengeli bölgeyi ikinci verdi ve fark küçük.
Yönetimin tereddüdü: üç müdürden biri rekabet yoğunluğunu diğer ikisinden iki terim yüksek puanlamış. O müdürün puanı bir terim aşağı çekilince ikinci bölge öne geçiyorsa, sıra tek bir uzmanın yargısına bağlıdır ve rapor bunu gizlememelidir; yönetim ya o kriter için ölçülmüş veri toplar ya da iki bölgeyi kısa listede tutar.
Raporda: "Bölge puanları üç müdürün sözel yargılarından üçgen bulanık sayıya çevrilmiş ve birleştirilmiştir; birinci ve ikinci bölge arasındaki fark, rekabet yoğunluğu kriterinde tek bir müdürün puanına duyarlıdır."
3. Yapılmaması Gereken
Öğretici örnekteki üçgenleri baştan ortalamaya indirip (A1 için 0,867 ve 0,7 gibi) kesin TOPSIS koşturmak: sıra aynı çıkar ama fark 0,08'den 0,50'ye şişer ve rapor olmayan bir kesinlik iddia eder. İkinci yanlış, "yüksek" terimini bir uzmanda (0,7; 0,9; 1), diğerinde (0,6; 0,8; 1) diye farklı üçgenlere çevirmektir; ölçek tektir. Üçüncü yanlış, ölçülmüş bir fiyatı "yaklaşık" diye üçgene açmaktır; ölçülmüş değer üç bileşeni aynı olan üçgen olarak yazılır.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/fuzzy-topsis-chen2000
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
Chen, C.-T., Lin, C.-T., & Huang, S.-F. (2006). A fuzzy approach for supplier evaluation and selection in supply chain management. International Journal of Production Economics, 102(2), 289–301. DOI: 10.1016/j.ijpe.2005.03.009
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
Zadeh, L. A. (1965). Fuzzy sets. Information and Control, 8(3), 338–353. DOI: 10.1016/S0019-9958(65)90241-X
Behzadian, M., Khanmohammadi Otaghsara, S., Yazdani, M., & Ignatius, J. (2012). A state-of the-art survey of TOPSIS applications. Expert Systems with Applications, 39(17), 13051–13069. DOI: 10.1016/j.eswa.2012.05.056