Uzantı kartı · Gri
Gri TOPSIS (Zavadskas, Turskis ve Bagočius, 2015)
Bu, TOPSIS'in kriter değerlerinin yalnız alt ve üst sınırla bilindiği durumlar için gri aralık sayılarıyla çalışan biçimidir. Sınırları son adıma kadar ayrı taşır, ideal ve anti-ideal noktayı sınırlardan kurar, sonucu tek bir yakınlık puanıyla sıralar.
Temel yöntem
TOPSIS →
Felsefe, işleyiş, güçlü ve zayıf yanlar temel yöntem kartında; bu kart yalnız farkı anlatır.
Veri türü (aile)
Gri (Grey) →
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 iki sayıdan oluşur: alt sınır ve üst sınır, yani ⊗[alt, üst]. Sınırların içinde bir en olası değer ilan edilmez, her iki uç eşit derecede mümkündür. Kriter ağırlıkları kesin, yani tek sayı, kalır. Grey-TOPSIS ağırlığı gri değil kesin ister, çünkü ağırlık bir tercih beyanıdır, eksik bilgi değildir.
Ölçek eşitleme. Kesin TOPSIS her sütunu karelerinin toplamının köküne böler; buna vektör normalizasyonu denir. Grey-TOPSIS bunu yapmaz. Fayda kriterinde her sınır, sütundaki en büyük üst sınıra bölünür; maliyet kriterinde ise sütundaki en küçük alt sınır, sınırlara oranlanır. Bu, doğrusal ölçek eşitlemedir ve kesin TOPSIS'in kare-kök toplamına göre daha basittir. Alt ile üst sınırı ayrı ayrı, birbirine karıştırmadan yeniden ölçekler.
Ağırlıklama ve durulaştırma sırası. Ölçek eşitlenmiş alt ve üst sınırlar önce kriter ağırlığıyla çarpılır. Bu noktaya kadar sınırlar hâlâ ayrı iki sayı olarak durur. Sınırlar ancak bundan sonra tek sayıya indirilir; bu adıma beyazlaştırma denir ve alt ile üst sınırın ortalaması alınarak yapılır.
Kesin TOPSIS'te durulaştırma diye bir adım yoktur, çünkü değerler baştan tek sayıdır. Grey-TOPSIS'te ise durulaştırma son adımlardan biridir, ilk adım değildir ve bu sıra önemlidir. İdeal ve anti-ideal nokta önce ağırlıklı sınırların kendisinden kurulur: alt sınırların en büyüğü ve en küçüğü, üst sınırların en büyüğü ve en küçüğü belirlenir. Ortalama yalnız uzaklık ölçümü için alınır.
Uzaklık ve sonuç. Beyazlaştırılmış, yani ortalaması alınmış, değerler üzerinden kesin TOPSIS'teki gibi Öklid uzaklığı ve yakınlık katsayısı hesaplanır. DecisionMind bu uzantıda doğrusal ölçek eşitlemeyi, ortalama ile beyazlaştırmayı ve Öklid uzaklığını sabit tutar. Farklı beyazlaştırma kuralları, örneğin yalnız alt sınırı almak ya da ağırlıklı ortalama almak, sonucu değiştirebilir; bu yüzden hangi kuralın kullanıldığı raporda belirtilmelidir.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Çıktı kesin TOPSIS'teki gibi bir yakınlık puanı ve sıradır; okunması da aynıdır: yüzde değildir, başka bir analizle karşılaştırılmaz.
Fark şurada: puanın altında hâlâ görülmeyen bir aralık genişliği vardır. Sınırları dar olan bir seçenekle sınırları geniş olan bir seçenek aynı ortalamayı verip aynı puana ulaşabilir; puan bu ikisini ayırt etmez. İki seçeneğin puan farkı küçükse yalnız ağırlıklara duyarlılığa değil, sınırların ne kadar geniş açıldığına da bakılmalıdır. Geniş sınırlarla elde edilen küçük bir fark, dar sınırlarla elde edilen aynı büyüklükteki farktan daha az güvenilirdir.
Bu nedenle:
"Grey-TOPSIS belirsizliği hesaba kattığı için sonuç daha güvenilirdir"
yerine:
"Kriter değerleri yalnız alt ve üst sınırla bilindiği için sınırlar ideal/anti-ideal seçimine kadar ayrı taşınmış, sonda ortalanmıştır; A2 0,733 ile öndedir ve bu sıra C2 ağırlığı belirgin biçimde yükseltilmedikçe değişmemektedir"
biçiminde yazmak doğrudur.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Kriter hakkında sınırlar dışında hiçbir şey bilinmiyorsa: az veriyle çalışılan yeni pazar ya da yeni teknoloji değerlendirmelerinde, tedarikçinin "şu ile bu arasında" verdiği fiyat tekliflerinde, uzmanın "en az, en çok" diyebildiği ama "en olası" diyemediği durumlarda. Sınırların içinde bir en olası nokta biliniyorsa bu bilgiyi atıp gri yapıya inmek elde olan bilgiyi silmektir; o zaman bulanık uzantı (Fuzzy TOPSIS ya da Fuzzy TOPSIS Chen 2000) daha uygundur.
Temel yöntemde kalınması gereken durum aynıdır: kriterler ölçülmüşse. Ölçülmüş bir değere yüzde ekleyerek sınır kurmak (2.450 TL'yi ⊗[2.400, 2.500] yazmak gibi) Gri veri türü kartının temel ilkesini ihlal eder: sınırların kendi kaynağı olmalıdır. Tablo karışıksa (bazı kriterler ölçülmüş, bazıları sınırla biliniyorsa) DecisionMind tek veri türü ister; ölçülmüş kriter de gri yazılır ve alt sınır üst sınıra eşit olur, genişlik sıfırdır. Bir kriterde taviz kabul edilmiyorsa bu uzantı da telafi edicidir ve eşik altını elemez.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Sınır kısıtını ihlal etmek. Her hücrede alt sınır üst sınırdan büyük olamaz. Bu ihlal edilirse ölçek eşitleme ve ideal/anti-ideal seçimi anlamsızlaşır.
Beyazlaştırma kuralını değiştirip aynı sonucu beklemek. Alt ve üst sınırın ortalamasını almak kanonik seçimdir ama tek kural değildir; yalnız alt sınırı almak (kötümser) ya da yalnız üst sınırı almak (iyimser) farklı sıra verebilir. Hangi kuralın kullanıldığı raporda belirtilir.
Sınırları girdi aşamasında hemen ortalayıp kesin TOPSIS koşturmak. Bu, gri bilgiyi ideal/anti-ideal seçiminden önce siler; aşağıdaki öğretici örnekte sınırlar dar olduğu için sonuç azıcık değişir, ama sınırlar genişse (belirsizlik büyükse) bu kısayol PIS/NIS'in hangi seçenekten kurulacağını değiştirebilir ve fark büyür.
Gri sayının ortasını "en olası değer" diye yorumlamak. Gri veri türü kartının temel ilkesidir: gri sayı bu bilgiyi taşımaz, ortalama yalnız hesap adımıdır, girdiye baştan eklenen bir varsayım değildir.
Temel ilke şudur:
Grey-TOPSIS, elde yalnız sınır olduğunda dürüst kalmak içindir; sınırları ideal/anti-ideal belirlenmeden önce tek sayıya indiren ya da sınırların ortasını en olası değer sayan her uygulama, yöntemin tek katkısını yok eder.
Vakalar
Manifest J, Grey-TOPSIS ailesi için paylaşılan, makale sayfasına bağlı bir sayısal örnek içermez (aile genelinde gri aralık verisiyle kurulmuş kağıt-üstü bir örnek yoktur); bu yüzden birinci vaka, manifestin formüllerine sadık, üç seçenekli, üç kriterli, elle izlenebilir bir öğretici örnektir. İkinci vaka öğretici kurgudur.
1. Öğretici örnek: Üç seçeneğin üç kriterde gri aralıkla puanlanması
Üç seçenek üç kriterde değerlendiriliyor; iki kriter fayda, biri maliyettir. Değerler yalnız alt-üst sınırla bilinmektedir.
| Seçenek | Kriter 1 | Kriter 2 | Kriter 3 |
|---|---|---|---|
| A1 | ⊗[0,65; 0,75] | ⊗[0,45; 0,55] | ⊗[0,55; 0,65] |
| A2 | ⊗[0,75; 0,85] | ⊗[0,55; 0,65] | ⊗[0,35; 0,45] |
| A3 | ⊗[0,55; 0,65] | ⊗[0,65; 0,75] | ⊗[0,45; 0,55] |
| Yön | çoğu iyi | çoğu iyi | azı iyi |
| Ağırlık | 0,40 | 0,35 | 0,25 |
Yöntem her sütunu doğrusal olarak eşitler, ağırlıkla çarpar, alt ve üst sınırların ortalamasını alarak beyazlaştırır, ideal ve anti-ideal seçeneği bu ortalamalardan kurar ve Öklid uzaklığını hesaplar.
| Seçenek | Yakınlık puanı | Sıra |
|---|---|---|
| A2 | 0,733 | 1 |
| A3 | 0,473 | 2 |
| A1 | 0,289 | 3 |
Sonuç şöyle okunur. A2, en ağır kriter olan Kriter 1'de en iyi sınırlara sahiptir. Kriter 3 maliyet kriteri olduğu için burada da en düşük, yani en iyi, sınırları taşır. İki kriterde birden güçlü olması A2'yi açık farkla öne çıkarır. A3 Kriter 2'de en iyidir ama en ağır kriterde ortadadır; A1 ise hiçbir kriterde en iyi değildir ve sondadır.
Tereddüt: A2'nin önü Kriter 2'nin ağırlığı belirgin biçimde yükseltilirse kapanır. Kriter 2 ağırlığı 0,35'ten 0,45'e çıkarılıp (diğer ikisi oranlı küçültülürse) A2 hâlâ önde kalır ama fark 0,260'tan 0,007'ye düşer (0,628'e karşı 0,621); ağırlık 0,50'ye çıkarıldığında A3 öne geçer (0,688'e karşı 0,587). Bu yüzden rapor, sıranın Kriter 2 ağırlığına duyarlı olduğunu ve 0,45 dolayında bir eşik bulunduğunu söylemelidir.
Aynı tablo, sınırlar girdi aşamasında hemen ortalanıp kesin TOPSIS'e verilseydi A1 0,259, A2 0,736, A3 0,504 çıkardı: sıra aynıdır çünkü bu örnekte sınırlar dardır (her aralık yaklaşık 0,10 genişliğinde); sınırlar daha geniş olsaydı bu kısayolun ideal/anti-ideal seçimini değiştirme riski artardı.
Raporda: "Kriter değerleri yalnız alt-üst sınırla bilindiği için sınırlar ideal/anti-ideal seçimine kadar ayrı taşınmış, sonda ortalanmıştır. A2 0,733 ile ideale en yakın seçenektir; sıra, Kriter 2 ağırlığı 0,45'in üzerine çıkmadıkça değişmemektedir."
Kaynak: DecisionMind'ın Grey-TOPSIS doğrulama örneği; manifestin F adımlarına (doğrusal ölçek eşitleme, ortalama ile beyazlaştırma, Öklid uzaklığı) sadık, formül-uyumlu bir sayısal fikstür olarak kurulmuş ve motorun bağımsız yeniden hesaplamasıyla doğrulanmıştır. Zavadskas, Turskis ve Bagočius (2015) yöntemin uygulandığı yayımlanmış vaka çalışmasıdır; buradaki sayılar o makalenin kendi tablosundan değildir.
2. Enerji: Yeni bir güneş enerjisi santrali için üç arazi arasında seçim
Bir enerji şirketi güneş santrali kurmak için üç arazi arasında seçim yapacaktır. Kriterler yıllık güneşlenme potansiyeli, şebekeye bağlantı maliyeti ve arazi edinim süresidir (son ikisi "azı iyi"). Üç aday arazinin hiçbiri daha önce ölçülmemiş; şirketin saha ekibi yalnız "en az bu kadar, en çok bu kadar" diyebiliyor, çünkü ölçüm istasyonu henüz kurulmamış ve şebeke operatörünün resmî teklifi gelmemiş.
Yöntem üç arazinin sınırlarını doğrusal olarak eşitler, ağırlıklandırır, alt-üst ortalamasıyla beyazlaştırır, ideal ve anti-ideal araziyi kurar, uzaklıkları ölçer. Diyelim ki sonuç, güneşlenme potansiyeli en yüksek ama bağlantı maliyeti de en belirsiz (sınırları en geniş) araziyi birinci sıraya koydu.
Şirketin tereddüdü: birinci sıradaki arazinin bağlantı maliyeti sınırları çok geniş (belirsizlik büyük); ikinci sıradaki arazinin sınırları dar ve puan farkı küçük. Şirket bu durumda ya şebeke operatöründen kesin teklif isteyip sınırı daraltır ya da iki araziyi birlikte ön fizibiliteye alır; yalnız puana bakıp karar vermek, geniş sınırlı bir tahmini dar sınırlı bir tahminle aynı kesinlikte görmek olur.
Raporda: "Arazi seçenekleri yalnız alt-üst sınırla değerlendirilmiştir; birinci ve ikinci arazi arasındaki fark küçüktür ve birinci arazinin bağlantı maliyeti sınırları en geniş olduğu için bu fark düşük güvenilirlikle okunmalıdır."
3. Yapılmaması Gereken
Öğretici örnekteki sınırları girdi aşamasında hemen ortalayıp (A1 için 0,70/0,50/0,60 gibi) kesin TOPSIS koşturmak: bu örnekte sınırlar dar olduğu için sonuç azıcık değişir (A2 0,733'ten 0,736'ya), ama sınırların genişliği bilgi olarak baştan atılmış olur ve daha geniş sınırlı bir problemde sıra bambaşka çıkabilir. İkinci yanlış, ⊗[0,55; 0,65] gibi bir gri sayının ortası olan 0,60'ı "en olası değer" diye yorumlayıp raporda öyle sunmaktır; gri sayı bu bilgiyi taşımaz. Üçüncü yanlış, alt sınırı üst sınırdan büyük girmektir (örneğin Kriter 3'te [0,65; 0,45] gibi); bu durumda doğrusal ölçek eşitleme ve ideal/anti-ideal seçimi geçersiz sayılar üretir.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/grey-topsis
Zavadskas, E. K., Turskis, Z., & Bagočius, V. (2015). Multi-criteria selection of a deep-water port in the Eastern Baltic Sea. Applied Soft Computing, 26, 180–192. DOI: 10.1016/j.asoc.2014.09.019
Deng, J. L. (1982). Control problems of grey systems. Systems & Control Letters, 1(5), 288–294. DOI: 10.1016/S0167-6911(82)80025-X
Liu, S., & Lin, Y. (2011). Grey Systems: Theory and Applications. Understanding Complex Systems. Springer. DOI: 10.1007/978-3-642-16158-2
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