Uzantı kartı · Tereddütlü
Tereddütlü TOPSIS (Xu ve Zhang, 2013)
TOPSIS'in, bir kriterde birden fazla makul üyelik derecesinin bir arada tutulduğu durumlar için çalışan biçimidir. Hesap boyunca bu kümeleri taşır ve sonucu yine tek bir yakınlık katsayısıyla sıralar.
Temel yöntem
TOPSIS →
Felsefe, işleyiş, güçlü ve zayıf yanlar temel yöntem kartında; bu kart yalnız farkı anlatır.
Veri türü (aile)
Tereddütlü (Hesitant) →
Bu veri türü nedir, ne zaman kullanılır, hücreye nasıl yazılır: ailenin ayrıntılı anlatımı burada.
Temel Yöntemden Ne Değişir?
Dört şey değişir. Karar mantığı aynı kalır.
Hücreler. Kesin TOPSIS'te her hücre tek sayıdır. Burada her hücre bir kümedir. Küme, aynı kriterde birden fazla makul değeri birlikte tutar; örneğin {0,3; 0,3; 0,3; 0,4; 0,5}. Aynı sütunda farklı seçeneklerin kümeleri farklı uzunlukta olabilir. Bir uzman iki değer verirken başka bir uzman dört değer verebilir. DecisionMind bu durumda her sütunu, sütundaki en uzun kümenin uzunluğuna tamamlar. Buna uzunluk eşitleme denir. Eksik yer, η adı verilen bir katsayıyla doldurulur: kümenin en büyüğü ile en küçüğü η oranında karıştırılır ve bu değer kümeye eklenir. Varsayılan η sıfırdır ve eksik yeri kümenin en küçük değeriyle doldurur; buna temkinli tamamlama denir. η bir olursa en büyük değerle doldurulur, bu iddialı tamamlamadır. Ağırlıklar da farklı gelebilir. Temel TOPSIS ağırlık üretmez, yalnız dışarıdan alır. HF-TOPSIS ise üç yoldan birini sunar: ağırlık tam olarak dışarıdan verilebilir, tamamen bilinmediği varsayılıp kümelerin birbirinden ne kadar uzaklaştığından yöntemin kendisi türetebilir, ya da kısmen bilindiği durumlarda kullanıcının verdiği sınırlar içinde en ayırt edici ağırlığı bulabilir.
Ölçek eşitleme. Kesin TOPSIS sütunları büyüklüklerine göre eşitler. Tereddütlü kümelerde böyle bir sorun yoktur, çünkü değerler zaten 0 ile 1 arasında derecelerdir. Bu yüzden HF-TOPSIS'te ölçek eşitleme adımı yoktur. Onun yerine yukarıda anlatılan uzunluk eşitleme çalışır.
Uzaklık. İki küme arasındaki uzaklık şöyle bulunur: önce ikisi de aynı uzunluğa tamamlanır ve küçükten büyüğe sıralanır, sonra aynı sıradaki değerlerin farkları alınır, kareleri toplanır ve ortalaması alınıp kökü bulunur. İdeal ve anti-ideal noktalar da artık tek sayı değildir. Her kriterde gözlenen kümelerin aynı sıradaki değerlerinin en büyüğünden ideal küme, en küçüğünden anti-ideal küme kurulur. DecisionMind her seçeneğin bu iki referansa toplam uzaklığını, kesin TOPSIS'teki gibi Öklid mantığıyla birleştirir: her kriterdeki uzaklığın karesi ağırlıkla çarpılır, toplanır ve kökü alınır.
Sonuç ve durulaştırma. Çıktı yine 0 ile 1 arasında tek bir yakınlık katsayısıdır. Bu katsayı, anti-ideale uzaklığın toplam uzaklığa oranıdır. Kümeler tek sayıya ancak bu son adımda iner. Hesabın geri kalanında tereddüt korunur.
DecisionMind klasik HF-TOPSIS'te temkinli tamamlamayı (η=0), sıralayıp karşılaştırma kuralını ve karesel ağırlıklı birleştirmeyi sabit tutar. Ağırlık modunu (tam, kısmen ya da hiç bilinmeyen) kullanıcı seçer.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Yakınlık katsayısı, kesin TOPSIS'teki gibi okunur. Yalnız bu kümedeki seçenekleri birbirine göre sıralar. Farklı olan şudur: ağırlıklar veriden türetiliyorsa, hangi ağırlık modunun seçildiği sonucu doğrudan etkiler. Aynı tablo, tamamen bilinmeyen ağırlık moduyla ve kısmen bilinen ağırlık moduyla farklı sıra verebilir. Bu, kesin TOPSIS'te bulunmayan ek bir belirsizlik kaynağıdır.
Bu nedenle:
"HF-TOPSIS belirsizliği hesaba kattığı için daha güvenilir bir sıralama verir"
yerine:
"Ağırlıklar veriden türetilmiştir; ağırlık bilgisi modunun seçimi sırayı değiştirebilir ve hangi modun kullanıldığı raporda belirtilmelidir"
biçiminde yazmak doğrudur.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Aynı kriter-seçenek çifti için birden fazla makul ve savunulabilir derece varsa bu uzantı uygundur. Örneğin birkaç uzman birbirinden bağımsız puan vermiş ve bu puanları ortalamaya indirmeden birlikte tutmak istiyorsan. Veri türü kartındaki ayrım burada da geçerlidir: tek ölçülmüş değer varsa hücreye tek sayı yazılır, küme kurulmaz. DecisionMind tabloyu tek veri türünde ister. Temel TOPSIS'in telafi edicilik özelliği ve bir kriterde taviz vermeme koşulu burada da aynen geçerlidir.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Uzunluk eşitleme katsayısını (η) ilan etmemek. η=0 ile η=1 aynı tabloya farklı uzaklık verebilir, dolayısıyla farklı yakınlık katsayısı çıkar. Kullanılan değer raporda yazılmalıdır.
Ağırlık bilgisi modunu gerekçesiz seçip raporda söylememek. Vaka 1'de göreceğin gibi, tamamen bilinmeyen mod ile kısmen bilinen mod arasında sıra değişebilir.
Kısmen bilinen ağırlık kısıtlarını birbiriyle çelişecek biçimde girmek. Bu durumda DecisionMind kısıt kümesinin boş olduğunu bildirir ve uydurma bir sayı üretmez.
"Daha gelişmiş" yanılgısı. Birden fazla değeri destekleyen gerçek bir kaynak yoksa, kesin bir sayıyı keyfi olarak birkaç yakın sayıya açmak bilgi eklemez.
Temel ilke şudur:
Küme, aynı kriter-seçenek çifti için gerçekten birden fazla savunulabilir kaynaktan gelmelidir. Uzunluk eşitleme katsayısı ve ağırlık modu gerekçesiz bırakılırsa aynı veri farklı sıra üretebilir.
Vakalar
Birinci vaka gerçek bir literatür vakasıdır. Xu ve Zhang'ın (2013) makalesindeki enerji politikası örneğidir ve sayılar makaleden alınmıştır. İkinci vaka öğretici bir kurgudur.
1. Enerji: Beş enerji politikası arasında seçim (Xu ve Zhang, 2013)
Bir ulusal enerji kurumu beş enerji politikası arasından birini seçecektir. Dört ölçüt vardır ve dördü de çoğu iyidir: teknolojik boyut, sosyal boyut, siyasi-çevresel boyut ve ekonomik boyut. Farklı uzman panelleri her politika-ölçüt çiftine tek puan yerine birden fazla makul dereceyi birlikte vermiştir. Kurum ağırlıkları önceden belirlememiş, tamamen bilinmeyen ağırlık modunu seçmiştir.
| Politika | Teknolojik | Sosyal | Siyasi-çevresel | Ekonomik |
|---|---|---|---|---|
| A1 | {0,3; 0,3; 0,3; 0,4; 0,5} | {0,1; 0,1; 0,7; 0,8; 0,9} | {0,2; 0,2; 0,2; 0,4; 0,5} | {0,3; 0,3; 0,5; 0,6; 0,9} |
| A2 | {0,3; 0,3; 0,3; 0,3; 0,5} | {0,2; 0,5; 0,6; 0,7; 0,9} | {0,1; 0,1; 0,5; 0,6; 0,8} | {0,3; 0,3; 0,3; 0,4; 0,7} |
| A3 | {0,6; 0,6; 0,6; 0,6; 0,7} | {0,6; 0,6; 0,6; 0,6; 0,9} | {0,3; 0,3; 0,3; 0,5; 0,7} | {0,4; 0,4; 0,4; 0,4; 0,6} |
| A4 | {0,3; 0,3; 0,4; 0,7; 0,8} | {0,2; 0,2; 0,2; 0,4; 0,7} | {0,1; 0,1; 0,1; 0,1; 0,8} | {0,6; 0,6; 0,6; 0,8; 0,9} |
| A5 | {0,1; 0,3; 0,6; 0,7; 0,9} | {0,4; 0,4; 0,6; 0,7; 0,8} | {0,7; 0,7; 0,7; 0,8; 0,9} | {0,3; 0,3; 0,6; 0,7; 0,9} |
| Yön | çoğu iyi | çoğu iyi | çoğu iyi | çoğu iyi |
Yöntem önce her sütunda kümelerin birbirinden ortalama olarak ne kadar uzaklaştığını ölçer ve ağırlığı kendisi bulur: teknolojik 0,234, sosyal 0,247, siyasi-çevresel 0,318, ekonomik 0,200. Sonra her politikanın ideal kümeye ve anti-ideal kümeye uzaklığını hesaplar ve yakınlık katsayısına çevirir.
| Politika | Yakınlık katsayısı | Sıra |
|---|---|---|
| A5 | 0,703 | 1 |
| A3 | 0,546 | 2 |
| A2 | 0,421 | 3 |
| A1 | 0,357 | 4 |
| A4 | 0,345 | 5 |
Sonucu şöyle okuruz. A5 dört ölçütte de yüksek ve dar kümelere sahiptir. Özellikle siyasi-çevresel boyutta {0,7; 0,7; 0,7; 0,8; 0,9} gibi güçlü bir kümesi vardır. A1 ile A4 birbirine çok yakın çıkar. Aradaki fark yalnızca 0,012'dir.
Kurumun tereddüdü şudur. Ağırlıklar tamamen bilinmeyen mod yerine kurumun elindeki kısmi bilgiyle sınırlandırılırsa ne olur? Teknolojik boyut için 0,15 ile 0,20 arası, sosyal için 0,16 ile 0,18 arası, siyasi-çevresel için 0,30 ile 0,35 arası, ekonomik için 0,30 ile 0,45 arası bir aralık verilirse, yöntem ağırlıkları 0,17; 0,18; 0,35; 0,30 olarak yeniden bulur. Bu durumda A1 ile A4'ün sırası tersine döner: A4 0,365, A1 0,351 olur ve A4 öne geçer. A5, A3 ve A2'nin sırası değişmez. Yalnızca en alttaki iki politika ağırlık bilgisi moduna duyarlıdır.
Raporda: "Ağırlıklar veriden, tamamen bilinmeyen modla türetilmiştir. A5 en yüksek yakınlık katsayısına sahiptir (0,703). A1 ile A4 arasındaki sıra, ağırlık bilgisine kısmi bir kısıt eklendiğinde tersine dönmektedir. Bu iki politika arasındaki tercih ağırlık varsayımına bağlıdır."
Kaynak: Xu ve Zhang (2013), Tablo 2 ve Tablo 3-6, s. 59-61. Yakınlık katsayıları ve kısmen bilinen ağırlık senaryosunun sayıları, DecisionMind'ın HF-TOPSIS motorunun bağımsız olarak yeniden çalıştırılmasıyla elde edilmiştir. Sonuçlar makalenin kendi Tablo 3-6 sonuçlarıyla örtüşür.
2. Su yönetimi: Boru hattı yenileme teknolojisi seçimi
Bir büyükşehir su idaresi, içme suyu şebekesindeki kayıp oranını düşürmek için üç boru hattı yenileme teknolojisi arasında seçim yapacaktır. Dört ölçüt vardır: birim uzunluk maliyeti, uygulama süresi, sahadaki dayanıklılık puanı ve hizmet kesintisi süresi. Maliyet, süre ve kesinti azı iyidir. İdare, teknolojilerin saha performansını yalnızca pilot uygulamalardan bilir. Bu yüzden her teknoloji-ölçüt çiftine tek puan yerine, farklı zemin koşullarındaki pilot sonuçlarının oluşturduğu bir küme verir. Ağırlıklar idarenin teknik kurulunca tam olarak belirlenmiştir.
Yöntem her teknolojinin ideal kümeye ve anti-ideal kümeye uzaklığını hesaplar, ağırlıklarla birleştirir ve yakınlık katsayısı verir. Diyelim ki en düşük maliyetli teknoloji aynı zamanda dayanıklılık kümesi en geniş olan teknolojidir. Yine de birinci sırada çıkar, çünkü maliyet ağırlığı en yüksektir.
İdarenin tereddüdü şudur. Dayanıklılık kümesindeki geniş aralık, örneğin {0,4; 0,9}, o teknolojinin zemine göre çok değişken performans göstereceği anlamına gelir. Yakınlık katsayısı bu değişkenliği tek sayıda eritir ve idareye görünmez kılar. İdare, kümenin genişliğini ayrı bir risk göstergesi olarak yakınlık katsayısının yanında raporlamalıdır. Yalnızca puana göre karar vermemelidir.
Raporda: "Maliyet ağırlığının yüksekliği nedeniyle en ucuz teknoloji en yüksek yakınlık katsayısına sahiptir. Bu teknolojinin dayanıklılık kümesi geniştir, yani sahaya göre performansı değişkendir. Bu risk ayrıca değerlendirilmelidir."
3. Yapılmaması Gereken
Enerji politikası tablosunda A1'in teknolojik boyutundaki küme, tek bir uzmanın kararsızlığıymış gibi keyfi olarak {0,35; 0,40; 0,45} biçiminde daraltılsaydı, kümenin gerçek kaynağı kaybolur. İkinci yanlış, η'yı belirtmeden rapor yazmaktır. η=1 seçilseydi eksik hücreler kümenin en büyük değeriyle doldurulur ve uzaklıklar değişebilirdi. Üçüncü yanlış, A1 ile A4 arasındaki 0,012'lik farkı "A1 kesin olarak daha iyi" diye yazmaktır. Bu fark ağırlık bilgisi moduna duyarlıdır ve Vaka 1'de tam tersine dönmüştür.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/hf-topsis
Xu, Z., & Zhang, X. (2013). Hesitant fuzzy multi-attribute decision making based on TOPSIS with incomplete weight information. Knowledge-Based Systems, 52, 53–64. DOI: 10.1016/j.knosys.2013.05.011
Hwang, C. L., & Yoon, K. (1981). Multiple Attribute Decision Making: Methods and Applications — A State-of-the-Art Survey. Springer-Verlag. DOI: 10.1007/978-3-642-48318-9
Torra, V. (2010). Hesitant fuzzy sets. International Journal of Intelligent Systems, 25(6), 529–539. DOI: 10.1002/int.20418
Xu, Z., & Xia, M. (2011). Distance and similarity measures for hesitant fuzzy sets. Information Sciences, 181(11), 2128–2138. DOI: 10.1016/j.ins.2011.01.028