Uzantı kartı · Kesin
Aralık Sayı Gri İlişki Analizi (Olson ve Wu, 2008)
Bu, kriter değerlerinin tek bir sayı yerine bilinen, kesin bir alt ve üst sınırla verildiği durumlar için çalışan GRA biçimidir. Sınırları hiçbir adımda tek bir sayıya indirmeden taşır; referansı ve uzaklığı iki sınırdan birlikte hesaplar.
Temel yöntem
GRA →
Felsefe, işleyiş, güçlü ve zayıf yanlar temel yöntem kartında; bu kart yalnız farkı anlatır.
Veri türü (aile)
Kesin (Classical) →
Bu veri türü nedir, ne zaman kullanılır, hücreye nasıl yazılır: ailenin ayrıntılı anlatımı burada.
Temel Yöntemden Ne Değişir?
Dört şey değişir; gri ilişki katsayısı ve sıralama mantığı değişmez.
Hücreler. Kesin GRA'da her hücre tek sayıdır. Burada her hücre bir alt ve bir üst sınırdır: [a⁻, a⁺]. Bu, bir belirsizlik ya da bilgi eksikliği değildir; değerin bu iki sınır arasında bulunduğu kesin biçimde bilinmektedir. Ağırlıklar kesin ya da aralık sayı olabilir; DecisionMind bu uzantıda skaler (tek sayı) ağırlığı destekler.
Aralık ile gri sayı karıştırılmamalıdır. İkisinin biçimi aynıdır, iki sınır. Fark bağlamdadır: Gri GRA'daki sınır, eksik bilginin ileride daralabileceği bir "kısmi bilgi" nesnesidir ve hesaba girmeden önce ortanoktasına indirilir (beyazlaştırma). Buradaki sınır, değerin kesin olarak o aralıkta olduğunu söyler ve hiçbir adımda ortanoktaya indirilmez; iki sınır da sona kadar ayrı ayrı taşınır.
Ölçek eşitleme. Kesin GRA her sütunu kendi en küçük ve en büyük değerine göre 0-1 aralığına yerleştirir (min-max normalizasyon). Bu uzantı min-max kullanmaz. Önce maliyet kriterinde her iki sınır işaret değiştirilerek ([a⁻,a⁺] → [−a⁺,−a⁺]) yön düzeltilir. Sonra her sütun, o sütundaki bütün hücrelerin iki sınırından en büyük mutlak değere (sütunun vektör normuna) bölünür. Bu, sütunu 0-1'e sıkıştırmaz; yalnız büyüklüğünü sütunun en uç noktasına göre ölçekler.
Referans iki sınırdan kurulur. Kesin GRA'da referans dizisi sabit (1; 1; …; 1) tek bir normalize değerdir. Burada referans, her sütunun kendi alt sınırlarının en büyüğünden ve üst sınırlarının en büyüğünden ayrı ayrı kurulan bir zarftır: U₀ = ([max a⁻], [max a⁺]). Bu, hiçbir gerçek seçenekte birebir bulunmayabilecek, kriter kriter en iyiyi bir araya getiren bir referanstır; IV-ARAS'taki optimal alternatif zarfına benzer bir mantıktır.
Uzaklık. Kesin GRA'da uzaklık tek bir sayının mutlak farkıdır. Burada uzaklık, alt sınırların farkının mutlak değeri ile üst sınırların farkının mutlak değerinden büyük olanıdır (iki sınırın en kötüsü esas alınır). Bu, ortanokta farkı değildir; sınırların ikisi de ayrı ayrı karşılaştırılır ve en büyük sapma seçilir.
DecisionMind bu uzantıda vektör-normu ölçeklemeyi, iki-sınır zarf referansını ve iki-sınır uzaklık kuralını sabit tutar; sonrasında gri ilişki katsayısı ve derecesi, ayırt edicilik katsayısı ρ ile kesin GRA'daki aynı formülle hesaplanır.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Gri ilişki derecesi, kesin GRA'daki gibi bir seçeneğin bu analizdeki referansa göreli yakınlığını gösterir; başka bir analizle karşılaştırılamaz.
Fark şurada. Derece, sınırların ortanoktasından değil iki sınırın kendisinden hesaplanır; bir seçeneğin aralığı ne kadar geniş olursa olsun, geniş olduğu için ayrıca cezalandırılmaz ya da ödüllendirilmez. Genişlik yalnız uzaklık hesabında, alt ve üst sınırların referanstan ne kadar saptığı üzerinden dolaylı olarak etkili olur. Bu, gri GRA'nın ortanoktadan yürüyüp genişliği hiç görmemesinden farklıdır; burada genişlik, iki sınırın ayrı ayrı taşınması sayesinde hesaba örtük olarak girer.
Bu nedenle:
"Aralık sayı GRA'ya göre A1 daha güvenilir çünkü aralığı dar"
yerine:
"A1'in gri ilişki derecesi 0,714 ile A2'nin 0,667'sinden yüksek; bu fark A1'in her iki kriterde de alt ve üst sınırının referansa daha yakın olmasından gelir, aralık genişliğinin kendisinden değil"
biçiminde yazmak doğrudur.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Kriter değeri yalnız bir alt ve üst sınırla biliniyorsa ve bu sınırların kesin olduğu, yani ileride yeni bilgiyle daralmayacağı biliniyorsa bu uzantı kullanılır. Örnekler: bir sözleşmede garanti edilen asgari-azami teslim süresi, bir cihazın üretici tarafından belirtilen çalışma aralığı, bir bütçe kaleminin onaylanmış alt ve üst limiti. Sınır "kısmi bilgi" bağlamındaysa, yani ileride daha kesin bir noktaya daralması bekleniyorsa, Gri GRA daha uygun bir çerçevedir.
Değer tek bir sayıyla ölçülmüşse temel GRA'da kalınmalıdır. Tablo karışıksa DecisionMind tek veri türü ister; kesin bir değer [a, a] biçiminde sıfır genişlikli bir aralık olarak yazılır. Temel GRA'nın çıkış koşulu burada da geçerlidir: bir kriterde asla taviz verilemeyen bir eşik varsa GRA'nın toplamsal yapısı bunu korumaz.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Alt sınırın üst sınırdan büyük olmasına izin vermek. Her aralıkta a⁻ ≤ a⁺ olmalıdır; bu kontrol edilmeden hesaba girmek ölçekleme ve referans adımlarını anlamsızlaştırır.
Maliyet dönüşümünü unutmak. "Azı iyi" bir kriterde işaret değiştirme ([a⁻,a⁺] → [−a⁺,−a⁻]) yapılmazsa sıra sessizce tersine döner; bu, manifestin kendi belirttiği en sık hata noktasıdır.
Bunu üçgen bulanık GRA sanmak. Girdi burada üçgen bulanık sayı (alt, en olası, üst) değil, iki uçlu bir aralıktır; en olası bir nokta yoktur. Aritmetik de üçgen bulanık genişletme ilkesiyle değil, Olson ve Wu'nun aralık-çarpım kurallarıyla işler. İkisini karıştırmak farklı bir normalize matris üretir.
Ortanoktaya indirip Gri GRA gibi işlemek. Bu, aralığı "kısmi bilgi" gibi ele almak olur ve DecisionMind'ın bu uzantıda hiç yapmadığı bir beyazlaştırma adımı ekler; sonuç Gri GRA'nın sonucuna yaklaşır ama bu uzantının kendi tanımından sapar.
Ayırt edicilik katsayısını (ρ) sınırların dışına taşımak. ρ, (0,1] aralığında olmalıdır; ρ'nun 1'in çok üstüne çıkması ayırt ediciliği zayıflatır, sıfıra çok yaklaşması ise en yakın seçenek dışındaki bütün seçenekleri birbirine benzetir.
Temel ilke şudur:
Aralık sayı GRA'da her iki sınır sona kadar ayrı ayrı taşınır, hiçbir adımda ortanoktaya indirilmez. Maliyet dönüşümünü atlamak, bunu üçgen bulanık GRA ile karıştırmak ya da erkenden ortanoktaya indirip Gri GRA gibi işlemek, yöntemin "sınırları kesin bilgi olarak koruma" ilkesini bozar.
Vakalar
Birinci vaka DecisionMind'ın doğrulama örneğidir. Olson ve Wu'nun (2008) kaynak bölümü, aralık sayı GRA'nın deterministik çekirdeği için sayısal bir örnek vermez; bölüm bunun yerine Monte Carlo benzetimine geçer. Bu yüzden Vaka 1, manifestin formül zincirine (Eş. 1-9) sadık, kesirli sayılarla el hesabıyla doğrulanmış küçük bir örnektir. İkinci vaka öğretici bir kurgudur.
1. Öğretici örnek: İki tedarikçinin iki kriterde aralık değerlendirmesi
Bir firma iki tedarikçiyi (A1, A2) iki kriterde karşılaştırıyor; ikisi de çoğu iyi ve eşit ağırlıklı (0,5). Kriter değerleri geçmiş sözleşmelerdeki garanti edilen asgari-azami performans aralıklarıdır.
| Tedarikçi | C1 (çoğu iyi) | C2 (çoğu iyi) |
|---|---|---|
| A1 | [1; 2] | [3; 4] |
| A2 | [2; 3] | [1; 2] |
| Ağırlık | 0,5 | 0,5 |
Her iki kriter de çoğu iyi olduğundan işaret değiştirme uygulanmaz. Yöntem her sütunu kendi vektör normuna (sütundaki en büyük mutlak sınır değerine) böler, ağırlıkla çarpar, iki sınırın sütun bazında en büyüğünden referans zarfını (U₀) kurar, iki sınırın en kötüsünü esas alan uzaklığı ölçer ve ρ = 0,5 ile gri ilişki derecesine çevirir.
| Tedarikçi | Gri ilişki derecesi | Sıra |
|---|---|---|
| A1 | 5/7 ≈ 0,714 | 1 |
| A2 | 2/3 ≈ 0,667 | 2 |
Sonuç şöyle okunur. A1, C2'de referansın ta kendisidir ([3;4], sütunun en büyük sınırları); C1'de A2'nin ([2;3]) gerisinde kalması bu üstünlüğü aşamaz, çünkü iki kriter eşit ağırlıklıdır ve C2'deki üstünlük C1'deki geriliği dengeler.
Firmanın tereddüdü ağırlıklardadır. C1 ağırlığı 0,50'den 0,60'a çıkarılırsa A1 ile A2 tam olarak eşitlenir (ikisi de 2/3); ağırlık 0,65'e çıkarıldığında A2 (0,691) A1'i (0,667) geçer. Yani A1'in önde olması, iki kriterin eşit ya da C2'ye yakın ağırlıklı tutulmasına bağlıdır; C1 belirgin biçimde ağırlıklandırılırsa birincilik A2'ye geçer.
Raporda: "Eşit ağırlıklarla A1 referans zarfa en yakın tedarikçidir (gri ilişki derecesi 5/7). C1 ağırlığı 0,60'a çıkarıldığında iki tedarikçi eşitlenmekte, 0,65'e çıkarıldığında A2 öne geçmektedir; bu nedenle iki kriterin göreli önemi raporda ayrıca gerekçelendirilmelidir."
Kaynak: DecisionMind'ın Aralık Sayı GRA motorunun doğrulama örneği; Olson ve Wu'nun (2008) kaynak bölümü deterministik çekirdek için sayısal bir uygulama vermediğinden, bu 2×2 pozitif-aralık örneği manifestin formül zincirine (Eş. 1-9) sadık kalınarak, Python'da kesirli sayılarla kurulmuş ve DecisionMind'ın manifestindeki beklenen sonuçla (r₁=5/7, r₂=2/3) birebir örtüşmüştür. Ağırlık duyarlılığı bu kartın yazarınca aynı yöntemle bağımsız hesaplanmıştır.
2. Lojistik: Bir depo işletmecisinin forklift kiralama teklifi seçimi
Bir depo işletmecisi, sezonluk kapasite artışı için üç forklift kiralama teklifini iki kriterde karşılaştıracaktır: günlük kaldırma kapasitesi (çoğu iyi) ve günlük kiralama bedeli (azı iyi). Her teklif, tedarikçinin sözleşmede garanti ettiği asgari-azami değerlerle, yani kesin bir aralıkla, verilmiştir; bu sınırlar tahmin değil sözleşme maddesidir.
Yöntem bedel kriterinde işaret değiştirir, sütunları vektör normuna böler, referans zarfını kurar, iki sınırın en kötüsünü esas alan uzaklığı ölçer ve gri ilişki derecelerini hesaplar. Diyelim ki en yüksek kapasite aralığına sahip teklif aynı zamanda en geniş bedel aralığına (yani en belirsiz fiyatlandırmaya) sahiptir ve yine de kapasite ağırlığının yüksekliği sayesinde birinci sırada çıkar.
İşletmecinin tereddüdü şurada. Bu teklifin bedel aralığı geniş olduğu için üst sınırı (en kötü durumda ödenecek bedel) diğer tekliflerin üst sınırına yakınsa, işletmeci yalnız gri ilişki derecesine değil, bu üst sınıra da bakmalıdır; aralık genişliği derece hesabına dolaylı girer ama raporda ayrıca belirtilmelidir.
Raporda: "En yüksek kaldırma kapasitesi aralığına sahip teklif gri ilişki derecesinde birinci çıkmıştır; bu teklifin bedel aralığı diğerlerinden geniştir ve en kötü durum (üst sınır) senaryosu ayrıca değerlendirilmelidir."
3. Yapılmaması Gereken
Öğretici örnekte C1'i azı iyi işaretleseydik, işaret değiştirme uygulanmadan hesaba devam etmek birinci yanlıştır; bu durumda referans zarfı en kötü performanslı tedarikçiye göre kurulur ve sıra tersine döner. İkinci yanlış, [1;2] gibi bir aralığı üçgen bulanık sayı (1; 1,5; 2) gibi okuyup TFN tabanlı bulanık GRA formülleriyle işlemektir; burada bir "en olası" nokta yoktur, aritmetik aralık-çarpım kurallarıyla işler. Üçüncü yanlış, ağırlık değişikliğiyle A1-A2'nin tam eşitlendiği (C1=0,60) noktayı görmezden gelip "A1 açık ara birinci" diye raporlamaktır; sıra ağırlık seçimine duyarlıdır ve bu rapordan gizlenmemelidir.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/interval-gra
Olson, D. L., & Wu, D. (2008). Simulation support to grey-related analysis: data mining simulation. In C. Kahraman (Ed.), Fuzzy Multi-Criteria Decision Making, Springer Optimization and Its Applications, vol. 16 (Ch. 11, pp. 281–299). Springer. DOI: 10.1007/978-0-387-76813-7_11
Deng, J. L. (1989). Introduction to grey system theory. The Journal of Grey System, 1(1), 1–24. (DOI yok)
Moore, R. E. (1966). Interval Analysis. Prentice-Hall. (DOI yok)
Olson, D. L., & Wu, D. (2006). Simulation of fuzzy multiattribute models for grey relationships. European Journal of Operational Research, 175(1), 111–120. DOI: 10.1016/j.ejor.2005.05.002
Kuo, Y., Yang, T., & Huang, G. W. (2008). The use of grey relational analysis in solving multiple attribute decision-making problems. Computers & Industrial Engineering, 55(1), 80–93. DOI: 10.1016/j.cie.2007.12.002