Uzantı kartı · Pisagor bulanık
Pisagor bulanık TOPSIS (Zhang ve Xu, 2014)
TOPSIS'in Pisagor bulanık biçimidir. Bir yargıya verilen destek ve ret derecelerinin toplamı 1'i aşabilir, yeter ki karelerinin toplamı aşmasın. Çıktı yine ideale ve anti-ideale göre kurulan tek bir yakınlık ölçüsü ve bir sıradır.
Temel yöntem
TOPSIS →
Felsefe, işleyiş, güçlü ve zayıf yanlar temel yöntem kartında; bu kart yalnız farkı anlatır.
Veri türü (aile)
Pisagor bulanık (Pythagorean) →
Bu veri türü nedir, ne zaman kullanılır, hücreye nasıl yazılır: ailenin ayrıntılı anlatımı burada.
Temel Yöntemden Ne Değişir?
Üç şey değişir. Karar mantığı aynı kalır.
Hücreler. Kesin TOPSIS'te her hücre tek sayıdır. Burada her hücre bir çifttir: μ destek derecesi, ν ret derecesidir. Bu iki değer μ² + ν² ≤ 1 kuralına uymak zorundadır. Kararsızlık payı π = √(1 − μ² − ν²) bu iki dereceden çıkar; uzmandan ayrıca istenmez. Kriter ağırlıkları yine kesin sayıdır ve dışarıdan gelir. Bulanıklaşan yalnız hücrelerdir, ağırlıklar değil.
Ölçek eşitleme. Kesin TOPSIS her sütunu karelerin toplamının köküne böler. Buna vektör normalizasyonu denir. PF-TOPSIS bunu yapmaz, çünkü destek-ret çiftleri zaten 0 ile 1 arasındadır. Yerine tek bir işlem gelir: maliyet kriterinde μ ile ν yer değiştirir. Böylece "azı iyi" bir kriterde yüksek ret derecesi, işlemden sonra düşük destek derecesi gibi okunur. Bu işlem ölçeği eşitlemez, yönü çevirir.
Uzaklık, skor ve birleştirme. Önce her sütunun skoru hesaplanır: s = μ² − ν². Bu skora göre ideal ve anti-ideal belirlenir; ideal en yüksek skorlu çifttir, anti-ideal en düşük skorludur. Sonra her seçeneğin bu iki referansa uzaklığı ölçülür. Kesin TOPSIS Öklid uzaklığı kullanır, burada ağırlıklı Hamming uzaklığı kullanılır. Bu uzaklık μ², ν² ve π² bileşenlerinin farklarının ağırlıklı toplamıdır. Son adımda klasik "anti-ideale uzaklık bölü toplam uzaklık" oranı kullanılmaz. Onun yerine düzeltilmiş yakınlık denen bir ölçü, ζ, kullanılır. ζ, bir seçeneğin anti-ideale uzaklığının kümedeki en büyük değere oranından, ideale uzaklığının kümedeki en küçük değere oranının çıkarılmasıyla bulunur. ζ hep sıfır ya da negatiftir. ζ sıfır çıkan seçenek hem anti-idealden en uzak hem ideale en yakın olandır. Klasik oran bu iki özelliğin aynı seçenekte buluşacağını garanti etmez, düzeltilmiş yakınlık eder.
Sonuç ve durulaştırma. Çıktı tek bir ζ değeri ve bir sıradır. Kesin TOPSIS'in puanı 0 ile 1 arasındadır, burada ζ sıfır ya da negatiftir. En iyi seçenek sıfıra en yakın olandır. Belirsizlik hiçbir adımda tek sayıya inmez. Hamming uzaklığı μ², ν² ve π² olmak üzere üç bileşeni birden taşır.
DecisionMind PF-TOPSIS'te skor tabanlı ideal ve anti-ideal seçimini sabit tutar. Ağırlıklı Hamming uzaklığını ve düzeltilmiş yakınlık ζ'yı da sabit tutar. Kriter ağırlıkları dışarıdan kesin sayı olarak gelir; yöntem ağırlık üretmez.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Sıralama mantığı kesin TOPSIS'le aynıdır. İdeale yakın, anti-idealden uzak seçenek öne çıkar. Farklı olan ölçektir. ζ sıfır çıkması kusursuz demek değildir. Bu, seçeneğin bu kümede hem idealden en az saptığı hem anti-idealden en çok uzaklaştığı anlamına gelir. Diğer seçeneklerin negatif ζ değerleri de yalnızca bu kümedeki göreli konumu gösterir. Bu değerler başka bir analizin ζ değerleriyle karşılaştırılamaz, çünkü ideal ve anti-ideal her analizde o analizin kendi verisinden kurulur.
Bu nedenle:
"ζ sıfır çıkması bu seçeneğin kusursuz olduğunu gösterir"
yerine:
"ζ sıfır, bu kümede seçeneğin hem ideale en yakın hem anti-idealden en uzak olduğu anlamına gelir; bu üstünlük hangi kriterde ne kadar destek ve ret puanı verildiğine bağlıdır ve ağırlık değişince kayabilir"
biçiminde yazmak doğrudur.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Uzmanlar bir yargıya hem güçlü destek hem belirgin çekince veriyorsa bu uzantı kullanılır. İki derecenin toplamı 1'i aşıyorsa sezgisel bulanık kısıt bu çiftleri küçültmeye zorlar, çünkü o kısıt toplamı en fazla 1'de tutar. Pisagor bulanık bu sorunu çözer. Ölçülmüş bir değer doğrudan destek-ret çiftine çevrilmez. Önce bir yargıya dönüştürülür, sonra μ ile ν ayrı kaynaklardan türetilir; ayrıntı veri türü kartındadır. Tablo tek veri türünde olmalıdır, bir kısmı kesin bir kısmı Pisagor olamaz. Toplam zaten 1'i aşmıyorsa sezgisel bulanık yeter, Pisagor'a geçmeye gerek yoktur. Karelerin toplamı da 1'i aşıyorsa Pisagor yetersiz kalır ve q-Rung ortopair gerekir. Temel yöntemin çıkış koşulu burada da geçerlidir. Bir kriterde taviz kabul edilmiyorsa bu uzantı da telafi edicidir ve eşik altını elemez.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Değer alanı ihlali. Her hücre μ ∈ [0,1], ν ∈ [0,1] ve μ² + ν² ≤ 1 koşulunu sağlamalıdır. Bu kontrol edilmeden hesaba girmek yöntemi geçersiz kılar.
ν'yü 1 − μ yazmak. Bu durumda toplam her zaman tam 1 olur. Kararsızlık payı sıfırlanır. Pisagor yapının sezgisel bulanığa göre sağladığı ek alan hiç kullanılmamış olur. Hesap PF-TOPSIS görünse de aslında sezgisel bulanık TOPSIS'e döner.
Sezgisel kısıta zaten sığan çifti Pisagor'da kullanmak. Uzman çiftlerinin hiçbiri toplamı 1'i aşmıyorsa Pisagor'a geçmenin kattığı bir bilgi yoktur. Yalnız ayırt edicilik azalır.
Skor fonksiyonunu değiştirip aynı sonucu beklemek. s = μ² − ν² kanonik seçimdir ama tek seçenek değildir. İdeal ve anti-ideali başka bir skorla belirlemek farklı bir sıra verebilir. Hangi skorun kullanıldığı raporda söylenmelidir.
Ölçülmüş bir değeri doğrudan μ yapmak. Fiyat ya da süre gibi ölçülmüş bir büyüklüğü 0-1'e ölçekleyip μ olarak yazmak, ν'yü de tamamlayıcı vermek bir yargı üretmez. Bu yalnızca kesin veriyi gizler.
Temel ilke şudur:
PF-TOPSIS, uzmanın destek ve ret derecelerini kırpmadan taşımak içindir. Üç hata bunu bozar: ν'yü 1 − μ yazmak, sezgisel kısıta sığan çifti burada kullanmak, ölçülmüş veriyi doğrudan dereceye çevirmek. Bu üç uygulama yöntemin tek katkısını, geniş ve dürüst kabul alanını, boşa çıkarır.
Vakalar
Birinci vaka, DecisionMind'ın PF-TOPSIS manifestinde Zhang ve Xu'nun 2014 kurucu makalesinden aktarılmış bir literatür örneğidir. Sayılar makalenin kendi tablosundandır ve motor aynı sonucu üretir. İkinci vaka öğretici kurgudur.
1. Ulaştırma: Dört yurtiçi havayolunun hizmet kalitesi karşılaştırması (Zhang ve Xu, 2014)
Bir sektör değerlendirmesi dört yurtiçi havayolunu, x1-x4, dört hizmet ölçütünde karşılaştırır. Ölçütler şunlardır: rezervasyon ve bilet işlemleri (C1), check-in ve biniş süreci (C2), kabin hizmeti (C3), hizmet duyarlılığı (C4). Dördü de "çoğu iyi" ölçüttür. Her hücre bir yolcu ve denetçi grubunun o havayoluna verdiği destek-ret çiftidir. Ağırlıklar C1=0,15, C2=0,25, C3=0,35, C4=0,25'tir.
| Havayolu | C1 | C2 | C3 | C4 |
|---|---|---|---|---|
| x1 | (0,90; 0,30) | (0,70; 0,60) | (0,50; 0,80) | (0,60; 0,30) |
| x2 | (0,40; 0,70) | (0,90; 0,20) | (0,80; 0,10) | (0,50; 0,30) |
| x3 | (0,80; 0,40) | (0,70; 0,50) | (0,60; 0,20) | (0,70; 0,40) |
| x4 | (0,70; 0,20) | (0,80; 0,20) | (0,80; 0,40) | (0,60; 0,60) |
| Yön | çoğu iyi | çoğu iyi | çoğu iyi | çoğu iyi |
| Ağırlık | 0,15 | 0,25 | 0,35 | 0,25 |
Yöntem her sütunun skoruna bakarak ideal ve anti-ideali belirler. Sonra ağırlıklı Hamming uzaklığıyla her havayolunun bu iki referansa uzaklığını ölçer ve düzeltilmiş yakınlığı hesaplar.
| Havayolu | ζ | Sıra |
|---|---|---|
| x2 | 0,0000 | 1 |
| x3 | −0,2539 | 2 |
| x4 | −0,3480 | 3 |
| x1 | −1,5857 | 4 |
Sonuç şöyle okunur. x2, C1'de en zayıf çifte sahiptir, 0,40 ile 0,70. Buna rağmen en ağırlıklı iki ölçütte, C3 ve C2'de, en yüksek skora ulaşır. Bu üstünlük C1'deki zayıflığını fazlasıyla dengeler ve x2'yi ζ sıfır ile hem ideale en yakın hem anti-idealden en uzak seçenek yapar. x1 ise C3'te en düşük skora sahiptir. Bu ölçütün ağırlığı en yüksek olduğu için x1 son sırada kalır.
Değerlendirmenin tereddüdü şuradan çıkar. C1'in ağırlığı 0,15'ten 0,40'a çıkarılıp diğer üç ölçüt 0,20'şer ağırlığa çekilirse sıra baştan aşağı değişir. Aynı hesap x3'ü ζ 0,0000 ile birinciye, x1'i −0,3838 ile ikinciye, x2'yi ise −1,0015 ile sonuncuya taşır. x2'nin C1'deki zayıflığı düşük ağırlıkta hesaba pek yansımaz. Ağırlık arttığında bu zayıflık belirleyici hale gelir; rapor bu duyarlılığı göstermelidir.
Raporda: "Verilen ağırlıklarla, C1=0,15, C2=0,25, C3=0,35, C4=0,25, x2 hem idealden en az sapan hem anti-idealden en çok uzaklaşan havayoludur, ζ=0. C1 ağırlığı 0,40'a çıkarıldığında x2 son sıraya düşer ve x3 öne geçer."
Kaynak: Zhang ve Xu (2014), paragraf 4, Tablo I-III. ζ değerleri ve sıralama, DecisionMind'ın PF-TOPSIS motoru çalıştırılarak bağımsız olarak yeniden üretildi. Motorun manifest F adımlarına bağlı kernel'i kullanıldı ve sonuç makalenin kendi değerleriyle, 0,0001 tolerans içinde, eşleşti. Ağırlık değişikliği senaryosunun sayıları da aynı motorla hesaplandı.
2. İnşaat: Bir belediye ihalesinde okul binası yenileme yüklenici değerlendirmesi
Bir belediyenin imar birimi, okul binası yenileme işi için üç yüklenici teklifini üç ölçütte değerlendirir: teknik yeterlilik, teklif edilen fiyatın güvenilirliği, iş güvenliği kaydı. Ölçütlerin üçü de bir yargıya dönüştürülmüştür: "bu yüklenici işi kapsam ve süre içinde güvenli biçimde teslim eder." Her hücre teknik komisyonun bu yargıya verdiği destek-ret çiftidir. Üçü de "çoğu iyi"dir. Komisyon ağırlıkları teknik yeterliliğe en yüksek payı verecek biçimde belirlemiştir.
| Yüklenici | Teknik yeterlilik | Fiyat güvenilirliği | Güvenlik kaydı |
|---|---|---|---|
| B1 | (0,75; 0,55) | (0,65; 0,60) | (0,80; 0,40) |
| B2 | (0,85; 0,35) | (0,55; 0,65) | (0,60; 0,55) |
| B3 | (0,60; 0,60) | (0,70; 0,50) | (0,65; 0,50) |
| Ağırlık | 0,40 | 0,35 | 0,25 |
Yöntem üç ölçütün skoruna göre ideal ve anti-ideali kurar. Ağırlıklı Hamming uzaklığıyla her teklifin bu referanslara uzaklığını ölçer ve düzeltilmiş yakınlığı hesaplar. B2, teknik yeterlilikte en yüksek skora sahiptir. Ama B1 üç ölçütün ikisinde, fiyat güvenilirliği ve güvenlik kaydında, dengeli biçimde iyi kalır. Bu denge B1'i ζ sıfır ile birinci sıraya taşır. B2'nin fiyat güvenilirliğindeki zayıflığı, 0,55 ile 0,65, onu ikinci sıraya düşürür. B3 üç ölçütte de orta düzeyde kalır ve son sıradadır.
Komisyonun tereddüdü şuradan gelir. Teknik yeterlilik ağırlığı 0,40'tan 0,25'e indirilip fiyat güvenilirliğine 0,40 verilirse, güvenlik kaydı da 0,35'e çıkarsa, B1 birinciliğini korur. Ama B2 ile B1 arasındaki fark daralır. Teknik yeterlilik ağırlığı 0,15'e kadar indirildiğinde de sıra değişmez. B1'in birinciliği tek bir ölçütün ağırlığına değil, üç ölçütteki dengesine dayanır. Bu yüzden bu örnekte sağlamdır.
Raporda: "Verilen ağırlıklarla, teknik yeterlilik 0,40, fiyat güvenilirliği 0,35, güvenlik kaydı 0,25, B1 hem idealden en az sapan hem anti-idealden en çok uzaklaşan tekliftir. Bu sonuç, teknik yeterlilik ağırlığı makul aralıkta değiştirildiğinde de korunur."
3. Yapılmaması Gereken
Havayolu tablosunda x2'nin C1 hücresini, 0,40 ile 0,70, ν'yü 1 − μ alarak 0,40 ile 0,60 yazmak yanlıştır. Bu durumda toplam tam 1'e iner, kararsızlık payı sıfırlanır ve hesap aslında sezgisel bulanık TOPSIS'e döner; Pisagor'un ek kabul alanı hiç kullanılmamış olur. İkinci yanlış, bir hücreye μ² + ν² kontrolü yapmadan 0,80 ile 0,80 gibi kareler toplamı 1'i aşan bir çift yazmaktır. Bu hücre PF-TOPSIS'e hiç girmemelidir. Üçüncü yanlış, ζ sıfır çıkan x2'yi "hizmet kalitesi kusursuz" diye raporlamaktır. ζ sıfır yalnız bu dört havayolu arasında en dengeli konumda olduğunu gösterir.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/pf-topsis
Zhang, X., & Xu, Z. (2014). Extension of TOPSIS to multiple criteria decision making with Pythagorean fuzzy sets. International Journal of Intelligent Systems, 29(12), 1061–1078. DOI: 10.1002/int.21676
Biswas, A., & Sarkar, B. (2019). Pythagorean fuzzy TOPSIS for multicriteria group decision-making with unknown weight information through entropy measure. International Journal of Intelligent Systems, 34(6), 1108–1128. DOI: 10.1002/int.22088
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
Yager, R. R. (2013). Pythagorean fuzzy subsets. 2013 Joint IFSA World Congress and NAFIPS Annual Meeting, 57–61. DOI: 10.1109/IFSA-NAFIPS.2013.6608375