Uzantı kartı · Küresel bulanık
Küresel bulanık TOPSIS (Kutlu Gündoğdu ve Kahraman, 2019)
Küresel bulanık TOPSIS, kriter puanlarının bir yargıya destek, ret ve kararsızlık derecesi olarak üç ayrı sayıyla verildiği durumlarda kullanılan TOPSIS biçimidir. Hesap sonunda tek bir kapanış oranına iner; bu oranda küçük değer ideale yakınlığı gösterir.
Temel yöntem
TOPSIS →
Felsefe, işleyiş, güçlü ve zayıf yanlar temel yöntem kartında; bu kart yalnız farkı anlatır.
Veri türü (aile)
Küresel bulanık (Spherical) →
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. Küresel bulanıkta her hücre üç dereceden oluşur: destek (μ), ret (ν) ve kararsızlık (π). Uzman bu üçünü doğrudan verir. Tek kısıt, üç derecenin karelerinin toplamının 1'i aşmamasıdır. Kararsızlık burada geriye kalan bir pay olarak hesaplanmaz; sezgisel ya da Pisagor yapılardan farkı budur. Ağırlıklar DecisionMind'da kesin sayı olarak dışarıdan gelir. Yöntemin kendi literatüründe birden fazla uzmanın üç dereceli yargısını birleştiren bir grup-karar adımı da vardır. DecisionMind bu ailede grup kararını desteklemez. Kullanıcı tek, önceden birleştirilmiş bir karar matrisi girer ve bu birleştirme adımı devreye girmez.
Ölçek eşitleme. Kesin TOPSIS her sütunu kendi büyüklüğüne böler, çünkü kriterler farklı birimdedir: TL, gün, puan. Küresel bulanıkta ayrı bir ölçek eşitleme adımı yoktur. Her hücre zaten aynı 0-1 ölçeğinde üç derecedir ve sütunlar baştan karşılaştırılabilir. DecisionMind bunun yerine doğrudan ağırlıklandırmaya geçer. Her hücreyi kriterin ağırlığıyla küresel bulanık çarpma işlemiyle ölçekler. Bu işlem üç dereceyi birlikte büyütür ya da küçültür; tek tek çarpmaz.
Uzaklık. İdeal ve anti-ideal nokta, kesin TOPSIS'teki gibi her kriterde gözlenen en iyi ve en kötü değerden kurulur. Fark şurada: "en iyi" burada tek sayı değildir. Bir skor fonksiyonu üç dereceyi birlikte değerlendirir ve karşılaştırır. İdeal nokta bu skorun en yükseğini aldığı gerçek üçlüdür. Anti-ideal en düşüğünü aldığı üçlüdür. İkisi de kesin TOPSIS'teki gibi uydurma bir uç nokta değildir; seçeneklerin kendi arasından seçilir. Her seçeneğin bu iki referansa uzaklığı, üç derecenin farklarının karelerini birlikte toplayan bir Öklid uzaklığıdır.
Kapanış oranı. Kesin TOPSIS'in yakınlık puanı büyüdükçe iyidir. SF-TOPSIS'in kapanış oranı (ξ) tam tersi yönde çalışır. İdeale uzaklık bir referansa bölünür, anti-ideale uzaklık başka bir referansa bölünür ve aradaki fark alınır. 0'a en yakın değer ideale en yakın seçeneği gösterir. DecisionMind bu ailede skor fonksiyonunu ve normalize Öklid uzaklığını sabit tutar. Ağırlıklar kesin sayıdır. Birden fazla uzmanın puanını birleştiren adım bu uygulamada koşmaz.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Kapanış oranı yalnız bu seçenek kümesini birbirine göre sıralar. Başka bir analizle karşılaştırılmaz ve seçenek kümesi değişince değişir; bu, kesin TOPSIS ile ortaktır. Farklı olan okuma yönüdür.
Bu nedenle:
"SF-TOPSIS'te de en yüksek puanı alan seçenek birincidir"
yerine
"SF-TOPSIS'in çıktısı kapanış oranı ξ'dir ve ters yönlüdür; en küçük ξ ideale en yakın olanı gösterir, sıralama küçükten büyüğe yapılır"
biçiminde yazmak doğrudur. Raporda ξ değerleri büyükten küçüğe dizilip "en yüksek puan" diye sunulursa sıra fiilen tersine döner. Okuyucu kesin TOPSIS'in alışkanlığıyla büyük sayıyı arar ve yanlış seçeneği kazanan sanır.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Uzmanlar bir yargıya destek, ret ve kararsızlık derecesini ayrı ayrı veriyorsa bu uzantı kullanılır. Bu üç bilgi resim bulanık yapının kısıtına, yani üçünün toplamının en fazla 1 olmasına, sığmayacak kadar yüksekse küresel bulanık gerekir. Ölçülmüş bir kriter (fiyat, süre) doğrudan üç dereceye açılmaz. Küresel bulanık kimlik ve komşu türlerle (Pisagor, resim bulanık) karıştırılmaması gereken sınır veri türü kartındadır.
Çıkış koşulu kesin TOPSIS ile aynıdır. Matris tek türde olmak zorundadır; bazı kriterler kesin, bazıları küresel bulanık yazılamaz. Bir kriterde taviz kabul edilmiyorsa bu uzantı da telafi edicidir ve eşik altını elemez.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Değer-uzayı kısıtını karıştırmak. Kısıt üç derecenin karelerinin toplamıdır: μ²+ν²+π²≤1. Üç derecenin kendisinin toplamı değildir; bu, resim bulanık yapının kısıtıdır. Kararsızlık da 1−μ−ν olarak türetilmiş bir pay değildir; bu, sezgisel bulanık yapının kısıtıdır. Bu üçü karıştırılırsa girilen veri geçersiz sayılır ya da yanlış aileye ait bir hesap yapılmış olur.
Skor fonksiyonunu değiştirmek. İdeal ve anti-ideal noktalar küresel bulanık ailenin kendi skor fonksiyonuyla kurulur. Pisagor ailesinin skor fonksiyonunu buraya taşımak farklı bir ideal noktaya götürür ve sıra değişir.
Kapanış oranını büyükten küçüğe sıralamak. Bu, yöntemin en sık karıştırılan noktasıdır. ξ küçüldükçe iyidir. Sıralamayı kesin TOPSIS alışkanlığıyla ters kurmak son sıradaki seçeneği birinci gösterir.
Kararsızlığı sonradan hesaplayıp küresel yapıya yazmak. Uzman üçüncü dereceyi vermediyse veri sezgisel ya da Pisagor bulanık yapıya aittir. Küresel bulanık yapı bu veriye zorlanmamalıdır.
Temel ilke şudur:
SF-TOPSIS'te belirsizlik hesabın sonuna kadar üç derece boyunca taşınır ve tek bir kapanış oranında toplanır. Bu oranın küçüğü iyidir, kısıtı kareler toplamıdır ve skor fonksiyonu ailenin kendisine özgüdür.
Vakalar
Birinci vaka DecisionMind'ın doğrulama örneğidir. Küçük, üç seçenekli üç kriterli bir tablodur; literatürden bir sayfa aktarımı değildir. Motorun adımlarını izlenebilir kılmak için kurulmuştur ve motorun kendisi çalıştırılarak doğrulanmıştır. İkinci vaka öğretici kurgudur.
1. Öğretici örnek: Üç seçenek, üç kriterde küresel bulanık değerlendirme (DecisionMind doğrulama örneği)
Üç seçenek üç kriterde küresel bulanık üçlülerle değerlendirilmiştir. Üçü de çoğu iyi kriterdir. Ağırlıklar kesin sayıdır.
| Seçenek | K1 | K2 | K3 |
|---|---|---|---|
| A1 | (0,70; 0,20; 0,50) | (0,80; 0,10; 0,40) | (0,60; 0,30; 0,50) |
| A2 | (0,90; 0,10; 0,30) | (0,60; 0,30; 0,60) | (0,80; 0,20; 0,40) |
| A3 | (0,50; 0,40; 0,60) | (0,70; 0,20; 0,50) | (0,70; 0,10; 0,50) |
| Yön | çoğu iyi | çoğu iyi | çoğu iyi |
| Ağırlık | 0,40 | 0,35 | 0,25 |
Yöntem her hücreyi kriterin ağırlığıyla küresel bulanık çarpma işlemiyle ölçekler. Sonra her kriter için skor fonksiyonuna göre en iyi ve en kötü gerçek üçlüyü seçer; bunlar ideal ve anti-idealdir. Her seçeneğin bu iki referansa Öklid uzaklığını ölçer ve kapanış oranını (ξ) kurar.
| Seçenek | Kapanış oranı (ξ) | Sıra |
|---|---|---|
| A2 | 0,0000 | 1 |
| A1 | 0,2958 | 2 |
| A3 | 1,1387 | 3 |
Sonuç şöyle okunur. A2, en ağırlıklı kriter olan K1'de (0,40) en yüksek destek ve en düşük ret-kararsızlık üçlüsüne sahiptir. İdeale tam yapışır ve ξ'si 0'dır. A1 ikinci kriterde (0,80; 0,10; 0,40) güçlüdür ama en ağırlıklı kriterde A2'nin gerisinde kalır; ξ'si 0,2958'e çıkar. A3 hiçbir kriterde en iyi değildir ve son sıradadır.
Kararın tereddüdü: K2'nin ağırlığı 0,35'ten 0,55'e çıkarılıp K1'in ağırlığı 0,40'tan 0,20'ye indirilirse (K3 0,25 sabit kalır) sıra baştan aşağı değişir. Aynı hesap A1'i 0,0734 ile birinciye, A2'yi 0,2740 ile ikinciye, A3'ü 0,7994 ile üçüncüye taşır. A2 birincilikten ikinciliğe düşer. Bu, K1 ile K2'nin göreli ağırlığının bu üç seçenek arasındaki sırayı tek başına belirleyebildiğini gösterir. Ağırlıklar nasıl belirlendiyse rapor bunu gerekçelendirmelidir.
Raporda: "Verilen ağırlıklarla (K1=0,40, K2=0,35, K3=0,25) A2 ideale en yakın seçenektir (ξ=0,0000). K2'nin ağırlığı K1'in önüne geçecek ölçüde artırılırsa (K2=0,55, K1=0,20) A1 öne geçer (ξ=0,0734)."
Kaynak: DecisionMind'ın SF-TOPSIS (Kutlu Gündoğdu ve Kahraman, 2019) doğrulama örneği. Adımlar bu makalenin 9 adımlık algoritmasını izler. Kapanış oranları ve ağırlık değişikliği senaryosu, DecisionMind'ın SF-TOPSIS motoru doğrudan çalıştırılarak elde edilmiştir. Motorun ürettiği sayılar bu kartın yazarınca ayrıca kaydedilmiştir.
2. Havacılık: Bölgesel bir havayolunun dar gövdeli uçak filosu için üretici teklifi seçimi
Bölgesel bir havayolu, filo yenileme kararında üç uçak üreticisinin teklifi arasında seçim yapacaktır. Üç kriter belirlenmiştir: teklifin toplam sahip olma maliyetine göre uygunluğu, yakıt verimliliğine göre uygunluğu ve bakım ağı kapsamına göre uygunluğu. Bunların hiçbiri doğrudan ölçülmüş bir büyüklük değildir. Bazı veriler (yakıt fiyatı projeksiyonu, yedek parça temin süresi) teklif aşamasında henüz netleşmemiştir. Bu yüzden filo planlama kurulu her teklif için "bu teklif filoya uygundur" yargısına ne kadar destek verdiğini, ne kadar reddettiğini ve ne kadar kararsız kaldığını ayrı ayrı puanlamıştır.
Yöntem her teklifin üç kriterdeki küresel bulanık üçlüsünü ağırlıklarla ölçekler. Skor fonksiyonuna göre ideal ve anti-ideal teklifi kurar ve kapanış oranını hesaplar. Diyelim ki yakıt verimliliğinde en güçlü destek ve en düşük kararsızlık üçlüsüne sahip teklif ideale en yakın çıktı, yani ξ'si en küçük oldu. Ama bakım ağı kapsamında kurulun kararsızlığı yüksek kaldı.
Kurulun tereddüdü: bakım ağı kriterindeki yüksek kararsızlık payı (π) teklifin puanının içinde erimiştir. ξ tek başına bu kararsızlığın nereden geldiğini göstermez. Kurul, ξ'si en küçük teklifi seçmeden önce hangi kriterde kararsızlığın yüksek kaldığını ayrıca raporlamalıdır. Bakım ağı sözleşmesine ek garanti şartı koymayı da değerlendirmelidir.
Raporda: "Verilen ağırlıklarla ideale en yakın teklif budur, ξ'si en küçüktür. Bakım ağı kapsamı kriterinde kararsızlık payı diğer kriterlere göre yüksek kalmıştır ve bu, sözleşme aşamasında ayrıca ele alınmalıdır."
3. Yapılmaması Gereken
Öğretici örnekte A2'nin ξ=0,0000 sonucunu "en düşük puan, en kötü seçenek" diye okumak yanlıştır. Kesin TOPSIS alışkanlığıyla büyük sayı aranırsa A3 (ξ=1,1387) yanlışlıkla birinci sanılır. Oysa SF-TOPSIS'te küçük ξ iyidir. İkinci yanlış, K2 kriterindeki üçlüleri baştan tek sayıya indirip (örneğin yalnız μ'yu alıp) kesin TOPSIS koşturmaktır; kararsızlık payı hesap dışı kalır ve ideal nokta farklı çıkar. Üçüncü yanlış, A1'in K2'deki (0,80; 0,10; 0,40) üçlüsünü kısıt kontrolü yapmadan (0,80; 0,10; 0,60) gibi bir değere değiştirmektir. Kareler toplamı 0,64+0,01+0,36=1,01 olur ve kısıtı aşar.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/sf-topsis
Kutlu Gündoğdu, F., & Kahraman, C. (2019). Spherical fuzzy sets and spherical fuzzy TOPSIS method. Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, 36(1), 337–352. DOI: 10.3233/JIFS-181401
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
Ashraf, S., Abdullah, S., Mahmood, T., Ghani, F., & Mahmood, T. (2019). Spherical fuzzy sets and their applications in multi-attribute decision making problems. Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, 36(3), 2829–2844. DOI: 10.3233/JIFS-172009