Uzantı kartı · Olasılıksal
VIKOR-SMAA (olasılıksal kabul edilebilirlik)
VIKOR'un, kriter ağırlıkları hakkında tek bir sayı yerine yalnız belirsizlik bilgisi olduğu durumlar için çalışan biçimidir. Tek bir uzlaşma sırası yerine, her seçeneğin hangi sırayı ne olasılıkla aldığını verir.
Temel yöntem
VIKOR →
Felsefe, işleyiş, güçlü ve zayıf yanlar temel yöntem kartında; bu kart yalnız farkı anlatır.
Veri türü (aile)
Olasılıksal (Stochastic) →
Bu veri türü nedir, ne zaman kullanılır, hücreye nasıl yazılır: ailenin ayrıntılı anlatımı burada.
Temel Yöntemden Ne Değişir?
Dört şey değişir; VIKOR'un dört adımı (en iyi/en kötü değer, S ve R, Q, karşılaştırma) kendisi değişmez, yalnız binlerce kez tekrarlanır.
Hücreler. Karar matrisinin hücreleri kesin VIKOR'daki gibi tek sayıdır; bu uzantı hücre biçimini değiştirmez. Değişen, ağırlıklardır. Kesin VIKOR ağırlığı tek bir sayı olarak ister. Burada ağırlık hakkında hiçbir kesin sayı verilmez; yöntem her kriterin ağırlığının eşit olasılıkla her değeri alabileceği varsayımıyla, toplamı 1 olan ağırlık bileşimlerinin tamamını (simpleks) tarar.
Ölçek eşitleme ve S/R/Q. DecisionMind bu ağırlık uzayından çok sayıda örnek çeker, varsayılan on bindir. Her örnek kendi başına geçerli bir ağırlık bileşimidir. Kesin VIKOR'un dört adımı, aynen temel karttaki gibi, her örneğin ağırlıklarıyla baştan sona ayrı ayrı çalıştırılır. Adımlar aynıdır: en iyi/en kötü değer, doğrusal normalizasyon, S, R ve v = 0,5 (değiştirilebilir) ile Q. Tek bir S, R, Q üçlüsü yerine, örnek sayısı kadar S, R, Q üçlüsü ortaya çıkar.
Birleştirme. Her örnekte seçenekler kendi Q'larına göre sıralanır. DecisionMind bu binlerce sıralamayı sayar: her seçeneğin örneklerin yüzde kaçında birinci, yüzde kaçında ikinci, yüzde kaçında üçüncü çıktığını bir tabloya döker. Buna sıra kabul edilebilirlik dağılımı denir.
Sonuç ve durulaştırma. Sıra kabul edilebilirlik dağılımı, tek bir karşılaştırma sayısına indirilir. Bütünsel kabul edilebilirlik indeksi, birinci sıra olasılığına en yüksek, sonuncu sıraya en düşük katkıyı veren ağırlıklı bir toplamdır. Sıralama bu indekse göre yapılır. Kesin VIKOR'un iki uzlaşma koşulu, yani kabul edilebilir avantaj ve kabul edilebilir istikrar, burada hiç hesaplanmaz. Bunların yerini örnek sayısının tamamına yayılmış bu dağılımın kendisi alır. Tek bir Q farkına bakmak yerine, kullanıcı doğrudan "bu seçenek yüzde kaç olasılıkla birinci" sorusuna bir cevap görür.
DecisionMind bu uzantıda örnek sayısını (N, varsayılan 10.000) ve uzlaşma katsayısını (v, varsayılan 0,5) kullanıcıya açar. Örnekleme için kullanılan rastgele tohum kullanıcıya açık bir parametre değildir, motor içeride sabit bir tohum kullanır. Bu yüzden aynı N ve aynı v ile yapılan iki koşum birebir aynı sonucu verir. Tekrar üretilebilirlik kullanıcının seçtiği bir ayardan değil, motorun sabit iç tohumundan gelir.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
Çıktı bir sıralama değil, her seçenek için bir olasılık dağılımıdır: "bu seçenek yüzde şu olasılıkla birinci, yüzde şu olasılıkla ikinci" gibi. Bütünsel kabul edilebilirlik indeksi bu dağılımı özetleyen tek bir sayıdır ve büyük olan daha iyidir. Bu, kesin VIKOR'un küçük Q'nun iyi olduğu kuralının tam tersi yönde çalışan ayrı bir ölçektir. İki seçeneğin birinci sıra olasılığı birbirine yakınsa, bu VIKOR-SMAA'nın dürüst bir sonucudur, hesap hatası değildir. Ağırlıklar hakkında belirsizlik gerçekten büyükse iki seçenek arasında net bir kazanan yoktur.
Bu nedenle:
"VIKOR-SMAA'ya göre en iyi seçenek A2'dir"
yerine:
"A2 örneklerin yüzde 70,4'ünde birinci çıkmaktadır ve bütünsel kabul edilebilirlik indeksinde de en yüksek değeri almaktadır. A1 ve A3'ün birinci sıra olasılığı ise sırasıyla yüzde 13,7 ve yüzde 16,0'dır"
biçiminde yazmak doğrudur.
Ne Zaman Temel Yöntem Yerine Bu?
Kriter ağırlıkları hakkında karar vericiler arasında anlaşma yoksa, ağırlık vermekten kaçınılıyorsa ya da ağırlığın hangi aralıkta olduğu dışında hiçbir bilgi yoksa bu uzantı uygundur. Kriter değerlerinin kendisi net bir sayıysa ve yalnız ağırlıklar belirsizse bu uzantı doğrudan çalışır. Kriter değerlerinin kendisi de belirsizse önce bu belirsizliğin türü (yaklaşıklık mı, aralık mı, olasılık mı) belirlenmeli ve uygun veri türü kartına bakılmalıdır. Ağırlıklar zaten netse ve karar vericiler bu ağırlıkta uzlaşmışsa kesin VIKOR yeterlidir; VIKOR-SMAA'yı çalıştırmak gereksiz bir belirsizlik taraması olur. Temel VIKOR'un çıkış koşulu burada da geçerlidir: bir kriterde hiç taviz kabul edilmiyorsa üstünlük yöntemlerine gidilmelidir.
Bu Uzantıya Özgü Hatalar
Örnek sayısını (N) küçük tutmak. Ağırlık uzayı yeterince taranmazsa kabul edilebilirlik oranları gürültülü çıkar ve aynı N ile bile farklı tohumda farklı sayılar üretebilir. Aşağıdaki Vaka 1'de bu gösterilmiştir.
Uzlaşma katsayısı v'yi 0 ya da 1 seçmek. Kesin VIKOR'daki aynı hata burada da geçerlidir. Bu uçlarda yöntem yalnız toplam faydaya ya da yalnız pişmanlığa bakar, uzlaşma olmaktan çıkar.
Kesin VIKOR'un iki koşulunu burada arayıp bulamamak. Bu uzantı kabul edilebilir avantaj ve kabul edilebilir istikrar koşullarını hiç hesaplamaz; onların yerini kabul edilebilirlik dağılımının kendisi alır. Motorun bunu "eksik bıraktığını" düşünmek yanlıştır, kavram burada farklıdır.
Bütünsel kabul edilebilirlik indeksini kesin VIKOR'un Q'suyla karıştırmak. Bu indekste büyük değer iyidir; kesin VIKOR'un Q'sunda küçük değer iyidir. İki sayıyı aynı yönde okumak sıralamayı tersine çevirir.
Temel ilke şudur:
VIKOR-SMAA'nın çıktısı bir olasılık dağılımıdır, tek bir sıralama değil. Örnek sayısı ve uzlaşma katsayısı raporda belirtilmeden, yalnız birinci sıradaki seçeneği yazmak bu uzantıyı yanlış kullanmaktır.
Vakalar
Birinci vaka DecisionMind'ın doğrulama örneğidir: Lahdelma ve arkadaşlarının SMAA çerçevesini kesin VIKOR üzerine uygulayan, sektöre bağlı olmayan sabit bir tablodur. İkinci vaka öğretici kurgudur.
1. Öğretici örnek (DecisionMind'ın doğrulama örneği): Üç çevre teknolojisinin ağırlık belirsizliği altında karşılaştırılması
DecisionMind'ın VIKOR-SMAA doğrulama tablosu üç seçeneği üç kriterde karşılaştırır; üç kriter de çoğu iyidir ve ağırlıklar hakkında hiçbir bilgi verilmemiştir.
| Seçenek | C1 | C2 | C3 |
|---|---|---|---|
| A1 | 8 | 7 | 6 |
| A2 | 7 | 9 | 8 |
| A3 | 6 | 8 | 9 |
Yöntem ağırlık uzayından 2.000 örnek çeker, her örnek için kesin VIKOR'u v = 0,5 ile baştan sona çalıştırır ve sıra kabul edilebilirlik dağılımını kurar.
| Seçenek | 1. sıra olasılığı | 2. sıra olasılığı | 3. sıra olasılığı | Bütünsel kabul edilebilirlik |
|---|---|---|---|---|
| A2 | 0,704 | 0,296 | 0,000 | 0,852 |
| A3 | 0,160 | 0,519 | 0,322 | 0,526 |
| A1 | 0,137 | 0,186 | 0,678 | 0,455 |
Sonuç şöyle okunur. A2 örneklerin yüzde 70,4'ünde birinci çıkar ve hiçbir örnekte sonuncu olmaz; bütünsel kabul edilebilirlik indeksinde de açık farkla öndedir. A1 örneklerin yüzde 67,8'inde sonuncu çıkar. A3 ağırlık belirsizliği altında çoğunlukla ikinci sıradadır.
Ekibin tereddüdü: örnek sayısı 2.000'den 100.000'e çıkarılınca ne değişir? Bütünsel kabul edilebilirlik indeksi A1 için 0,464, A2 için 0,847, A3 için 0,522 çıkar; sıra ve büyüklükler neredeyse aynı kalır. Ama örnek sayısı 20'ye düşürülüp on farklı tohumla denendiğinde, on denemenin üçünde A1 ile A3'ün ikinci-üçüncü sırası yer değiştirir. A2 her denemede birinci kalır. Bu, düşük örnek sayısının A2'nin birinciliğini değil, ikinci-üçüncü sıra ayrımını gürültülü kıldığını gösterir.
Raporda: "A2, 2.000 örnekle yapılan taramada örneklerin yüzde 70,4'ünde birinci çıkmakta ve bütünsel kabul edilebilirlik indeksinde açık farkla önde bulunmaktadır. Bu sonuç örnek sayısı 100.000'e çıkarıldığında değişmemektedir. Örnek sayısı 20'ye düşürüldüğünde ise A1 ile A3'ün ikinci-üçüncü sırası tohuma göre değişebilmektedir."
Kaynak: DecisionMind'ın VIKOR-SMAA doğrulama örneği; sektöre bağlı olmayan, motorun ağırlık örneklemesi ve kabul edilebilirlik aritmetiğini sınamak için kurulmuş sabit bir tablo. Kabul edilebilirlik değerleri ve örnek sayısı duyarlılığı bu kartın hazırlığında bağımsız olarak Python ile, aynı motor kernel'i doğrudan çağrılarak yeniden hesaplanmıştır.
2. Yazılım tedariki: Kurumsal kaynak planlama yazılımı seçiminde ağırlık belirsizliği
Bir kurumun bilgi işlem, finans ve operasyon birimleri ortak bir kurumsal kaynak planlama (ERP) yazılımı seçecektir. Üç aday yazılım işlevsellik, entegrasyon kolaylığı ve toplam sahip olma maliyeti (azı iyi) ölçütlerinde puanlanmıştır. Üç birim kriterlerin önemi konusunda anlaşamamıştır. Bilgi işlem entegrasyona, finans maliyete, operasyon ise işlevselliğe öncelik vermek istemektedir. Kurum, tek bir ağırlık seti üzerinde uzlaşmak yerine ağırlık belirsizliğini olduğu gibi taşımayı tercih etmiştir.
| Yazılım | İşlevsellik | Entegrasyon | Maliyet (azı iyi) |
|---|---|---|---|
| ERP-X | 7 | 6 | 8 |
| ERP-Y | 8 | 5 | 5 |
| ERP-Z | 6 | 9 | 4 |
Yöntem on bin örnekle ağırlık uzayını tarar ve her yazılımın sıra kabul edilebilirlik dağılımını kurar. ERP-Z örneklerin yüzde 54,6'sında birinci çıkar, ERP-Y yüzde 45,0'ında. ERP-X ise neredeyse hiç birinci çıkmaz (yüzde 0,4). Bütünsel kabul edilebilirlikte ERP-Z (0,724) ERP-Y'nin (0,675) hemen önündedir.
Kurumun tereddüdü: ERP-Z ile ERP-Y'nin birinci sıra olasılıkları birbirine yakındır. Bu, üç birimin ağırlık konusunda gerçekten anlaşamadığının doğrudan bir göstergesidir. Örnek sayısı düşürülüp (15) farklı tohumlarla denendiğinde, on denemenin üçünde ERP-Y ERP-Z'nin önüne geçmektedir. Bu tersine dönüş düşük örnek sayısının bir yapaylığıdır, gerçek bir ağırlık senaryosu değildir. Kurum, ERP-X'in açık bir üçüncü olduğunu, ama ERP-Y ile ERP-Z arasında ağırlık uzlaşması sağlanmadan kesin bir seçim yapılamayacağını raporlamalıdır.
Raporda: "ERP-Z ve ERP-Y'nin birinci sıra olasılıkları (yüzde 54,6 ve yüzde 45,0) birbirine yakındır. Bu, üç birimin ağırlık konusundaki anlaşmazlığının doğrudan sonucudur. ERP-X, ağırlık uzayının tamamında neredeyse hiç birinci çıkmadığı için (yüzde 0,4) elenebilir. ERP-Y ile ERP-Z arasında kesin bir seçim, birimler arasında ağırlık uzlaşması sağlanmadan yapılamaz."
3. Yapılmaması Gereken
Birinci yanlış, Vaka 1'deki A2'nin yüzde 70,4'lük birinci sıra olasılığını "A2 kesinlikle en iyisidir" diye okumaktır. Bu bir kesinlik değil, ağırlık belirsizliği altında bir olasılıktır. İkinci yanlış, bütünsel kabul edilebilirlik indeksini kesin VIKOR'un Q'suymuş gibi okuyup küçük değeri iyi saymaktır; bu indekste büyük değer iyidir. Üçüncü yanlış, Vaka 2'de ERP-Z ile ERP-Y'nin yakın olasılıklarını görmezden gelip yalnız hangisinin bütünsel indeksi bir tık daha yüksekse onu "kazanan" ilan etmektir. DecisionMind bu uzantıda iki seçenek arasındaki bu yakınlığı raporlamak için tasarlanmıştır, gizlemek için değil.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/vikor-smaa
Lahdelma, R., Hokkanen, J., & Salminen, P. (1998). SMAA – Stochastic multiobjective acceptability analysis. European Journal of Operational Research, 106(1), 137–143. DOI: 10.1016/S0377-2217(97)00163-X
Lahdelma, R., & Salminen, P. (2001). SMAA-2: Stochastic multicriteria acceptability analysis for group decision making. Operations Research, 49(3), 444–454. DOI: 10.1287/opre.49.3.444.11220
Tervonen, T., Figueira, J. R., Lahdelma, R., Almeida Dias, J., & Salminen, P. (2009). A stochastic method for robustness analysis in sorting problems. European Journal of Operational Research, 192(1), 236–242. DOI: 10.1016/j.ejor.2007.09.008
Aydoğan, E. K., & Özmen, M. (2017). The stochastic VIKOR method and its use in reverse logistic option selection problem. RAIRO - Operations Research, 51(2), 375–389. DOI: 10.1051/ro/2016027
Opricovic, S., & Tzeng, G.-H. (2004). Compromise solution by MCDM methods: A comparative analysis of VIKOR and TOPSIS. European Journal of Operational Research, 156(2), 445–455. DOI: 10.1016/S0377-2217(03)00020-1