Yöntemler · Sıralama
ELECTRE II (ELimination Et Choix Traduisant la REalité II)
ELECTRE I'in çekirdek küme çıktısını yeterli görmez. Aynı üstünlük mantığını iki yönden (en iyiden aşağı, en kötüden yukarı) işleterek seçenekleri tam bir sıraya dizer. İki yön anlaşamazsa "kıyaslanamaz" demeyi tercih eden yöntemdir.
Temel yöntemin veri türü: Kesin (Classical)
Yöntem Nedir?
ELECTRE II, elinizde bir karar tablosu olduğunda seçenekleri ELECTRE I gibi bir çekirdek kümeye ayıklamaz. Bunun yerine seçenekleri tek bir sıraya dizen bir sıralama (ranking) yöntemidir. Çıktısı sayısal bir puan değil, bir konumdur: hangi seçenek hangisinden önce gelir, hangileri eşit sırada sayılır, hangileri hiçbir gerekçeyle kıyaslanamaz.
Roy ve Bertier tarafından 1973'te, ELECTRE I'in doğrudan devamı olarak önerilmiştir; ilk uygulaması bir medya planlama (media-planning) problemidir. ELECTRE ailesinin ve daha geniş üstünlük (outranking) temelli yöntemlerin erken üyelerinden biridir; karmaşık, çok paydaşlı kararlarda tercih edilir. Ağırlık üretmez, ağırlıkları dışarıdan alır.
Yöntemin Felsefesi
ELECTRE II, ELECTRE I'in "hangi seçenek hiçbir başkası tarafından açıkça geçilmez" sorusunu miras alır. Bir seçeneğin bir başkasını geçtiğini söylemek için hâlâ iki koşul birlikte gerekir: kriterlerin yeterince büyük bir kısmında uyum bulunmalı, hiçbir kriterde de çok büyük bir kötülük (uyumsuzluk/veto) olmamalıdır. Bu, tek bir kriterdeki ciddi zayıflığın diğer kriterlerdeki güçle asla telafi edilemediği, ELECTRE I'den devralınan telafi etmeyen (non-compensatory) bir mantıktır.
Ancak ELECTRE II'nin kendine özgü felsefi katkısı, bu mantığı bir sıraya dönüştürme biçimindedir. Yöntem tek bir geçiş yapmaz. Aynı üstünlük ilişkisini biri "katı" biri "gevşek" iki farklı uyum eşiğiyle iki kez kurar (kesin ve olası üstünlük). Sonra sırayı iki ayrı yönden çıkarır: bir kez en güçlü seçenekten aşağı doğru (azalan sıra), bir kez en zayıf seçenekten yukarı doğru (artan sıra).
Yalnız iki yönün de aynı sonuca vardığı yerlerde kesin bir tercih ya da eşitlik kabul edilir. İki yön anlaşmazsa yöntem bunu gizlemez, ilgili çifti "kıyaslanamaz" ilan eder. Bu felsefi sonuç, ELECTRE II'yi bir tür çapraz doğrulamalı sıralama yapan yöntem hâline getirir. Tam bir sıra üretme iddiasındadır, ama bu iddiayı köreltmeden verinin gerçekten ayırt edemediği yerlerde bunu açıkça söyler.
Yöntem Nasıl Çalışır?
Yöntem yedi adımda ilerler.
Birinci adım, yöne duyarlı uyum ve uyumsuzluk. Her seçenek çifti için, bir seçeneğin diğerinden hangi kriterlerde en az o kadar iyi olduğuna bakılır. Kriter yönü burada devreye girer: "azı iyi" bir kriterde küçük değer üstündür. Bu kriterlerin ağırlıkları toplanarak bir uyum değeri kurulur. İsteğe bağlı olarak, en kötü farkın veri setindeki en büyük farka oranı bir uyumsuzluk değeri verir. ELECTRE II burada ELECTRE III ve IV'ten ayrılır: kademeli tercih ve kayıtsızlık eşikleri (pseudo-kriter) kullanmaz, karşılaştırma keskindir.
İkinci adım, kesin ve olası ilişkiler. İki farklı uyum eşiği belirlenir: daha katı bir eşik (s1) "kesin üstünlük" ilişkisini, daha gevşek bir eşik (s2) "olası üstünlük" ilişkisini kurar. İsteğe bağlı bir uyumsuzluk tavanı her iki ilişkiye de veto uygulayabilir: tek bir kriterdeki çok büyük bir kötülük, uyum ne kadar yüksek olursa olsun ilişkiyi geçersiz kılar.
Üçüncü adım, iki grafik. Kesin ilişkiden bir "güçlü" üstünlük grafiği, olası ilişkiden bir "zayıf" üstünlük grafiği kurulur.
Dördüncü adım, azalan sıra. Güçlü grafikte birbirini karşılıklı üstünleyen seçenekler (döngüler) tek bir sınıfta toplanır; kalan sınıflar en güçlüden en zayıfa doğru dizilir. Her sınıf içindeki seçenekler, gerekirse zayıf ilişkiyle daha ince ayrılır.
Beşinci adım, artan sıra. Aynı işlem simetrik biçimde tekrarlanır; bu kez en zayıf seçenekten başlanarak yukarı doğru bir sıra kurulur.
Altıncı adım, iki sıranın kesişimi. Azalan ve artan sıralar karşılaştırılır. İkisi de aynı yönde anlaşıyorsa kesin bir tercih ya da eşitlik kabul edilir; anlaşmıyorlarsa ilgili çift "kıyaslanamaz" sayılır.
Yedinci adım, sonuç. Yöntem bu karşılaştırmalardan kurulan kısmi ya da tam sırayı döner; tek bir sayısal puan icat etmez.
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri DecisionMind'daki yöntem sayfasında verilir; bu kart formül taşımaz.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
ELECTRE II'nin çıktısı bir konumdur, bir puan değil. "A2, A3'ten önce gelir" diyebilirsiniz, ama "A2, A3'ten yüzde şu kadar daha iyi" diyemezsiniz; böyle bir sayı yöntemin ürettiği şey değildir. Üç tür ilişki çıkabilir: kesin tercih (biri diğerinden açıkça önde), eşitlik (iki seçenek aynı sırada), ve kıyaslanamazlık (iki yönün anlaşamadığı, veri setinin bu ikisini ayıramadığı durum). Kıyaslanamazlık bir hata değildir; yöntemin dürüstlük mekanizmasının bir parçasıdır. Eşikler değiştirilirse bu durum kesin bir tercihe dönüşebilir ya da dönüşmeyebilir.
Bu nedenle:
"ELECTRE II, A2'yi birinci sıraya koydu, gerisi kesin ikinci ve üçüncü"
yerine:
"Seçilen eşiklerle A2 hem azalan hem artan sıralamada önde çıkmıştır; A3 ile A1 arasındaki sıra bu eşiklerle nettir, ama başka bir eşik çiftinde kıyaslanamaz hâle gelebilir"
biçiminde yazmak doğrudur.
Veri Türü ve Girdiler
ELECTRE II kesin (crisp) veriyle çalışır: her hücrede tek bir sayı. Elinizde şunlar olmalı: satırlarda seçenekler, sütunlarda kriterler, her kriter için yön bilgisi, toplamı 1 olan ağırlıklar ve iki uyum eşiği (s1 > s2). İsteğe bağlı olarak bir uyumsuzluk (veto) tavanı da belirlenebilir.
Ağırlık üretmez, ister; AHP, BWM, Entropy, CRITIC gibi kaynaklardan alınabilir. DecisionMind'da temel yöntemle birlikte beş ELECTRE II üyesi bulunur (bulanık, sezgisel bulanık, çok kutuplu bulanık ve Pisagor bulanık uzantıları dahil). İki ile otuz seçenek arası çalışır, üç ile on beş arası rahattır; iki ve üzeri kriter kabul eder, üç ile on iki kriter arası önerilir.
Ne Zaman Kullanılır, Ne Zaman Kullanılmaz?
Tek bir kriterdeki çok kötü bir performansın diğer kriterlerdeki iyi performansla asla telafi edilmemesini istiyorsanız, ELECTRE II uygun bir seçimdir. ELECTRE I'in verdiği çekirdek küme değil tam bir sıra gerekiyorsa da aynı yöntem işe yarar. Tipik alanı, birden çok paydaşın çıkarının çatıştığı karmaşık kararlardır.
Kullanılmaması gereken durumlar şunlardır. Kademeli tercih ve kayıtsızlık eşikleri (küçük farkların "önemsiz" sayılabildiği pseudo-kriter mantığı) gerekiyorsa ELECTRE II'nin keskin karşılaştırması yetersiz kalır. Bir kriterdeki zayıflığın başka kriterlerle telafi edilmesi kabul edilebiliyorsa daha basit bir sıralama yöntemi yeterlidir. Her çift için mutlaka kesin bir karar isteniyorsa, yani kıyaslanamaz sonucu kabul edilemiyorsa, her zaman tam sıra veren bir yöntem daha uygundur.
Tam sıra + veto mantığı (non-compensatory) isteniyorsa → ELECTRE II
Sıra değil "öne çıkanlar kümesi" yeterliyse → ELECTRE I
Kademeli tercih/kayıtsızlık eşikleri (pseudo-kriter) gerekiyorsa → ELECTRE III, ELECTRE IV
Bir kriterdeki zayıflığın başkasıyla kapanması kabul ediliyorsa → TOPSIS, SAW
Her çift için kesin karar şart, kıyaslanamaz sonucu istenmiyorsa → PROMETHEE II
Güçlü Yanları
ELECTRE II'nin en belirgin üstünlüğü, ELECTRE I'in veto benzeri telafi etmeyen mantığını korurken bir çekirdek küme yerine kullanılabilir bir tam sıra üretmesidir. İkincisi, sırayı tek bir geçişte değil iki bağımsız yönden (azalan ve artan) kurar ve yalnız ikisinin anlaştığı yerde kesin karar verir. Bu çapraz doğrulama, literatürde outranking ailesinin en dürüst mekanizmalarından biri sayılır (Govindan ve Jepsen, 2016). Üçüncüsü, kıyaslanamazlık çıktısını saklamaz: veri iki seçeneği gerçekten ayıramıyorsa bunu bir sıra numarası uydurarak gizlemek yerine açıkça belirtir. Dördüncüsü, ELECTRE ailesinin erken ve kurucu üyelerinden biri olarak ELECTRE III ve IV gibi daha sonraki, eşik yapısı daha esnek üyelerin temelini oluşturmuştur (Roy, 1991).
Zayıf Yanları
Sınırlılıkları da aynı yapıdan gelir. Birincisi, iki uyum eşiğinin (s1, s2) ve varsa uyumsuzluk tavanının seçimi sonucu doğrudan belirler. Bu eşiklerin veriye bakmadan "standart" değerler olarak kabul edilmesi yaygın bir risktir ve sonucu ciddi biçimde değiştirebilir. İkincisi, ELECTRE III/IV'ten farklı olarak kademeli pseudo-kriter eşikleri kullanmaz. Bu yüzden eşik sınırına çok yakın, ölçüm gürültüsü kadar küçük farklar bile keskin biçimde "uyumlu/uyumsuz" diye ayrılabilir.
Üçüncüsü, kıyaslanamazlık çıktısı dürüst olsa da bazı çiftler için doğrudan uygulanabilir bir sıra vermez. Pratikte ikinci bir karar mekanizması gerektirebilir. Dördüncüsü, ELECTRE ailesi genel olarak parametre seçiminin öznelliği ve büyük seçenek sayılarında ölçeklenme zorluğuyla eleştirilir (Govindan ve Jepsen, 2016).
Sık Yapılan Hatalar
En yaygın hata, iki uyum eşiğini (s1 ve s2) birbirine eşit ya da çok yakın seçmektir. Bu, "kesin" ve "olası" üstünlük ayrımını anlamsızlaştırır ve yöntemin çift-yönlü kontrol mantığını devre dışı bırakır. İkinci hata, uyumsuzluk (veto) tavanını hiç kullanmadan ya da veriye bakmadan çok sıkı seçip sonra "yöntem hiçbir seçeneği ayıramadı" diye şaşırmaktır. Tavan aşırı sıkıysa hiçbir çift üstünlük ilişkisine giremez ve tüm seçenekler tek bir sınıfta toplanır.
Üçüncü hata, kıyaslanamazlık sonucunu bir sıralama eşitliği (indifference) ile karıştırmaktır; ikisi farklı bilgi taşır. Dördüncü hata, yalnız azalan sırayı hesaplayıp artan sırayla kesişimi almadan sonucu nihai saymaktır. Beşinci hata, ELECTRE III/IV'teki gibi kademeli tercih eşiklerinin burada da geçerli olduğunu varsaymaktır; ELECTRE II'nin karşılaştırması keskindir.
Temel ilke şudur:
ELECTRE II'nin ürettiği sıra, seçilen iki uyum eşiğinin ve varsa uyumsuzluk tavanının bir sonucudur; sıra bu parametrelere ne kadar duyarlıysa, kararın da o kadar tartışmaya açık olduğu rapor edilmelidir.
Vakalar
Her vaka bir karar tablosuyla başlar, yöntemin bu tabloya ne yaptığını kelimeyle anlatır ve sonucun nasıl okunacağını gösterir. Birinci vaka DecisionMind'ın kendi doğrulama kaydından alınmış öğretici bir örnektir; diğerleri öğretici kurgudur.
1. İşletme: Üç lojistik tedarikçisi arasında tam sıralama (öğretici örnek)
Bir üretim şirketinin satın alma birimi üç lojistik tedarikçisi arasında tam bir sıralama yapacaktır. Yalnız "hangisi öne çıkıyor" değil, üçünün de birbirine göre nerede durduğu bilinmek istenir. Üç ölçüt vardır: hizmet kalitesi puanı ve teslimat güvenilirliği puanı ("çoğu iyi"), birim maliyet endeksi ("azı iyi"). Birim ağırlıkları hizmet kalitesine 0,40, teslimat güvenilirliğine 0,35, maliyete 0,25 olarak belirlemiştir; kesin üstünlük eşiğini 0,65, olası üstünlük eşiğini 0,50 olarak sabitlemiştir.
| Tedarikçi | Hizmet kalitesi | Teslimat güvenilirliği | Birim maliyet endeksi |
|---|---|---|---|
| T1 | 3 | 5 | 4 |
| T2 | 5 | 3 | 2 |
| T3 | 4 | 4 | 3 |
| Yön | çoğu iyi | çoğu iyi | azı iyi |
| Ağırlık | 0,40 | 0,35 | 0,25 |
Yöntem her tedarikçi çiftini iki yönden karşılaştırır: hangi ölçütlerde biri diğerinden en az o kadar iyi (uyum) ve bu üstünlüğü çürütecek kadar büyük bir zayıflık var mı (uyumsuzluk). Bu karşılaştırmalardan kesin ve olası üstünlük ilişkileri kurulur, iki ayrı grafik oluşturulur ve sıra hem en iyiden aşağı hem en kötüden yukarı çıkarılır.
| Sıra | Tedarikçi |
|---|---|
| 1 | T2 |
| 2 | T3 |
| 3 | T1 |
Sonuç şöyle okunur. T2, hem hizmet kalitesinde hem maliyette diğer ikisinden üstündür; en yüksek kalite puanına ve en düşük maliyet endeksine sahiptir. T1'in ve T3'ün T2'yi hiçbir ölçütte yeterince büyük bir farkla veto edecek zayıflığı yoktur. T3, T1'i teslimat güvenilirliği ve maliyette geçerken hizmet kalitesinde geride kalır ama bu fark T3 lehine üstünlüğü bozacak kadar büyük değildir.
T1, teslimat güvenilirliğinde en iyisi olmasına rağmen sondadır. Çünkü hem hizmet kalitesinde hem maliyette en zayıf konumdadır ve bu iki ölçütün toplam ağırlığı 0,65'tir.
Satın alma biriminin tereddüdü: bu sıra, uyumsuzluk (veto) tavanının 1,0 gibi gevşek bir değerde tutulmasına dayanır. Tavan 0,50'nin altına (örneğin 0,49'a) çekilirse, yani "hiçbir ölçütte diğerinden çok daha kötü olma" koşulu sıkılaştırılırsa, hiçbir tedarikçi bir diğerini üstünleyemez hâle gelir ve üçü de tek bir eşdeğerlik sınıfında toplanır. Tavan 0,50'de ya da üstünde tutulduğunda ise sıra (T2, T3, T1) geri gelir. Bu, sırayı veren şeyin veri kadar seçilen veto tavanı olduğunu gösterir.
Raporda: "Seçilen eşiklerle (kesin uyum 0,65, olası uyum 0,50, uyumsuzluk tavanı 1,0) tam sıra T2 > T3 > T1'dir. Uyumsuzluk tavanı 0,50'nin altına çekildiğinde üç tedarikçi de birbirinden ayrılamaz; sıra bu tavana duyarlıdır."
Kaynak: öğretici örnek; DecisionMind'ın doğrulama örneğidir. Hesaplama mantığı Roy ve Bertier'in (1973) ELECTRE II yöntemine dayanır, ancak bu tablo ve sayılar makaleden alınmamıştır.
2. Ulaşım: Bir belediyenin toplu taşıma güzergâh önceliklendirmesi
Bir belediyenin ulaşım dairesi üç yeni otobüs güzergâhı önerisini uygulama sırasına koyacaktır. Üç ölçüt vardır: tahmini günlük yolcu sayısı, güzergâhın mevcut hatlarla çakışma oranı ("azı iyi"; çakışma az olmalı) ve kilometre başına işletme maliyeti ("azı iyi"). Daire, yolcu sayısına en yüksek ağırlığı vermiş, kesin ve olası uyum eşiklerini önceki yıl onaylanan güzergâh çalışmalarındaki ortalamalara göre sabitlemiştir.
Yöntem üç güzergâhı ikili ikili karşılaştırır, kesin ve olası üstünlük ilişkilerini kurar, azalan ve artan sıraları çıkarıp kesiştirir. Diyelim ki sonuç en çok yolcuya ulaşan güzergâhı birinci sıraya koydu. İkinci güzergâh düşük maliyeti ve az çakışmasıyla ikinci sırada kaldı; üçüncü güzergâh ise her ölçütte orta düzeyde olduğu için sonda kaldı.
Dairenin tereddüdü: birinci ve ikinci güzergâh arasındaki sıra kesin çıkmıştır. Ama ikinci ve üçüncü güzergâh arasında azalan sıra ile artan sıra anlaşmıyorsa yöntem bu ikisini "kıyaslanamaz" ilan edebilir. Bu durumda daire, iki güzergâhı da aynı uygulama dalgasına almak ya da ek bir ölçüt (örneğin nüfus yoğunluğu) eklemek arasında seçim yapmalıdır. Kıyaslanamazlık sonucu, veri setinin bu ikisini ayırt edecek kadar net olmadığının bir işaretidir.
Raporda: "Kesin ve olası uyum eşikleriyle birinci sıradaki güzergâh nettir; ikinci ve üçüncü güzergâh arasındaki sıra bu eşiklerle kıyaslanamaz çıkmaktadır ve ek bir ölçüt ya da eşik gözden geçirmesi önerilir."
3. Sigorta: Bir sigorta şirketinin reasürans ortağı sıralaması
Bir sigorta şirketi üç reasürans ortağı adayını tam olarak sıralayacaktır. Üç ölçüt vardır: kredi derecelendirme puanı ve hasar ödeme hızı puanı ("çoğu iyi"), yıllık prim maliyeti ("azı iyi"). Risk komitesi, kredi derecelendirmesine en yüksek ağırlığı vermiş ve uyumsuzluk tavanını sıkı tutarak "hiçbir adayda çok büyük bir zayıflık kabul edilemez" ilkesini eşiklere yansıtmıştır.
Yöntem üç adayı ikili karşılaştırır. Sıkı uyumsuzluk tavanı nedeniyle bir aday, en düşük kredi derecelendirmesine sahip olan, diğer ölçütlerdeki iyi performansına rağmen hiçbir başkasını üstünleyemez ve son sıraya düşer. Diğer iki aday arasında sıra, ikisinin de birbirine göre net bir zayıflığı olmadığı için daha ince farklarla belirlenir.
Komitenin tereddüdü: son sıradaki adayın kredi derecelendirmesi diğer iki ölçütteki üstünlüğüyle telafi edilmemiştir; bu, ELECTRE II'nin veto mantığının doğrudan bir sonucudur. Komite bu adayı tamamen elemek yerine "şartlı görüşme listesine" almak isterse, bu ELECTRE II'nin ürettiği sırayı değil komitenin ek bir karar kuralını yansıtır. Bu durum raporda belirtilmelidir.
Raporda: "Uyumsuzluk tavanı, kredi derecelendirmesindeki zayıflığı diğer ölçütlerdeki üstünlükle telafi etmeyecek biçimde sabitlenmiştir; son sıradaki adayın hasar ödeme hızındaki avantajı bu tavan nedeniyle sırayı değiştirmemektedir."
4. Yapılmaması Gereken
Aynı tedarikçi tablosunda maliyet "çoğu iyi" işaretlenseydi, T1'in en yüksek maliyeti lehine bir uyum kurulur ve sıra anlamsızlaşırdı. İkinci yanlış, uyumsuzluk tavanını veriye bakmadan "standart" bir değer (örneğin her zaman 1,0 ya da her zaman 0,10) olarak sabitlemektir. Sonucu bu seçimin bir sonucu olarak değil "yöntemin kendi buluşu" olarak sunmak da aynı hatanın parçasıdır. Üçüncü yanlış, azalan sırayı tek başına hesaplayıp artan sırayla kesişimini almadan "T2 > T3 > T1 kesin sonuçtur" demektir. İki yön anlaşmazsa sonuç kıyaslanamaz olabilir ve bu kontrol atlanmamalıdır.
Uzantılar: farklı veri türleri için
ELECTRE II yönteminin kütüphanede 4 uzantısı var. Aynı karar mantığı, farklı veri türü: veriniz kesin sayı değilse ilgili veri türü kartını okuyun, sonra o türdeki üyeyi açın.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri (BibTeX, RIS, APA) için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/electre-ii
Roy, B., & Bertier, P. (1973). La méthode ELECTRE II: une application au media-planning. In Operational Research '72: Proceedings of the Sixth IFORS International Conference on Operational Research (pp. 291–302). North-Holland. (DOI yok)
Roy, B. (1991). The outranking approach and the foundations of ELECTRE methods. Theory and Decision, 31(1), 49–73. DOI: 10.1007/BF00134132
Govindan, K., & Jepsen, M. B. (2016). ELECTRE: A comprehensive literature review on methodologies and applications. European Journal of Operational Research, 250(1), 1–29. DOI: 10.1016/j.ejor.2015.07.019
Wang, Y.-M., & Luo, Y. (2009). On rank reversal in decision analysis. Mathematical and Computer Modelling, 49(5–6), 1221–1229. DOI: 10.1016/j.mcm.2008.06.019