Yöntemler · Nesnel ağırlık
SPC (Kriterin Simetri Noktası Yöntemi)
Bir kriterin en küçük ve en büyük değerinin tam ortasını "simetri noktası" sayıp seçeneklerin bu noktadan ne kadar uzaklaştığına bakarak kriter ağırlığı türeten nesnel yöntemdir.
Temel yöntemin veri türü: Kesin (Classical)
Yöntem Nedir?
SPC bir sıralama yöntemi değildir; seçenekleri sıralamaz, kriterlere ağırlık üretir. Elinizde seçenekler ve kriterlerden oluşan sayısal bir karar tablosu varsa, yöntem her kritere kendi en küçük ve en büyük değerinden bir orta nokta çizer ve seçeneklerin bu noktadan ne kadar farklılaştığını ölçerek ağırlık verir. Bu ağırlıklar sonra TOPSIS, VIKOR, SAW gibi bir sıralama yöntemine girdi olur.
Yöntem Gligorić, Gligorić, Miljanović, Lutovac ve Milutinović tarafından 2023'te önerilmiştir; madencilikte bir bölme algoritmasının kriter ağırlıklarını belirlemek için geliştirilmiştir. Nesnel ağırlık yöntemleri arasında henüz yeni ve az sayıda uygulaması olan bir yöntemdir.
Yöntemin Felsefesi
SPC'nin arkasındaki fikir, bir kriterin en uç iki değerinin tam ortasını sabit bir referans noktası saymaktır. Bu nokta, kriterin "tarafsız merkezi" gibi düşünülür. Sonra her seçeneğin bu merkeze ne kadar uzak düştüğüne bakılır ve bu uzaklıklar, seçeneğin kendi değerine oranlanır. Bir kriterde seçenekler merkezden göreli olarak çok uzaklaşıyorsa, o kriter seçenekleri güçlü biçimde ayırt ediyor demektir ve yüksek ağırlık alır.
Bu felsefenin sonucu, yöntemin kriter yönünü (çoğu iyi mi azı iyi mi) hiç okumamasıdır. SPC'nin temel denklemleri yalnız uzaklığa ve orana bakar, "büyük mü iyi küçük mü iyi" sorusunu sormaz. Bu, Entropi ve SD-WEIGHT'tan farklı bir tasarım kararıdır ve yöntemin hem gücü hem sınırıdır: yön bilgisi hiç girmediği için maliyet kriterlerini ayrıca çevirmeye gerek yoktur, ama bu da yöntemin "iyi" ile "kötü" ayrımını göremediği anlamına gelir.
Yöntem Nasıl Çalışır?
Yöntem altı adımda ilerler.
Birinci adım, girdi kontrolü. Karar tablosundaki bütün değerlerin sonlu ve kesinlikle pozitif olduğu doğrulanır. SPC bir oran yöntemidir ve sıfır ya da negatif değerle çalışamaz.
İkinci adım, simetri noktası. Her kriter için en küçük ve en büyük değerin tam ortası alınır. Bu, o kriterin simetri noktasıdır ve tek bir sayıdan ibarettir.
Üçüncü adım, uzaklık. Her seçeneğin her kriterdeki değeri ile o kriterin simetri noktası arasındaki mutlak fark hesaplanır. Simetri noktasına yakın seçeneklerde bu fark küçük, uzak seçeneklerde büyük çıkar.
Dördüncü adım, oranlama. Bir kriterin bütün seçeneklerdeki uzaklıklarının ortalaması alınır ve bu ortalama, her seçeneğin kendi değerine bölünür. Böylece "simetri modülü" adı verilen, birimsiz bir oran elde edilir.
Beşinci adım, kriter başına özet. Bir kriterin bütün seçenekler için hesaplanan oranlarının ortalaması alınır. Bu, o kriterin simetri modülü vektörünü oluşturan tek sayıdır.
Altıncı adım, normalizasyon. Kriterlerin simetri modülleri toplanır ve her biri bu toplama bölünerek toplamı 1 olan ağırlık vektörüne çevrilir.
Adımların formülleri ve ara tabloları DecisionMind'daki yöntem sayfasında verilir; bu kart formül taşımaz.
Çıktı Nasıl Yorumlanır?
SPC ağırlığı, bir kriterin karar vericinin gözündeki önemini değil, eldeki tabloda seçeneklerin simetri noktasından ne kadar oranla uzaklaştığını gösterir. Yüksek ağırlık "bu kriter en önemlisidir" demek değildir; "bu seçenek kümesinde bu kriterin değerleri, kendi merkezine göre orantılı olarak en çok dağılmış durumdadır" demektir. SPC yön bilgisini okumadığı için ağırlık, kriterin "iyi" ya da "kötü" yönde dağılıp dağılmadığını hiç söylemez; yalnız dağılımın büyüklüğünü söyler.
SPC bir oran yöntemi olduğu için büyük sayılı bir kriter (örneğin metre küp cinsinden bir hacim) ile küçük sayılı bir kriter (örneğin 0 ile 1 arasında bir oran) aynı mutlak dağılıma sahip olsa bile farklı ağırlık alabilir, çünkü oranlama seçeneğin kendi değerine bölünerek yapılır. Bu yüzden ağırlıklar yalnız bu tablodaki ölçü birimleriyle anlamlıdır ve başka bir tabloyla karşılaştırılamaz.
Bu nedenle:
"SPC analizi, kalınlık kriterinin en önemli kriter olduğunu kanıtladı"
yerine:
"Bu seçenek kümesinde kalınlık kriterinin değerleri, kendi simetri noktasına göre orantılı olarak en çok dağılmıştır; SPC ağırlığı bu dağılımı yansıtır, karar vericinin öncelik sırasını değil"
biçiminde yazmak doğrudur.
Veri Türü ve Girdiler
SPC kesin (crisp) veriyle çalışır ve bütün değerlerin kesinlikle pozitif olmasını ister; sıfır ya da negatif bir hücre varsa yöntem çalışmaz ve veri önce kaydırılmalıdır. DecisionMind'da temel yöntemin yanında bulanık bir uzantısı (Fuzzy SPC) kayıtlıdır; toplam iki SPC üyesi bulunur. Kurucu makale, bulanık SPC'yi henüz gelecekteki bir çalışma olarak duyurmuştur; DecisionMind'daki bulanık üye bu boşluğu dolduran ayrı bir uygulamadır.
Elinizde şunlar olmalı: satırlarda seçenekler, sütunlarda kriterler, her hücrede kesinlikle pozitif bir sayı, boş hücre yok. Kriter yönü (çoğu mu iyi, azı mı iyi) bilgisine gerek yoktur, çünkü SPC bunu okumaz. Ağırlık girilmez, yöntem ağırlığı üretir. En az iki seçenek ve iki kriter gerekir. Bir sütunda bütün seçenekler aynı değeri taşıyorsa simetri modülü sıfır çıkar ve o kritere sıfır ağırlık verilir.
Ne Zaman Kullanılır, Ne Zaman Kullanılmaz?
Veriniz kesinlikle pozitif ölçümlerden oluşuyorsa, kriter yönünü ayrıca işaretlemek istemiyorsanız ve ağırlığın hızlı, veriden türeyen bir biçimde hesaplanması yeterliyse SPC uygun bir seçimdir. Özellikle mühendislik ve maden gibi ölçüm tabanlı alanlarda, kurucu makalenin geldiği bağlama yakın problemlerde doğal bir seçenektir.
Kullanılmaması gereken durumlar felsefesinden gelir. Kriter yönünün ağırlığa yansımasını istiyorsanız SPC uygun değildir, çünkü yöntem yönü hiç okumaz; bu bilgi yalnız sıralama aşamasında devreye girer. Verinizde sıfır ya da negatif değer varsa SPC doğrudan uygulanamaz. Kriterler arasında güçlü bir ilişki varsa SPC bunu hesaba katmaz.
Veri kesinlikle pozitif, ağırlık hızlı ve veriden çıksın → SPC
Kriter yönü ağırlığı da etkilesin → SD-WEIGHT ya da Entropi
Kriterler arasındaki ilişki de hesaba girsin → CRITIC
Veride sıfır ya da negatif değer var → SPC uygulanamaz, önce veri kaydırılmalı ya da başka yöntem seçilmeli
Karar vericinin önceliği sonuçta görünsün → AHP, BWM, SWARA (öznel)
Güçlü Yanları
SPC'nin en önemli üstünlüğü kriter yönünden bağımsız çalışmasıdır; maliyet kriterlerini ters çevirme adımına gerek duymaz ve bu adımda yapılabilecek işaret hatalarını baştan ortadan kaldırır. Hesabı adım adım izlenebilir; simetri noktası fikri karar vericiye kolay anlatılır. Herhangi bir dışsal parametre istemez ve aynı tablo herkese aynı ağırlığı verir.
Zayıf Yanları
Sınırlılıkları da aynı tasarımdan doğar. Birincisi, yön körlüğü bir güç olduğu kadar bir sınırdır: yöntem "büyük mü iyi küçük mü iyi" farkını hiçbir adımda görmez, bu ayrımın ağırlığa yansımasını bekleyen bir kullanıcı yanılabilir. İkincisi, oran tabanlı olması SPC'yi ölçek büyüklüğüne duyarlı kılar; verinin çok büyük sayılarla ifade edildiği kriterlerde modül küçük çıkabilir. Üçüncüsü, tıpkı SD-WEIGHT gibi kriterler arasındaki korelasyonu görmez ve ilişkili kriterlerin bilgisi ağırlıklarda iki kez sayılabilir (Wang ve Luo, 2010, benzer bir eleştiriyi standart sapma tabanlı yöntemler için yapmıştır). Dördüncüsü, sıfır ya da negatif veriyle hiç çalışamaz; bu, Entropi ve SD-WEIGHT'a göre daha katı bir kısıtlamadır. Beşincisi, yöntem henüz yenidir ve bağımsız uygulamaların sayısı azdır; uzun vadeli davranışı Entropi ya da CRITIC kadar geniş test edilmemiştir.
Sık Yapılan Hatalar
En yaygın hata, SPC ağırlığını "önem" diye raporlamaktır. "Kalınlık en önemli kriterdir" cümlesi yanlıştır; doğrusu, kalınlığın seçenekleri en çok ayırt eden kriter olduğudur.
İkinci hata, verideki sıfır ya da negatif bir değeri fark etmeden SPC'yi çalıştırmaktır; bu durumda oranlama adımı tanımsızlaşır ya da anlamsız sayılar üretir. Üçüncü hata, SPC ağırlığının kriter yönünü de yansıttığını varsaymaktır; SPC yönü hiç okumaz, yön yalnız sıralama yönteminde devreye girer. Dördüncü hata, farklı ölçü birimlerindeki kriterleri önceden ortak bir ölçeğe getirmeden SPC'ye vermektir; oran hesaplandığı için sonuç yine üretilir ama büyük ölçekli kriterler küçük modül alarak haksız biçimde düşük ağırlık kazanabilir. Beşincisi, bu tablodan çıkan ağırlıkları başka bir seçenek kümesine taşımaktır.
Temel ilke şudur:
SPC ağırlığı, kriterin simetri noktasına göre orantılı dağılımını ölçer; yönü değil dağılımı gösterir ve rapor bu ikisini birbirine karıştırmamalıdır.
Vakalar
Her vaka bir karar tablosuyla başlar, yöntemin bu tabloya ne yaptığını kelimeyle anlatır ve çıkan ağırlıkların nasıl okunacağını gösterir. Birinci vaka yöntemin kurucu kaynağından alınmıştır; sayılar makalenin kendi sayılarıdır ve Python ile yeniden hesaplanıp doğrulanmıştır. Diğer vakalar öğretici kurgudur.
1. Madencilik: Beş teknolojik kesim arasında kriter ağırlıklandırma (Gligorić ve ark., 2023)
Kurucu makale, bir maden bölme algoritmasının verimliliğini değerlendirmek için beş teknolojik kesimi (A1-A5) dört ölçütle karşılaştırır: birinci kriter büyük bir hacim ölçüsü, ikinci ve üçüncü kriterler orta büyüklükte oranlar, dördüncü kriter küçük bir katsayıdır. Makale bu dört ölçütün tamamını "çoğu iyi" yönünde ele alır; SPC yön bilgisini zaten okumadığı için bu varsayım hesaplamayı etkilemez.
| Kesim | C1 | C2 | C3 | C4 |
|---|---|---|---|---|
| A1 | 169.601 | 39,13 | 0,325 | 1,198 |
| A2 | 170.241 | 30,72 | 0,292 | 0,418 |
| A3 | 172.156 | 29,39 | 0,381 | 0,82 |
| A4 | 172.859 | 62,78 | 0,169 | 0,928 |
| A5 | 177.388 | 48,16 | 0,267 | 1,262 |
Yöntem önce her sütunun en küçük ve en büyük değerinin ortasını, simetri noktasını bulur. Sonra her değerin bu noktaya uzaklığını hesaplar, kriterin ortalama uzaklığını her seçeneğin kendi değerine oranlar ve bu oranların ortalamasını alarak dört kriterin simetri modülünü çıkarır. Son olarak modülleri toplamına bölerek ağırlığa çevirir.
| Kriter | Simetri modülü | Ağırlık |
|---|---|---|
| C1 | 0,0151 | 0,0176 |
| C2 | 0,2978 | 0,3464 |
| C3 | 0,2157 | 0,2509 |
| C4 | 0,3310 | 0,3851 |
Sonuç şöyle okunur. C1'in ham değerleri (169.601 ile 177.388 arası) birbirine çok yakın görünür; simetri noktasına göre uzaklıklar da bu büyük sayılara oranlandığında küçücük bir modül çıkar ve C1 neredeyse sıfır ağırlık alır. C4 ise küçük ölçekli bir kriterdir (0,418 ile 1,262 arası) ve buradaki farklar, seçeneklerin kendi değerlerine oranlandığında büyük çıkar; C4 en yüksek ağırlığı alır. C2 ve C3 arada kalır.
Analistin tereddüdü şudur: C1'in ağırlığı yüzde iki bile değildir, oysa bu kriter mühendislik açısından hiç önemsiz olmayabilir; büyük ölçekli bir hacim ölçüsü olduğu için oranlama onu küçültmüştür. Rapor, C1'in düşük ağırlığının kriterin önemsizliğinden değil, ölçek büyüklüğünden kaynaklandığını açıkça yazmalıdır.
Raporda: "Kriter ağırlıkları SPC ile türetilmiştir; C4'ün yüksek ağırlığı (0,385) bu kriterin seçenekleri en çok ayırt eden kriter olduğunu gösterir, C1'in düşük ağırlığı (0,018) ise büyük ölçekli bir hacim ölçüsü olmasından kaynaklanır."
Kaynak: Gligorić, Z., Gligorić, M., Miljanović, I., Lutovac, S., ve Milutinović, A. (2023), Bölüm 5, Adım 1, madencilik uygulaması. Sayılar makalenin Eşitlik (26), Tablo 5, Eşitlik (30), Eşitlik (32) ve Tablo 6'sındaki değerlerdir; DecisionMind'ın SPC motoru aynı sonucu üretir.
2. Enerji: Dağıtım şirketinin trafo bakım önceliklendirmesi
Bir elektrik dağıtım şirketi, sahadaki yirmi trafo merkezinden dördünü örnek alıp bakım önceliklendirme ölçütlerini ağırlıklandıracaktır: yaş (yıl), yıllık arıza sayısı, yük doluluk oranı ve son bakımdan geçen süre (ay). Şirket, ağırlıkların mühendislerin öznel görüşüyle değil sahadaki ölçüm verisinden çıkmasını istemiştir.
Yöntem dört sütunun simetri noktalarını bulur, uzaklıkları oranlar ve modülleri hesaplar. Diyelim ki yıllık arıza sayısı trafolar arasında büyük farklar gösterdiği için (biri hiç arıza vermemiş, biri sık arıza vermiş) en yüksek ağırlığı aldı; yaş ise dört trafonun da birbirine yakın yıllarda kurulmuş olması nedeniyle düşük ağırlık aldı.
Mühendislik ekibinin tereddüdü: yaşın düşük ağırlık alması, trafo yaşının önemsiz olduğu anlamına gelmez; bu dört trafo örneğinde yaşlar zaten birbirine yakındır. Ekip ayrıca, SPC'nin kriter yönünü okumadığını hatırlayarak, "yüksek arıza sayısı kötü" bilgisinin ağırlığa değil yalnız sonraki sıralama adımına gireceğini raporuna not etmiştir.
Raporda: "Bakım önceliklendirme ağırlıkları SPC ile türetilmiştir; arıza sayısının yüksek ağırlığı (0,4x) bu ölçütün trafolar arasında en çok ayrıştığını gösterir, yaşın düşük ağırlığı bu örneklemdeki trafoların yaşça birbirine yakın olmasından kaynaklanır."
3. Gıda güvenliği: Denetim biriminin tesis risk puanlaması
Bir gıda denetim birimi on beş üretim tesisini dört ölçütle karşılaştıracaktır: soğuk zincir kesinti sayısı, personel hijyen puanı, son denetimden geçen gün sayısı ve şikayet sayısı. Birim, ağırlıkların denetçi görüşünden değil o dönemin verisinden türemesini istemiştir.
Yöntem dört sütunun simetri noktalarını bulur ve modülleri hesaplar. Diyelim ki soğuk zincir kesinti sayısı tesisler arasında çok değiştiği için (bazı tesiste sıfır, bazısında sık) en yüksek ağırlığı aldı; personel hijyen puanı ise bütün tesislerde birbirine yakın çıktığı için düşük ağırlık aldı.
Denetim biriminin tereddüdü: hijyen puanının düşük ağırlık alması, bu ölçütün gevşetilebileceği anlamına gelmez; tam tersine, bütün tesislerin bu ölçütte benzer (ve yeterli) çıkması iyi bir işarettir, sadece bu örneklemde risk sıralamasını belirleyen ölçüt değildir. Birim, hijyen puanını ayrıca sabit bir asgari eşik olarak izlemeye devam edeceğini belirtmiştir.
Raporda: "Risk ağırlıkları SPC ile türetilmiştir; soğuk zincir kesinti sayısının yüksek ağırlığı bu ölçütün tesisler arasında en çok ayrıştığını gösterir, hijyen puanının düşük ağırlığı tesislerin bu ölçütte toplu olarak benzer çıkmasından kaynaklanır ve ayrı bir eşikle izlenmeye devam eder."
4. Yapılmaması Gereken
Madencilik örneğinde C1'in düşük ağırlığını "bu kriter önemsizdir, tabloya hiç gerek yoktu" diye yorumlamak yanlıştır; düşük ağırlık, kriterin öneminden değil ölçek büyüklüğünden kaynaklanır. İkinci yanlış, SPC ağırlıklarını hesapladıktan sonra kriter yönünü unutup bütün kriterleri "çoğu iyi" gibi sıralamaya sokmaktır; SPC yönü okumamıştır ama sıralama yöntemi mutlaka okumalıdır. Üçüncü yanlış, sıfır içeren bir sütunla SPC'yi çalıştırıp oranlama adımının verdiği tanımsız ya da aşırı büyük sayıları sorgulamadan rapora koymaktır.
Kaynaklar
Adımların formülleri, ara tabloları ve atıf biçimleri için DecisionMind yöntem sayfası: decisionmind.app/library/spc
Gligorić, Z., Gligorić, M., Miljanović, I., Lutovac, S., & Milutinović, A. (2023). Assessing criteria weights by the symmetry point of criterion (novel SPC method): Application in the efficiency evaluation of the mineral deposit multi-criteria partitioning algorithm. Computer Modeling in Engineering & Sciences, 136(1), 955-979. DOI: 10.32604/cmes.2023.025021
Diakoulaki, D., Mavrotas, G., & Papayannakis, L. (1995). Determining objective weights in multiple criteria problems: The CRITIC method. Computers & Operations Research, 22(7), 763-770. DOI: 10.1016/0305-0548(94)00059-h
Wang, Y.-M., & Luo, Y. (2010). Integration of correlations with standard deviations for determining attribute weights in multiple attribute decision making. Mathematical and Computer Modelling, 51(1-2), 1-12. DOI: 10.1016/j.mcm.2009.07.016
Odu, G. O. (2019). Weighting methods for multi-criteria decision making technique. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 23(8), 1449. DOI: 10.4314/jasem.v23i8.7