Aralık tip-2 bulanık çevrede tedarikçi seçimi için hibrit bulanık-kural tabanlı çok kriterli uzman sistem
Hybrid fuzzy-rule based multi-criteria expert system for supplier selection in interval type-2 fuzzy environment
Yazar: MÜSLÜM ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. TURAN PAKSOY
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilişim Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Bulanık karar vermenin ana çalışma alanı, belirsizlik altında karar vermektir. Çünkü belirsizliğe neden olan kriterlere, alternatiflere ve sonuçlara ilişkin sayısal değerler değil, sözel değerler mevcuttur. Tip-1 bulanık kümelerin üyelik işlevleri, kendisiyle ilgili bir belirsizliğe sahip değildir. Tip-1 bulanık kümelere nazaran tip-2 bulanık kümeler ile aşırı aritmetik işlemlere ihtiyaç duyulurken; aynı zamanda tip-2 bulanık kümeler, tip-1 bulanık kümeleri ve sistemleri yaygınlaştırarak üyelik fonksiyonlarını tanımlama konusunda daha fazla belirsizliği ele alabilmektedir. Tip-2 bulanık kümesi, üyelik fonksiyonlarının belirsizliğini bulanık küme teorisine dâhil etmemizi sağlar. Bu nedenle, Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKV) problemlerinin tip-2 bulanık sayılar ile entegre edilmesi karar verme sürecinde avantajlar sağlayacaktır. Öte yandan, karar vericinin etki derecesini yansıtmak için insan duyarlılığının kullanılmasını gerektiren karar verme sürecinin karma bir analizi bulanık kural tabanı ile ifade edilebilir. Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) ve Best-Worst Yöntemi (BWM), aynı anda çeşitli ve çelişen kriterleri hesaba katan ve yaygın bir şekilde kullanılan ÇKKV yöntemleridir. AHP ve BWM yöntemi, aynı zamanda karar vericilerin kişisel tercihlerini çözüm sürecine dâhil etmelerini sağlayan birer yöntemdir.   Klasik AHP ve BWM yöntemleri, belirsizlik ve öznel değerlendirmelerin bulunduğu durumlarda karar vermeye tam uygun olmadıklarından, bu yöntemler bulanık mantıkla sentezlenerek Bulanık AHP (BAHP) ve Bulanık BWM yöntemleri oluşturulmuş ve bu sayede karar vericilerin aralıklı değerlendirme yapmaları sağlanmıştır. Çünkü çok kriterli karar verme analizlerine getirilen en büyük eleştiri, kriterleri ve alternatifleri değerlendirirken verilen yargıların öznel olma ve kesinlik arz etme durumu idi. Bu nedenle günümüzde daha çok ÇKKV problemleri için bulanık mantık kullanılarak oluşturulan melez yöntemlerin kullanımının uygun olacağıdır. Bu tez çalışmasında, tedarikçi seçim problemi alanındaki bu boşluğu doldurmak ve daha sağlam verilere dayandırılarak daha doğru ve objektif tedarikçi seçimi işlemi gerçekleştirmek için tip-2 bulanık kümeleri için yeni bir sıralama yöntemi ile birlikte bir Aralık Tip-2 Bulanık Kural-Tabanlı AHP (AT2 BKT AHP) ve Aralık Tip-2 Bulanık Kural Tabanlı BWM (AT2 BKT BWM) yöntemi geliştirilmiştir. Önerilen her iki yöntemi literatürde kullanılan Aralık Tip-2 Bulanık AHP (AT2 BAHP) ve BWM metodu ile bir tedarikçi seçim problemine karşılaştırmalı olarak uyguladık. Böylece bu çalışma ile ilk kez aralık tip-2 bulanık kural tabanına dayalı bir BAHP ve bir bulanık BWM yöntemi geliştirilmiş ve literatüre sunulmuştur. Önerilen birinci yöntemde alternatifler AT2 BKT AHP ve AT2 BAHP yöntemi ile sıralanmıştır. Daha sonra sıralamalar üzerinde başarı oranını doğrulamak için Kendall Tau korelasyonu kullanılmıştır. Önerilen AT2 BKT AHP yönteminin AT2 BAHP yöntemini geride bıraktığı görülmüştür. AT2 BAHP yönteminde sıralama değerlerinin anlamlılık değeri -0.979 iken bu değer tarafımızdan önerilen hibrit yöntemde -0,489 olarak hesaplanmıştır. Önerilen ikinci yöntemde alternatifler AT2 BKT BWM ve klasik BWM yöntemi ile sıralanmıştır. Bulanık karar vermenin ana çalışma alanı, belirsizlik altında karar vermektir. Çünkü belirsizliğe neden olan kriterlere, alternatiflere ve sonuçlara ilişkin sayısal değerler değil, sözel değerler mevcuttur. Tip-1 bulanık kümelerin üyelik işlevleri, kendisiyle ilgili bir belirsizliğe sahip değildir. Tip-1 bulanık kümelere nazaran tip-2 bulanık kümeler ile aşırı aritmetik işlemlere ihtiyaç duyulurken; aynı zamanda tip-2 bulanık kümeler, tip-1 bulanık kümeleri ve sistemleri yaygınlaştırarak üyelik fonksiyonlarını tanımlama konusunda daha fazla belirsizliği ele alabilmektedir. Tip-2 bulanık kümesi, üyelik fonksiyonlarının belirsizliğini bulanık küme teorisine dâhil etmemizi sağlar. Bu nedenle, Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKV) problemlerinin tip-2 bulanık sayılar ile entegre edilmesi karar verme sürecinde avantajlar sağlayacaktır. Öte yandan, karar vericinin etki derecesini yansıtmak için insan duyarlılığının kullanılmasını gerektiren karar verme sürecinin karma bir analizi bulanık kural tabanı ile ifade edilebilir. Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) ve Best-Worst Yöntemi (BWM), aynı anda çeşitli ve çelişen kriterleri hesaba katan ve yaygın bir şekilde kullanılan ÇKKV yöntemleridir. AHP ve BWM yöntemi, aynı zamanda karar vericilerin kişisel tercihlerini çözüm sürecine dâhil etmelerini sağlayan birer yöntemdir.   Klasik AHP ve BWM yöntemleri, belirsizlik ve öznel değerlendirmelerin bulunduğu durumlarda karar vermeye tam uygun olmadıklarından, bu yöntemler bulanık mantıkla sentezlenerek Bulanık AHP (BAHP) ve Bulanık BWM yöntemleri oluşturulmuş ve bu sayede karar vericilerin aralıklı değerlendirme yapmaları sağlanmıştır. Çünkü çok kriterli karar verme analizlerine getirilen en büyük eleştiri, kriterleri ve alternatifleri değerlendirirken verilen yargıların öznel olma ve kesinlik arz etme durumu idi. Bu nedenle günümüzde daha çok ÇKKV problemleri için bulanık mantık kullanılarak oluşturulan melez yöntemlerin kullanımının uygun olacağıdır. Bu tez çalışmasında, tedarikçi seçim problemi alanındaki bu boşluğu doldurmak ve daha sağlam verilere dayandırılarak daha doğru ve objektif tedarikçi seçimi işlemi gerçekleştirmek için tip-2 bulanık kümeleri için yeni bir sıralama yöntemi ile birlikte bir Aralık Tip-2 Bulanık Kural-Tabanlı AHP (AT2 BKT AHP) ve Aralık Tip-2 Bulanık Kural Tabanlı BWM (AT2 BKT BWM) yöntemini geliştirilmiştir. Önerilen her iki yöntemi literatürde kullanılan Aralık Tip-2 Bulanık AHP (AT2 BAHP) ve BWM metodu ile bir tedarikçi seçim problemine karşılaştırmalı olarak uyguladık. Böylece bu çalışma ile ilk kez aralık tip-2 bulanık kural tabanına dayalı bir BAHP ve bir bulanık BWM yöntemi geliştirilmiş ve literatüre sunulmuştur. Önerilen birinci yöntemde alternatifler AT2 BKT AHP ve AT2 BAHP yöntemi ile sıralanmıştır. Daha sonra sıralamalar üzerinde başarı oranını doğrulamak için Kendall Tau korelasyonu kullanılmıştır. Önerilen AT2 BKT AHP yönteminin AT2 BAHP yöntemini geride bıraktığı görülmüştür. AT2 BAHP yönteminde sıralama değerlerinin anlamlılık değeri -0.979 iken bu değer tarafımızdan önerilen hibrit yöntemde -0,489 olarak hesaplanmıştır. Önerilen ikinci yöntemde alternatifler AT2 BKT BWM ve klasik BWM yöntemi ile sıralanmıştır. Önerilen AT2 BKT BWM yönteminin klasik BWM yöntemini geride bıraktığı görülmüştür. Klasik BWM yönteminde sıralama değerlerinin anlamlılık değeri 0.00 iken bu değer tarafımızdan önerilen hibrit yöntemde 0,620 olarak hesaplanmıştır. Sonuç; AT2 BKT BWM yönteminin klasik BWM yöntemine göre alternatifleri sıralamada daha başarılı olduğunu göstermiştir. Ayrıca bu çalışma kapsamında geliştirilen hibrit yöntemlerden olan AT2 BKT AHP için C# programlama dili kullanılarak bir uzman sistem yazılımı tasarlanıp kodlanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Tedarikçi Seçimi, Aralık Tip-2 Bulanık-Kural Tabanlı Sistemler, Aralık Tip-2 Bulanık Kümeler, Çok Kriterli Karar Verme, Uzman Sistemler

Abstract:
The main study area of fuzzy decision making is decision making under uncertainty. Because there are verbal values, not numerical values, regarding criteria, alternatives and results which causes uncertainty in return. The membership functions of type-1 fuzzy set do not have any uncertainty related to themselves. Whereas, the excessive arithmetic operations are required by type-2 fuzzy set in comparison with type-1 fuzzy set, type-2 fuzzy set may address more uncertainty in the issue of defining the membership functions by generalizing type-1 fuzzy sets and systems. A type-2 fuzzy set lets us incorporate the uncertainty of membership functions into the fuzzy set theory. For this reason, integrating multicriteria decision making (MCDM) problems with interval type-2 fuzzy numbers will provide advantages in the decision-making process. On the other hand, a mixed analysis of the decision-making process, which requires the use of human sensitivity to reflect the influence level of the decision maker, can be expressed as the fuzzy rule base. Analytical Hierarchy Process (AHP) and Best-Worst Method (BWM) are widely used Multi Criteria Decision Making (MCDM) methods that simultaneously take into account various and conflicting criteria. The AHP and BWM method also provide decision-makers with the opportunity to incorporate their personal preferences into the solution process. Since traditional AHP and BWM methods are not appropriate for decision making in situations involving uncertainty and subjective evaluations, these methods have been combined with fuzzy logic, and Fuzzy AHP and Fuzzy BWM methods have been developed, which allowed decision-makers to make intermittent evaluations. Because the biggest criticism brought to multi-criteria decision-making analyzes was the subjective and certainty of the judgments made while evaluating the criteria and alternatives. It is therefore better today to use a hybrid method that is developed with fuzzy logic for multi-criteria decisions making. In this study, the new sorting method for Type-2 fuzzy cluster and Interval Type-2 Fuzzy Rule Based AHP (IT2 FRB AHP) and Interval Type-2 Fuzzy Rule Based BWM (IT2 FRB BWM) method has been developed in a view to fill this gap in the supplier selection problem area and to perform a more accurate and objective supplier selection based on more robust data. We applied both the proposed methods in comparison with Interval-Type-2 Fuzzy AHP (IT2 FAHP) and the BWM methods used in literature for a supplier selection problem. Thus, for the first time, a FAHP based on interval type-2 fuzzy rule base and a fuzzy BWM method were developed and presented in the literature with this study. In the first proposed method, alternatives were listed with IT2 FRB AHP and IT2 FAHP method. The correlation of the Kendall Tau was then used for the verification of the ranking success rate. The recommended IT2 FRB AHP method was observed to exceed the IT2 AHP method. While the ranking values in the IT2 BAHP method were only -0.979, the mean value in the hybrid method proposed by us was calculated as -0.489. In the second proposed method, the alternatives are listed by AT2 BKT BWM and classical BWM method. It has been seen that the proposed AT2 BKT BWM method outperforms the classical BWM method. While the significance value of the ranking values was 0.00 in the classical BWM method, this value was calculated as 0.620 in the hybrid method proposed by us.As a result, IT2 FRB demonstrated that the BMW method outperforms the traditional BMW method in sorting alternatives. Furthermore, for IT2 FRB AHP, one of the hybrid methods developed within the scope of this study, an expert system software was designed and coded in C # programming language.

Keywords: Supplier Selection, Interval Type-2 Fuzzy-Rule Based Systems, Interval Type-2 Fuzzy Sets, Multi Criteria Decision Making, Expert Systems