رتبهبندی کارایی واحدهای تصمیمگیری با دادههای فازی
الموضوعات :ندا بشاک 1 , شکراله زیاری 2 , محمدمهدی موحدی 3 , امیر غلام ابری 4 , امیرمهدی میاندرق 5
1 - دانشجوی دکتری،گروه مدیریت صنعتی، واحد فیروزکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزکوه، ایران، bashak.mim93@gmail.com
2 - دانشیار، گروه ریاضی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران (نویسنده مسئول)، sh_ziari@azad.ac.ir
3 - دانشیار، گروه مدیریت صنعتی، واحد فیروزکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزکوه، ایران، mmmovahedi@gmail.com
4 - دانشیار، گروه ریاضی، واحد فیروزکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزکوه، ایران، amir.gholamabri@gmail.com
5 - استادیار، گروه ریاضی، واحد فیروزکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، فیروزکوه، ایران، mehdi59ir@gmail.com
الکلمات المفتاحية: تحلیل پوششی داده ها, تکنیک تاپسیس فازی, تاپسیس-DEA فازی, رتبه بندی واحدهای تصمیم گیری,
ملخص المقالة :
هدف این پژوهش، ارائه روشی یکپارچه از روش تحلیل پوششی دادهها و تکنیک TOPSIS فازی براساس شباهت به راهحل ایدهآل برای رتبهبندی کامل واحدهای تصمیمگیری در محیط فازی است. در این روش، DMUها بهعنوان گزینه¬ها، متغیرهای ورودی بهعنوان معیارهای هزینه (ویژگیهای منفی) و متغیرهای خروجی بهعنوان معیارهای سود (ویژگیهای مثبت) لحاظ میشوند؛ زیرا کارایی یک DMU با افزایش مقادیر خروجیها و کاهش مقادیر ورودیها افزایش مییابد. ضمنا روش ارائه شده میتواند برای رتبهبندی DMUها با خروجیهای نامطلوب نیز استفاده شود. کارایی و سادگی این روش از طریق مثالها و مطالعه موردی بررسی شده است. همچنین نتایج بدست آمده با نتایج در مقالات مرتبط مقایسه گردیده است.
افتخاریان، سیده الهام، هاشمی، سید فرزاد، نعمتی، علی، مهرجو، راضیه و احدزاده نمین، مهناز (1402). توسعه مدل تحلیل پوششی داده¬های شبکه جهت ارزیابی کارایی فنی صنعت داروسازی. مدلسازی اقتصادی، 17(4): 136-115.
- امیر غلامابری (1403). شناسایی واحدهایی با بیشترین مقیاس بهوره¬وری در زنجیره تامین سبز با استفاده از تحلیل پوششی داده¬ها (DEA). مدلسازی اقتصادی، 18(66): 1-23.
- Andersen, P., & Petersen, N. C. (1993). A procedure for ranking efficient units in data envelopment analysis. Management Science, 39(10): 1261-1264.
- Bede, B. (2013). Mathematics of fuzzy sets and fuzzy logic. Springer-Verlag, Berlin, Hei- delberg.
-Bracke, S., Radetzky, M., Rosebrock, C. & Ulutas, B. (2019). Efficiency and effectivity of high precision grinding manufacturing processes: An approach based on combined DEA and cluster analyses Procedia CIRP, 79: 292-297. https://doi.org/10.1016/j.procir.2019.02.069.
- Charnes, A., Cooper, W.W., & Rhodes, E. (1978). Measuring the efficiency of decision making units. European Journal of Operational Research, 2(6): 429-444. https://doi.org/10.1016/0377-2217 (78) 90138-8.
- Charnes, A., Cooper, W. W., Lewin, A. Y., & Seiford, L. M. (1994). Data envelopment analysis: Theory, methodology, and applications, springer dordrecht. Springer Book Archive. https://doi. org/ 10. 1007/978-94-011-0637-5.
- Chen, C- T. (2000). Extensions of the TOPSIS for group decision-making under fuzzy environment. Fuzzy Sets and Systems, 114(1), 1-9.
- Chu, X., Fielding, G. J., & Lamar, B. W. (1992). Measuring transit performance using data envelopment analysis. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 26(3): 223-230.
- Ebrahimnejad, A., & Amani, N. (2021). Fuzzy data envelopment analysis in the presence of undesirable outputs with ideal points. Complex & Intelligent Systems, 7(3):1-22.
- Eftekharian, S. E., Hashemi, S. F., Nemati, A., Mehrjoo, R., & Ahadzadeh Namin, M. (2024). Development of network data envelopment analysis model to evaluate the technical efficiency of the pharmaceutical industry. Economic Modeling, 17(64): 115-136. ]in Persian.[
- Emrouznejad, A., & Yang, G-L. (2018). A survey and analysis of the first 40 years of scholarly literature in DEA: 1978–2016. Socio-Economic Planning Sciences, 61: 4-8. https://doi.org/ 10. 1016 /j. seps.2017.01.008.
- Emrouznejad, A., Tavana, M., & Hatami-Marbini, A. (2014). The state of the art in fuzzy data envelopment analysis. In Performance Measurement with Fuzzy Data Envelopment Analysis, published in Studies in Fuzziness and Soft Computing (309) 1-45, Springer-Verlag.
- Farrell, M. J. (1957). The measurement of productive efficiency. Journal of the Royal Statistical Society: Series A (General), 120(3): 253-281.
- Färe, R., Grosskopf, S., & Lovell, C. (1985). The measurement of efficiency of production. Kluwer Nijhoff, Boston.
- Färe, R., Grosskopf, S., & Lovell, C. (1983). The structure of technical efficiency. Scandinavian Journal of Economics, 85: 181- 190.
- Fiallos, D., Chavez, J., Mendoza, L., & Campana, J. (2017). Technologies in higher education: Public policies and social appropriation of their implementation. Revista Digital de Investigacion en Docencia Universitaria, 11(1): 193-2. Doi: http://dx.doi.org/10.19083/ridu.11.498
- Gasser, T., Crepin, L., Quilcaille, Y., Houghton, R. A., Ciais, P., & Obersteiner, M. (2020). Historical CO2 emissions from land use and land cover change and their uncertainty. Biogeosciences, 17(15): 4075-4101. DOI: 10.5194/bg-17-4075-2020
- Ghasemi, M.R., Ignatius, J., Lozano, S., Emrouznejad, A., & Hatami-Marbini, A. (2015). A fuzzy expected value approach under generalized data envelopment analysis. Knowledge-Based Systems, 89: 148–159.
- Gholam Abri, A. (2024). Identifying the most productive scale size in the green supply chain using data envelopment analysis. Economic Modeling, 18(66): 1-23. ]in Persian.[
- Guo, P., & Tanaka, H. (2001). Fuzzy DEA: A perceptual evaluation method. Fuzzy Sets and Systems, 119(1):149-160. DOI: 10.1016/S0165-0114(99)00106-2
- Hatami-Marbini, A., Tavana, M., & Ebrahimi, A. (2011). A fully fuzzified data envelopment analysis model. International Journal of Information and Decision Sciences, 3(3): 252-264.
- Hatami-Marbini A., Emrouznejad, A., & Tavana, M. (2011). A taxonomy and review of the fuzzy data envelopment analysis literature: Two decades in the making. European Journal of Operational Research, 214(3):457-472. DOI:10.1016/j.ejor.2011.02.001
- Hwang, CL., & Yoon, K. (1981). Methods for multiple attribute decision making. In: Multiple Attribute Decision Making. Lecture Notes in Economics and Mathematical Systems, vol 186. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-48318-9_3
- Labijak-Kowalska, A., & Kadziński, M. (2021). Experimental comparison of results provided by ranking methods in data envelopment analysis. Expert Systems with Applications, 173. 114739. https:// doi. org /10.1016/j.eswa.2021.114739.
- Lertworasirikul, S., Fang, SC., Nuttle, H.L.W., & Joines, J.A. et al. (2003). Fuzzy BCC model for data envelopment analysis. Fuzzy Optimization and Decision Making, 2: 337–358. https://doi.org/ 10. 1023/B:FODM.0000003953.39947.b4.
- Matsumoto, Y., Ishimoto, Y., & Takizawa, Y. (2020). Examination of the effectiveness of Neuroscience -Informed Child Education (NICE) within Japanese School Settings. Children and Youth Services Review, 118(3):105405. DOI:10.1016/j.childyouth.2020.105405.
- Montazeri, F.Z. (2019). The survey of data envelopment analysis models in fuzzy stochastic environments. International Journal of Research in Industrial Engineering, 8(4): 366–383.
- Nazarko, J., & Šaparauskas, J. (2014). Application of DEA method in efficiency evaluation of public higher education institutions. Technological and Economic Development of Economy, 20(1): 25-44. DOI:10.3846/20294913.2014.837116.
- Pandey, V., Komal, K., & Dincer, H. (2023). A review on TOPSIS method and its extensions for different applications with recent development. Soft Computing, 27(23):1-29. DOI: 10.1007/s00500-023-09011-0.
Pastor, J.T., Aparicio, J., & Zofío, J.L. (2022). The enhanced Russell graph measure (ERG=SBM): economic inefficiency decompositions. International Series in Operations Research & Management Science, 315. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-84397-7_7
- Peykani P., Mohammadi E., Emrouznejad A., Pishvae M.S., Rostamy-Malkhalifeh M. (2019). Fuzzy data envelopment analysis: An adjustable approach. Expert Systems with Applications, 136:439-452. DOI:10.1016/j.eswa.2019.06.039.
- Puri, J., & Yadav, S.P. (2013). A concept of fuzzy input mix-efficiency in fuzzy DEA and its application in banking sector. Expert Systems with Applications, 40(5):1437–1450. DOI:10. 1016/ j. eswa. 2012. 08.047.
- Ruiz, J.L., Sirvent, I. (2017). Fuzzy cross-efficiency evaluation: A possibility approach. Fuzzy Optimization and Decision Making, Springer, 16(1): 111-126. DOI: 10.1007/s10700-016-9240-1.
- Saati, S.M., Memariani, A., & Jahanshahloo, G.R. (2002). Efficiency analysis and ranking of DMUs with fuzzy data. Fuzzy Optimization and Decision Making, 1(3), 255–267. https://doi.org /10 .1023/A: 1019648512614.
- Sengupta, J. K. (1992). A fuzzy systems approach in data envelopment analysis. Computers & mathematics with applications, 24(8-9): 259-266. https://doi.org/10.1016/0898-1221(92) 90203-T.
- Tavana, M., Khanjani, S., Hatami-Marbini A., Agrell P.J., & Paryab, K. (2013). Chance- constrained DEA models with random fuzzy inputs and outputs. Knowledge-Based Systems, 52: 32 – 52. DOI:10.1016/j.knosys.2013.05.014.
- Tavana, M., & Hatami-Marbini, A., Emrouznejad, A. (2011). A taxonomy and review of the fuzzy data envelopment analysis literature: Two decades in the making. European Journal of Operational Research, 214(3): 457-472.
- Tavana, M. (2003). Cross: A multicriteria group-decision-making model for evaluating and prioritizingadvanced-technology projects at NASA. Interfaces, 33(3): 40-56.
- Wang, Y. M., Luo, L. (2009). Fuzzy data envelopment analysis based upon fuzzy arithmetic with an application to performance assessment of manufacturing enterprises. Expert Systems with Applications, 36(3): 5205-5211. DOI:10.1016/j.eswa.2008.06.102.
- Wen, M., & Li, H. (2009(. Fuzzy data envelopment analysis (DEA): Model and ranking method. Journal of Computational and Applied Mathematics, 223(2): 872-878. https://doi.org/10. 1016/j. cam. 2008.03.003.
- Wen, M., You, C., & Kang, R. (2010). A new ranking method to fuzzy data envelopment analysis. Computers & Mathematics with Applications, 59(11): 3398–3404.
- Zerafat Angiz, L. M., Emrouznejad, A., & Mustafa, A. (2010). Fuzzy assessment of performance of a decision making units using DEA: A nonradial approach. Expert Systems with Applications, 37(7): 5153-5157. DOI:10.1016/j.eswa.2009.12.078.
- Zhou, W., & Xu, Z. (2020). An overview of the fuzzy data envelopment analysis research and its successful applications. International Journal of Fuzzy Systems, 22(4): 1037-1055. DOI: 10.1007/ s40815-020-00853-6.
Economic Modeling
|
Efficiency ranking of DMUS with fuzzy data
Neda Bashak1, Shokrollah Ziari2, Mohammad mehdi Movahedi+,
Amir Gholam Abri++, Mehdi Amir Miandaragh×
Abstract This research introduces an integrated approach combining Data Envelopment Analysis (DEA) and the fuzzy Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) for comprehensive ranking of decision-making units (DMUs) in a fuzzy environment. In this method, DMUs are treated as alternatives, with input variables as cost criteria (negative attributes) and output variables as benefit criteria (positive attributes). The efficiency of a DMU increases as output values rise and input values decrease. Importantly, this method accommodates DMUs with unfavorable outputs for ranking purposes. The effectiveness and simplicity of the proposed approach are demonstrated through examples and a case study, with results compared against relevant literature. | Received: 22/08/2024
Accepted: 11/01/2025
Keywords: Data Envelopment Anlysis, Fuzzy TOPSIS Technique, Fuzzy TOPSIS-DEA, Ranking of Decision Making Units
JEL Classification: C01, C44, C61 |
1. Introduction
Data Envelopment Analysis (DEA) provides a nonparametric method to evaluate the relative efficiency of decision-making units (DMUs). It calculates the ratio of weighted outputs to weighted inputs to assess the efficiency of DMUs with multiple inputs and outputs. Practitioners widely use DEA and Multiple-Criteria Decision-Making (MCDM) tools in management, control, and decision-making processes. However, basic DEA models fail to discriminate among efficient DMUs, which creates the need to combine DEA with MCDM techniques, such as TOPSIS, for ranking purposes. Traditional DEA also struggles to handle imprecise or ambiguous input and output values, which often arise in real-world data. Researchers use fuzzy logic to integrate DEA and TOPSIS to address this issue. This approach manages uncertain data by representing it with fuzzy numbers, ensuring more reliable and valid decisions. Researchers have increasingly combined DEA and TOPSIS with fuzzy set theory to enhance decision-making in uncertain environments. They analyze various multi-criteria decision-making (MCDM) problems using the fuzzy TOPSIS method and develop extensions to solve real-life scenarios. This paper reviews these studies, emphasizing the effectiveness of the fuzzy TOPSIS method in addressing complex MCDM challenges.
2. Research method and data
This research aims to present an integrated Fuzzy DEA and fuzzy TOPSIS technique based on similarity to the ideal solution for the complete ranking of DMUs in a fuzzy environment.
3. Analysis and discussion
We demonstrate the effectiveness and capability of the proposed approach through two illustrative examples and a real-world application. The first example involves two fuzzy inputs and two fuzzy outputs, with the dataset presented in Table 3 using triangular fuzzy numbers. These data have also been referenced in prior studies. The ranking results, derived using the proposed method, appear in Table 5. The second example includes two fuzzy inputs, two desirable fuzzy outputs, and one undesirable fuzzy output. The dataset, detailed in Table 4, also employs triangular fuzzy numbers. Table 9 presents the ranking results based on the proposed method. To showcase the applicability of the model with real-world data, we analyze variables from nine branches of NIOC in Iran, spanning nine provinces. The dataset includes two input variables—number of staff (I1) and costs (I2) (comprising operational expenses, labor costs, maintenance, and other services)—and three output variables: gas extraction volume (O1), oil extraction volume (O2), and production quality (O3). Table 11 provides the input-output dataset, with company names anonymized for confidentiality. The ranking results, calculated using the proposed algorithm, are displayed in Table 12.
Table 12: values; ranking results based on proposed method | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DMUs |
|
|
| | rank | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Co1 |
| 0.6041 | 2.7719 | 0.8211 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Co2 |
| 0.6391 | 2.7490 | 0.8114 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Co3 |
| 1.5889 | 1.6400 | 0.5079 | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Co4 |
| 1.4709 | 1.7515 | 0.5435 | 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Co5 |
| 1.6717 | 0.7024 | 0.4815 | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Co6 |
| 2.5477 | 0.6915 | 0.2135 | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Co7 |
| 2.6847 | 0.5703 | 0.1752 | 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Co8 |
| 0.8710 | 2.3847 | 0.7325 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Co9 |
| 1.4676 | 1.8539 | 0.5582 | 4 |
| |||
تاریخ دریافت: 01/06/1403 تاریخ پذیرش: 22/10/1403
واژگان کلیدی: تحلیل پوششی دادهها، تکنیک تاپسیس فازی، تاپسیس-DEA فازی، رتبهبندی واحدهای تصمیمگیری.
طبقهبندی JEL: C01, C44, C61 | چکیده هدف این مقاله، ارائه روشی یکپارچه از روش تحلیل پوششی دادهها و تکنیک TOPSIS فازی براساس شباهت به راهحل ایدئال برای رتبهبندی کامل واحدهای تصمیمگیری در محیط فازی است. در این روش، DMUها بهعنوان گزینهها، متغیرهای ورودی بهعنوان معیارهای هزینه (ویژگیهای منفی) و متغیرهای خروجی بهعنوان معیارهای سود (ویژگیهای مثبت) لحاظ میشوند؛ زیرا کارآیی یک DMU با افزایش مقادیر خروجیها و کاهش مقادیر ورودیها افزایش مییابد. ضمنا روش ارائه شده میتواند برای رتبهبندی DMUها با خروجیهای نامطلوب نیز استفاده شود. کارآیی و سادگی این روش از طریق مثالها و مطالعه موردی بررسی شده است. همچنین نتایج بهدست آمده با نتایج در مقالات مرتبط مقایسه شده است.
|
1. مقدمه
تحلیل پوششی دادهها (DEA)7 زیرشاخهای از پژوهشهای عملیاتی8 و علم مدیریت و روشی ناپارامتریک9 است که به اندازهگیری «کارآیی نسبی»10 واحدهای تصمیمگیری (DMUs)11 میپردازد (کوپر و همکارآن12، 2014 به نقل از لابیجاک-کووالسکا و کاژینسکی13، 2021). تحقیق در مورد برآورد مرز کارآیی درنظریه تولید14 به اثر فارل15 (1957) برمیگردد. وی، کارآیی را نسبت خروجی و ورودی واحد درنظر میگیرد. این مدل توسط چارنز و همکارآن16 (1978) تعمیم یافته است. آنها در این اثر، سناریوی پیچیدهتری شامل ورودیها و خروجیهای متعددی را درنظر گرفتند. بهطور خاص، این پژوهشِ تاثیرگذار به کارآیی اشاره دارد که بهعنوان نسبت خروجی مجازی و ورودی مجازی17 بیان میشود؛ یعنی، بهترتیب، مجموع وزنی خروجیها و ورودیها. وضعیت کارآیی با استفاده از مدل برنامهریزی خطی تعیین میشود که یک DMU مفروض را با تمام واحدهای دیگر در مجموعهای مفروض، مقایسه میکند. چنین ارزیابی و اندازهگیری عملکرد بدون تعیین وزن قبلی و دانستن عملکرد تولید پیشین انجام میشود.
کاربردهای موفق DEA را میتوان در زمینههای مختلفی یافت (امروزنژاد و یانگ،18 2018)؛ مانند بانکداری تاناسولیس19 (1999)، حملونقل (چو و همکارآن20، 1992)، مراقبتهای بهداشتی (فیالوس و همکارآن21، 2017)، کشاورزی (توما و همکارآن22، 2015)، آموزش (نظرکو و ساپاروسکاس23، 2014)، ساخت و تولید (برِیک و همکارآن24، 2019)، مدیریت زیستمحیطی (ماتسوموتو و همکارآن25، 2020) و بخش انرژی (گاسر و همکارآن26، 2020). در واقع، DEA توانایی مدیریت روابط پیچیده بین ورودیها و خروجیهای کارآکترهای مختلف را دارد و در مورد واحدهای مختلف بیان میشود؛ درحالی که مفروضات کارکردی را در مورد عوامل لحاظ شده و نیز فرایندهای اساسی و زیربنایی بهکار نمیگیرد (چارنز و همکارآن، 1994).
مسئلهای که در این مقاله مورد بحث قرار میگیرد رتبهبندی واحدهای تصمیمگیری برای حالاتی است که برخی از دادهها غیرقطعی یا فازی هستند. اهمیت رتبهبندی واحد های تصمیمگیری با دادههای فازی از این واقعیت ناشی میشود که نقش مهمی را در تصمیمگیری فازی ایفا میکند بنابراین بهنظر میرسد که مسئله رتبهبندی کامل واحدهای تصمیمگیری فازی اهمیت داردارد. همانطور که میدانیم مدلهای فازی تحلیل پوششی دادهها نمرات کارآیی متمایزی را با توجه به سطح مختلف 𝛼 برای واحدهای تصمیمگیری در حالت فازی ارائه میدهند لذا در این راستا نیاز است که روشی برای رتبهبندی واحدهای تصمیمگیری در محیط فازی ارائه شودود که مستقل از مقادیر سطح 𝛼 باشد. از اینرو روشی که در این مقاله ارائه میشود براساس تحلیل پوششی دادههای فازی و تکنیک TOPSIS فازی است
مقاله بهصورت زیر ساختاربندی میشود: پس از مقدمه، در بخش دوم، ادبیات موضوع مرور میشود؛ در بخش سوم، روش پژوهش بیان میشود؛ بخش چهارم به یافتهها و نتایج اختصاص دارد و بخش پایانی مربوط به نتیجهگیری و پیشنهادهای سیاستی است.
2. مروری بر ادبیات موضوع
تحلیل پوششی دادهها (DEA) چارنز و همکارآن (1978) معرفی کردند، روشی غیرپارامتری برای ارزیابی نسبی واحدهای تصمیمگیری (DMUs) با ورودیها و خروجیهای متعدد است. تحلیل پوششی دادهها نسبت خروجیهای وزنی به ورودیهای وزنی را در میان واحدهای تصمیمگیری محاسبه میکند. تحلیل پوششی دادهها و تصمیمگیری چندمعیاره (MCDM)27 ابزارهای کاربردی در کنترل، مدیریت و تصمیمگیریها هستند (وِن و لی28، 2009).
یکی از نقاط ضعف مدلهای پایهای DEA این است که نمیتواند بین واحدهای کارآ تمایز قائل شود. یکی از کاربردهای ترکیب DEA و MCDM این است که در رتبهبندی29 واحدهای تصمیمگیری میتوان از آن بهرهبرداری کرد. همچنین، یکی از محدودیتهای مدلهای پایهای DEA، عدم بهکارگیری مقادیر ورودی و خروجی30 (کمّیسازی مقادیر دقیق برخی مسائل دنیای واقعی)است. هنگامیکه در دادههای دنیای واقعی ابهام یا بیدقتی ذاتی موجود داشته باشد. برای حل این مسئله، منطق فازی (همراه با بهرهگیری از مفاهیمی چون «فازی و تصادفی»31) بهکار میرود تا از طریق ترکیب DEA و TOPSIS به مدیریت دادههای غیردقیق و مبهم32 بپردازد؛ بنابراین، دادههای نامطمئن در DEA و TOPSIS میتوانند با اعداد فازی مشخص شوند.
بخش قابلتوجهی از تحقیقات نیز بهدنبال ترکیب هر دو روش DEA و TOPSIS با «نظریه مجموعههای فازی»33 برای افزایش اعتبار انتخاب نهایی توسط تصمیمگیرندگان بوده است. روشهای مختلف «تحلیل پوششی دادههای فازی (FDEA)» برای دادههای فازی را پژوهشگران ارائه کردهاند. حاتمی ماربینی و همکارآن34 (2011) در پژوهش خود به بررسی و مرور کلی روشهای (FDEA) پرداختند؛ براساس این پژوهش، روشهای (FDEA) بهدستههای زیر احصا میشوند:
· رویکرد تحملپذیری35 (سنگوپتا36، 1992؛ تیریانتیس و گرود37، 1998)؛
· رویکرد مبتنیبر α-برش و رویکرد رتبهبندی فازی (گائو و تاناکا38، 2001؛ ساعتی و همکارآن39، 2002؛ توانا و همکارآن40، 2003؛ حاتمی- ماربینی، توانا و ابراهیمی، 2011؛ امروزنژاد و همکارآن41، 2014؛ قاسمی و همکارآن42، 2015)؛
· رویکرد احتمالی43 (لرت ووراسیریکول44 و همکارآن، 2003؛ رویز و سیرونت45، 2017)؛
· رویکرد محاسباتی فازی46 (وانگ و لو47، 2009)؛
· مجموعههای تصادفی فازی (توانا و همکارآن، 2013).
بیشتر روشهای (FDEA) شامل فرمولهای شعاعی48، ورودیمحور و مضربی هستند. همچنین، روشهای غیرشعاعیای وجود دارد که عمدتاً مبتنیبر اندازهگیری نمودار بهبودیافته راسل (ERG)49 و اندازهگیری مبتنیبر کمبودها (SBM) و نیز برخی روشهای افزایشی هستند که از فرمهای مضربی و پوششی استفاده میکنند. در مرور اخیر، از مطالعات DEA فازی که در پژوهش ژو دبلیو، ژو زی50 (2020) ارائه شده، برخی از روشهای DEA فازی موجود در این حوزه امکان رتبهبندی واحدهای تصمیمگیری را فراهم میکنند.
ساعتی و همکارآن (2002) مدل مضربی 51CCR ورودیمحور را در تحلیل پوششی دادهها (DEA) برای دادههای فازی پیشنهاد دادند. آنها از مجموعه α-برش52 برای ارزیابی کارآیی واحدهای تصمیمگیری استفاده کردند و همچنین، فرم پوششی مدل CCR ورودیمحور را برای رتبهبندی واحدهای تصمیمگیری با دادههای فازی فرموله کردند. گائو و تاناکا (2001) اولین کسانی بودند که یک روش رتبهبندی را برای اندازهگیری کارآیی واحدهای تصمیمگیری در محیط فازی توسعه دادند. آنها یک مدل CCR فازی معرفی کردند که با استفاده از تعریف سطح امکان و قاعده مقایسه برای اعداد فازی، قیود فازی را به قیود قطعی تبدیل میکند. پندی و همکارآن53 (2023) در پژوهش خود انواع مختلف مسائل تصمیمگیری چندمعیاره (MCDM) را با استفاده از روش TOPSIS فازی بررسی کردند. درواقع، تلاش شده، مطالعات مختلفی مرور شوند که در آنها از روش TOPSIS استفاده شده یا توسعههایی از آن برای تحلیل مسائل MCDM در دنیای واقعی صورت گرفته است.
وِن و لی (2009) مدلهای DEA فازی را برای رتبهبندی واحدهای تصمیمگیری براساس اعتبار بهکار بردند. همچنین، ون و همکارآن54 (2010) یک مدل CCR در DEA معرفی کردند تا واحدهای تصمیمگیری را با دادههای فازی براساس درجه اعتبار رتبهبندی کنند. ظرافتانگیز و همکارآن55 (2010) مدل DEA ارائه شده توسط ساعتی و همکارآن (2002) را برای رتبهبندی واحدهای تصمیمگیری با دادههای فازی توسعه دادند.
3. مروری بر برخی از مفاهیم و روشها
مروری بر DEA
تحلیل پوششی دادهها (DEA) روشی برای ارزیابی کارآیی نسبی واحدهای تصمیمگیری (DMUs ) است که در آن، هر واحد تصمیمگیری چندین ورودی را برای تولید چندین خروجی بهکار میگیرد. در DEA فرض میشود که تعداد واحد تصمیمگیری وجود دارد و برای هر واحد تصمیمگیری ، یک بردار ستونی از ورودیها لحاظ میشود تا یک بردار از خروجیها تولید شود. در اینجا، بهصورت و بهصورت تعریف میشود. همچنین، فرض بر این است که و برای هر . سطح کارآیی نسبی واحد تصمیمگیری ام یعنی، توسط مسئله برنامهریزی کسری غیرخطی (1) ارزیابی میشود:
(1) |
در مدل (1)، زمانی کارآست که در حالت بهینه، مقدار تابع هدف در معادله (1) برابر با یک باشد. این مسئله برنامهریزی کسری میتواند به یک مسئله برنامهریزی خطی تبدیل شود که در آن، مقدار بهینه تابع هدف، کارآیی نسبی را تعیین میکند. مسئله برنامهریزی خطی که بهعنوان مدل CCR نیز شناخته میشود، بهصورت زیر بیان میشود:
|