DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-46076-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41912690
تاريخ النشر: 2026-03-30
المؤلف: Hariwan Fadhil M. Salih وآخرون
الموضوع الرئيسي: اتخاذ القرار متعدد المعايير
نظرة عامة
يقدم هذا القسم إطارًا جديدًا لصنع القرار متعدد المعايير (MCDM) يدمج مجموعات الفوضى المترددة الكسرية (q-FHFSs) مع مقياس المسافة المعمم القائم على LCM ومنهجية VIKOR-AHP. يعالج هذا النهج تعقيدات مقارنة العناصر المترددة الكسرية وغير المتجانسة، مما يعزز تمثيل عدم اليقين في سياقات صنع القرار. يتم استخدام طريقة AHP لاشتقاق أوزان الأولوية الموضوعية، والتي تعتبر ضرورية نظرًا للطبيعة الذاتية لأوزان المعايير. يظهر النموذج الهجين المقترح مرونة محسّنة في إدارة التردد الكسرى والمعايير المتضاربة، وتم التحقق منه من خلال دراسة حالة حول اختيار أنظمة الطاقة الخضراء بناءً على معايير الاستدامة.
تجري الدراسة أيضًا تحليل حساسية لتقييم تأثير المعامل \( q \) على نتائج القرار وتقارن الطريقة المقترحة مع التقنيات الموجودة، مثل TOPSIS الفوضوي المتردد الكسرى وطرق الفوضى المترددة q-rung orthopair. تشير النتائج إلى قوة وفعالية إطار VIKOR-AHP في تحقيق حلول وسطية وسط المعايير المتنافسة. تشمل اتجاهات البحث المستقبلية مقارنات مع طرق صنع القرار الإضافية مثل ELECTRE ودمج تقنيات وزن موضوعية متنوعة لتعزيز قوة الإطار المنهجية وتقليل الذاتية في تحديد أوزان المعايير.
طرق
في هذه الدراسة، يتم استخدام إطار لصنع القرار يجمع بين عملية التحليل الهرمي (AHP) وتقنية VIKOR لتقييم البدائل بشكل منهجي. يتم استخدام AHP لتحديد أوزان المعايير المختلفة من خلال المقارنات الزوجية، مما يسمح بدمج كل من الأحكام الذاتية وحلول التسوية الموضوعية. تتضمن منهجية AHP تحليل مشكلة القرار إلى هيكل هرمي يتضمن الهدف العام والمعايير والمعايير الفرعية والبدائل. يقدم الخبراء تقييمات لأهمية النسب باستخدام مقياس عددي من 1-9، والتي يتم تنظيمها بعد ذلك في مصفوفة مقارنة زوجية.
يتم حساب المتجه الذاتي الرئيسي لهذه المصفوفة لاشتقاق الأوزان العادية للمعايير، مما يضمن أن مجموعها يساوي واحدًا. لتقييم موثوقية الأحكام، يتم حساب نسبة التناسق (CR)؛ تشير قيمة CR أقل من 0.1 إلى تناسق مقبول في المقارنات. تتضمن المنهجية خطوات محددة لبناء مصفوفة المقارنة الزوجية، والتي تشمل جوانب ومعايير مختلفة مثل العوامل التقنية والاقتصادية والبيئية والاجتماعية، كما هو موضح في الجدول 1 من الورقة.
نقاش
في قسم النقاش، يحدد البحث نهجًا منهجيًا لتطبيع مصفوفة القرار وحساب أوزان المعايير باستخدام عملية التحليل الهرمي (AHP) وتقنية VIKOR لصنع القرار متعدد المعايير (MCDM). تتضمن عملية التطبيع تقسيم كل عنصر من عناصر المصفوفة على مجموع عمودها المعني، تليها متوسطات الصفوف لاشتقاق متجه الوزن. يتم تقييم تناسق المقارنات الزوجية من خلال نسبة التناسق (CR)، حيث تشير قيمة CR أقل من 0.1 إلى تناسق مقبول، مما يسمح بمتابعة عملية صنع القرار. إذا تجاوزت CR هذا العتبة، يجب مراجعة آراء الخبراء.
تُقدم تقنية VIKOR كطريقة لمعالجة المشكلات ذات المعايير المتضاربة، بهدف تحديد حل وسط يوازن بين منفعة المجموعة وندم الأفراد. تستخدم الطريقة مؤشر ترتيب التسوية (Q) الذي يدمج منفعة المجموعة (S) وندم الأفراد (R) لترتيب البدائل. كما تعرف الورقة مفاهيم أساسية تتعلق بمجموعات الفوضى المترددة ومجموعات الفوضى الكسرية q، والتي تُستخدم لنمذجة عدم اليقين في تقييمات الخبراء. ثم يتم تطبيق طريقة q-FHF VIKOR-AHP لتقييم بدائل الطاقة الخضراء، مما يظهر فعاليتها في اختيار الخيار الأنسب بناءً على معايير متعددة مثل التكلفة الأولية، وإنتاج الطاقة، والأثر البيئي، والقبول الاجتماعي. يؤكد تحليل الحساسية أيضًا على قوة الإطار المقترح عبر قيم المعاملات المتغيرة.
القيود
يسلط قسم القيود الضوء على عدة تحديات مرتبطة بتطبيق طرق q-FHFS وVIKOR-AHP في اختيار مشاريع الطاقة الخضراء. واحدة من القيود الرئيسية هي حساسية نتائج القرار لاختيار معامل q، الذي يمكن أن يؤثر بشكل كبير على النتائج. بالإضافة إلى ذلك، فإن التعقيد الحسابي المتضمن في إدارة قيم العضوية المترددة وغير العضوية المتعددة يمثل تحديًا، مما قد يعقد عملية صنع القرار.
علاوة على ذلك، فإن الطبيعة الذاتية لتعيين درجات التردد تُدخل خطر التحيز، مما قد يشوه التقييم. أخيرًا، فإن اعتماد طريقة VIKOR على ترتيب التسوية حساس لوزن المعايير، مما يمكن أن يؤثر على استقرار وموثوقية الترتيبات النهائية. تؤكد هذه القيود على الحاجة إلى اعتبار دقيق ومعايرة عند استخدام هذه الطرق في سياق اختيار مشاريع الطاقة الخضراء.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-46076-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41912690
Publication Date: 2026-03-30
Author(s): Hariwan Fadhil M. Salih et al.
Primary Topic: Multi-Criteria Decision Making
Overview
The section presents a novel framework for multi-criteria decision-making (MCDM) that integrates q-fractional hesitant fuzzy sets (q-FHFSs) with an LCM-based generalized distance measure and the VIKOR-AHP methodology. This approach addresses the complexities of comparing fractional and heterogeneous hesitant elements, thereby enhancing the representation of uncertainty in decision-making contexts. The AHP method is employed to derive objective priority weights, which are essential given the subjective nature of criteria weights. The proposed hybrid model demonstrates improved flexibility in managing fractional hesitancy and conflicting criteria, validated through a case study on the selection of Green Energy Systems based on sustainability criteria.
The study further conducts a sensitivity analysis to assess the impact of the parameter \( q \) on decision outcomes and compares the proposed method against existing techniques, such as q-fractional hesitant fuzzy TOPSIS and hesitant q-rung orthopair fuzzy methods. The results indicate the robustness and effectiveness of the VIKOR-AHP framework in achieving compromise solutions amidst competing criteria. Future research directions include comparisons with additional decision-making methods like ELECTRE and the integration of various objective weighting techniques to enhance the framework’s methodological robustness and reduce subjectivity in criteria weight determination.
Methods
In this study, a decision-making framework is employed that combines the Analytic Hierarchy Process (AHP) and the VIKOR technique to evaluate alternatives systematically. The AHP is utilized to determine the weights of various criteria through pairwise comparisons, allowing for the integration of both subjective judgments and objective compromise solutions. The AHP methodology involves decomposing the decision problem into a hierarchical structure that includes the overall goal, criteria, subcriteria, and alternatives. Experts provide relative importance assessments using a 1-9 numerical scale, which are then organized into a pairwise comparison matrix.
The principal eigenvector of this matrix is calculated to derive the normalized weights of the criteria, ensuring that their total equals one. To assess the reliability of the judgments, a consistency ratio (CR) is computed; a CR value of less than 0.1 indicates acceptable consistency in the comparisons. The methodology includes specific steps for constructing the pairwise comparison matrix, which encompasses various aspects and criteria such as technical, economic, environmental, and social factors, as detailed in Table 1 of the paper.
Discussion
In the discussion section, the research outlines a systematic approach for normalizing a decision matrix and calculating criteria weights using the Analytic Hierarchy Process (AHP) and the VIKOR technique for multi-criteria decision-making (MCDM). The normalization process involves dividing each element of the matrix by the sum of its respective column, followed by averaging the rows to derive a weight vector. The consistency of pairwise comparisons is assessed through the consistency ratio (CR), where a CR value below 0.1 indicates acceptable consistency, allowing the decision-making process to proceed. If the CR exceeds this threshold, expert opinions must be revised.
The VIKOR technique is introduced as a method for addressing problems with conflicting criteria, aiming to identify a compromise solution that balances group utility and individual regret. The method employs a compromise ranking index (Q) that integrates group utility (S) and individual regret (R) to rank alternatives. The paper also defines fundamental concepts related to hesitant fuzzy sets and q-fractional fuzzy sets, which are utilized to model uncertainty in expert evaluations. The proposed q-FHF VIKOR-AHP method is then applied to evaluate green energy alternatives, demonstrating its effectiveness in selecting the most suitable option based on multiple criteria such as initial cost, energy output, environmental impact, and social acceptance. The sensitivity analysis further confirms the robustness of the proposed framework across varying parameter values.
Limitations
The section on limitations highlights several challenges associated with the application of the q-FHFS and VIKOR-AHP methods in the selection of green energy projects. One primary limitation is the sensitivity of the decision outcomes to the choice of the q-parameter, which can significantly impact the results. Additionally, the computational complexity involved in managing multiple hesitant membership and non-membership values poses a challenge, potentially complicating the decision-making process.
Moreover, the subjective nature of assigning hesitant degrees introduces the risk of bias, which may skew the evaluation. Lastly, the VIKOR method’s reliance on compromise ranking is sensitive to the weighting of criteria, which can affect the stability and reliability of the final rankings. These limitations underscore the need for careful consideration and calibration when employing these methods in the context of green energy project selection.