Multiple criteria decision support systems (MCDSS) and a MCDSS for clean electricity production of Turkey

Abstract

Yeryüzü kurulduğundan beri insanoğlunun karşılaştığı problem aslında çoklu amaçlar taşımaktadır. Her karar verme, bir sistemin kapsamında problem çözme olarak düşünülebilir. Buna göre karar vermenin amacı en genel ve kapsamlı anlamda; uygun şekilde tanımlanmış bir sistemin en çok arzu edilen bir duruma girmesini sağlamak biçiminde ifade edilebilir. Bilimin yardımı olsa da olmasa da, sezgi ve yargı kullanmadan karar vermek olanaksızdır özellikle çok boyutlu değer ölçüsünün söz konusu olduğu durumlarda... Bu gibi durumlarda bilimin rolü; karar vericinin seçimini yaparken, sezgi ve yargısını daha etkin bir şekilde kullanmasına olanak verecek bilgileri türetip sunmaktır. Burada karelasılan temel sorun ise seçeneklerin kıyaslanabilirliğidir. Tek değer ölçüsü ile kıyaslama yapılabiliyorsa, en iyi çözümüm saptanması kolayca mümkün olmaktadır. Çoklu amaçlara yönelik karar verme durumlarında kıyaslama, bütün değer ölçülerini ayni anda dikkate almalıdır. Son yıllarda Türk ve dünya kamuoyu çevre kirlenmesine karşı son derece duyarlı bir hale geldi. Bu da çevre kirliliğinin gündemdeki önemli konulardan birisi haline gelmesini beraberinde getirmiştir. Bunun en büyük nedeni; içinde yaşadığımız gezegeni kendi elimizle ve bilinçli olarak yok etmek tehlikesinden kaynaklanıyor. Hava ve su kirliliği her gecen gün artik önemsenmesi gereken miktarlarda artmakta. Kirlenmenin önemli bir kısmi ise özellikle elektrik üretimi amacıyla kullanılan santrallerden kaynaklanıyor. Olaya maliyet acısından baktığımızda ise karşımıza üzerinde düşünülmesi gereken bir tablo çıkıyor. Yani kirliliğe en çok sebep olanlar ucuz maliyetli teknolojiler, bunun tara tersine çevre dostu olan teknolojiler ise pahalı. Görüldüğü gibi karşımızda birbiri ile çelişen iki durum var. O halde burada daha önce tek bir amaçla ifade edilen problem (kar maksimizasyonu veya maliyet minimizasyonu seklinde) yerini çok amaçlı çözümlemeye bırakmak zorundadır. Ucuz, fakat doğal çevre acısından zararlı olan yakıtlar mi tercih edilmeli, yoksa, doğal çevre dostu ama maliyeti yüksek yakıtlar mi ? Diğer yandan, karar vermede bilginin gereği de inkar edilemez. özellikle içinde yaşadığımız su -x- informasyon çağında. Karar vermek gelecekle ilgili bir hüküm verme işlemidir. Gelecek ise bir belirsizliği beraberinde getirir. Bu belirsizliği birazcık olsun azaltmak ise, karsilasilan karar verme problemine ait olan bilgilerin sikliği, miktarı ve doğruluğu ile yakından ilgilidir. Çünkü, verilen karar in doğruluğu ve iyiliği, isabetliliği, eldeki verilerin bir fonksiyonudur. Su halde, kararı verecek olan kişinin problem hakkında yeterli veriye gereksinimi vardır. Fakat tek basına bu bilgiye sahip olmak da verilecek kararın doğru olmasını gerektirmez. Karar verecek kişi bir takim destek aletlerine de gereksinim duyar. Bu destek aletlerinin en basında bilimsel modeller gelir. Bilimsel modellerin amacı karar vericiye karşılaştığı problemi çözmesinde yardımcı olacak teknikleri ona sunmaktır. Fakat bu da yeterli değildir. Bazen bu modelleri kullanarak problem çözmek çok uzun zaman alabilir ve elde edilen sonuç ise gerekenden uzun veya geç gelebilir. Karar vericinin, bu modelleri çözmesinde zamanını kısaltan en büyük yardımcı araç ise bilgisayarlardır. Çoklu amaçlarla çalışıldığında, geleneksel anlamda optimizayson gerçekleştirilemeyebilir. Bu yüzden en iyileme kavramı yerini yavaş yavaş uzlaşma, karşılıklı etkileşim gibi kavramlara bırakmakta ve karar vericinin en iyilemeci değil, yetinici olduğundan söz edilmektedir. Tek başına optimizasyon modelleri de karar vermede yeterli olmaz. İyi doğru, güvenilir, zamanında, tam ve yeterli veriye ise her zaman gerek vardır. iste Karar Destek Sistemleri (Decision Support Systems),. rekabetin ve piyasa ekonomisinin hakim olduğu bir çerçeve altında basarili olmayı gerektiren modern yönetim araçlarından birisi olarak gündeme gelmiştir. Karar Destek Sistemleri, karar vericinin yapısal olmayan ya da yari yapısal kararlar almasına yardımcı olmak üzere ortaya atılmış uygun veri tabanına ve karar modellerine dayalı etkileşimli bir sistem olarak tanımlanmaktadır. Temel prensiplerinden bazıları ise; sistem içersindeki her türlü bilginin güncel ve doğru olması, bilgilerin kullanıcıya süratle ve zamanında aktarılması, sistemin geçmiş, bugün ve gelecek boyutlarını içermesi, kullanımının kolay olmasıdır.. Bir Karar Destek Sisteminin kurulabilmesi için özellikle üç ana unsurun bulunması gerekir; veri tabanı karar modelleri ve bilgisayar programları. Sayılan özellikler olmadan Bir Karar Destek Sistemi kurmak ve istenilen amaçlara ulaşabilmek oldukça zordur. Baş döndürücü düzeye ulasan mikrobilgisayar yazılım ve donanımındaki son yulardaki gelişmeler Çok Amaç 1 i Karar Verme (Multiple Criteria Decision Making) yöntemlerini ve Karar Destek Sistemlerini aynı catı -xı- altında buluşturmuştur. Tarihsel olarak olaya baktığımızda, her ikisinin de özellikle 1970 li yulardan sonra büyük bir ivme kazandığını ve üzerinde en çok caba harcanan konulardan biri haline geldiklerini görürüz. Nihayet bu iki sistem son yularda birleşmiş ve ortaya çok Amaçlı Karar Destek Sistemleri (Multiple Criteria Decision Support Systems) çıkmıştır. çok Amaçlı Karar Destek Sistemlerinin temel amacı; Çözüm aranan problemi uygun bir Çok Amaçlı Karar Verme modeli veya modelleri kullanarak, elde edilen karar alternetiflerini karar vericiye sunan ve ondan gelen gerek tercihsel (alternatife ait) gerekse yapısal (probleme ait) değişiklikleri etkileşimli bir yolla çözüm için ele alan ve probleme ait en iyi uzlaşmacı çözüme ulaşmayı sağlamada karar vericiye destek olan bir sistemdir. Çok Amaçlı Karar Destek Sistemleri ve Türkiye'nin Temiz Elektrik Üretimi İçin Bir Uygulaması başlıklı bu çalışmanın amacı; karar verici model etkileşimi ile çeşitli varsayımlar ve senaryolar yapmaya olanak veren ve böylece en uzlaşması çözümü bulmada yardımcı olarak kullanılan Çok Amaçlı Karar Destek Sistemlerini incelemektir. Yukarıda da değinildiği gibi çevre kirlenmesi ve elektrik üretimi birbiriyle oldukça çatısan iki olaydır. Oldukça popüler olan bu alanda her iki olayı da içinde barındıran ve buna karsın en uzlaşmacı alternatif çözümü sunmak amacıyla da Türkiye'nin temiz elektrik üretimi için MOCEPM-TR (Multiple Objective Clean Electricity Production Model for Turkey) adli çok amaçlı bir karar verme modeli geliştirilmiştir. MOCEPM-TR iki amaca sahiptir. Bunlardan birincisi, elektrip üretim maliyetinin minimizasyonu (ilk yatirim maliyetleri ve isletme maliyetlerini içerir) diğeri ise elektrik üretimi sonucunda dışarıya at ilan, dolayısıyla çevreyi kirleten kirletici miktarının mimimizasyonudur (çevrenin görsel değer kaybı ve fosil yakıtlarının neden olduğu kirletme miktarlarını içerir). Bu modelin çözülmesi için ise çok amaçlı karar destek sistem metodolojisi kullanılmıştır. Bu metodolojiye göre model önce Türkiye'de su anda izlenen elektrik üretim politikası göz önüne alınarak çözülmüştür. Yani elektrik üretim planlaması için Türkiye Elektrik Kurumu' nun (TEK) göz önüne aldığı tüm politikalar ve kısıtlar bu modelde de kapsama alınmıştır. Fakat MOCEPM- TR bir noktada TEK çalışmaları ile ayılmaktadır.. O da MOCEPM-TR de çevrenin de ele alınmasıdır. (olayın çevre boyutunu da ele alan Türkiye'deki çalışmadır). TEK tarafından yapılan çalışmalar ise konunun çevre boyutunu ele almamaktadır. Elde edilen sonuçlar ise TEK tarafından yapılan üç ayrı elektrik üretim planlama modeli ile ayrı ayrı karşılaştırılmış ve MOCEPM-TR' nin çevre boyutunu ele almasına rağmen elektrik üretim maliyeti minimizasyonu acısından dahi TEK çalışmalarına -XXI- nazaran cok daha iyi sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Çevre kirliliği acisindan konu ele alindiginda ise MOCEPM-TR nin TEK calismalari ile kiyaslanaroayacak derecede iyi sonuçlar verdiği bulunmuştur. Sonuçlar incelendiğinde kurulan modelin, TEK 'in özellikle çevre acisindan cok zararli olan ve yerli üretim kaynaklarina agirlik veren TEK-3 (Devlet Planlama Teskilati'nin üretimde ne kadar cok yerli kaynak kullanilirsa ulusal cikarlara o kadar cok yardimci olur görüsüne göre hazirlanmistir) modeli ile cok büyük f arkliliklar gösterdiği de bir gerçektir. Yerli üretim pay i fazla olacak diyerek çevrenin kirlenmesine göz yumulmamasi gerekir. Model daha sonra Türkiye'nin liberal ekonomi politikasi izlemesi halinde nasil bir sonuç cikacagi sorusuna yanit bulmak amaciyla, gerekli digisiklikler yapilarak tekrar çözülmüştür. Liberal ekonomi politikasi varsayimi, Kömürdeki ithal vergisinin kaldirilmasini, linyitteki sübvansiyonun kaldirilmasini ve doğal gazdaki üst üretim sinirinin kaldirilmasini gerektirir. Bu durumda kömür ve linyit fiyatlar i artacak, doğal gaz ithal miktar i da artacaktir. Dolayisiyla elde edilecek üretim miktarlarinin da daha az çevreye zarar verecek oranlarda olduğu gözlenecektir. Nitekim elde edilen sonuçlar bu beklentiyi dogrulamistir. Sonuç olarak su söylenebilir; Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerde ana sorun, kalkinma ile çevre arasinda bir secim yapmak değil, aksine temiz bir çevre içinde kalkinmak olmalidir. Calismanin birinci bölümünde önce yörietim-karar verme-sistem analizi-karar destek dörtlüsü ele alinmis ve sonrada cok amacli optimizasyona nasil ulasildigi tarihsel bir gelişim içinde anlatilmaya calisilmistir. ikinci bölüm Cok Amacli Karar Verme ile ilgilidir. Bu bölümde cok amacli karar verme modellerinin yapisi, temel kavramlar i, bileşenleri ve matematiksel f ormülasyonu ve bu modellerin iki ana grupta genel bir tanitimi verilmiştir. Cok amacli karar vermeye ilişkin modeller ve teknikler üzerinde son yularda büyük bir ivme kazanan gelişim gözlenmektedir. Bu konuda bir cok yeni yöntem ve teknikler geliştirilmekte ve eski yöntemlerin iyileştirilmesi üzerinde yogunlasilmaktadir. Bunlar in hepsini aciklamak konumuz olmadigi için üçüncü bölümde yalnizca temel bazi yöntemler tanitilmistir. Dördüncü bölüm Karar Destek Sistemlerini ele alir. Bu bölümde karar vermede bilgisayarin öneminden hareketle karar destek catisinin nasil kurulduğu, karar destek sisteminin ne olduğu, karar destek sisteminin elemanlar i tasvir edilmiş ve karar destek sisteminin nasil kurulma s i -xiii- gerektiğinden hareketle de Karar, Destek ve Sistem arasındaki ilişki açıklanmıştır. Beşinci bölüm Çok Amaçlı Karar Destek Sistemlerinin tanıtımı ile ilgilidir. Burada önce çok amaçlı karar verme ve karar destek sistemleri arasındaki ilişki tarif edilmiş ve buradan nasıl bir integrasyonun sağlanmaya çalışıldığı belirtildikten sonra çok amaçlı karar destek sistemlerinin yapısı tanıtılmıştır. Son bölüm Türkiye'nin 2004 yılındaki elektrik üretim ihtiyacını çevre korumacı tedbirleri de içinde amaç olarak barındıran MOCEPM-TR modelinin tanıtıldığı bölümdür. Sonuçta bu modelle elde edilen değerler TEK» in yine ayni yıl için yaptığı ve hiç birisinde çevre korunmasına ait herhangi bir kısıt veya politika bulunmadığı modellerin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Söz konusu karşılaştırmalar iki ana grafik üzerinde verilmiş ve sonuçlara ait yorumlar yapılmıştır.

Multiple Criteria Decision Making (MCDM) is one of the most important research topic in the field of Management Science today. Recently, MCDM have gained increasingly attention as an important class of Decision Support Systems. Decision Support Systems is a contemporary means of management which is developed in order to be helpful in making analysis, projections and sophisticated decisions for the Decision Makers. The Purpose of this thesis is to introduce Multiple Criteria Decision Support Systems (MCDSS) and to present a MCDSS for clean electricity production of Turkey. Recently, the public in Turkey as is in the world has become increasingly sensitive to environmental issues contrary to the Decision Makers'. This sensitivity turning out the conflict between the two objectives, namely, cheaper technology of electricity production causes high rates of emission and environmentally beneficial technologies are expensive, illustrates the complexity of the problem. The problem in the models developed by Turkish Electricity Authority are formulated in terms of cost minimization of electricity production although the environmental impact of electricity production plays a vital role in social and economic life. This new aspect in supply issues is increasingly integrated into the international modelling attempts. That is why, an interactive model for the turkish electricity sector named MOCEFM-TR (Multiple Objective Clean Electricity Production Model for Turkey) which addresses both of these issues has been (fist time in Turkey) developed. Under the objective functions of minimizing both the costs and the amount of emission caused by electricity productions, the models attempts to optimize the expansion of the electricity production systems. Chapter 1 is an introduction to decision making through optimization and decision support. An overview and general features of Multiple Criteria Decision Making are i": given in Chapter 2. Although various methods for multiobjective obtimization have been developed, in Chapter 3 we focus on some of the main approaches. The connection between Multiple criteria Decision Making and f\ Decision Support systems is introduced in Chapter 5. Chapter 6 deals with the application of MCDSS on MOCEPM- TR which is developed in this work.