간단한 순위 프로세스를 이용한 재료 선택을 위한 의사 결정 분석 모델

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8631(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

다수의 소재와 다양한 기준의 패션 소재 선택 문제는 복잡한 다기준 의사결정(MCDM) 문제입니다. 본 논문에서는 복잡한 재료 선택 문제를 해결하기 위해 SRP(Simple Ranking Process)라는 새로운 의사결정 방법을 제안합니다. 기준 가중치의 정확성은 새로운 방법의 결과에 직접적인 영향을 미칩니다. 현재 MCDM 방법과 달리 SRP 방법에서는 잘못된 결과를 생성할 수 있는 잠재적 원인인 정규화 단계가 제거되었습니다. 이 방법의 적용은 각 기준에서 대안의 순위만 고려하기 때문에 재료 선택의 복잡성이 높은 상황에 적합합니다. VIMM(vital-immaterial mediocre method)의 첫 번째 시나리오는 전문가 평가를 기반으로 기준 가중치를 도출하는 도구로 사용됩니다. SRP의 결과는 여러 MCDM 방법과 비교됩니다. 분석적 비교 결과를 평가하기 위해 본 논문에서는 타협 결정 지수(CDI)로 알려진 새로운 통계 척도를 제안합니다. CDI는 재료 선택 문제를 해결하기 위한 MCDM 방법의 결과가 이론적으로 입증될 수 없으며 실습을 통해 평가해야 한다고 밝혔습니다. 결과적으로 기준 가중치에 대한 종속성을 평가하여 MCDM 방법의 신뢰성을 입증하기 위해 추가적인 혁신적인 통계 측정인 종속성 분석이 도입되었습니다. 연구 결과에 따르면 SRP는 기준 가중치에 극도로 의존하고 기준 수에 따라 신뢰성이 높아지므로 까다로운 MCDM 문제를 해결하기 위한 완벽한 도구가 됩니다.

재료 선택 문제와 다기준 의사결정(MCDM) 방법은 강한 관계를 가지고 있습니다. 적절한 재료를 선택하는 것은 신제품을 설계하고 개발하는 데 있어 가장 어려운 작업입니다1. 엔지니어링 설계는 고성능 달성, 비용 최소화, 환경 친화적이라는 목표를 중심으로 이루어지며, 이는 종종 재료에 의해 제한됩니다. 따라서 최적의 제품 설계의 주요 목표 중 하나는 가장 경제적인 비용으로 최고 수준의 성능을 제공하면서 설계 기준을 충족하는 재료를 선택하는 것입니다2,3. 재료 선택은 여러 기준에 따라 사용 가능한 다양한 대안 중에서 가장 적합한 재료를 선택하는 복잡한 의사 결정 프로세스입니다. MCDM(Multi-Criteria Decision Making)은 이러한 복잡한 의사결정 문제를 해결하는 데 사용되는 수학적 방법의 클래스를 나타냅니다. 이러한 문제는 의사결정자가 여러 기준이나 차원에 따라 서로 다른 일련의 대안 중에서 선택해야 하는 실제 상황에서 종종 발생합니다. MCDM의 목표는 의사결정자의 선호도와 우선순위를 기반으로 최상의 대안 또는 대안 세트를 식별하는 것입니다. MCDM 문제는 일반적으로 행렬 형식으로 표시됩니다. 여기서 각 행은 대안을 나타내고 각 열은 기준을 나타냅니다. 매트릭스의 요소는 각 기준에 대한 각 대안의 성능에 해당합니다. 그런 다음 의사결정자는 각 기준에 대한 가중치나 우선순위를 제공하도록 요청받아 의사결정 과정에서 각 기준의 상대적 중요성을 나타냅니다. 재료 선택 문제에는 여러 기준을 기반으로 한 일련의 대안 중에서 가장 적합한 재료를 평가하고 선택하는 것도 포함됩니다. 이러한 유형의 문제에서는 의사결정자가 각 기준의 중요성을 평가하고 이에 따라 대안을 평가해야 합니다. 재료 선택 결정에는 일반적으로 비용, 성능, 내구성, 물리적 및 공학적 특성, 환경 요인, 비용, 제조 가능성 등 여러 가지 상충되는 기준이 관련됩니다. 이러한 기준에는 측정 단위가 다를 수 있으므로 단일 측정항목을 사용하여 대안을 비교하고 평가하기가 어렵습니다. 재료 선택은 MCDM 문제 형식 문제로 변환될 수 있으므로 MCDM 방법은 제품 설계 및 개발 요구 사항을 충족하는 최상의 재료를 찾는 데 적합한 솔루션입니다. 많은 연구자들이 MCDM 방법과 재료 선택 문제 사이의 연관성에 주목해 왔습니다. 에 따르면 다양한 프로젝트에 가장 적합한 재료를 선택하기 위해 사용되는 다양한 방법과 기술 중에서 MCDM 방법론이 가장 널리 사용되는 접근 방식 중 하나입니다. Reference5는 재료 선택 문제를 MCDM 딜레마로 부르고,6은 MCDM 방법이 수많은 경쟁 성능 특성을 통합하고 많은 의사 결정자와 관련된 재료 선택 문제에 대한 유일한 솔루션이라고 믿습니다. 후자의 저자7와 유사하게 MCDM 방법은 다양한 재료 특성과 다양한 기준을 통합하는 재료 선택 문제를 효과적으로 관리하기 위한 효율적인 도구라고 주장합니다. 참고문헌8은 또한 MCDM 방법이 상충되는 기준 하에서 재료의 성능을 평가하기 때문에 제품에서 원하는 결과를 얻는 데 도움이 된다고 언급했습니다. 재료 선택 문제에서 MCDM 방법을 사용하면 몇 가지 장점이 있습니다. 첫째, 다양한 기준에 따라 자료를 평가하고 순위를 매기는 체계적이고 객관적인 접근 방식을 제공합니다. 둘째, 의사결정자가 결정에 가장 큰 영향을 미치는(가중치 값이 가장 높은) 중요한 기준을 식별하는 데 도움이 됩니다. 셋째, 의사결정자는 다양한 시나리오에서 다양한 재료의 성능을 평가하고 비교할 수 있습니다. 마지막으로, 의사결정 프로세스에 투명하고 구조화된 접근 방식을 제공하여 이해관계자 간의 합의를 구축하고 의사소통을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. MCDM 방법은 기준 가중치를 계산하고 재료 순위를 결정하기 위한 재료 선택 문제에 널리 사용됩니다. 다양한 학자들이 이 두 가지 작업에 대해 다양한 범주를 제안했습니다. MCDM 가중치 방법은 일반적으로 주관적 가중치 방법과 객관적 가중치 방법의 두 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 주관적 가중치 방법은 인간의 의견, 기대, 판단에만 의존하여 기준에 가중치를 부여하는 반면, 객관적 가중치 방법은 의사결정 문제의 매트릭스에서 기준 가중치를 추출합니다. 순위 방법은 아웃랭킹 방법, 절충 순위 방법, 거리 기반 방법, 쌍별 비교 방법 등 4가지 하위 범주로 나뉩니다. MCDM 문제의 복잡성은 다음과 관련됩니다.