A Fuzzy TOPSIS and Interval Type-2 Fuzzy TOPSIS Based Approach for Sustainable Smart Supplier Selection

Abstract

Increasing global competition and sustainability pressures have shifted supply chain management beyond a cost- and quality-oriented perspective. Today, firms are required to develop more holistic decision-making processes by incorporating environmental, social, and technological parameters. This study proposes an innovative supplier evaluation model that integrates sustainability principles with digital transformation dynamics. The model is structured around four main criterion groups: economic, environmental, technological, and operational. The criteria were determined through an extensive literature review and expert opinions from different sectors. In the analysis phase, two Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) methods fuzzy TOPSIS and interval type-2 fuzzy TOPSIS were employed. The findings indicate that both methods identified the same supplier as the most suitable alternative. However, the interval type-2 fuzzy TOPSIS method provided a clearer differentiation among the alternatives, offering decision-makers a more reliable ranking under uncertainty. This demonstrates that type-2 fuzzy sets are more effective in environments characterized by high levels of uncertainty. As one of the few studies to apply both methods together, this research contributes to literature with a novel and comprehensive approach. Furthermore, the proposed model has the potential to guide decision-makers strategically, with applicability across diverse sectors and contexts.

Keywords

• Sustainable supplier selection
• intelligent supply chain management
• fuzzy TOPSIS
• interval type-2 fuzzy TOPSIS

Sürdürülebilir Akıllı Tedarikçi Seçimi için Bulanık TOPSIS ve Aralık Tip-2 Bulanık TOPSIS Temelli Bir Yaklaşım

Abstract

Increasing global competition and sustainability pressures have shifted supply chain management beyond a cost- and quality-oriented perspective. Today, firms are required to develop more holistic decision-making processes by incorporating environmental, social, and technological parameters. This study proposes an innovative supplier evaluation model that integrates sustainability principles with digital transformation dynamics. The model is structured around four main criterion groups: economic, environmental, technological, and operational. The criteria were determined through an extensive literature review and expert opinions from different sectors. In the analysis phase, two Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) methods fuzzy TOPSIS and interval type-2 fuzzy TOPSIS were employed. The findings indicate that both methods identified the same supplier as the most suitable alternative. However, the interval type-2 fuzzy TOPSIS method provided a clearer differentiation among the alternatives, offering decision-makers a more reliable ranking under uncertainty. This demonstrates that type-2 fuzzy sets are more effective in environments characterized by high levels of uncertainty. As one of the few studies to apply both methods together, this research contributes to literature with a novel and comprehensive approach. Furthermore, the proposed model has the potential to guide decision-makers strategically, with applicability across diverse sectors and contexts.

Keywords

• Sürdürülebilir tedarikçi seçimi
• akıllı tedarik zinciri yönetimi
• bulanık TOPSIS
• aralık tip-2 bulanık TOPSIS

References

1. [1] B. Keleş ve G. Ova, "Gıda tedarik zinciri yönetiminde bilgi teknolojileri kullanımı," Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, vol. 17, no. 1, pp. 137–143, 2020.
2. [2] E. Doğan ve Ö. Yurt, "Tedarik zinciri yönetiminde bilgi paylaşımının rolü," Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, vol. 13, no. 74, pp. 979–987, 2020.
3. [3] H. Stadtler, "Supply chain management: An overview," in Supply Chain Management and Advanced Planning, H. Stadtler, C. Kilger ve H. Meyr, Eds., pp. 3–28, 2015.
4. [4] B. Yıldız ve A. Çetindaş, "Tedarik zinciri entegrasyonunun firma performansı üzerindeki etkisinde tedarik zinciri esnekliği ve tedarik zinciri çevikliğinin aracı rolü," Verimlilik Dergisi, no. 3, pp. 175–199, 2020.
5. [5] A. Altay ve S. Yıldız, "Yeşil tedarik zinciri yönetimi kapsamında içsel çevresel uygulamaların firma performansına etkisi: Otomotiv sanayiinde bir araştırma," Kastamonu Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, vol. 25, no. 1, pp. 141–156, 2023.
6. [6] E. Ünlü ve M. Deniz, "Endüstri 4.0 kapsamında dijital tedarik zinciri yönetimi ve dijital ikiz teknolojisi," Uluslararası Ekonomi, İşletme ve Politika Dergisi, vol. 4, no. 1, pp. 36–50, 2020.
7. [7] H. Yılmaz ve F. Çavuş, "Tedarik zinciri yönetiminde sürdürülebilirlik anlayışı ve bir uygulama," Cumhuriyet Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, vol. 14, no. 1, pp. 5–12, 2013.
8. [8] İ. Altaygil, "Akıllı üretim sistemlerinde tedarik zinciri yönetimi uygulamaları," M.S. thesis, İstanbul Teknik Üniversitesi, 2017.

9. [9] G. Kazan ve T. Uzun Kocamış, "Tedarik zincirlerinde sürdürülebilir risk yönetimi: Çevresel, sosyal ve jeopolitik riskleri azaltma stratejileri," Bilgi Ekonomisi ve Yönetimi Dergisi, vol. 19, no. 1, pp. 75–92, 2024.
10. [10] J. B. Houlihan, "International supply chain management," International Journal of Physical Distribution & Materials Management, vol. 15, no. 1, pp. 22–38, 1985.
11. [11] E. Çakır ve B. Genç, "Sürdürülebilir tedarikçi değerlendirmesi için bulanık AHP yöntemi: Gıda sektöründe bir uygulama," Journal of Business Research-Türk, vol. 13, no. 2, pp. 1043–1060, 2021.
12. [12] H. F. Yücel ve S. Şen, "Çok kriterli karar verme yöntemleri ile tedarikçi seçimi," Dumlupınar Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, no. 56, pp. 74–92, 2018.
13. [13] Y. Öztürk, "Bulanık AHP yöntemi ile sürdürülebilir tedarikçi değerlendirme: Tekstil sektöründe bir uygulama," Çankırı Karatekin Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, vol. 13, no. 2, pp. 823–842, 2022.
14. [14] R. Ünver ve B. Kaya, "Tedarikçi seçiminde çok kriterli karar verme yöntemlerinin karşılaştırılması," İstanbul Ticaret Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, vol. 15, no. 30, pp. 41–54, 2016.
15. [15] S. Seuring ve M. Müller, "From a literature review to a conceptual framework for sustainable supply chain management," Journal of Cleaner Production, vol. 16, no. 15, pp. 1699–1710, 2008.
16. [16] G. Altuntaş ve D. Türker, "Türkiye’de sürdürülebilir tedarik zinciri yönetimi uygulamaları: İçerik analizi çalışması," Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, no. 27, pp. 1–11, 2012.
17. [17] E. Toprak, "Kurumsal sürdürülebilirlik uygulamalarının tedarik zinciri performansı üzerindeki etkileri: Türkiye örneği," Karabük Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, vol. 11, no. 2, pp. 489–504, 2021.
18. [18] H. Demir ve E. L. Oral, "Sürdürülebilir tedarik zinciri yönetimi uygulamalarının kurumsal sürdürülebilirlik üzerindeki etkileri," ODU Journal of Social Sciences Research, vol. 12, no. 3, pp. 1275–1292, 2022.
19. [19] E. Karakoç, Y. Şengül ve H. Yalçın, "Endüstri 4.0 kapsamında tedarik zinciri yönetimi: Kavramsal bir çerçeve," Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol. 8, no. 4, pp. 2410–2423, 2020.
20. [20] F. Çelik ve M. Özdemir, "Endüstri 4.0 ve tedarik zinciri yönetimi üzerine bir değerlendirme," Uluslararası İktisadi ve İdari İncelemeler Dergisi, no. 35, pp. 110–125, 2023.
21. [21] Ö. Doğan, "Sürdürülebilir tedarik zinciri yönetimi çerçevesinde tedarikçi değerlendirme kriterlerinin belirlenmesi: Analitik Hiyerarşi Süreci ile bir uygulama," Uluslararası Yönetim İktisat ve İşletme Dergisi, vol. 18, no. 2, pp. 417–432, 2022.
22. [22] S. Demir, M. A. Gündüz ve T. Paksoy, "Akıllı ve sürdürülebilir tedarik zinciri yönetiminin hazırlık ve olgunluk düzeyinin değerlendirilmesi için geometrik ortalamaya dayalı yeni bir model önerisi," Journal of Transportation and Logistics, vol. 7, no. 1, pp. 95–115, 2022.
23. [23] G. A. Keskin ve M. Aksoy, "Endüstri 4.0 uygulamaları kapsamında sürdürülebilir tedarik zinciri yönetimi: Bulanık AHP yöntemiyle bir değerlendirme," Journal of Life Economics, vol. 6, no. 4, pp. 1–17, 2019.
24. [24] E. Özcan, "Bulanık AHP ve TOPSIS yöntemleriyle tedarikçi seçimi: Bir uygulama," International Journal of Management Economics and Business, vol. 18, no. 1, pp. 35–50, 2022.
25. [25] O. Korkmaz ve N. Y. Ateş, "Tedarikçi seçim kriterlerinin analitik ağ süreci yöntemi ile değerlendirilmesi: Seramik sektöründe bir uygulama," Yalova Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, vol. 13, no. 1, pp. 91–112, 2023.
26. [26] S. Yılmaz ve Y. Özdemir, "Tedarikçi seçimi ve değerlendirme kriterleri: Bir uygulama," OPUS Uluslararası Toplum Araştırmaları Dergisi, vol. 16, no. 29, pp. 1423–1444, 2020.
27. [27] C. Altuntaş ve D. Türker, "Sürdürülebilir tedarik zincirleri: Sürdürülebilirlik raporlarının içerik analizi," Dokuz Eylül Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, vol. 14, no. 3, pp. 39–64, 2012.
28. [28] İ. U. Sarı, B. Ç. Ervural ve S. Bozat, "Sürdürülebilir tedarik zinciri yönetiminde DEMATEL yöntemiyle tedarikçi değerlendirme kriterlerinin incelenmesi ve sağlık sektöründe bir uygulama," Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 23, no. 4, pp. 477–485, 2017.
29. [29] N. Karakoç, T. Eren ve E. Özcan, "Sürdürülebilir tedarik zinciri yönetimi için Endüstri 4.0’daki zorlukların değerlendirilmesi," Gazi Üniversitesi Endüstri Mühendisliği Dergisi, vol. 31, no. 2, pp. 215–233, 2020.
30. [30] T. Çiçek, M. S. Yıldız ve İ. Durak, "AHP, TOPSIS ve ELECTRE yöntemleriyle sürdürülebilir tedarik zincirinde en uygun tedarikçi seçimi," Eurasian Econometrics Statistics & Empirical Economics Journal, pp. 1–18, 2020.
31. [31] A. Nafei, S. P. Azizi, S. A. Edalatpanah and C. Y. Huang, "Smart TOPSIS: A neural network-driven TOPSIS with neutrosophic triplets for green supplier selection in sustainable manufacturing," Expert Systems with Applications, vol. 255, p. 124744, 2024.
32. [32] A. Yildizbasi and Y. Arioz, "Green supplier selection in new era for sustainability: A novel method for integrating big data analytics and a hybrid fuzzy multi-criteria decision making," Soft Computing, vol. 26, no. 1, pp. 253–270, 2022.
33. [33] S. Kusi-Sarpong, H. Gupta, S. A. Khan, C. J. Chiappetta Jabbour, S. T. Rehman and H. Kusi-Sarpong, "Sustainable supplier selection based on industry 4.0 initiatives within the context of circular economy implementation in supply chain operations," Production Planning & Control, vol. 34, no. 10, pp. 999–1019, 2023.
34. [34] A. Çalık, "A novel Pythagorean fuzzy AHP and fuzzy TOPSIS methodology for green supplier selection in the Industry 4.0 era," Soft Computing, vol. 25, no. 3, pp. 2253–2265, 2021.
35. [35] Z. Shang, X. Yang, D. Barnes and C. Wu, "Supplier selection in sustainable supply chains: Using the integrated BWM, fuzzy Shannon entropy, and fuzzy MULTIMOORA methods," Expert Systems with Applications, vol. 195, p. 116567, 2022.
36. [36] J. Lu, S. Zhang, J. Wu and Y. Wei, "COPRAS method for multiple attribute group decision making under picture fuzzy environment and their application to green supplier selection," Technological and Economic Development of Economy, vol. 27, no. 2, pp. 369–385, 2021.
37. [37] E. E. Nebati, "Sürdürülebilir tedarikçi seçimi: Küresel bulanık AHP tabanlı CODAS yaklaşımı," Sosyal Bilimler Araştırmaları Dergisi, vol. 19, no. 1, pp. 54–67, 2024.
38. [38] A. Çalık, "Grup karar verme yöntemlerini kullanarak yeşil tedarikçi seçimi: Gıda endüstrisinden bir örnek olayı çalışması," Ekonomik ve Sosyal Araştırmalar Dergisi, vol. 17, no. 1, pp. 1–16, 2021.
39. [39] S. Kılınç ve B. Yağmahan, "Sürdürülebilirlik için GİA ve AHP yöntemleri ile yeşil tedarikçi seçimi: Bir otomotiv ana sanayi uygulaması," Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, no. 27, pp. 686–698, 2021.
40. [40] M. Deste ve S. Sever, "Kumaş tedariğinde tedarikçi seçim kriterlerinin sürdürülebilirlik çerçevesinde belirlenmesinde yönelik tekstil sektöründe bir araştırma," Türkiye Mesleki ve Sosyal Bilimler Dergisi, no. 6, pp. 108–126, 2021.
41. [41] B. Ülker ve T. O. Özçelik, "Bulanık çok kriterli karar verme teknikleri ile sürdürülebilir tedarik zinciri yönetimi ve tedarikçi seçimi," Türk Mühendislik Araştırma ve Eğitimi Dergisi, vol. 3, no. 1, pp. 1–18, 2024.
42. [42] E. Demiralay, "Bulanık ortamda akıllı ve sürdürülebilir kriterlerle tedarikçi seçim süreci için strateji geliştirme," M.S. thesis, Konya Teknik Üniversitesi, 2022.
43. [43] B. Diken, "Enerji sektöründe AHP-MEREC-COCOSO yöntemleri ile sürdürülebilir ve akıllı tedarikçi seçimi," 2024.
44. [44] H. K. Özensel, "Akıllı tedarikçi seçimi için bulanık mantık temelli bir model önerisi," M.S. thesis, Necmettin Erbakan University, 2023.
45. [45] F. Gündoğdu, "Tedarikçi seçiminde dijitalleşmenin etkileri," Avrasya Sosyal ve Ekonomi Araştırmaları Dergisi, vol. 7, no. 12, pp. 136–146, 2020.
46. [46] E. Şener, "Akıllı sistemler kullanılarak tedarikçi seçimi: Bir literatür incelemesi," Uluslararası Yönetim İktisat ve İşletme Dergisi, vol. 17, no. 3, pp. 821–835, 2021.
47. [47] T. Kaya ve M. Özkan, "Çok kriterli karar verme yöntemleri ile yenilenebilir enerji yatırımları değerlendirmesi," Business and Economics Research Journal, vol. 11, no. 1, pp. 1–20, 2020.
48. [48] C. L. Hwang and K. Yoon, "Methods for multiple attribute decision making," in Multiple Attribute Decision Making: Methods and Applications — A State-of-the-Art Survey, pp. 58–191, Springer, Berlin, Heidelberg, 1981.
49. [49] S. Çolak ve B. Baki, "ÇKKV yöntemleri ile sürdürülebilir tedarikçi seçimi: Entegre SWARA ve TOPSIS yaklaşımı," Sosyal, Beşerî ve İdari Bilimler Dergisi, vol. 5, no. 1, pp. 55–70, 2023.
50. [50] C. Bektaş ve M. Altuntaş, "Çok kriterli karar verme yöntemleri ile tedarikçi seçimi: Literatür incelemesi," Journal of Management and Economics Research, vol. 19, no. 2, pp. 1–20, 2021.
51. [51] S. Köse ve N. Öztürk, "Çok kriterli karar verme yöntemleri ile sürdürülebilir tedarikçi seçimi: AHP ve TOPSIS yöntemlerinin uygulanması," International Journal of Economics, Administrative and Social Sciences, vol. 3, no. 1, pp. 25–42, 2020.
52. [52] C. C. Sun, "A performance evaluation model by integrating fuzzy AHP and fuzzy TOPSIS methods," Expert Systems with Applications, vol. 37, no. 12, pp. 7745–7754, 2010.
53. [53] C. T. Chen, "Extensions of the TOPSIS for group decision-making under fuzzy environment," Fuzzy Sets and Systems, vol. 114, no. 1, pp. 1–9, 2000.
54. [54] S. Taşdemir ve A. Yıldız, "Aralık Tip-2 Bulanık TOPSIS yöntemi kullanılarak çalışan performansının değerlendirilmesi," Computer Science (IDAP-2023), pp. 116–130, 2023.
55. [55] S. M. Chen and L. W. Lee, "Fuzzy multiple attributes group decision-making based on the ranking values and the arithmetic operations of interval type-2 fuzzy sets," Expert Systems with Applications, vol. 37, no. 1, pp. 824–833, 2010.
56. [56] K. Vatansever ve S. Tellioğlu, "Aralık Tip-II Bulanık TOPSIS yöntemi ile bir konaklama işletmesinde tedarikçi seçimi," Ankara Hacı Bayram Veli Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, pp. 133–155, 2020.
57. [57] D. Ç. Aka, "Endüstri 4.0’ın uygulanmasında kritik başarı faktörlerinin belirlenmesi ve aralık tip-2 bulanık TOPSIS yöntemi ile yatırım teşviği alan firmaların durum değerlendirilmesi," Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, no. 41, pp. 36–47, 2022.