Učebnica vysvetľuje, ako pridať a kde nájsť Solver v rôznych verziách Excelu, od 2016 po 2003. Príklady krok za krokom ukazujú, ako používať Excel Solver na hľadanie optimálnych riešení lineárneho programovania a iných druhov problémov.

Každý vie, že Microsoft Excel obsahuje množstvo užitočných funkcií a výkonných nástrojov, ktoré vám môžu ušetriť hodiny výpočtov. Vedeli ste však, že má aj nástroj, ktorý vám pomôže nájsť optimálne riešenia rozhodovacích problémov?

V tomto návode sa budeme venovať všetkým podstatným aspektom doplnku Excel Solver a poskytneme vám podrobný návod, ako ho čo najefektívnejšie používať.

Čo je Excel Solver?

Riešiteľ programu Excel patrí do špeciálnej sady príkazov často označovaných ako What-if Analysis Tools. Je určený predovšetkým na simuláciu a optimalizáciu rôznych obchodných a inžinierskych modelov.

Doplnok Excel Solver je užitočný najmä na riešenie problémov lineárneho programovania, tzv. lineárnych optimalizačných problémov, a preto sa niekedy nazýva riešiteľ lineárneho programovania . Okrem toho dokáže spracovať hladké nelineárne a nehladké problémy. Podrobnejšie informácie nájdete v časti Algoritmy riešiteľa Excel.

Hoci Solver nedokáže vyriešiť všetky možné problémy, je naozaj užitočný pri riešení všetkých druhov optimalizačných problémov, pri ktorých potrebujete urobiť najlepšie rozhodnutie. Môže vám napríklad pomôcť maximalizovať návratnosť investícií, vybrať optimálny rozpočet pre reklamnú kampaň, vytvoriť najlepší pracovný plán pre zamestnancov, minimalizovať náklady na doručenie a podobne.

Ako pridať riešiteľa do aplikácie Excel

Doplnok Solver je súčasťou všetkých verzií programu Microsoft Excel počnúc verziou 2003, ale nie je predvolene zapnutý.

Ak chcete do programu Excel pridať aplikáciu Solver, vykonajte nasledujúce kroky:

1. V programe Excel 2010 - Excel 365 kliknite na položku Súbor > Možnosti .

   V programe Excel 2007 kliknite na položku Microsoft Office a potom kliknite na tlačidlo Možnosti aplikácie Excel .

2. V Možnosti aplikácie Excel kliknite na dialógové okno Doplnky na ľavom bočnom paneli skontrolujte, či Doplnky programu Excel je vybraný v Spravujte stránku v spodnej časti okna a kliknite na tlačidlo Prejsť na stránku .
3. V Doplnky začiarknite dialógové okno Doplnok Solver a kliknite na tlačidlo OK :

   

Zapnutie aplikácie Solver Excel 2003 , prejdite na stránku Nástroje a kliknite na položku Doplnky V Doplnky k dispozícii na zoznam, skontrolujte Doplnok Solver a kliknite na tlačidlo OK .

Poznámka: Ak program Excel zobrazí správu, že doplnok Solver nie je v súčasnosti nainštalovaný v počítači, kliknite na tlačidlo Áno nainštalovať.

Kde sa v programe Excel nachádza riešiteľ?

V moderných verziách programu Excel sa Riešiteľ sa na obrazovke zobrazí tlačidlo Údaje na karte Analýza skupina:

Kde sa nachádza riešiteľ v programe Excel 2003?

Po načítaní doplnku Solver do programu Excel 2003 sa jeho príkaz pridá do Nástroje menu:

Teraz, keď už viete, kde v programe Excel nájdete riešiteľa, otvorte nový pracovný hárok a začnime!

Poznámka: Príklady uvedené v tomto návode používajú aplikáciu Solver v programe Excel 2013. Ak máte inú verziu programu Excel, snímky obrazovky nemusia presne zodpovedať vašej verzii, hoci funkčnosť aplikácie Solver je v podstate rovnaká.

Ako používať riešiteľa v programe Excel

Pred spustením doplnku Excel Solver sformulujte model, ktorý chcete riešiť, v pracovnom hárku. V tomto príklade nájdeme riešenie nasledujúceho jednoduchého optimalizačného problému.

Problém Predpokladajme, že ste majiteľom kozmetického salónu a plánujete poskytovať svojim klientom nové služby. Na tento účel potrebujete kúpiť nové zariadenie, ktoré stojí 40 000 USD, ktoré by malo byť zaplatené na splátky do 12 mesiacov.

Cieľ : Vypočítajte minimálne náklady na službu, ktoré vám umožnia zaplatiť za nové zariadenie v stanovenom časovom rámci.

Pre túto úlohu som vytvoril nasledujúci model:

A teraz sa pozrime, ako dokáže Excel Solver nájsť riešenie tohto problému.

1. Spustite riešiteľa programu Excel

Na Údaje na karte Analýza kliknite na skupinu Riešiteľ tlačidlo.

2. Definujte problém

Stránka Parametre riešiteľa Otvorí sa okno, v ktorom musíte nastaviť 3 základné komponenty:

• Cieľová bunka
• Variabilné bunky
• Obmedzenia

Čo presne robí Excel Solver s uvedenými parametrami? Nájde optimálnu hodnotu (maximálnu, minimálnu alebo zadanú) pre vzorec v Cieľ bunky zmenou hodnôt v Variabilné buniek a s výhradou obmedzení v Obmedzenia bunky.

Cieľ

Stránka Cieľ bunka ( Cieľ v predchádzajúcich verziách Excelu) je bunka obsahujúce vzorec Cieľom môže byť maximalizácia, minimalizácia alebo dosiahnutie určitej cieľovej hodnoty.

V tomto príklade je cieľovou bunkou bunka B7, ktorá vypočíta termín platby pomocou vzorca =B3/(B4*B5) a výsledok vzorca by sa mal rovnať 12:

Variabilné bunky

Variabilné bunky ( Zmena bunky alebo Nastaviteľné bunky v predchádzajúcich verziách) sú bunky, ktoré obsahujú premenné údaje, ktoré možno meniť na dosiahnutie cieľa. Excel Solver umožňuje určiť až 200 premenných buniek.

V tomto príklade máme niekoľko buniek, ktorých hodnoty možno meniť:

• Predpokladaný počet klientov za mesiac (B4), ktorý by mal byť menší alebo rovný 50, a
• Náklady na službu (B5), ktoré má Excel Solver vypočítať.

Tip. Ak sú premenné bunky alebo rozsahy vo vašom modeli nesúvisiace , vyberte prvú bunku alebo rozsah a potom stlačte a podržte kláves Ctrl a zároveň vyberte ďalšie bunky a/alebo rozsahy. Alebo zadajte rozsahy ručne, oddelené čiarkami.

Obmedzenia

Riešiteľ programu Excel Obmedzenia sú obmedzenia alebo limity možných riešení problému. Inak povedané, obmedzenia sú podmienky, ktoré musia byť splnené.

Ak chcete pridať obmedzenie (obmedzenia), postupujte takto:

• Kliknite na tlačidlo Pridať tlačidlo vpravo na " S výhradou obmedzení " box.

• V Obmedzenie zadajte obmedzenie.
• Kliknite na tlačidlo Pridať pridáte obmedzenie do zoznamu.

• Pokračujte v zadávaní ďalších obmedzení.
• Po zadaní posledného obmedzenia kliknite na tlačidlo OK pre návrat do hlavného Riešiteľ Parametre okno.

Excel Solver umožňuje špecifikovať nasledujúce vzťahy medzi odkazovanou bunkou a obmedzením.

• Menej alebo rovná sa , sa rovná a väčšia alebo rovná . Tieto vzťahy nastavíte výberom bunky v Odkaz na bunky a vyberte jeden z nasledujúcich znakov: <= , =, alebo >= a potom zadaním čísla, odkazu na bunku/názvu bunky alebo vzorca do Obmedzenie (pozri obrázok vyššie).
• Celé číslo Ak musí byť odkazovaná bunka celé číslo, vyberte int a slovo celé číslo sa zobrazí v Obmedzenie box.
• Rôzne hodnoty Ak každá bunka v odkazovanom rozsahu musí obsahovať inú hodnotu, vyberte dif a slovo AllDifferent sa zobrazí v Obmedzenie box.
• Binárne Ak chcete obmedziť odkazovanú bunku na 0 alebo 1, vyberte položku bin a slovo binárne sa zobrazí v Obmedzenie box.

Poznámka. int , bin a dif vzťahy možno použiť len pre obmedzenia na bunky premennej.

Na upraviť alebo vymazať existujúce obmedzenie vykonajte nasledujúce kroky:

• V Parametre riešiteľa v dialógovom okne kliknite na obmedzenie.
• Ak chcete upraviť vybrané obmedzenie, kliknite na tlačidlo Zmena a vykonajte požadované zmeny.
• Ak chcete odstrániť obmedzenie, kliknite na tlačidlo Odstrániť tlačidlo.

V tomto príklade sú obmedzenia nasledovné:

• B3=40000 - náklady na nové zariadenie sú 40 000 USD.
• B4<=50 - počet plánovaných pacientov za mesiac pod 50.

3. Vyriešte problém

Po nakonfigurovaní všetkých parametrov kliknite na tlačidlo Riešenie tlačidlo v spodnej časti Parametre riešiteľa (pozri obrázok vyššie) a nechajte doplnok Excel Solver nájsť optimálne riešenie vášho problému.

V závislosti od zložitosti modelu, pamäte počítača a rýchlosti procesora to môže trvať niekoľko sekúnd, niekoľko minút alebo dokonca niekoľko hodín.

Po dokončení spracovania sa na displeji Solveru zobrazí Výsledky riešenia dialógové okno, v ktorom vyberiete Ponechajte si riešenie Riešiteľ a kliknite na OK :

Stránka Výsledok riešenia okno sa zatvorí a riešenie sa hneď zobrazí na pracovnom hárku.

V tomto príklade sa v bunke B5 nachádza 66,67 USD, čo sú minimálne náklady na službu, ktoré vám umožnia zaplatiť nové zariadenie za 12 mesiacov za predpokladu, že je mesačne aspoň 50 klientov:

Tipy:

• Ak riešiteľ Excelu spracováva určitý problém príliš dlho, môžete proces prerušiť stlačením klávesu Esc. Excel prepočíta pracovný hárok s poslednými hodnotami nájdenými pre Variabilné bunky.
• Ak chcete získať podrobnejšie informácie o riešenom probléme, kliknite na typ správy v Správy a potom kliknite na tlačidlo OK . Správa sa vytvorí na novom pracovnom hárku:

Teraz, keď ste získali základnú predstavu o tom, ako používať Solver v programe Excel, pozrime sa bližšie na niekoľko ďalších príkladov, ktoré vám môžu pomôcť lepšie porozumieť.

Príklady riešenia Excel

Nižšie nájdete ďalšie dva príklady použitia doplnku Excel Solver. Najprv nájdeme riešenie známej hádanky a potom vyriešime reálny problém lineárneho programovania.

Príklad riešenia Excel 1 (magický štvorec)

Myslím, že každý pozná hádanky typu "magický štvorec", pri ktorých musíte do štvorca umiestniť súbor čísel tak, aby všetky riadky, stĺpce a uhlopriečky dávali určité číslo.

Poznáte napríklad riešenie pre štvorec 3x3 obsahujúci čísla od 1 do 9, kde každý riadok, stĺpec a uhlopriečka dávajú súčet 15?

Vyriešiť túto hádanku metódou pokus - omyl asi nie je žiadny veľký problém, ale stavím sa, že riešiteľ nájde riešenie rýchlejšie. Našou úlohou je správne definovať problém.

Na začiatok zadajte čísla od 1 do 9 do tabuľky pozostávajúcej z 3 riadkov a 3 stĺpcov. Excel Solver tieto čísla v skutočnosti nepotrebuje, ale pomôžu nám vizualizovať problém. To, čo doplnok Excel Solver skutočne potrebuje, sú vzorce SUM, ktoré sčítajú každý riadok, stĺpec a 2 uhlopriečky:

Keď máte všetky vzorce, spustite Solver a nastavte nasledujúce parametre:

• Nastavenie Cieľ V tomto príklade nepotrebujeme nastaviť žiadny cieľ, preto nechajte toto políčko prázdne.
• Premenné bunky Chceme vyplniť čísla v bunkách B2 až D4, preto vyberte rozsah B2:D4.
• Obmedzenia Mali by byť splnené tieto podmienky:
  • $B$2:$D$4 = AllDifferent - všetky bunky premennej by mali obsahovať rôzne hodnoty.
  • $B$2:$D$4 = celé číslo - všetky bunky premennej by mali byť celé čísla.
  • $B$5:$D$5 = 15 - súčet hodnôt v každom stĺpci by sa mal rovnať 15.
  • $E$2:$E$4 = 15 - súčet hodnôt v každom riadku by sa mal rovnať 15.
  • $B$7:$B$8 = 15 - súčet oboch uhlopriečok by sa mal rovnať 15.

Nakoniec kliknite na Riešenie a riešenie je tu!

Príklad 2 programu Excel Solver (problém lineárneho programovania)

Toto je príklad jednoduchého problému optimalizácie dopravy s lineárnym cieľom. Zložitejšie optimalizačné modely tohto druhu používajú mnohé spoločnosti, aby ušetrili tisíce dolárov ročne.

Problém : Chcete minimalizovať náklady na prepravu tovaru z 2 rôznych skladov 4 rôznym zákazníkom. Každý sklad má obmedzené zásoby a každý zákazník má určitý dopyt.

Cieľ : Minimalizovať celkové náklady na prepravu, neprekročiť množstvo dostupné v každom sklade a uspokojiť dopyt každého zákazníka.

Zdrojové údaje

Takto vyzerá náš problém optimalizácie dopravy:

Formulovanie modelu

Aby sme mohli definovať náš problém lineárneho programovania pre Excel Solver, odpovedzme na 3 hlavné otázky:

1. Aké rozhodnutia treba urobiť? Chceme vypočítať optimálne množstvo tovaru, ktoré sa má dodať každému zákazníkovi z každého skladu. Ide o Variabilné bunky (B7:E8).
2. Aké sú obmedzenia? Zásoby dostupné v každom sklade (I7:I8) nesmú byť prekročené a množstvo objednané každým zákazníkom (B10:E10) by malo byť dodané. Sú to Obmedzené bunky .
3. Čo je cieľom? Minimálne celkové náklady na dopravu. A to je náš Cieľ bunka (C12).

Ďalšou vecou, ktorú musíte urobiť, je vypočítať celkové množstvo odoslaného tovaru z každého skladu (G7:G8) a celkové množstvo tovaru prijatého každým zákazníkom (B9:E9). Môžete to urobiť pomocou jednoduchých vzorcov Sum, ktoré sú demonštrované na nasledujúcej snímke obrazovky. Vložte tiež vzorec SUMPRODUCT v C12, aby ste vypočítali celkové náklady na dopravu:

Aby bol náš model optimalizácie dopravy zrozumiteľnejší, vytvorte nasledujúce pomenované rozsahy:

Posledná vec, ktorú musíte urobiť, je nakonfigurovať parametre programu Excel Solver:

• Cieľ: Prepravné_náklady nastavené na Min
• Premenné bunky: Products_shipped
• Obmedzenia: Total_received = Ordered a Total_shipped <= Available

Venujte prosím pozornosť tomu, že sme vybrali Simplex LP v tomto príklade, pretože sa zaoberáme problémom lineárneho programovania. Ak si nie ste istí, o aký druh problému ide, môžete ponechať predvolenú hodnotu GRG Nelineárne Viac informácií nájdete v časti Algoritmy riešiteľa Excel.

Riešenie

Kliknite na tlačidlo Riešenie tlačidlo v spodnej časti Parametre riešiteľa a dostanete odpoveď. V tomto príklade doplnok Excel Solver vypočítal optimálne množstvo tovaru, ktoré sa má dodať každému zákazníkovi z každého skladu s minimálnymi celkovými nákladmi na dopravu:

Ako uložiť a načítať scenáre programu Excel Solver

Pri riešení určitého modelu si možno budete chcieť uložiť Variabilné hodnoty buniek ako scenár, ktorý môžete zobraziť alebo neskôr znovu použiť.

Napríklad pri výpočte minimálnych nákladov na služby v úplne prvom príklade, o ktorom sa hovorí v tomto návode, môžete vyskúšať rôzne počty plánovaných klientov za mesiac a zistiť, ako to ovplyvní náklady na služby. Pritom si môžete uložiť najpravdepodobnejší scenár, ktorý ste už vypočítali, a kedykoľvek ho obnoviť.

Ukladanie scenár programu Excel Solver sa obmedzuje na výber rozsahu buniek, do ktorých sa majú údaje uložiť. Načítanie modelu Solveru je len otázkou zadania programu Excel rozsahu buniek, v ktorých je váš model uložený. Podrobný postup je uvedený nižšie.

Uloženie modelu

Ak chcete uložiť scenár programu Excel Solver, vykonajte nasledujúce kroky:

1. Otvorte pracovný hárok s vypočítaným modelom a spustite riešiteľa programu Excel.
2. V Parametre riešiteľa kliknite na okno Načítať/uložiť tlačidlo.

Zároveň sa Parametre riešiteľa zobrazí sa okno, v ktorom môžete zmeniť obmedzenia a vyskúšať rôzne možnosti "čo ak".

Načítanie uloženého modelu

Keď sa rozhodnete obnoviť uložený scenár, postupujte takto:

1. V Parametre riešiteľa kliknite na okno Načítať/uložiť tlačidlo.
2. Na pracovnom hárku vyberte rozsah buniek s uloženým modelom a kliknite na tlačidlo Zaťaženie :

Algoritmy riešenia Excel

Pri definovaní problému pre riešiteľa programu Excel môžete v poli Výber metódy riešenia rozbaľovacie pole:

• GRG Nonlinear. Zovšeobecnený redukovaný gradient nelineárny Algoritmus sa používa pre problémy, ktoré sú hladké nelineárne, t. j. v ktorých je aspoň jedno z obmedzení hladkou nelineárnou funkciou rozhodovacích premenných. Viac informácií nájdete tu.
• LP Simplex Metóda Simplex LP Solving je založená na Simplexovom algoritme, ktorý vytvoril americký matematický vedec George Dantzig. Používa sa na riešenie tzv. Lineárne programovanie problémy - matematické modely, ktorých požiadavky sú charakterizované lineárnymi vzťahmi, t. j. pozostávajú z jediného cieľa reprezentovaného lineárnou rovnicou, ktorý je potrebné maximalizovať alebo minimalizovať. Viac informácií nájdete na tejto stránke.
• Evolučné . Používa sa na riešenie nehladkých problémov, ktoré sú najťažším typom optimalizačných problémov, pretože niektoré funkcie sú nehladké alebo dokonca nespojité, a preto je ťažké určiť smer, v ktorom funkcia rastie alebo klesá. Viac informácií nájdete na tejto stránke.

Ak chcete zmeniť spôsob, akým Solver nájde riešenie, kliknite na tlačidlo Možnosti tlačidlo v Parametre riešiteľa a nakonfigurovať všetky možnosti v dialógovom okne GRG Nelineárne , Všetky metódy a Evolučné záložky.

Takto môžete použiť Solver v programe Excel na nájdenie najlepších riešení vašich rozhodovacích problémov. A teraz si môžete stiahnuť príklady Excel Solver, o ktorých sme hovorili v tomto návode, a pre lepšie pochopenie si ich spätne preštudovať. Ďakujem vám za prečítanie a dúfam, že sa uvidíme na našom blogu budúci týždeň.