Hướng dẫn giải thích cách thêm và nơi tìm Bộ giải trong các phiên bản Excel khác nhau, từ 2016 đến 2003. Các ví dụ từng bước cho biết cách sử dụng Bộ giải Excel để tìm giải pháp tối ưu cho lập trình tuyến tính và các loại khác các vấn đề.

Mọi người đều biết rằng Microsoft Excel chứa rất nhiều hàm hữu ích và các công cụ mạnh mẽ có thể giúp bạn tiết kiệm hàng giờ tính toán. Nhưng bạn có biết rằng nó cũng có một công cụ có thể giúp bạn tìm ra các giải pháp tối ưu cho các vấn đề quyết định không?

Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ đề cập đến tất cả các khía cạnh thiết yếu của phần bổ trợ Excel Solver và cung cấp một bước -hướng dẫn từng bước về cách sử dụng nó một cách hiệu quả nhất.

Excel Solver là gì?

Excel Solver thuộc một bộ đặc biệt của các lệnh thường được gọi là Công cụ phân tích What-if. Nó chủ yếu nhằm mục đích mô phỏng và tối ưu hóa các mô hình kinh doanh và kỹ thuật khác nhau.

Phần bổ trợ Excel Solver đặc biệt hữu ích để giải quyết các vấn đề lập trình tuyến tính, còn gọi là các vấn đề tối ưu hóa tuyến tính và do đó đôi khi được gọi là bộ giải quy hoạch tuyến tính . Ngoài ra, nó có thể xử lý trơn tru các vấn đề phi tuyến tính và không trơn tru. Vui lòng xem thuật toán Bộ giải Excel để biết thêm chi tiết.

Mặc dù Bộ giải không thể giải quyết mọi vấn đề có thể xảy ra, nhưng nó thực sự hữu ích khi xử lý tất cả các loại vấn đề tối ưu hóa mà bạn cần đưa ra quyết định tốt nhất. Ví dụ, nó có thểsố lượng đặt hàng của mỗi khách hàng (B10:E10) sẽ được giao. Đây là các ô Bị ràng buộc .

Việc tiếp theo bạn cần làm là tính tổng số lượng được vận chuyển từ mỗi kho (G7:G8) và tổng số hàng nhận được của mỗi khách hàng (B9:E9). Bạn có thể làm điều này với các công thức Sum đơn giản được minh họa trong ảnh chụp màn hình bên dưới. Ngoài ra, hãy chèn công thức TÓM TẮT vào C12 để tính tổng chi phí vận chuyển:

Để làm cho mô hình tối ưu hóa vận chuyển của chúng tôi dễ hiểu hơn, hãy tạo các phạm vi được đặt tên sau:

Việc cuối cùng bạn cần làm là định cấu hình các tham số Bộ giải Excel:

• Mục tiêu: Shipping_cost được đặt thành Tối thiểu
• Các ô biến: Products_shipped
• Ràng buộc: Total_received = Đã đặt hàng và Total_shipped <= Có sẵn

Vui lòng thanh toán sự chú ý mà chúng tôi đã chọnphương pháp giải Simplex LP trong ví dụ này vì chúng ta đang xử lý bài toán quy hoạch tuyến tính. Nếu bạn không chắc loại vấn đề của mình là gì, bạn có thể để nguyên phương pháp giải GRG Nonlinear mặc định. Để biết thêm thông tin, vui lòng xem thuật toán Bộ giải Excel.

Giải pháp

Nhấp vào nút Giải ở cuối cửa sổ Thông số bộ giải và bạn sẽ nhận được câu trả lời của bạn. Trong ví dụ này, phần bổ trợ Excel Solver đã tính toán số lượng hàng hóa tối ưu để giao cho mỗi khách hàng từ mỗi kho hàng với tổng chi phí vận chuyển tối thiểu:

Cách tiết kiệm và tải các kịch bản Bộ giải Excel

Khi giải quyết một mô hình nhất định, bạn có thể muốn lưu các giá trị ô Biến của mình dưới dạng một kịch bản mà bạn có thể xem hoặc sử dụng lại sau này.

Ví dụ: khi tính toán chi phí dịch vụ tối thiểu trong ví dụ đầu tiên được thảo luận trong hướng dẫn này, bạn có thể muốn thử số lượng khách hàng dự kiến ​​khác nhau mỗi tháng và xem điều đó ảnh hưởng như thế nào đến chi phí dịch vụ. Khi đó, bạn có thể muốn lưu tình huống có khả năng xảy ra cao nhất mà bạn đã tính toán và khôi phục tình huống đó bất kỳ lúc nào.

Việc lưu một tình huống Bộ giải Excel chỉ đơn giản là chọn một dải ô để lưu dữ liệu vào. Đang tải mô hình Bộ giải chỉ là vấn đề cung cấp cho Excel phạm vi ô mà mô hình của bạn được lưu. Các bước chi tiết thực hiện theo bên dưới.

Lưumô hình

Để lưu kịch bản Bộ giải Excel, hãy thực hiện các bước sau:

1. Mở trang tính có mô hình được tính toán và chạy Bộ giải Excel.
2. Trong Cửa sổ Tham số bộ giải , nhấp vào nút Tải/Lưu .

Đồng thời, cửa sổ Tham số bộ giải sẽ hiển thị nơi bạn có thể thay đổi các giới hạn của mình và thử các tùy chọn "nếu như" khác nhau.

Đang tải mô hình đã lưu

Khi bạn quyết định khôi phục kịch bản đã lưu, hãy làm như sau:

1. Trong cửa sổ Tham số bộ giải , nhấp vào nút Tải/ Nút Lưu .
2. Trên trang tính, chọn phạm vi ô chứa mô hình đã lưu và nhấp vào Tải :

Thuật toán Excel Solver

Khi xác định bài toán cho Excel Solver, bạn có thể chọn một trong các phương pháp sau trong hộp thả xuống Chọn phương pháp giải :

• GRG Nonlinear. Thuật toán phi tuyến giảm độ dốc tổng quát hóa được sử dụng cho các bài toán phi tuyến trơn, tức là trong đó ít nhất một trong các ràng buộc là hàm phi tuyến trơn của các biến quyết định. Bạn có thể tìm thêm thông tin chi tiết tại đây.
• LP Simplex . Phương pháp giải Simplex LP dựa trên thuật toán Simplex do nhà khoa học toán học người Mỹ George Dantzig tạo ra. Nó được sử dụng để giải quyết các vấn đề được gọi là Lập trình tuyến tính - các mô hình toán học có yêu cầu được đặc trưng bởi các mối quan hệ tuyến tính, tức là bao gồm một mục tiêu duy nhất được biểu thị bằng một phương trình tuyến tính phải được tối đa hóa hoặc giảm thiểu. Để biết thêm thông tin, vui lòng xem trang này.
• Tiến hóa . Nó được sử dụng cho các bài toán không trơn, là loại bài toán tối ưu hóa khó giải nhất vì một số hàm không trơn hoặc thậm chí không liên tục, và do đó rất khó xác định hướng tăng hoặc giảm của hàm. Để biết thêm thông tin, vui lòng xem trang này.

Để thay đổi cách Bộ giải tìm giải pháp, hãy nhấp vào nút Tùy chọn trong hộp thoại Thông số bộ giải và định cấu hình bất kỳ hoặc tất cả tùy chọn trên tab GRG Nonlinear , All Methods và Evolutionary .

Đây là cách bạn có thể sử dụng Bộ giải trong Excel để tìm giải pháp tốt nhất cho các vấn đề quyết định của bạn. Và bây giờ, bạn có thể muốntải xuống các ví dụ về Bộ giải Excel được thảo luận trong hướng dẫn này và thiết kế ngược chúng để hiểu rõ hơn. Tôi cảm ơn bạn đã đọc và hy vọng được gặp bạn trên blog của chúng tôi vào tuần tới.

Cách thêm Bộ giải vào Excel

Phần bổ trợ Bộ giải được bao gồm trong tất cả các phiên bản Microsoft Excel bắt đầu từ năm 2003, nhưng nó không được bật theo mặc định.

Để thêm Bộ giải vào Excel của bạn, hãy thực hiện các bước sau:

1. Trong Excel 2010 - Excel 365, nhấp vào Tệp > Tùy chọn .

   Trong Excel 2007, nhấp vào nút Microsoft Office và sau đó nhấp vào Tùy chọn Excel .

2. Trong hộp thoại Tùy chọn Excel , nhấp vào Phần bổ trợ trên thanh bên trái, đảm bảo Phần bổ trợ Excel được chọn trong hộp Quản lý ở cuối cửa sổ và nhấp vào Đi .
3. Trong Hộp thoại Add-Ins , chọn hộp Add-in Solver và nhấp vào OK :

   

Để có Bộ giải trên Excel 2003 , hãy chuyển đến trình đơn Công cụ và nhấp vào Phần bổ trợ . Trong danh sách Phần bổ trợ có sẵn , hãy chọn hộp Phần bổ trợ bộ giải và nhấp vào OK .

Ghi chú. Nếu Excel hiển thị thông báo rằng Phần bổ trợ bộ giải hiện chưa được cài đặt trên máy tính của bạn, hãy bấm vào Có để cài đặt nó.

Bộ giải ở đâu trong Excel?

Trong các phiên bản Excel hiện đại, nút Bộ giải xuất hiện trên tab Dữ liệu , trong Phân tích nhóm:

Ở đâuBộ giải trong Excel 2003?

Sau khi Bổ trợ bộ giải được tải vào Excel 2003, lệnh của nó được thêm vào menu Công cụ :

Bây giờ bạn đã biết nơi tìm Bộ giải trong Excel, hãy mở một trang tính mới và bắt đầu!

Lưu ý. Các ví dụ được thảo luận trong hướng dẫn này sử dụng Bộ giải trong Excel 2013. Nếu bạn có một phiên bản Excel khác, ảnh chụp màn hình có thể không khớp chính xác với phiên bản của bạn, mặc dù về cơ bản chức năng của Bộ giải là giống nhau.

Cách sử dụng Bộ giải trong Excel

Trước khi chạy phần bổ trợ Bộ giải Excel, hãy xây dựng mô hình bạn muốn giải quyết trong một trang tính. Trong ví dụ này, hãy tìm giải pháp cho vấn đề tối ưu hóa đơn giản sau.

Sự cố . Giả sử bạn là chủ một thẩm mỹ viện và bạn đang có kế hoạch cung cấp một dịch vụ mới cho khách hàng của mình. Để làm được điều này, bạn cần mua một thiết bị mới có giá 40.000 đô la, số tiền này sẽ được trả góp trong vòng 12 tháng.

Mục tiêu : Tính toán chi phí tối thiểu cho mỗi dịch vụ mà bạn có thể chi trả cho thiết bị mới trong khung thời gian đã chỉ định.

Đối với tác vụ này, tôi đã tạo mô hình sau:

Và bây giờ, hãy xem cách Excel Solver có thể tìm giải pháp cho vấn đề này.

1. Chạy Excel Solver

Trên tab Data , trong nhóm Analysis , nhấp vào nút Solver .

2. Xác định vấn đề

Cửa sổ Tham số bộ giải sẽ mở ra nơi bạn cóđể thiết lập 3 thành phần chính:

• Ô mục tiêu
• Các ô biến
• Các ràng buộc

Chính xác thì Bộ giải Excel làm gì với các thông số trên? Nó tìm giá trị tối ưu (tối đa, tối thiểu hoặc được chỉ định) cho công thức trong ô Mục tiêu bằng cách thay đổi các giá trị trong các ô Biến và tuân theo các giới hạn trong Ràng buộc Các ô .

Objective

Ô Objective (ô Target trong các phiên bản Excel trước) là ô chứa công thức đại diện cho mục tiêu hoặc mục tiêu của vấn đề. Mục tiêu có thể là tối đa hóa, giảm thiểu hoặc đạt được một số giá trị mục tiêu.

Trong ví dụ này, ô mục tiêu là B7, tính toán thời hạn thanh toán bằng cách sử dụng công thức =B3/(B4*B5) và kết quả của công thức phải bằng 12:

Ô biến

Ô biến (ô Thay đổi hoặc Có thể điều chỉnh các ô trong các phiên bản trước) là các ô chứa dữ liệu thay đổi có thể được thay đổi để đạt được mục tiêu. Excel Solver cho phép chỉ định tối đa 200 ô biến đổi.

Trong ví dụ này, chúng tôi có một vài ô có thể thay đổi giá trị:

• Khách hàng dự kiến ​​mỗi tháng (B4) sẽ nhỏ hơn hoặc bằng 50; và
• Chi phí mỗi dịch vụ (B5) mà chúng tôi muốn Excel Solver tính toán.

Mẹo. Nếu các ô hoặc phạm vi biến trong mô hình của bạn không liền kề ,chọn ô hoặc phạm vi đầu tiên, sau đó nhấn và giữ phím Ctrl trong khi chọn các ô và/hoặc phạm vi khác. Hoặc, nhập các phạm vi theo cách thủ công, được phân tách bằng dấu phẩy.

Các ràng buộc

Bộ giải Excel Các ràng buộc là những hạn chế hoặc giới hạn của các giải pháp khả thi cho vấn đề. Nói cách khác, ràng buộc là điều kiện phải được đáp ứng.

Để thêm (các) ràng buộc, hãy làm như sau:

• Nhấp vào Thêm nút bên phải hộp " Tuân thủ các ràng buộc ".

• Trong cửa sổ Ràng buộc , nhập một ràng buộc.
• Nhấp vào nút Thêm để thêm ràng buộc vào danh sách.

• Tiếp tục nhập các giới hạn khác.
• Sau khi bạn đã nhập giới hạn cuối cùng, hãy nhấp vào OK để quay lại cửa sổ Solver Tham số chính.

Bộ giải Excel cho phép chỉ định các mối quan hệ sau giữa ô được tham chiếu và ràng buộc.

• Nhỏ hơn hoặc bằng , bằng và lớn hơn hoặc bằng . Bạn thiết lập các mối quan hệ này bằng cách chọn một ô trong hộp Tham chiếu ô , chọn một trong các dấu hiệu sau: <= , =, hoặc > ;= , sau đó nhập số, tham chiếu ô/tên ô hoặc công thức vào hộp Ràng buộc (vui lòng xem ảnh chụp màn hình ở trên).
• Số nguyên . Nếu ô được tham chiếu phải là số nguyên, hãy chọn int ,và từ số nguyên sẽ xuất hiện trong hộp Ràng buộc .
• Các giá trị khác nhau . Nếu mỗi ô trong phạm vi được tham chiếu phải chứa một giá trị khác, hãy chọn dif và từ AllDifferent sẽ xuất hiện trong hộp Ràng buộc .
• Nhị phân . Nếu bạn muốn giới hạn ô được tham chiếu thành 0 hoặc 1, hãy chọn bin và từ binary sẽ xuất hiện trong hộp Constraint .

Lưu ý. Chỉ có thể sử dụng các mối quan hệ int , bin và dif cho các ràng buộc trên các ô Biến.

Để chỉnh sửa hoặc xóa một ràng buộc hiện có, hãy làm như sau:

• Trong hộp thoại Tham số bộ giải , hãy nhấp vào ràng buộc.
• Để sửa đổi ràng buộc đã chọn, hãy nhấp vào Thay đổi và thực hiện các thay đổi bạn muốn.
• Để xóa ràng buộc, hãy nhấp vào nút Xóa .

Trong ví dụ này, các ràng buộc là:

• B3=40000 - chi phí của thiết bị mới là 40.000 USD.
• B4<=50 - số lượng bệnh nhân dự kiến ​​mỗi tháng ở độ tuổi dưới 50.

3. Giải quyết vấn đề

Sau khi bạn đã định cấu hình tất cả các tham số, hãy nhấp vào nút Giải quyết ở cuối cửa sổ Thông số bộ giải (xem ảnh chụp màn hình ở trên) và để bổ trợ Excel Solver tìm giải pháp tối ưu cho vấn đề của bạn.

Tùy thuộc vào độ phức tạp của mô hình, bộ nhớ máy tính và tốc độ bộ xử lý, có thể mất một vài phútgiây, vài phút hoặc thậm chí vài giờ.

Khi Bộ giải xử lý xong, nó sẽ hiển thị cửa sổ hộp thoại Kết quả Bộ giải , trong đó bạn chọn Giữ Giải pháp Bộ giải và nhấp vào OK :

Cửa sổ Kết quả bộ giải sẽ đóng và giải pháp sẽ xuất hiện trên trang tính ngay lập tức.

Trong ví dụ này, $66,67 xuất hiện trong ô B5, đây là chi phí tối thiểu cho mỗi dịch vụ sẽ cho phép bạn thanh toán cho thiết bị mới trong 12 tháng, miễn là có ít nhất 50 khách hàng cho mỗi dịch vụ tháng:

Mẹo:

• Nếu Bộ giải Excel đã xử lý một vấn đề nhất định quá lâu, bạn có thể làm gián đoạn quá trình bằng cách nhấn nút Phím thoát. Excel sẽ tính toán lại trang tính với các giá trị cuối cùng được tìm thấy cho các ô Biến .
• Để biết thêm chi tiết về vấn đề đã giải quyết, hãy nhấp vào loại báo cáo trong hộp Báo cáo , rồi nhấp vào OK . Báo cáo sẽ được tạo trên một trang tính mới:

Bây giờ bạn đã có ý tưởng cơ bản về cách sử dụng Bộ giải trong Excel, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một số các ví dụ khác có thể giúp bạn hiểu rõ hơn.

Các ví dụ về Trình giải Excel

Dưới đây, bạn sẽ tìm thấy thêm hai ví dụ về cách sử dụng bổ trợ Trình giải Excel. Đầu tiên, chúng ta sẽ tìm lời giải cho một câu đố nổi tiếng, sau đó giải một bài toán quy hoạch tuyến tính ngoài đời thực.

Ví dụ 1 về Bộ giải Excel (hình vuông ma thuật)

Itin rằng mọi người đều quen thuộc với câu đố "ô vuông thần kỳ", trong đó bạn phải đặt một bộ số vào một ô vuông sao cho tất cả các hàng, cột và đường chéo cộng lại bằng một số nhất định.

Ví dụ: bạn có biết một lời giải cho hình vuông 3x3 chứa các số từ 1 đến 9 trong đó mỗi hàng, cột và đường chéo cộng lại bằng 15?

Có lẽ không có gì to tát nếu giải câu đố này bằng cách thử và sai, nhưng tôi cá là Người giải sẽ tìm ra giải nhanh hơn. Phần công việc của chúng ta là xác định chính xác vấn đề.

Để bắt đầu, hãy nhập các số từ 1 đến 9 vào một bảng gồm 3 hàng và 3 cột. Excel Solver không thực sự cần những con số đó, nhưng chúng sẽ giúp chúng ta hình dung ra bài toán. Điều mà phần bổ trợ Bộ giải Excel thực sự cần là các công thức SUM tính tổng mỗi hàng, cột và 2 đường chéo:

Với tất cả các công thức sẵn có, hãy chạy Bộ giải và thiết lập các tham số sau:

• Đặt Mục tiêu . Trong ví dụ này, chúng ta không cần đặt bất kỳ mục tiêu nào, vì vậy hãy để trống hộp này.
• Các ô biến đổi . Chúng tôi muốn điền số vào các ô từ B2 đến D4, vì vậy hãy chọn phạm vi B2:D4.
• Ràng buộc . Các điều kiện sau phải được đáp ứng:
  • $B$2:$D$4 = AllDifferent - tất cả các ô Biến phải chứa các giá trị khác nhau.
  • $B$2:$D$4 = số nguyên - tất cả của các ô Biến phải là số nguyên.
  • $B$5:$D$5 = 15 - tổng giá trị trong mỗi ôcột phải bằng 15.
  • $E$2:$E$4 = 15 - tổng giá trị trong mỗi hàng phải bằng 15.
  • $B$7:$B$8 = 15 - tổng của cả hai đường chéo phải bằng 15.

Cuối cùng, nhấp vào nút Giải và giải pháp đã có!

Ví dụ 2 về Excel Solver (bài toán lập trình tuyến tính)

Đây là một ví dụ về bài toán tối ưu hóa giao thông vận tải đơn giản với mục tiêu tuyến tính. Các mô hình tối ưu hóa phức tạp hơn thuộc loại này được nhiều công ty sử dụng để tiết kiệm hàng nghìn đô la mỗi năm.

Vấn đề : Bạn muốn giảm thiểu chi phí vận chuyển hàng hóa từ 2 kho khác nhau đến 4 kho khác nhau khách hàng. Mỗi kho hàng đều có nguồn cung hạn chế và mỗi khách hàng có một nhu cầu nhất định.

Mục tiêu : Giảm thiểu tổng chi phí vận chuyển, không vượt quá số lượng hiện có tại mỗi kho và đáp ứng nhu cầu của từng khách hàng .

Dữ liệu nguồn

Đây là vấn đề tối ưu hóa giao thông vận tải của chúng tôi trông như thế nào:

Xây dựng mô hình

Để xác định vấn đề lập trình tuyến tính cho Excel Solver, hãy trả lời 3 câu hỏi chính:

1. Những quyết định nào sẽ được đưa ra? Chúng tôi muốn tính toán số lượng hàng hóa tối ưu để giao cho mỗi khách hàng từ mỗi kho. Đây là các ô Biến (B7:E8).
2. Các ràng buộc là gì? Nguồn cung cấp có sẵn tại mỗi nhà kho (I7:I8) không thể vượt quá, và