Výukový program vysvětluje, jak přidat a kde najít Řešitele v různých verzích aplikace Excel, od verze 2016 až po verzi 2003. Na příkladech krok za krokem je ukázáno, jak použít Řešitele aplikace Excel k nalezení optimálních řešení pro lineární programování a další druhy problémů.

Každý ví, že Microsoft Excel obsahuje spoustu užitečných funkcí a výkonných nástrojů, které vám mohou ušetřit hodiny výpočtů. Věděli jste ale, že obsahuje také nástroj, který vám pomůže najít optimální řešení rozhodovacích problémů?

V tomto tutoriálu se budeme zabývat všemi podstatnými aspekty doplňku Excel Solver a poskytneme návod krok za krokem, jak jej co nejefektivněji používat.

Co je Excel Solver?

Řešitel aplikace Excel patří do speciální sady příkazů často označovaných jako What-if Analysis Tools. Je určen především pro simulaci a optimalizaci různých obchodních a inženýrských modelů.

Doplněk Excel Solver je užitečný zejména pro řešení problémů lineárního programování, tzv. lineárních optimalizačních problémů, a proto se někdy nazývá řešitel lineárního programování . Kromě toho si poradí s hladkými nelineárními i nehladkými problémy. Další podrobnosti naleznete v části Algoritmy řešitele Excelu.

I když Solver nedokáže vyřešit všechny možné problémy, je opravdu užitečný při řešení nejrůznějších optimalizačních problémů, kdy je třeba učinit nejlepší rozhodnutí. Pomůže vám například maximalizovat návratnost investic, zvolit optimální rozpočet pro reklamní kampaň, sestavit nejlepší pracovní plán pro zaměstnance, minimalizovat náklady na doručení a podobně.

Jak přidat Řešitele do aplikace Excel

Doplněk Řešitel je součástí všech verzí aplikace Microsoft Excel počínaje verzí 2003, ale ve výchozím nastavení není povolen.

Chcete-li do aplikace Excel přidat nástroj Solver, proveďte následující kroky:

1. V aplikaci Excel 2010 - Excel 365 klikněte na Soubor > Možnosti .

   V aplikaci Excel 2007 klikněte na Microsoft Office a pak klikněte na tlačítko Možnosti aplikace Excel .

2. V Možnosti aplikace Excel klikněte na tlačítko Doplňky na levém postranním panelu, ujistěte se, že Doplňky aplikace Excel je vybrána v okně Správa v dolní části okna a klikněte na tlačítko Přejít na .
3. V Doplňky dialogového okna zaškrtněte políčko Doplněk Solver a klikněte na tlačítko OK :

   

Zapnutí nástroje Solver Excel 2003 , přejděte na Nástroje a klikněte na tlačítko Doplňky . V Doplňky k dispozici na zkontrolujte seznam Doplněk Solver a klikněte na tlačítko OK .

Poznámka: Pokud Excel zobrazí zprávu, že doplněk Solver není v počítači nainstalován, klikněte na tlačítko . Ano nainstalovat.

Kde se v aplikaci Excel nachází Řešitel?

V moderních verzích aplikace Excel se Řešitel na obrazovce se objeví tlačítko Data na kartě Analýza skupina:

Kde se v aplikaci Excel 2003 nachází Řešitel?

Po načtení doplňku Solver do aplikace Excel 2003 se jeho příkaz přidá do pole Nástroje menu:

Nyní, když víte, kde v Excelu najdete Řešitele, otevřete nový pracovní list a pusťte se do toho!

Poznámka: Příklady popsané v tomto návodu používají aplikaci Solver v aplikaci Excel 2013. Pokud máte jinou verzi aplikace Excel, snímky obrazovky nemusí přesně odpovídat vaší verzi, ačkoli funkce aplikace Solver jsou v podstatě stejné.

Jak používat Řešitele v aplikaci Excel

Před spuštěním doplňku Excel Solver formulujte model, který chcete řešit, v pracovním listu. V tomto příkladu nalezneme řešení následujícího jednoduchého optimalizačního problému.

Problém Předpokládejme, že jste majitelem kosmetického salonu a plánujete poskytovat svým klientům nové služby. K tomu potřebujete zakoupit nové zařízení, které stojí 40 000 USD a které by mělo být splaceno ve splátkách během 12 měsíců.

Cíl : Vypočítejte si minimální náklady na službu, které vám umožní zaplatit nové zařízení ve stanoveném časovém rámci.

Pro tento úkol jsem vytvořil následující model:

A nyní se podívejme, jak Excel Solver dokáže najít řešení tohoto problému.

1. Spusťte Řešitel aplikace Excel

Na Data na kartě Analýza klikněte na skupinu Řešitel tlačítko.

2. Definujte problém

Na stránkách Parametry řešitele otevře se okno, ve kterém je třeba nastavit 3 základní komponenty:

• Cílová buňka
• Proměnné buňky
• Omezení

Co přesně Excel Solver dělá s výše uvedenými parametry? Najde optimální hodnotu (maximální, minimální nebo zadanou) pro vzorec v poli Cíl buňky změnou hodnot v Variabilní buňky a s výhradou omezení v Omezení buňky.

Cíl

Na stránkách Cíl buňka ( Cílová stránka v dřívějších verzích Excelu) je buňka obsahující vzorec Cílem může být maximalizace, minimalizace nebo dosažení nějaké cílové hodnoty.

V tomto příkladu je cílová buňka B7, která vypočítá termín platby pomocí vzorce =B3/(B4*B5) a výsledek vzorce by měl být roven 12:

Proměnné buňky

Proměnná buňky ( Změna buňky nebo Nastavitelné buňky v dřívějších verzích) jsou buňky, které obsahují proměnné údaje, jež lze měnit za účelem dosažení cíle. Excel Solver umožňuje zadat až 200 proměnných buněk.

V tomto příkladu máme několik buněk, jejichž hodnoty lze měnit:

• Předpokládaný počet klientů za měsíc (B4), který by měl být menší nebo roven 50, a
• Náklady na službu (B5), které má Excel Solver vypočítat.

Tip. Pokud jsou proměnné buňky nebo rozsahy ve vašem modelu nesousedící , vyberte první buňku nebo rozsah a poté stiskněte a podržte klávesu Ctrl a zároveň vyberte další buňky a/nebo rozsahy. Nebo zadejte rozsahy ručně, oddělené čárkami.

Omezení

Řešitel aplikace Excel Omezení jsou omezení nebo hranice možných řešení problému. Jinak řečeno, omezení jsou podmínky, které musí být splněny.

Chcete-li přidat omezení, postupujte takto:

• Klikněte na Přidat tlačítko vpravo na " S výhradou omezení ".

• V Omezení zadejte omezení.
• Klikněte na Přidat přidat omezení do seznamu.

• Pokračujte v zadávání dalších omezení.
• Po zadání posledního omezení klikněte na tlačítko OK pro návrat do hlavního Řešitel Parametry okno.

Excel Solver umožňuje zadat následující vztahy mezi odkazovanou buňkou a omezením.

• Méně nebo rovno , se rovná a větší nebo rovno . Tyto vztahy se nastavují výběrem buňky v okně. Odkaz na buňku a vyberte jeden z následujících znaků: <= , =, nebo >= , a poté zadáním čísla, odkazu na buňku / názvu buňky nebo vzorce do pole Omezení (viz výše uvedený snímek obrazovky).
• Celé číslo . Pokud musí být odkazovaná buňka celým číslem, vyberte možnost int a slovo celé číslo se zobrazí v Omezení box.
• Různé hodnoty . Pokud každá buňka v odkazovaném rozsahu musí obsahovat jinou hodnotu, vyberte možnost dif a slovo AllDifferent se zobrazí v Omezení box.
• Binární Pokud chcete odkazovanou buňku omezit na 0 nebo 1, vyberte možnost bin a slovo binární se zobrazí v Omezení box.

Poznámka. int , bin a dif vztahy lze použít pouze pro vazby na buňky proměnných.

Na editovat nebo smazat existující omezení provést následující:

• V Parametry řešitele dialogového okna klikněte na omezení.
• Chcete-li vybrané omezení upravit, klikněte na tlačítko Změna a proveďte požadované změny.
• Chcete-li omezení odstranit, klikněte na tlačítko Odstranit tlačítko.

V tomto příkladu jsou omezení následující:

• B3=40000 - náklady na nové vybavení činí 40 000 USD.
• B4<=50 - počet předpokládaných pacientů za měsíc pod 50.

3. Řešení problému

Po nastavení všech parametrů klikněte na tlačítko Řešení tlačítko v dolní části Parametry řešitele (viz obrázek výše) a nechte doplněk Excel Solver najít optimální řešení vašeho problému.

V závislosti na složitosti modelu, paměti počítače a rychlosti procesoru to může trvat několik sekund, několik minut nebo dokonce několik hodin.

Po dokončení zpracování se na displeji nástroje Solver zobrazí zpráva Výsledky řešení dialogové okno, ve kterém vyberete Zachovat řešení Řešitel a klikněte na OK :

Na stránkách Řešitel Výsledek okno se zavře a řešení se ihned zobrazí na pracovním listu.

V tomto příkladu se v buňce B5 objeví částka 66,67 USD, což jsou minimální náklady na službu, které vám umožní zaplatit nové zařízení za 12 měsíců, pokud je měsíčně alespoň 50 klientů:

Tipy:

• Pokud Řešitel Excelu zpracovává určitý problém příliš dlouho, můžete proces přerušit stisknutím klávesy Esc. Excel přepočítá pracovní list s posledními hodnotami nalezenými pro daný problém. Variabilní buňky.
• Chcete-li získat podrobnější informace o řešeném problému, klikněte na typ zprávy v okně Zprávy a pak klikněte na tlačítko OK . Zpráva se vytvoří na novém pracovním listu:

Nyní, když jste získali základní představu o tom, jak v Excelu používat Řešitele, se podívejme blíže na několik dalších příkladů, které vám mohou pomoci lépe porozumět.

Příklady řešení v aplikaci Excel

Níže najdete další dva příklady použití doplňku Excel Solver. Nejprve najdeme řešení známé hádanky a poté vyřešíme reálný problém lineárního programování.

Příklad řešení Excel 1 (magický čtverec)

Věřím, že každý zná hádanky typu "magický čtverec", kdy je třeba do čtverce umístit sadu čísel tak, aby všechny řádky, sloupce a úhlopříčky dávaly dohromady určité číslo.

Znáte například řešení pro čtverec 3x3 obsahující čísla od 1 do 9, kde každý řádek, sloupec a úhlopříčka dávají součet 15?

Vyřešit tuto hádanku metodou pokus-omyl asi nebude nic těžkého, ale vsadím se, že Řešitel najde řešení rychleji. Naší součástí práce je správně definovat problém.

Pro začátek zadejte čísla od 1 do 9 do tabulky sestávající ze 3 řádků a 3 sloupců. Excel Solver tato čísla ve skutečnosti nepotřebuje, ale pomohou nám problém vizualizovat. Co doplněk Excel Solver skutečně potřebuje, jsou vzorce SUMA, které sečtou každý řádek, sloupec a 2 úhlopříčky:

Když jsou všechny vzorce hotové, spusťte Solver a nastavte následující parametry:

• Sada Cíl . V tomto příkladu nepotřebujeme nastavit žádný cíl, proto nechte toto pole prázdné.
• Proměnné buňky . Chceme vyplnit čísla v buňkách B2 až D4, takže vybereme rozsah B2:D4.
• Omezení Měly by být splněny následující podmínky:
  • $B$2:$D$4 = AllDifferent - všechny buňky proměnné by měly obsahovat různé hodnoty.
  • $B$2:$D$4 = celé číslo - všechny buňky proměnné by měly být celá čísla.
  • $B$5:$D$5 = 15 - součet hodnot v každém sloupci by měl být roven 15.
  • $E$2:$E$4 = 15 - součet hodnot v každém řádku by měl být roven 15.
  • $B$7:$B$8 = 15 - součet obou úhlopříček by měl být roven 15.

Nakonec klikněte na Řešení a řešení je zde!

Řešitel Excelu příklad 2 (problém lineárního programování)

Jedná se o příklad jednoduchého problému optimalizace dopravy s lineárním cílem. Složitější optimalizační modely tohoto druhu používá mnoho společností, které tak ročně ušetří tisíce dolarů.

Problém : Chcete minimalizovat náklady na přepravu zboží ze 2 různých skladů 4 různým zákazníkům. Každý sklad má omezenou zásobu a každý zákazník má určitou poptávku.

Cíl : Minimalizovat celkové náklady na přepravu, nepřekročit množství dostupné v každém skladu a uspokojit poptávku každého zákazníka.

Zdrojová data

Takto vypadá náš problém optimalizace dopravy:

Formulace modelu

Abychom mohli definovat náš problém lineárního programování pro Excel Solver, zodpovězme 3 hlavní otázky:

1. Jaká rozhodnutí je třeba učinit? Chceme vypočítat optimální množství zboží, které je třeba dodat každému zákazníkovi z každého skladu. Jedná se o tyto položky Proměnná buňky (B7:E8).
2. Jaká jsou omezení? Zásoby, které jsou k dispozici v jednotlivých skladech (I7:I8), nesmí být překročeny a množství objednané jednotlivými zákazníky (B10:E10) by mělo být dodáno. Jedná se o následující omezení Omezený buňky .
3. Jaký je cíl? Minimální celkové náklady na dopravu. A to je naše Cíl buňka (C12).

Další věcí, kterou musíte udělat, je vypočítat celkové množství odeslané z každého skladu (G7:G8) a celkové množství zboží přijatého každým zákazníkem (B9:E9). To můžete provést pomocí jednoduchých vzorců Sum, které jsou demonstrovány na níže uvedeném snímku obrazovky. Vložte také vzorec SUMPRODUCT v položce C12 pro výpočet celkových nákladů na dopravu:

Pro snazší pochopení našeho modelu optimalizace dopravy vytvořte následující pojmenované rozsahy:

Poslední věcí, kterou zbývá provést, je konfigurace parametrů nástroje Excel Solver:

• Cíl: Shipping_cost nastaveno na Min
• Proměnné buňky: Products_shipped
• Omezení: Total_received = Ordered a Total_shipped <= Available

Věnujte prosím pozornost tomu, že jsme vybrali Simplex LP v tomto příkladu, protože se jedná o problém lineárního programování. Pokud si nejste jisti, o jaký typ problému se jedná, můžete ponechat výchozí nastavení. GRG Nelineární Další informace naleznete v části Algoritmy řešitele Excelu.

Řešení

Klikněte na Řešení tlačítko v dolní části Parametry řešitele a získáte odpověď. V tomto příkladu doplněk Excel Solver vypočítal optimální množství zboží, které je třeba dodat každému zákazníkovi z každého skladu s minimálními celkovými náklady na dopravu:

Jak ukládat a načítat scénáře aplikace Excel Solver

Při řešení určitého modelu můžete chtít uložit svůj Variabilní hodnoty buněk jako scénář, který můžete později zobrazit nebo znovu použít.

Například při výpočtu minimálních nákladů na služby v úplně prvním příkladu probíraném v tomto tutoriálu můžete vyzkoušet různé počty předpokládaných klientů za měsíc a zjistit, jak to ovlivní náklady na služby. Přitom si můžete uložit nejpravděpodobnější scénář, který jste již vypočítali, a kdykoli jej obnovit.

Úspora scénář aplikace Excel Solver se omezuje na výběr rozsahu buněk, do kterých se mají data uložit. Načítání modelu Solveru je jen otázkou zadání rozsahu buněk aplikace Excel, ve kterých je váš model uložen. Podrobný postup je uveden níže.

Uložení modelu

Chcete-li uložit scénář nástroje Excel Solver, proveďte následující kroky:

1. Otevřete pracovní list s vypočteným modelem a spusťte Řešitel aplikace Excel.
2. V Parametry řešitele klikněte na Načíst/uložit tlačítko.

Současně se Parametry řešitele zobrazí se okno, ve kterém můžete změnit omezení a vyzkoušet různé možnosti "co kdyby".

Načtení uloženého modelu

Pokud se rozhodnete obnovit uložený scénář, proveďte následující kroky:

1. V Parametry řešitele klikněte na Načíst/uložit tlačítko.
2. Na pracovním listu vyberte rozsah buněk s uloženým modelem a klikněte na tlačítko Zatížení :

Řešitelské algoritmy aplikace Excel

Při definování problému pro nástroj Excel Solver můžete v okně Výběr metody řešení rozevírací pole:

• GRG Nonlinear. Zobecněný redukovaný gradient nelineární Algoritmus se používá pro problémy, které jsou hladce nelineární, tj. u nichž je alespoň jedno z omezení hladkou nelineární funkcí rozhodovacích proměnných. Více podrobností naleznete zde.
• LP Simplex Metoda Simplex LP Solving vychází z algoritmu Simplex, který vytvořil americký matematik George Dantzig. Používá se k řešení tzv. Lineární programování problémy - matematické modely, jejichž požadavky jsou charakterizovány lineárními vztahy, tj. sestávají z jediného cíle reprezentovaného lineární rovnicí, který je třeba maximalizovat nebo minimalizovat. Další informace naleznete na této stránce.
• Evoluční . Používá se pro nehladké úlohy, které jsou nejobtížněji řešitelným typem optimalizačních úloh, protože některé funkce jsou nehladké nebo dokonce nespojité, a proto je obtížné určit směr, ve kterém funkce roste nebo klesá. Další informace naleznete na této stránce.

Chcete-li změnit způsob, jakým Řešitel najde řešení, klikněte na tlačítko Možnosti tlačítko v Parametry řešitele a nakonfigurovat libovolné nebo všechny možnosti v dialogovém okně GRG Nelineární , Všechny metody a Evoluční karty.

Takto můžete v Excelu použít Solver k nalezení nejlepších řešení vašich rozhodovacích problémů. A nyní si můžete stáhnout příklady Solveru v Excelu, o kterých jsme hovořili v tomto tutoriálu, a pro lepší pochopení si je zpětně prohlédnout. Děkuji vám za přečtení a doufám, že se příští týden uvidíme na našem blogu.