Использование модели линейного программирования в excel

Задачи линейного программирования относятся к широко распространённому классу задач, встречающихся в различных сферах деятельности: в бизнесе, на производстве, в быту. Как оптимально распорядиться бюджетом или за минимальное время добраться до нужного места в городе, как наилучшим образом спланировать деловые встречи, минимизировать риски капитальных вложений, определить оптимальные запасы сырья на складе – это те задачи, в которых нужно найти наилучшее из всех возможных решений.

Если что-то непонятно — вы всегда можете написать мне в WhatsApp и я вам помогу!

Линейное программирование

Линейное программирование – это раздел математики, занимающийся разработкой методов отыскания экстремальных значений функции, на аргументы которой наложены ограничения. Слово «программирование» заимствовано из зарубежной литературы, где оно используется в смысле «планирование».

Решение задач линейного программирования с использованием microsoft excel

Цель работы

Приобретение навыков решения задач линейного программирования (ЛП) в табличном редакторе Microsoft Excel.

Порядок выполнения работы

Для модели линейного программирования, соответствующей номеру Вашего варианта, найдите оптимальное решение в табличном редакторе Microsoft Excel и продемонстрируйте его преподавателю.

Инструкция по использованию microsoft excel для решения задач линейного программирования

Для того чтобы решить задачу линейного программирования в табличном редакторе Microsoft Excel, необходимо выполнить следующие действия.

Ввести условие задачи:

a) создать экранную форму для ввода условия задачи:

  • переменных,
  • целевой функции (ЦФ),
  • ограничений,
  • граничных условий;

b) ввести исходные данные в экранную форму:

  • коэффициенты ЦФ,
  • коэффициенты при переменных в ограничениях,
  • правые части ограничений;

c) ввести зависимости из математической модели в экранную форму:

  • формулу для расчета ЦФ,
  • формулы для расчета значений левых частей ограничений;

d) задать ЦФ (в окне «Поиск решения»):

  • целевую ячейку,
  • направление оптимизации ЦФ;

e) ввести ограничения и граничные условия (в окне «Поиск решения»):

  • ячейки со значениями переменных,
  • граничные условия для допустимых значений переменных,
  • соотношения между правыми и левыми частями ограничений.

Решить задачу:

a) установить параметры решения задачи (в окне «Поиск решения»);

b) запустить задачу на решение (в окне «Поиск решения»);

с) выбрать формат вывода решения (в окне «Результаты поиска решения»).

Возможно эта страница вам будет полезна:

Одноиндексные задачи линейного программирования

Рассмотрим пример нахождения решения для следующей одноиндексной задачи ЛП:

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Ввод исходных данных

Создание экранной формы и ввод в нее условия задачи

Экранная форма для ввода условий задачи (1.1) вместе с введенными в нее исходными данными представлена на рис. 1.1.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

В экранной форме на рис. 1.1 каждой переменной и каждому коэффициенту задачи поставлена в соответствие конкретная ячейка в Excel. Имя ячейки состоит из буквы, обозначающей столбец, и цифры, обозначающей строку, на пересечении которых находится объект задачи линейного программирования. Так, например, переменным задачи (1.1) соответствуют ячейки Линейное программирование в Excel задачи с решениемЛинейное программирование в Excel задачи с решением, коэффициентам ЦФ соответствуют ячейки

Линейное программирование в Excel задачи с решением
Линейное программирование в Excel задачи с решением

правым частям ограничений соответствуют ячейки

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Ввод зависимостей из математической модели в экранную форму

Зависимость для ЦФ

В ячейку F6, в которой будет отображаться значение ЦФ, необходимо ввести формулу, по которой это значение будет рассчитано. Согласно (1.1) значение ЦФ определяется выражением

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Используя обозначения соответствующих ячеек в Excel (см. рис. 1.1), формулу для расчета ЦФ (1.2) можно записать как сумму произведений каждой из ячеек, отведенных для значений переменных задачи (ВЗ, СЗ, D3, ЕЗ), на соответствующую ячейку, отведенную для коэффициентов ЦФ (В6, С6, D6, Е6), то есть

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Чтобы задать формулу (1.3) необходимо в ячейку F6 ввести следующее выражение и нажать клавишу «Enter»

Линейное программирование в Excel задачи с решением

где символ $ перед номером строки 3 означает, что при копировании этой формулы в другие места листа Excel номер строки 3 не изменится;

символ : означает, что в формуле будут использованы все ячейки, расположенные между ячейками, указанными слева и справа от двоеточия (например, запись В6:Е6 указывает на ячейки В6, С6, D6 и Е6). После этого в целевой ячейке появится 0 (нулевое значение) (рис. 1.2).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Примечание 1.1. Существует другой способ задания функций в Excel с помощью режима «Вставка функций», который можно вызвать из меню «Вставка» или при нажатии кнопки «Линейное программирование в Excel задачи с решением» на стандартной панели инструментов. Так, например, формулу (1.4) можно задать следующим образом:

• курсор в поле F6;

• нажав кнопку «Линейное программирование в Excel задачи с решением«, вызовите окно «Мастер функций — шаг 1 из 2»;

• выберите в окне «Категория» категорию «Математические»;

• в окне «Функция» выберите функцию СУММПРОИЗВ;

• в появившемся окне «СУММПРОИЗВ» в строку «Массив 1» введите выражение В$3:Е$3, а в строку «Массив 2» — выражение В6:Е6 (рис. 1.3);

• после ввода ячеек в строки «Массив 1» и «Массив 2» в окне «СУММПРОИЗВ» появятся числовые значения введенных массивов (см. рис. 1.3), а в экранной форме в ячейке F6 появится текущее значение, вычисленное по введенной формуле, то есть 0 (так как в момент ввода формулы значения переменных задачи нулевые).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Зависимости для левых частей ограничений

Левые части ограничений задачи (1.1) представляют собой сумму произведений каждой из ячеек, отведенных для значений переменных задачи (ВЗ, СЗ, D3, ЕЗ), на соответствующую ячейку, отведенную для коэффициентов конкретного ограничения (В 10, СЮ, D10, ЕЮ — 1-е ограничение; В11, С11, D11, El 1 — 2-е ограничение и В12, С12, D12, Е12 — 3-е ограничение). Формулы, соответствующие левым частям ограничений, представлены в табл. 1.1.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Как видно из табл. 1.1, формулы, задающие левые части ограничений задачи (1.1), отличаются друг от друга и от формулы (1.4) в целевой ячейке F6 только номером строки во втором массиве. Этот номер определяется той строкой, в которой ограничение записано в экранной форме. Поэтому для задания зависимостей для левых частей ограничений достаточно скопировать формулу из целевой ячейки в ячейки левых частей ограничений. Для этого необходимо:

• поместить курсор в поле целевой ячейки F6 и скопировать в буфер содержимое ячейки F6 (клавишами «Ctrl-Insert»);

• помещать курсор поочередно в поля левой части каждого из ограничений, то есть в F10, F11 и F12, и вставлять в эти поля содержимое буфера (клавишами «Shift-Insert») (при этом номер ячеек во втором массиве формулы будет меняться на номер той строки, в которую была произведена вставка из буфера);

• на экране в полях F10, F11 и F12 появится 0 (нулевое значение) (см. рис. 1.2).

Проверка правильности введения формул

Для проверки правильности введенных формул производите поочередно двойное нажатие левой клавиши мыши на ячейки с формулами. При этом на экране рамкой будут выделяться ячейки, используемые в формуле (рис. 1.4 и 1.5).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Задание ЦФ

Дальнейшие действия производятся в окне «Поиск решения», которое вызывается из меню «Сервис» (рис. 1.6):

• поставьте курсор в поле «Установить целевую ячейку»;

• введите адрес целевой ячейки $F$6 или сделайте одно нажатие левой клавиши мыши на целевую ячейку в экранной форме — это будет равносильно вводу адреса с клавиатуры;

• введите направление оптимизации ЦФ, щелкнув один раз левой клавишей мыши по селекторной кнопке «максимальному значению».

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Ввод ограничений и граничных условий

Задание ячеек переменных

В окно «Поиск решения» в поле «Изменяя ячейки» впишите адреса $BS3:$E$3. Необходимые адреса можно вносить в поле «Изменяя ячейки» и автоматически путем выделения мышью соответствующих ячеек переменных непосредственно в экранной форме.

Задание граничных условий для допустимых значений переменных

В нашем случае на значения переменных накладывается только граничное условие неотрицательности, то есть их нижняя граница должна быть равна нулю (см. рис. 1.1).

• Нажмите кнопку «Добавить», после чего появится окно «Добавление ограничения» (рис. 1.7).

• В поле «Ссылка на ячейку» введите адреса ячеек переменных $BS3:$E$3. Это можно сделать как с клавиатуры, так и путем выделения мышью всех ячеек переменных непосредственно в экранной форме.

• В поле знака откройте список предлагаемых знаков и выберите >.

• В поле «Ограничение» введите адреса ячеек нижней границы значений переменных, то есть $В$4:$Е$4. Их также можно ввести путем выделения мышью непосредственно в экранной форме.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Задание знаков ограничений <. >, =

• Нажмите кнопку «Добавить» в окне «Добавление ограничения».

• В поле «Ссылка на ячейку» введите адрес ячейки левой части конкретного ограничения, например $F$10. Это можно сделать как с клавиатуры, так и путем выделения мышью нужной ячейки непосредственно в экранной форме.

• В соответствии с условием задачи (1.1) выбрать в поле знака необходимый знак, например =.

• В поле «Ограничение» введите адрес ячейки правой части рассматриваемого ограничения, например $Н$10.

• Аналогично введите ограничения: $F$11>=$Н$11, $F$12<=$H$12.

• Подтвердите ввод всех перечисленных выше условий нажатием кнопки ОК.

Окно «Поиск решения» после ввода всех необходимых данных задачи (1.1) представлено на рис. 1.6.

Если при вводе условия задачи возникает необходимость в изменении или удалении внесенных ограничений или граничных условий, то это делают, нажав кнопки «Изменить» или «Удалить» (см. рис. 1.6).

Решение задачи

Установка параметров решения задачи

Задача запускается на решение в окне «Поиск решения». Но предварительно для установления конкретных параметров решения задач оптимизации определенного класса необходимо нажать кнопку «Параметры» и заполнить некоторые поля окна «Параметры поиска решения» (рис. 1.8).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Параметр «Максимальное время» служит для назначения времени (в секундах), выделяемого на решение задачи. В поле можно ввести время, не превышающее 32 767 секунд (более 9 часов).

Параметр «Предельное число итераций» служит для управления временем решения задачи путем ограничения числа промежуточных вычислений. В поле можно ввести количество итераций, не превышающее 32 767.

Параметр «Относительная погрешность» служит для задания точности, с которой определяется соответствие ячейки целевому значению или приближение к указанным границам. Поле должно содержать число из интервала от 0 до 1. Чем меньше количество десятичных знаков во введенном числе, тем ниже точность. Высокая точность увеличит время, которое требуется для того, чтобы сошелся процесс оптимизации.

Параметр «Допустимое отклонение» служит для задания допуска на отклонение от оптимального решения в целочисленных задачах. При указании большего допуска поиск решения заканчивается быстрее.

Параметр «Сходимость» применяется только при решении нелинейных задач.

Установка флажка «Линейная модель» обеспечивает ускорение поиска решения линейной задачи за счет применение симплекс-метода.

Подтвердите установленные параметры нажатием кнопки «ОК».

Запуск задачи на решение

Запуск задачи на решение производится из окна «Поиск решения» путем нажатия кнопки «Выполнить».

После запуска на решение задачи линейного программирования на экране появляется окно «Результаты поиска решения» с одним из сообщений, представленных на рис. 1.9, 1.10 и 1.11.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Иногда сообщения, представленные на рис. 1.10 и 1.11, свидетельствуют не о характере оптимального решения задачи, а о том, что при вводе условий задачи в Excel были допущены ошибки, не позволяющие Excel найти оптимальное решение, которое в действительности существует (см. ниже подразд.1.3.5).

Если при заполнении полей окна «Поиск решения» были допущены ошибки, не позволяющие Excel применить симплекс-метод для решения задачи или довести ее решение до конца, то после запуска задачи на решение на экран будет выдано соответствующее сообщение с указанием причины, по которой решение не найдено. Иногда слишком малое значение параметра «Относительная погрешность» не позволяет найти оптимальное решение. Для исправления этой ситуации увеличивайте погрешность поразрядно, например от 0,000001 до 0,00001 и т.д.

В окне «Результаты поиска решения» представлены названия трех типов отчетов: «Результаты», «Устойчивость», «Пределы». Они необходимы при анализе полученного решения на чувствительность (см. ниже подразд.3.3). Для получения же ответа (значений переменных, ЦФ и левых частей ограничений) прямо в экранной форме просто нажмите кнопку «ОК». После этого в экранной форме появляется оптимальное решение задачи (рис. 1.12).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Целочисленное программирование

Допустим, что к условию задачи (1.1) добавилось требование целочисленности значений всех переменных. В этом случае описанный выше процесс ввода условия задачи необходимо дополнить следующими шагами.

• В экранной форме укажите, на какие переменные накладывается требование целочисленности (этот шаг делается для наглядности восприятия условия задачи) (рис. 1.13).

• В окне «Поиск решения» (меню «Сервис»—>»Поиск решения»), нажмите кнопку «Добавить» и в появившемся окне «Добавление ограничений» введите ограничения следующим образом (рис.1.14):

  • в поле «Ссылка на ячейку» введите адреса ячеек переменных задачи, то есть $В$3:$Е$3;
  • в поле ввода знака ограничения установите «целое»;
  • подтвердите ввод ограничения нажатием кнопки «ОК».
Линейное программирование в Excel задачи с решением

На рис. 1.13 представлено решение задачи (1.1), к ограничениям которой добавлено условие целочисленности значений ее переменных.

Двухиндексные задачи линейного программирования

Двухиндексные задачи линейного программирования вводятся и решаются в Excel аналогично одноиндексным задачам. Специфика ввода условия двухиндексной задачи ЛП состоит лишь в удобстве матричного задания переменных задачи и коэффициентов ЦФ.

Рассмотрим решение двухиндексной задачи, суть которой заключается в оптимальной организации транспортных перевозок штучного товара со складов в магазины (табл. 1.2).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Целевая функция и ограничения данной задачи имеют вид

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Экранные формы, задание переменных, целевой функции, ограничений и граничных условий двухиндексной задачи (1.5) и ее решение представлены на рис. 1.15, 1.16, 1.17 и в табл. 1.3.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Задачи с булевыми переменными

Частным случаем задач с целочисленными переменными являются задачи, в результате решения которых искомые переменные Линейное программирование в Excel задачи с решением могут принимать только одно из двух значений: 0 или 1. Такие переменные в честь предложившего их английского математика Джорджа Буля называют булевыми. На рис. 1.18 представлена экранная форма с решением некоторой двухиндексной задачи с булевыми переменными.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Рис. 1.18. Решение двухиндексной задачи с булевыми переменными

Помимо задания требования целочисленности (см. подразд.1.3.2) при вводе условия задач с булевыми переменными необходимо:

• для наглядности восприятия ввести в экранную форму слово «булевы» в качестве характеристики переменных (см. рис. 1.18);

• в окне «Поиск решения» добавить граничные условия, имеющие смысл ограничения значений переменных по их единичной верхней границе (рис. 1.19).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Вид окна «Поиск решения» для задачи с булевыми переменными, представленной на рис. 1.18, приведен на рис. 1.20.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Возможные ошибки при вводе условий задач линейного программирования

Если при решении задачи линейного программирования выдается сообщение о невозможности нахождения решения, то возможно, что причина заключается в ошибках ввода условия задачи в Excel.

Как решить задачу линейного программирования в excel

Цель работы

Приобретение навыков решения задач линейного программирования (ЗЛП) в табличном редакторе Microsoft Excel. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Для модели линейного программирования, соответствующей номеру Вашего варианта, найдите оптимальное решение в табличном редакторе Microsoft Excel и продемонстрируйте его преподавателю.

Инструкция по использованию microsoft excel для решения задач линейного программирования

Для того чтобы решить ЗЛП в табличном редакторе Microsoft Excel, необходимо выполнить следующие действия. 1. Ввести условие задачи:

a) создать экранную форму для ввода условия задачи:

  • • переменных,
  • • целевой функции (ЦФ),
  • • ограничений,
  • • граничных условий;

b) ввести исходные данные в экранную форму:

  • • коэффициенты ЦФ,
  • • коэффициенты при переменных в ограничениях,
  • • правые части ограничений;

c) ввести зависимости из математической модели в экранную форму:

  • • формулу для расчета ЦФ,
  • • формулы для расчета значений левых частей ограничений; с!) задать ЦФ (в окне «Поиск решения»):
  • • целевую ячейку,
  • • направление оптимизации ЦФ;

е) ввести ограничения и граничные условия (в окне «Поиск решения»):

  • • ячейки со значениями переменных,
  • • граничные условия для допустимых значений переменных,
  • • соотношения между правыми и левыми частями ограничений. 2. Решить задачу:

a)установить параметры решения задачи (в окне «Поиск решения»,);

b) запустить задачу на решение (в окне «Поиск решения»,);

c) выбрать формат вывода решения (в окне «Результаты поиска решения»).

Одноиндексные ЗЛП

Рассмотрим пример нахождения решения для следующей одноиндексной ЗЛП:

Линейное программирование в Excel задачи с решением
  • Ввод исходных данных

Создание экранной формы и ввод в нее условия задачи

Экранная форма для ввода условий задачи (1) вместе с введенными в нее исходными данными представлена на рис.1.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

В экранной форме на рис. 1 каждой переменной и каждому коэффициенту задачи поставлена в соответствие конкретная ячейка в Excel. Так, например, переменным задачи (1) соответствуют ячейки

Линейное программирование в Excel задачи с решением

коэффициентам ЦФ соответствуют ячейки

Линейное программирование в Excel задачи с решением
Линейное программирование в Excel задачи с решением

правым частям ограничений соответствуют ячейки

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Линейное программирование в Excel задачи с решением
  • Ввод зависимостей из математической модели в экранную форму

Зависимость для ЦФ.

В ячейку F6, в которой будет отображаться значение ЦФ, необходимо ввести формулу, по которой это значение будет рассчитано. Согласно (1 (значение ЦФ определяется выражением

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Используя обозначения соответствующих ячеек в Excel (см. рис. 1), формулу для расчета ЦФ (2) можно записать как сумму произведений каждой из ячеек, отведенных для значений переменных задачи (ВЗ, СЗ, D3, ЕЗ), на соответствующую ячейку, отведенную для коэффициентов ЦФ (В6, С6, D6,E6):

Линейное программирование в Excel задачи с решением

После этого в целевой ячейке появится 0 (нулевое значение) (рис. 2).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Зависимости для левых частей ограничений

Левые части ограничений задачи (1) представляют собой сумму произведений каждой из ячеек, отведенных для значений переменных задачи(ВЗ, СЗ, D3, ЕЗ), на соответствующую ячейку, отведенную для коэффициентов конкретного ограничения (B10, С10, D10, Е10 — 1-е ограничение; В11, C11,D11, Е11 — 2-е ограничение и В12, С12, D12, Е12 — 3-е ограничение). Формулы, соответствующие левым частям ограничений, записать самостоятельно. Проверка правильности введения формул

Для проверки правильности введенных формул производите поочередно двойное нажатие левой клавиши мыши на ячейки с формулами. При этом на экране рамкой будут выделяться ячейки, используемые в формуле. Дальнейшие действия производятся в окне «Поиск решения», которое вызывается из меню «Сервис». Решение задачи

Установка параметров решения задачи

Задача запускается на решение в окне «Поиск решения». Но предварительно для установления конкретных параметров решения задач оптимизации определенного класса необходимо нажать кнопку «Параметры»и заполнить некоторые поля окна «Параметры поиска решения».

Параметр «Максимальное время» служит для назначения времени (в секундах), выделяемого на решение задачи. В поле можно ввести время, не превышающее 32 767 секунд (более 9 часов).

Параметр «Предельное число итераций» служит для управления временем решения задачи путем ограничения числа промежуточных вычислений. В поле можно ввести количество итераций, не превышающее32 767. Параметр «Относительная погрешность» служит для задания точности, с которой определяется соответствие ячейки целевому значению или приближение к указанным границам. Поле должно содержать число из интервала от 0 до 1. Чем меньше количество десятичных знаков во введенном числе, тем ниже точность. Высокая точность увеличит время, которое требуется для того, чтобы сошелся процесс оптимизации.

Параметр «Допустимое отклонение» служит для задания допуска на отклонение от оптимального решения в целочисленных задачах. При указании большего допуска поиск решения заканчивается быстрее. Параметр «Сходимость» применяется только при решении нелинейных задач. Установка флажка «Линейная модель» обеспечивает ускорение поиска решения линейной задачи за счет применение симплекс-метода. Подтвердите установленные параметры нажатием кнопки «ОК». Запуск задачи на решение

Запуск задачи на решение производится из окна «Поиск решения» путем нажатия кнопки «Выполнить».

После запуска на решение задачи линейного программирования на экране появляется окно «Результаты поиска решения» с одним из сообщений:

• Сообщение об успешном решении задачи

• Сообщение при несовместной системе ограничений задачи

• Сообщение при неограниченности ЦФ в требуемом направлении Иногда второе и третье сообщения свидетельствуют не о характере оптимального решения задачи, а о том, что при вводе условийзадачи в Excel были допущены ошибки, не позволяющие Excel найти оптимальное решение, которое в действительности существует.

Если при заполнении полей окна «Поиск решения» были допущены ошибки, не позволяющие Excel применить симплекс-метод для решения задачи или довести ее решение до конца, то после запуска задачи на решение на экран будет выдано соответствующее сообщение с указанием причины, по которой решение не найдено. Иногда слишком малое значение параметра»Относительная погрешность» не позволяет найти оптимальное решение. Для исправления этой ситуации увеличивайте погрешность поразрядно, например от 0,000001 до 0,00001 и т.д.

В окне «Результаты поиска решения» представлены названия трех типов отчетов: «Результаты», «Устойчивость», «Пределы». Они необходимы при анализе полученного решения на чувствительность (будет рассмотрено позже). Для получения же ответа (значений переменных, ЦФ и левых частей ограничений) прямо в экранной форме просто нажмите кнопку «ОК». После этого в экранной форме появляется оптимальное решение задачи (рис.3).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Целочисленное программирование

Допустим, что к условию задачи (1) добавилось требование целочисленности значений всех переменных. В этом случае описанный выше процесс ввода условия задачи необходимо дополнить следующими шагами.

• В экранной форме укажите, на какие переменные накладывается требование целочисленности (этот шаг делается для наглядности восприятия условия задачи) (рис. 4).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

• В окне «Поиск решения» (меню «Сервис»—►»Поиск решения»), нажмите кнопку «Добавить» и в появившемся окне «Добавление ограничений» введите ограничения целочисленности. Сравните результаты.

Получите у преподавателя индивидуальные задания.

Примеры решения экономических задач Задача 1.

Средства очистки пола оценивают по следующим трем показателям:

  • • очищающие свойства;
  • • дезинфицирующие свойства;
  • • раздражающее воздействие на кожу.

Каждый из этих показателей измеряется по линейной шкале от 0 до 100. Продукт на рынке должен иметь по крайней мере 60 ед. очищающих свойств и по крайней мере 60 ед. дезинфицирующих свойств по соответствующей шкале. При этом раздражающее воздействие на кожу должно быть минимальным. Конечный продукт должен быть смесью трех основных очистителей, характеристики которых приведены в таблице.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Составим математическую модель задачи. Пусть Линейное программирование в Excel задачи с решением — доля очистителя Линейное программирование в Excel задачи с решением в конечном продукте, Линейное программирование в Excel задачи с решением — доля очистителя Линейное программирование в Excel задачи с решением в конечном продукте, Линейное программирование в Excel задачи с решением — доля очистителя Линейное программирование в Excel задачи с решением в конечном продукте.

Целевая функция: Линейное программирование в Excel задачи с решением (т.е. минимизируем раздражающее воздействие на кожу конечного продукта).

Ограничения:

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Решение задачи с помощью MS Excel.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Заполним таблицу, содержащую исходные данные. Заполним диалоговое окно

«Поиск решения».

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Щелкнув по кнопке ОК, мы получаем на месте исходной таблицы — таблицу с найденными оптимальными значениями. В результате в таблице получим значение целевой функции — 31,4 ед. раздражающего воздействия на кожу при

Линейное программирование в Excel задачи с решением

(т.е. очистители Линейное программирование в Excel задачи с решением нужно брать в долях 30%, 10% и 60% соответственно).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Задача 2.

Фирме требуется уголь с содержанием фосфора не более 0,03% и с примесью пепла не более 3,25%. Доступны 3 сорта угля Линейное программирование в Excel задачи с решением по следующим ценам (за тонну):

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Как следует их смешать, чтобы удовлетворить ограничениям на примеси и минимизировать цену?

Решение задач математического программирования с помощью надстройки «Поиск решения» ЭТ Excel

Задачи линейного программирования, целочисленного программирования и ряд задач нелинейного программирования могут быть решены с помощью стандартного прикладного программного обеспечения. Например, в ЭТ MS Excel для этого имеется модуль «Поиск решения», вызываемый командой меню «Сервис/Поиск решения». Для активизации данного модуля необходимо выполнить команду «Сервис/Надстройки» и установить флажок напротив строки меню «Поиск решения».

Рассмотрим пример применения «Поиска решения» на основе решения задачи оптимизации портфеля ценных бумаг — одной из классических задач управления финансовыми средствами.

Постановка задачи. Перед инвестором стоит задача на основе информации, представленной в таблице 1, разместить имеющиеся средства так, чтобы получить максимальную прибыль за 1 период планирования (1 год), при этом должны быть выполнены следующие условия:

  1. Суммарный объем капитала составляет 100 000 $;
  2. доля средств, вложенная в один из объектов, не может превышать 25%;
  3. более 40% всех средств должны быть вложены в долгосрочные активы;
  4. доля высокорисковых активов не может превышать трети от суммарного объема.

Таблица 1 — Информация об объектах инвестирования

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Построим экономико-математическую модель задачи.

Искомые переменные — объемы средств, вложенные в активы: Линейное программирование в Excel задачи с решениемЛинейное программирование в Excel задачи с решением.

Прибыль, которую получит инвестор, задается целевой функцией:

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Сформируем ограничения:

Ограничения на суммарный объем активов —

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Ограничение на размер доли каждого актива

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Необходимость долгосрочного инвестирования (например, более 3 лет)

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Учет необходимости снижения риска —

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Естественное экономическое ограничение — неотрицательность искомых переменных —

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Для решения задачи выполним следующие шаги.

  • На рабочем листе представим необходимую для решения информацию, согласно рисунку 1.

Ячейки В13, Н9-Н11 должны содержать формулы, отражающие зависимость между искомыми переменными и условиями задачи. В данном случае целесообразно использовать функцию Суммпроизв(…), аргументами которой являются диапазоны B4-G4 и диапазоны соответствующих параметров.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Рисунок 1 — Исходные данные для решения ЗЛП

  • Выполнить команду Сервис/Поиск решения и заполнить все поля диалогового окна:

Указать адрес ячейки (В 13), содержащей целевую функцию, указать тип целевой функции,

В поле «изменяя ячейки» указать адреса всех искомых переменных (от В4 до G4).

Затем последовательно заполнить все ограничения (Пример на рисунке 2.)

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Если возникли ошибки ввода, то изменить или добавить ограничение можно с помощью командных кнопок «Добавить, изменить, удалить».

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Далее, если это необходимо, устанавливаются особые значения параметров (кнопка «Параметры»).

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Результаты отражаются на рабочем листе. Результаты решения представлены на рисунке 5.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Рисунок 5 — Результаты решения задачи

На рисунке 6 представлена структура инвестиционного портфеля.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

На основе решения проводится анализ, и принимаются соответствующие управленческие решения.

Технология решения транспортной задачи

1. На рабочем листе представим необходимую для решения информацию, согласно рисунку 7.

Ячейки В15 содержит формулу Суммпроизв(…), аргументами которой являются диапазоны В4-Е6 и В9-Е11. Ячейки F9-F11 должны содержать формулы, отражающие зависимость между искомыми переменными и условиями задачи. В данном случае целесообразно использовать функцию Сумм(…), аргументами которой являются диапазоны В9-Е9, В10-Е 10 и В11 -Е11. Аналогично определяются формулы в В12-Е 12.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Рисунок 7 — Исходные данные для решения ЗЛП

  • Выполнить команду Сервис/Поиск решения и заполнить все поля диалогового окна:

Указать адрес ячейки (В 15), содержащей целевую функцию, указать тип целевой функции (минимум),

В поле «изменяя ячейки» указать адреса всех искомых переменных (от В9 до Е11).

Затем последовательно заполнить все ограничения (Пример на рисунке 8.)

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Если возникли ошибки ввода, то изменить или добавить ограничение можно с помощью командных кнопок «Добавить, изменить, удалить». Результаты отражаются на рабочем листе. Результаты решения представлены на рисунке 9.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Технология решения задачи нелинейного программирования

Построить математическую модель и решить задачу потребительского выбора для заданной функции полезности Линейное программирование в Excel задачи с решением на товары Линейное программирование в Excel задачи с решением, ценах Линейное программирование в Excel задачи с решением и

Линейное программирование в Excel задачи с решением

доходе I. Найти максимальное значение функции полезности.

Построим математическую модель задачи потребительского выбора:

Линейное программирование в Excel задачи с решением

где Линейное программирование в Excel задачи с решением — число потребляемых товаров или благ, Линейное программирование в Excel задачи с решением — потребительский набор, Линейное программирование в Excel задачи с решением — функция полезности потребителя.

Набор, который является решением задачи потребительского выбора, называется оптимальным потребительским набором, или точкой локального рыночного равновесия потребителя. Поставленная задача — задача потребительского выбора — является задачей нелинейного программирования.

  • На рабочем листе представим необходимую для решения информацию, согласно рисунку 10.

Ячейки В5, В6 должны содержать формулы, отражающие зависимость между искомыми переменными и условиями задачи. В данном случае ячейка В5 содержит формулу «=D2B2+E2C2», а ячейка В6 содержит формулу «=2В2Л(3/4)(С2-4)А(1/4)».

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Рисунок 10 — Исходные данные для решения ЗНП

  • Выполнить команду Сервис/Поиск решения и заполнить все поля диалогового окна:

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Аналитическое решение задачи нелинейного программирования.

В рассматриваемом случае ограничение можно записать в виде строгого равенства, так как оптимальное решение достигается при полном использовании имеющихся средств.

Для решения классической задачи нелинейного программирования применим метод множителей Лагранжа, для этого составим функцию Лагранжа:

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Найдем точки экстремума функции Лагранжа.

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Приравняем каждое уравнение к 0:

Линейное программирование в Excel задачи с решением

С помощью преобразований — разделим первое уравнение системы на второе, перейдем к системе:

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Подставим второе уравнение в первое и построим аналитические функции спроса:

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Максимальное значение функции полезности-

Линейное программирование в Excel задачи с решением

Решением задачи потребительского выбора будет набор Линейное программирование в Excel задачи с решениемЛинейное программирование в Excel задачи с решением

Возможно эти страницы вам будут полезны:

  1. Решение задач по математическому программированиюПримеры решения задач по математическому программированиюЗаказать работу по математическому программированиюПомощь по математическому программированиюЗадачи математического программированияЗадача линейного программированияРешение задач по линейному программированиюМетоды решения задач линейного программированияГрафическое решение задач линейного программированияГрафический метод решения задач линейного программированияЗаказать работу по линейному программированиюПомощь по линейному программированиюКонтрольная работа по линейному программированиюКурсовая работа по линейному программированию

Ранее я писал, что для принятия решений с учетом ограничивающих факторов может использоваться линейное программирование. Напомню, что этот метод решает проблему распределения ограниченных ресурсов между конкурирующими видами деятельности с тем, чтобы максимизировать или минимизировать некоторые численные величины, такие как маржинальная прибыль или расходы.

При решении задач линейного программирования, во-первых, необходимо составить модель, то есть сформулировать условия на математическом языке. После этого решение может быть найдено графически (см., например, здесь), с использованием надстройки Excel «Поиск решения» (рассмотрено в настоящей заметке) или с помощью специализированных компьютерных программ (см., например, здесь).

Рассмотрим линейное программирование в Excel на примере задачи, ранее решенной графическим методом.

Задача. Николай Кузнецов управляет небольшим механическим заводом. В будущем месяце он планирует изготавливать два продукта (А и В), по которым удельная маржинальная прибыль оценивается в 2500 и 3500 руб., соответственно. Изготовление обоих продуктов требует затрат на машинную обработку, сырье и труд. На изготовление каждой единицы продукта А отводится 3 часа машинной обработки, 16 единиц сырья и 6 единиц труда. Соответствующие требования к единице продукта В составляют 10, 4 и 6. Николай прогнозирует, что в следующем месяце он может предоставить 330 часов машинной обработки, 400 единиц сырья и 240 единиц труда. Технология производственного процесса такова, что не менее 12 единиц продукта В необходимо изготавливать в каждый конкретный месяц. Необходимо определить количество единиц продуктов А и В, которые Николай доложен производить в следующем месяце для максимизации маржинальной прибыли.

Скачать заметку в формате Word, пример в формате Excel

1. Воспользуемся математической моделью построенной в упомянутой заметке. Вот эта модель:

Максимизировать:    Z = 2500 * х1 + 3500 *х2

При условии, что:       3 * х1 + 10 * х2 ≤ 330

16 * х1 + 4 * х2 ≤ 400

6 * х1 + 6 * х2 ≤ 240

х2 ≥ 12

х1 ≥ 0

2. Создадим экранную форму и введем в нее исходные данные (рис. 1).

Рис. 1. Экранная форма для ввода данных задачи линейного программирования

Обратите внимание на формулу в ячейке С7. Это формула целевой функции. Аналогично, в ячейки С16:С18 введены формулы для расчета левой части ограничений.

3. Проверьте, если у вас установлена надстройка «Поиск решения» (рис. 2), пропустите этот пункт.

Рис. 2. Надстройка Поиск решения установлена; вкладка «Данные», группа «Анализ»

Если надстройки «Поиск решения» вы на ленте Excel не обнаружили, щелкните на кнопку Microsoft Office, а затем Параметры Excel (рис. 3).

Рис. 3. Параметры Excel

Выберите строку Надстройки, а затем в самом низу окна «Управление надстройками Microsoft Excel» выберите «Перейти» (рис. 4).

Рис. 4. Надстройки Excel

В окне «Надстройки» установите флажок «Поиск решения» и нажмите Ok (рис. 5). (Если «Поиск решения» отсутствует в списке поля «Надстройки», чтобы найти надстройку, нажмите кнопку Обзор. В случае появления сообщения о том, что надстройка для поиска решения не установлена на компьютере, нажмите кнопку Да, чтобы установить ее.)

Рис. 5. Активация надстройки «Поиск решения»

После загрузки надстройки для поиска решения в группе Анализ на вкладке Данные становится доступна команда Поиск решения (рис. 2).

4. Следующим этапом заполняем окно Excel «Поиск решения» (рис. 6)

Рис. 6. Заполнение окна «Поиск решения»

В поле «Установить целевую ячейку» выбираем ячейку со значением целевой функции – $C$7. Выбираем, максимизировать или минимизировать целевую функцию. В поле «Изменяя ячейки» выбираем ячейки со значениями искомых переменных $C$4:$D$4 (пока в них нули или пусто). В области «Ограничения» с помощью кнопки «Добавить» размещаем все ограничения нашей модели. Жмем «Выполнить». В появившемся окне «Результат поиска решения» выбираем все три типа отчета (рис. 7) и жмем Ok. Эти отчеты нужны для анализа полученного решения. Подробнее о данных, представленных в отчетах, можно почитать здесь.

Рис. 7. Выбор типов отчета

На основном листе появились значения максимизированной целевой функции – 130 000 руб. и изменяемых параметров х1 = 10 и х2 = 30. Таким образом, для максимизации маржинального дохода Николаю в следующем месяце следует произвести 10 единиц продукта А и 30 единиц продукта В.

Если вместо окна «Результат поиска решения» появилось что-то иное, Excel`ю найти решение не удалось. Проверьте правильность заполнения окна «Поиск решения». И еще одна маленькая хитрость. Попробуйте уменьшить точность поиска решения. Для этого в окне «Поиск решения» щелкните на Параметры (рис. 8.) и увеличьте погрешность вычисления, например, до 0,001. Иногда из-за высокой точности Excel не успевает за 100 итераций найти решение. Подробнее о параметрах поиска решения можно почитать здесь.

Рис. 8. Увеличение погрешности вычислений

Skip to content

Рассмотрим решение задачи линейного программирования с помощью симплекс-метода в Excel на примере

Целевая функция имеет вид
Z = 35∙x1+25∙x2+10∙x3+20∙x4→ max
Ограничения, записанные в виде системы линейных уравнений

4∙x1+1∙x2+2∙x3+0∙x4 ≤ 120
1∙x1+3∙x2+1∙x3+1∙x4 ≤ 160∙
2∙x1+1∙x2+1∙x3+3∙x4 ≤ 130
x1, x2, x3, x4 ≥ 0 – целые

Теперь данную задачу для решения запишем в ExcelПример задачи линейного программирования в Excel

отображение формул

В ячейке E4 вставим формулу
=A4*A5+B4*B5+C4*C5+D4*D5

Для ячейки E7, E8 и E9 формула будет иметь вид

=$A$4*A7+$B$4*B7+$C$4*C7+$D$4*D7
=$A$4*A8+$B$4*B8+$C$4*C8+$D$4*D8
=$A$4*A9+$B$4*B9+$C$4*C9+$D$4*D9

Также можно воспользоваться формулой:
=СУММПРОИЗВ(A4:D4;A7:D7)

На вкладке данные переходим в Поиск решения

Выбираем ячейку с целевой функцией, ставим галочку максимум, далее выбираем ячейки изменяемых переменных ($A$4:$D$4) и добавляем ограничения при помощи кнопки Добавить. Также ставим галочку переменные без ограничений неотрицательные, выбираем, выбираем метод решения – симплекс-метод решения линейных задач.

симплекс-метода в Excel поиск решения линейной задачи

Ограничения больше меньше или равно Excel Ограничения для целых чисел Excel

Можно также перейти в параметры и настроить точность.

Параметры точности симплекс метода
Итак, нажимаем Найти решение, появляется окно результаты поиска решений, выбираем сохранить найденное решение.

Результат поиска решения Excel

В итоги получили решения задачи

Z=2015
x1=19; x2=42; x3=0; x4=15

Результат решения задачи симплекс методом в Excel

21538


Изучив алгоритмы «ручного» решения задач линейного программирования, полезно познакомиться и со способом упростить этот процесс. Ясно, что чем сложнее задача, чем больше в ней переменных и условий, тем утомительнее и дольше ее решать. В таких случаях удобно использовать специальные математические пакеты, или доступную многим программу MS Excel (версии 2003, 2007, 2010, 2013 и др.).

Решить задачи линейного программирования в Excel достаточно просто:

  • составить математическую модель задачи,
  • внести исходные данные задачи и ограничения,
  • выделить место под ячейки решения и целевую функцию, ввести ее формулу,
  • запустить надстройку Поиск решения,
  • установить нужные параметры решения и запустить выполнение.

Программа подберёт оптимальное решение и покажет его в нужных ячейках, вычислит значение целевой функции. При необходимости можно построить отчеты для анализа решения задачи.

Подробнее все эти этапы с пояснениями и скриншотами разобраны ниже в примерах на разных задачах линейного программирования — изучайте, ищите похожие, решайте.

Помогаем студентам: Работы по линейному программированию на заказ

Полезная страница? Сохрани или расскажи друзьям

Линейное программирование: примеры в Excel

Задача 1. Построить математическую модель задачи и решить её средствами Excel. Записать сопряжённую задачу. Провести анализ и сделать выводы по полученным результатам.
Для производства столов и шкафов мебельная фабрика использует различные ресурсы. Нормы затрат ресурсов на одно изделие данного вида, прибыль от реализации одного изделия и общее количество имеющихся ресурсов каждого вида приведены в таблице.
Определить, сколько столов и шкафов фабрике следует выпускать, чтобы прибыль от реализации была максимальной.

Задача 2. Цех производит 8 различных видов деталей для двигателей A, B, C1, C2, C3, D, E6, F имея в своем распоряжении перечисленный ниже парк из 7 видов универсальных станков: 2 шт. -ADF, 3 шт. -SHG, 3 шт. -BSD, 1 шт. -AVP, 1 шт. -BFG, 3 шт. -ABM, 2 шт. -RL.
Время, требуемое для обработки единицы каждого продукта на каждом станке, вклад в прибыль от производства единицы каждого продукта и рыночный спрос на каждый продукт за месяц даны в таблице.
Цех работает 12 часов в день. Каждый месяц содержит 26 рабочих дней. Для упрощения задачи считаем, что возможен произвольный порядок обработки деталей на различных станках.
Составьте оптимальный план производства.
Определите, производство каких продуктов лимитировано рынком, и каких – техническими возможностями цеха. Какие машинные ресурсы должны быть увеличены в первую очередь, чтобы добиться максимального увеличения прибыли (при заданных потребностях рынка)?
Есть ли продукт, который невыгодно производить? Почему? Что нужно изменить, чтобы все продукты стало выгодно производить?

Может пригодиться: транспортные задачи в Excel

Задача 3. Необходимо составить самый дешевый рацион питания цыплят, содержащий необходимое количество определенных питательных веществ тиамина Т и ниацина Н. Пищевая ценность рациона (в калориях) должна быть не менее заданной. Смесь для цыплят изготавливается из двух продуктов — К и С. Известно содержание тиамина и ниацина в этих продуктах, а также питательная ценность К и С (в калориях). Сколько К и С надо взять для одной порции куриного корма, чтобы цыплята получили необходимую им дозу веществ Н и Т и калорий (или больше), а стоимость порции была минимальна? Исходные данные для расчетов приведены в таблице.

Задача 4. Фирма «Компьютер-сервис» поставляет компьютеры под ключ четырех базовых комплектаций: «домашний», «игровой», «офисный» и «экстрим». Известны средние затраты времени на сборку, проверку и подключение компьютеров. Каждый компьютер приносит определенный уровень прибыли, но спрос ограничен. Кроме того, в плановом периоде ограничен ресурс человеко-часов, отведенных на выполнение каждой производственной операции. Определить, сколько компьютеров каждого типа необходимо произвести в плановом периоде, имея целью максимизировать прибыль.

Задача 5. На лесопилку поступают доски длиной 10 м. По контракту лесопилка должна поставить клиенту не менее 100 досок длиной 5 м, не менее 200 досок длиной 4 м и не менее 300 досок длиной 3 м. Как работникам лесопилки выполнить условия контракта, разрезав наименьшее количество досок?

Помогаем с контрольными по линейному программированию

Задача 6. Компания «Евростройтур» организует экскурсионные автобусные туры по странам Европы. Компания получила 4 новых автобуса и предполагает направить их на маршруты во Францию, Италию, Чехию и Испанию.
Каждый автобус обслуживают 2 водителя. Компанией приглашены 8 водителей, в различной степени знакомых с дорогами европейских стран (в % от экскурсионного маршрута).

Необходимо распределить водителей так, чтобы общий показатель освоения маршрутов был максимальным.

Задача 7. Решить задачу методом ветвей и границ, решая отдельные задачи линейного нецелочисленного программирования с помощью функции «Поиск решения» в Microsoft Excel (в случае, если первая же задача ЛП выдает целочисленное решение, не позволяя ветвить задачу, немного изменить начальные условия).

Состав еды рядовых регламентируется верховной ставкой главнокомандующего, которая устанавливает нижние нормы питания в сутки по основным компонентам: 1500 килокалорий, 100 г белков, 280 г углеводов, 90 г жиров, 1 кг воды. На складах есть 4 вида продуктов, которые выдают защитникам Родины сухим пайком: лимонад, тушенка в маленьких банках, унифицированные наборы горбушек и пирожки с ежевикой. Стоимость этих четырех продуктов соответственно 12 руб., 34 руб., 3 руб. и 20 руб. Какова минимальная сумма, которую должен затратить прапорщик на питание одного солдата?

Задача 8. Предприятие выпускает два вида продукции: Изделие 1 и Изделие 2. На изготовление единицы Изделия 1 требуется затратить a11 кг сырья первого типа, a21 кг сырья второго типа, a31 кг сырья третьего типа.
На изготовление единицы Изделия 2 требуется затратить a12 кг сырья первого типа, a22 кг сырья второго типа, a32 кг сырья третьего типа.
Производство обеспечено сырьем каждого типа в количестве b1 кг, b2 кг, b3 кг соответственно.
Рыночная цена единицы Изделия 1 составляет c1 тыс. руб., а единицы Изделия 2 — c2 тыс.руб.
Требуется:
1) построить экономико – математическую модель задачи;
2) составить план производства изделий, обеспечивающий максимальную выручку от их реализации при помощи графического метода решения задачи линейного программирования.
3) составить план производства изделий, обеспечивающий максимальную выручку от их реализации при помощи табличного симплекс – метода решения задачи линейного программирования.
4) составить план производства изделий, обеспечивающий максимальную выручку от их реализации, используя надстройку «Поиск решения» в среде MS EXCEL.

Полезные ссылки

  • Графическое решение ЗЛП
  • Симплекс-метод решения ЗЛП
  • Решенные контрольные по ЛП
  • Онлайн учебник по оптимальным решениям

  • Введение в линейное программирование в Excel

Линейное программирование в Excel (Содержание)

  • Введение в линейное программирование в Excel
  • Методы решения линейного программирования с помощью Excel Solver

Введение в линейное программирование в Excel

Линейное программирование является наиболее важным, а также увлекательным аспектом прикладной математики, который помогает в оптимизации ресурсов (либо минимизации потерь, либо максимизации прибыли при данных ресурсах). Если у нас есть ограничения и целевая функция хорошо определены, мы можем использовать систему, чтобы предсказать оптимальное решение для данной проблемы. В Excel у нас есть Excel Solver, который помогает нам решать проблемы линейного программирования или LPP. В этой статье мы увидим, как использовать Excel Solver для оптимизации ресурсов, связанных с бизнес-задачами, с помощью линейного программирования.

Первое первым. Давайте посмотрим, как мы можем включить Excel Solver (ключевой компонент LPP в Excel).

Методы решения линейного программирования с помощью Excel Solver

Давайте разберемся, как использовать линейное программирование через Excel Solver с некоторыми методами.
Вы можете скачать этот шаблон Excel для линейного программирования здесь — Шаблон Excel для линейного программирования

Способ № 1 — Включение Солвера в Microsoft Excel

В Microsoft Excel мы можем найти Солвер на вкладке Данные, которую можно найти на ленте Excel, расположенной в самой верхней части, как показано ниже:

Если вы не можете увидеть этот инструмент утилиты там, вам нужно включить его через параметры Excel. Выполните следующие шаги, чтобы включить Solver в Excel.

Шаг 1: Перейдите к меню «Файл» и нажмите «Параметры», что является последним в этом списке.

Шаг 2: появится новое окно с именем Excel Options. Нажмите на Надстройки из списка опций, присутствующих в левой части окна.

Шаг 3: В разделе «Управление» в нижней части окна выберите «Надстройки Excel» из выпадающего списка и нажмите кнопку «Перейти…», расположенную рядом.

Шаг 4: Как только вы нажмете кнопку «Перейти…», вы сможете увидеть список всех надстроек, доступных в Excel, в новом окне. Установите флажок, чтобы выбрать надстройку Solver, чтобы использовать ее на вкладке «Данные» для решения уравнений. Нажмите кнопку ОК после того, как отметите выбор надстройки Solver.

Таким образом, вы можете включить Excel Solver в Microsoft Excel.

Метод № 2 — Решение проблемы линейного программирования с помощью Excel Solver

Теперь мы попытаемся решить задачу линейного программирования с помощью инструмента Excel Solver.

Пример: химический завод производит два продукта, а именно A и B. Этим двум продуктам требуется сырье, как показано ниже: продукту A требуется три вида сырья — материал_1 20 кг, материал_2 30 кг, материал_3 как 5 кг. Аналогичным образом, для продукта B требуется 10 кг материала_1, 30 кг материала_2 и 10 кг материала_3. Производитель требует минимум 460 кг или материала_1, 960 кг материала_2 и 220 кг материала_3. Если цена за единицу продукции для продукта A составляет 30 долларов США, а для продукта B — 35 долларов США, сколько продуктов производитель должен смешать, чтобы выполнить минимальные требования к материалам при минимально возможных затратах? Давайте использовать информацию, представленную в этом примере, для моделирования уравнений.

Шаг 1: Мы можем увидеть все ограничения уравнения, которые мы можем сформировать, используя информацию, представленную в примере выше.

Шаг 2: Используйте эти уравнения для добавления ограничений по ячейкам в Excel через A2: C8 данного листа. Смотрите на скриншот ниже:

Шаг 3: Теперь нам нужно использовать формулу Количество * Стоимость единицы продукции и суммировать ее для обоих продуктов, чтобы получить фактические потребности в материалах. Вы можете увидеть это в столбце D для всех ячеек, содержащих ограничения B3, B4, C3). Пожалуйста, смотрите прикрепленный скриншот ниже:

Если вы внимательно посмотрите на эту формулу, мы использовали B3 и C3 в качестве фиксированных элементов для каждой формулы в разных ячейках столбца D. Это связано с тем, что B3 и C3 являются ячейками, обозначающими количества для Продукта A и Продукта B соответственно. Эти величины появятся, как только система уравнений будет решена с помощью Excel Solver.

Шаг 4: Нажмите на вкладку «Данные», а затем на Солвер, который присутствует в разделе «Анализ» на вкладке.

Шаг 5: После того, как вы нажмете на Solver, откроется новая вкладка с именем «Solver Parameter», в которой вам нужно установить параметры для этого набора уравнений, которые необходимо решить.

Шаг 6: Первое, что нам нужно определить, это установить цель: поскольку наша цель — определить общую стоимость, чтобы ее можно было минимизировать, установите для нее значение D4.

Шаг 7: Поскольку нам нужно минимизировать стоимость при максимально возможном производстве, установите следующий параметр как Мин. Вы можете сделать это, нажав кнопку Min.

Шаг 8: в разделе «Изменение переменных ячеек» мы должны упомянуть B3 и C3, поскольку эти ячейки будут содержать количества для продукта A и продукта B соответственно после того, как проблема будет решена.

Шаг 9: Теперь добавьте ограничения. Нажмите кнопку «Добавить» в разделе «В зависимости от ограничений:», и откроется новое окно для добавления ограничений. Под этим окном — B3: C3 в качестве ссылки на ячейку, > = и 0 в качестве ограничений. Это мы и делаем, поскольку основное ограничение в любом LPP состоит в том, что X и Y должны быть больше нуля.

Шаг 10: Снова нажмите на кнопку «Добавить», и на этот раз используйте B3: C3 в качестве ссылки на ячейку и F6: F8 в качестве ограничения с неравенством как> =. Нажмите кнопку ОК, чтобы добавить это ограничение также под решатель.

Солвер теперь имеет все параметры, необходимые для решения этого набора линейных уравнений, и выглядит так:

Шаг 11: Теперь нажмите кнопку «Решить» в нижней части окна, чтобы решить это линейное уравнение и найти оптимальное решение.

Как только мы нажимаем кнопку «решить», система начинает поиск оптимального решения для поставленной нами задачи, и мы получаем значения для B3, C3, используя которые мы также получаем значения в столбце F для F4, F6: F8. Каковы оптимальные затраты и материальные ценности, которые можно использовать для Продукта A и Продукта B.

Это решение информирует нас о том, что, если нам необходимо минимизировать стоимость производства для продукта A и продукта B при оптимальном использовании материалов_1, материалов_2 и материалов_3, мы должны произвести 14 количеств продукта A и 18 количеств продукта B.

Это из этой статьи. Давайте подведем итоги, чтобы запомнить некоторые моменты:

Что нужно помнить о линейном программировании в Excel

  • Решение задач линейного программирования обязательно с помощью Excel Solver. Нет другого метода, который мы можем сделать, используя это.
  • У нас всегда должны быть ограничения и переменная объекта, которая будет готова с нами.
  • Если Солвер не включен, вы можете включить его в настройках надстройки Excel.

Рекомендуемые статьи

Это руководство по линейному программированию в Excel. Здесь мы обсуждаем, как использовать линейное программирование в Excel вместе с практическими примерами и загружаемым шаблоном Excel. Вы также можете просмотреть наши другие предлагаемые статьи —

  1. Интерполировать в Excel
  2. Программирование в Excel
  3. Перемещение столбцов в Excel
  4. Обратная матрица в Excel

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Использование математических функций в excel реферат
  • Использование математических функций в excel практическая работа
  • Использование математических формул в excel
  • Использование мастера функций в excel практическая работа
  • Использование мастера диаграмм в excel