Excelソルバーを使った実践例

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Hugh West

エクセルソルバー は、Excelでデータを分析する際に最も便利な機能の1つです。 これは、Excelアドインの形でwhat-if分析を行う機能です。 この記事では、この機能のさまざまな例に焦点を当てます。 ソルバー の機能は、さまざまな分野を含むExcelの

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エクセルソルバー.xlsx

Excelのソルバーとは?

SolverはMicrosoft Excelのアドインプログラムです。 SolverはWhat-If分析ツールの一部で、Excelで様々なシナリオをテストするために使用できます。 我々は最も完璧なソリューションを見つけることによって、ExcelツールSolverを使って意思決定の問題を解決できます。 また、各可能性がワークシートの出力にどのように影響するかも分析します。

Excelでソルバー機能を有効にする方法

ソルバーにアクセスするには、「Data」を選択します。 分析 このコマンドがない場合は、以下の手順でSolverアドインをインストールする必要があります。

  • まず最初に、以下を選択します。 ファイル
  • 第二に、選択 オプション をメニューから選択します。

  • このように エクセルオプション のダイアログボックスが表示されます。
  • ここでは、次のように行ってください。 アドイン
  • の下部には エクセルオプション ダイアログボックスで エクセルアドイン から 管理する のドロップダウンリストをクリックし 行く .

  • ただちに アドイン のダイアログボックスが表示されます。
  • 次に、チェックマークを ソルバーアドイン をクリックします。 よっしゃー .

Excelのワークブックでアドインを有効にすると、リボン上に表示されます。 データ タブをクリックすると ソルバー アドインを 分析 のグループです。

エクセルでソルバーを使う方法

詳細を説明する前に、以下の基本的な手順を説明します。 ソルバー使用 :

  • まず、ワークシートに値と数式を設定します。 セルの書式が正しく設定されていることを確認します。例えば、最大時間は製品の部分単位を生産できないので、それらのセルには小数点のない数値を含むように書式を設定します。
  • 次に、以下を選択します。 データ ➤ 解析 ➤ 解析 ソルバー ソルバーパラメーター(Solver Parameters)ダイアログボックスが表示されます。
  • その後、ターゲットセルを指定します。 ターゲットセルは目的セルとも呼ばれます。
  • 次に、変更するセルを含む範囲を指定します。
  • 制約条件を指定します。
  • 必要に応じて、Solverのオプションを変更します。
  • Solverに問題を解決させる。

2 Excelソルバーの効果的な使用方法に関する適切な例

まず、Excelソルバーを使った簡単な2つの問題を取り上げます。 最初の問題は、一連の製品から利益を最大化すること、2番目の問題は、生産コストを最小化することに焦点を当てます。 これらは、2つの異なるシナリオでのExcelソルバーの手順を示すための2つの例です。 同じ機能に関する他の問題は、記事の後半に続きます。

1.製品利益の最大化

まず、次のデータセットを見てみましょう。

したがって、生産による総利益を最大化するには、製品Cだけを生産すればよい。しかし、物事がそんなに単純なら、ソルバーのようなツールは必要ないだろう。 この会社には、製品を生産するために満たさなければならない制約がある。

  • 生産能力は合わせて300台/日です。
  • この会社は、既存の注文を満たすために、製品Aを50個必要としている。
  • この会社では、製品Bを予想される注文に対応するために40個必要である。
  • 製品Cの市場は比較的限られているので、この製品を1日40台以上生産することには関心がない。

では、ソルバーを使ってどのように問題に取り組むか見てみましょう。

ステップス

  • まず データ タブをクリックします。
  • 次に、以下を選択します。 ソルバー から 分析 のグループです。

  • 次にセルを選択します。 E8 の対物セルとして ソルバーパラメーター ボックスを使用します。
  • のほかにも への オプション選択 マックス のように、セルの値を最大化しようとしています。
  • での 可変セルを変更することにより ここでは,主に変更するセルの値を選択します。 C5:C7 .
  • をクリックして、制約を追加します。 追加 ボタンをクリックすると、ボックスの右側に表示されます。
  • 最後に、以下を選択します。 シンプレクスLP において 解答方法の選択

  • 上記の手順がすべて終了したら、「」をクリックします。 ソルブ をボックスの一番下に表示します。
  • その後 ソルバー結果 のボックスが表示されます。
  • ここで、このボックスで優先的に使用したいオプションやレポートを選択します。 デモでは、有効化することを選択しています。 Keep Solver Solution オプションのみです。

  • 次に、「」をクリックします。 よっしゃー .
  • これでデータセットがこのように変化します。

これは、入力された制約条件下で最大の利益を得るために必要な最適な台数を示している。 これは、Excelソルバー機能がいかに強力であるかを示す例の一つである。

続きを読む エクセルで最適な製品ミックスを計算する方法(簡単なステップ付き)

2.配送料の最小化

上記の最大化問題の後、値の最小化に焦点を当てた例を見てみましょう。 ここでは、以下のように使用します。 総和 サンプロダクト そのために、次のようなデータセットを用意します。

送料一覧表 : このテーブルには、セル範囲 B4:E10 例えば、ある製品をボストンからデトロイトまで輸送するコストは $38 .

各販売店の商品ニーズ : この情報は、セル範囲に表示されます C14:C19 例えば、ヒューストンの小売店では225台、デンバーでは150台、アトランタでは100台、といった具合です。 C18 は、アウトレットから必要な総ユニットを計算する数式セルである。

出荷先番号... : セルレンジ D14:F19 は調整可能なセルで、ソルバーによって値が変化します。 ここでは、これらのセルを25で初期化し、ソルバーに開始値を与えています。 Column G この列には、倉庫から各小売店へ出荷するために必要な個数の合計が含まれています。 たとえば、次のようになります。 G14 は75という値を示している。 この会社は、3つの倉庫から75個の製品をデンバーのアウトレットに送らなければならない。

倉庫在庫 例えば、Los Angelesの倉庫には400個の在庫があります。 22行目には、出荷後の残り在庫を示す計算式があります。 例えば、Los Angelesは150個(18行目参照)の製品を出荷したので、残り250個(400-150)の在庫を持っています。

計算された送料 : 24行目に送料を計算する数式があります。

ソルバーがセル範囲に値を埋める D14:F19 つまり、この解は、セル G24 セル範囲D14:F19の値を以下の制約を満たすように調整すること。

  • 各小売店の需要個数と出荷個数は等しくなければならない。 つまり、すべての注文が満たされる。 この制約を表現できるのは、以下の仕様である。 C14=G14, C16=G16, C18=G18, C15=G15, C17=G17。 C19=G19
  • 各倉庫の在庫の残り個数がマイナスであってはならない。 つまり、倉庫は在庫以上の出荷をしてはならない。 これを示すのが次の制約である。 D24>=0, E24>=0, F24>=0 .
  • 調整可能なセルは、負の単位を出荷しても意味がないので、負にはできません。 Solve Parametersダイアログボックスには、Make Unconstrained Variables Non-Negativeという便利なオプションがあります。 この設定が有効になっていることを確認します。

その作業を行うために、以下のステップを踏んでみましょう。

ステップス

  • まず、必要な計算式を設定します。 計算するためには 出荷される を入力し、次の数式を入力します。

=SUM(D14:F14)です。

  • 次に、 を押します。 入力 .

  • 次に、「塗りつぶしハンドル」アイコンをセルまでドラッグします。 G19 をクリックすると、他のセルに数式が入力されます。
  • したがって、次のような出力になります。

  • その後、合計を計算するために、次の計算式を入力します。

=SUM(C14:C19)

  • その後、Enterキーを押します。

  • 次に、「塗りつぶしハンドル」アイコンをセルまで右方向にドラッグします。 G20 をクリックすると、他のセルに数式が入力されます。
  • したがって、次のような出力になります。

  • その後、送料を計算するために、以下の数式を入力します。

=SUMPRODUCT(C5:C10,D14:D19)

  • 次に、 を押します。 入力 .

  • 次に、「塗りつぶしハンドル」アイコンをセルまで右方向にドラッグします。 F26 をクリックすると、他のセルに数式が入力されます。
  • 次に、セルに次の数式を入力します。 G26 .

=SUM(D26:F26)です。

  • を開くには ソルバーアドイン にアクセスしてください。 データ タブをクリックし ソルバー .

  • 次に 目的欄の設定 をこの値で指定します。 $G$26 .
  • のラジオボタンを選択します。 最小 のオプションは、「To control」です。
  • セレクトセル $D$14 まで $F$19 を記入してください。 可変セルを変更することにより このフィールドには、次のように表示されます。 $D$14:$F$19 .
  • 今すぐ 追加 の制約を一つずつクリアしていく。 制約は以下の通り。 C14=G14、C16=G16、C18=G18、C15=G15、C17=G17、C19=G19、D24>=0、E24>=0、および F24>=0 これらの制約は、[制約の対象]フィールドに表示されます。
  • その後、選択 制約のない変数を非負にする のチェックボックスにチェックを入れます。
  • 最後に、以下を選択します。 シンプレクスLP を「解答方法の選択」ドロップダウンリストで選択します。

  • ここで、「」をクリックします。 ソルブ 下図に示すように ソルバー結果 をクリックすると、ダイアログボックスが表示されます。 よっしゃー をクリックすると、結果が表示されます。

  • ソルバーには、下図のような解答が表示されます。

続きを読む コストを最小化するExcelソルバーを使った例

エクセルソルバーの詳細

このセクションでは、ソルバーオプションダイアログボックスについて説明します。 このダイアログボックスを使用して、ソリューションプロセスの多くの側面を制御できます。 また、このダイアログボックスを使用して、ワークシート範囲内のモデル仕様をロードおよび保存することができます。

通常、モデルを保存するのは、ワークシートで複数のSolverパラメータを使用する場合のみです。 Excelは、最初のSolverモデルをワークシートに自動的に隠し名で保存します。 さらにモデルを保存すると、Excelは仕様に対応する数式の形で情報を保存します(保存範囲の最後のセルは、"Solver "を保持する配列数式になります)。オプション設定)

解が存在するはずなのに、ソルバーが解を見つけられないと報告することがあります。 この場合、ソルバーのオプションを1つ以上変更して、もう一度試してください。 ソルバーパラメータダイアログボックスのオプションボタンをクリックすると、次の図に示すソルバーオプションダイアログボックスが表示されます。

Excelでの簡単なSolverの例

Solverがどのように問題を解決するかについて、私たちは多くの側面をコントロールすることができます。

ここでは、Solverのオプションについて簡単に説明します。

制約条件精度 : Cell ReferenceとConstraint Formulaが制約を満たすために必要な精度を指定します。 精度を低く指定すると、Excelがより速く問題を解決するようになります。

自動スケーリングを使用する 例えば、非常に大きなセルを変化させてパーセンテージを最大化しようとするような、大きな差を扱う問題で使われます。

イテレーション結果の表示 このチェックボックスを選択すると、Solverは各反復の後に一時停止して結果を表示するように指示されます。

整数制約を無視する このチェックボックスを選択すると、Solverは特定のセルが整数でなければならないという制約を無視します。 このオプションを使用すると、Solverは他の方法では見つからない解を見つけることができる場合があります。

最大時間 Solverが制限時間を超えたと報告した場合、解決策を探すために費やす時間を増やすことができます。

イテレーション Solver が問題を解決するために試行する最大数を入力します。

最大サブプロブレム 複雑な問題を解くために使用されます。 Evolutionary アルゴリズムで解くことができるサブ問題の最大数を指定します。

最大実現可能解 Evolutionary アルゴリズムで解ける最大解数を指定します。

続きを読む Excel Evolutionary Solverの使い方(簡単なステップ付き)

Excelソルバーによる投資ポートフォリオの最適化例

ここでは、金融問題とも言える投資ポートフォリオの問題を取り上げ、Excelソルバーを使って最適化を行います。 の目的は、以下の通りです。 ポートフォリオまたは財務の最適化 は、ある目的を与えられたポートフォリオの中から最適なポートフォリオ(資産配分)を特定することである。 多くの場合、目的は予測利回りなどの便益を最大化し、財務リスクなどの負債を最小化することである。

次のような投資ポートフォリオを見てみましょう。

問題意識は以下の通りです。

  • 新車ローンに投資する金額は、中古車ローンに投資する金額の少なくとも3倍でなければならない。 理由は、中古車ローンはよりリスクの高い投資先だからである。 この制約条件は次のように表される。 C5>=C6*3
  • 自動車ローンがポートフォリオの15%以上を占めること。 この制約は次のように表される。 D14>=.15
  • 無担保ローンはポートフォリオの25%以下でなければならない。 この制約は次のように表される。 E8<=.25
  • ポートフォリオの少なくとも10%は銀行CDでなければならない。 この制約条件は次のように表される。 E9>=.10
  • 投資総額は5,000,000ドルです。
  • すべての投資は、プラスまたはゼロでなければなりません。

以下の手順で、このような例でExcelのソルバーを使用する方法を説明します。

ステップス

  • まず、以下を選択します。 データ
  • 次に、以下を選択します。 ソルバー から 分析

  • ここで、Set Objectiveフィールドにこの値を入力します。 $E$13 .
  • のラジオボタンを選択します。 マックス オプションで への
  • その後、セルを選択 $D$6 まで $D$10 を記入してください。 可変セルを変更することにより このフィールドには、次のように表示されます。 D$6:$D$10 .
  • 制約を一つずつ追加していく。 制約は以下の通り。 D$11= $C$4 $D$6>= $D$7*3, $E$15>= 0.15, $F$9= 0.1 これらの制約を示すのが 制約条件
  • を選択します。 制約のない変数を非負にする のチェックボックスにチェックを入れます。
  • 選択 GRG ノンリニア から 解答方法の選択 のドロップダウン・リスト。

  • をクリックします。 解く クリック よっしゃー .
  • 別のダイアログボックスで、結果の種類を選択する必要があります。
  • 選択する必要があることを意味する Keep Solver Solution .それ以外の場合は、元の値に戻ります。
  • 次に、ダイアログボックスの右側から、すべての選択肢を レポート .
  • をクリックします。 よっしゃー この後

  • このパラメータでSolverを実行すると、下図のような解が得られ、総収量が 25% .
  • があります。 オートローン の値も変更されました。 15%.
  • そして、このようにして、最高の最適化値である 総収益 すべての制約を考慮して

そして、こうしてExcelのソルバーを使って投資ポートフォリオの最適化を完成させるのです。

続きを読む エクセルで資金計画計算機を作成する方法

Excelソルバーを用いた線形整数計画法の例

整数線形計画法におけるExcelソルバーの使用例を見てみよう。 まず、問題に適したデータセットを見てみよう。

さて、いよいよこの整数線形計画法のExcelソルバーの特殊性を見ていきましょう。

決定変数。

X1:製品1の生産量。

X2: 製品2の生産量.

Y: 第1の設定が選択されている場合は1、第2の設定が選択されている場合は0。

目的関数。

Z=10X1+12X2

制約がある。

X1+X2<=35

X1-8Y<=12

X2+15Y<=25

Y={0,1}

X1,X2>=0

では、次の手順で、Excelでこの整数線形計画法の例をソルバーで解く方法を説明します。

ステップス

  • まず データ タブを選択し ソルバー から 分析

  • に値と制約を入れましょう。 ソルバーパラメーター ボックスを図のように表示します。

  • をクリックします。 解く .
  • 次に、 をクリックします。 よっしゃー について ソルバー結果 .

整数線形計画法の例でExcelソルバーを使用した最終結果は次のようになる。

Excelソルバーによるスケジューリング例

銀行の従業員が22人だとすると、どのようにスケジューリングすれば、週末の休みを最大限に確保できるでしょうか。 このExcelソルバーのスケジューリング例では、従業員数が固定で週末の休みを最大限に確保することにしています。

データセットを見てみよう。

制約条件は図の通りです。 スケジューリング問題を解き、そのような例でソルバーを使用するには、次のような手順で行うことができます。

ステップス

  • まず データ を選択し、リボン上の ソルバー から 分析

  • 次に、下図のように制約条件とパラメータの値を入れます。

  • その後 解く .
  • 最後に、以下をクリックします。 よっしゃー について ソルバー 結果

ソルバーは、ステップで選択したことにより、自動的にスケジューリング問題の結果をExcelのスプレッドシート上に表示します。

そのような類似の例では、Excelのソルバーを使用することができます。

マーケティング予算配分のためのExcelソルバー例

最後に、マーケティング予算配分のためにExcelでソルバーを使用するシナリオを見てみましょう。 そのために、次のようなデータセットを使用しましょう。

ここでは、左側が現在の統計情報、右側がこれからソルバーを使用する部分です。

以下の手順で、Excelソルバーでこのマーケティングの問題に取り組む方法を確認します。

ステップス

  • まず データ を選択し、リボン上の ソルバー から 分析 のグループです。

  • そして、次の制約と図のようなパラメータを書き出す。

  • その後 ソルブ .
  • 次に、「」をクリックします。 よっしゃー について ソルバー結果

選んだ制約やパラメータによって、値はこのように変化します。

そのような類似の例では、Excelのソルバーを使うことができます。

続きを読む エクセルで資源配分(クイックステップで作成)

結論

以上でExcelソルバーの例題の記事を終了します。 これらの例題から、さまざまなシナリオでExcelソルバーを使用するアイデアを把握したことを願っています。 このガイドが有用で有益であることを願っています。 何か質問や提案がある場合は、以下のコメントでお知らせください。

このようなガイドをもっと見たい方は、以下をご覧ください。 エクセルWIKI.com .

Hugh West は、業界で 10 年以上の経験を持つ、非常に経験豊富な Excel トレーナー兼アナリストです。彼は会計と財務の学士号と経営管理の修士号を取得しています。ヒューは教えることに情熱を持っており、理解しやすい独自の教育アプローチを開発しました。彼の Excel に関する専門知識は、世界中の何千人もの学生や専門家がスキルを向上させ、キャリアで優れた成果を上げるのに役立ってきました。 Hugh はブログを通じて知識を世界に共有し、個人や企業が潜在能力を最大限に発揮できるよう無料の Excel チュートリアルとオンライン トレーニングを提供しています。