Palisade EVOLVER 5.5 User Manual [de]

Benutzerhandbuch für

Evolver

Die gentechnische, auf

Algorithmen basierte

Lösungsanwendung für

Microsoft Excel

Version 5.5

January, 2010

Palisade Corporation
798 Cascadilla Street
Ithaca, NY 14850
USA
[phone]
[phone] (Fax)
http://www.palisade.com (Web-Site)
[e-mail] (E-Mail)

Copyright-Hinweis

Copyright © 2010, Palisade Corporation.

Markenzeichen

Microsoft, Excel und Windows sind eingetragene Marken der Microsoft Corporation.
IBM ist ein eingetrage Marke von International Business Machines, Inc.
Palisade, Evolver, TopRank, BestFit und RISKview sind eingetragene Marken der
Palisade Corporation.
RISK ist eine Marke von Parker Brothers, ein Unternehmensbereich der Tonka
Corporation, und wird in Lizenz verwendet.

Inhaltsverzeichnis

Kapitel 1: Einführung 1

Einführung...........................................................................................3

Installationsanleitung.........................................................................7

Kapitel 2: Hintergrund 11

Was ist Evolver?...............................................................................13

Kapitel 3: Evolver: Schritt für Schritt 23

Einführung.........................................................................................25

Das Evolver-Programm....................................................................27

Kapitel 4: Anwendungsbeispiele 47

Einführung.........................................................................................49

Werbungsauswahl............................................................................51

Alphabetisieren.................................................................................53

Zuweisung von Aufgaben................................................................57

Bäckerei.............................................................................................61

Budgetzuweisung.............................................................................63

Chemisches Gleichgewicht.............................................................67

Klassenablaufsplanung ...................................................................69

Codesegmentierung.........................................................................73

Dakota: Routing mit Beschränkungen...........................................77

Ablaufsplanung für Metallarbeitsjobs............................................81

Funkturmposition.............................................................................83

Ausgleich des Portfolios..................................................................87

Kombinieren des Portfolios.............................................................91

Inhaltsverzeichnis i

Kraftwerke.........................................................................................93

Einkauf ..............................................................................................95

Handelsvertreterproblem ................................................................97

Raumfahrtnavigation ....................................................................... 99

Wertpapierhändler..........................................................................101

Transformator.................................................................................103

Transport.........................................................................................105

Kapitel 5: Evolver-Referenzhandbuch 109

Befehl Modelldefinition.................................................................. 111

Befehl Optimierungseinstellungen...............................................137

Befehl Optimierung starten...........................................................145

Befehle im Menü Dienstprogramme............................................. 147

Evolver-Überwachungsprogramm...............................................151

Kapitel 6: Optimierung 165

Optimierungsmethoden.................................................................167

Excel Solver....................................................................................173

Problemarten..................................................................................177

Kapitel 7: Gentechnische Algorithmen 183

Einführung......................................................................................185

Entwicklung....................................................................................187

Ein biologisches Beispiel..............................................................191

Ein digitales Beispiel ..................................................................... 193

Kapitel 8: Evolver-Extras 197

Hinzufügung von Beschränkungen..............................................199

Optimierungsbeschleunigung......................................................211

Implementierung der Optimierung in Evolver.............................213

Anhang A: Automatisierung von Evolver 217

Anhang B: Problembehandlung / Fragen und Antworten 219

Problembehandlung / Fragen und Antworten.............................219

ii

Anhang C: Zusätzliche Ressourcen 223

Glossar 229

Index 241

Inhaltsverzeichnis iii

iv

Kapitel 1: Einführung

Einführung...........................................................................................3

Vor Beginn.................................................................................................3

Inhalt des Evolver-Pakets.......................................................................3

Info zu dieser Version.............................................................................3

Die Betriebssystemumgebung...............................................................4

Unterstützung...........................................................................................4

Bevor Sie anrufen…...................................................................4

Kontaktieren von Palisade........................................................5

Versionen für Studenten...........................................................6

Systemanforderungen für Evolver........................................................6

Installationsanleitung.........................................................................7

Allgemeine Installationsanleitung.......................................................7

Deinstallieren von Evolver auf Ihrem Computer.................7

DecisionTools Suite.................................................................................8

Konfiguration der Evolver-Symbole oder -Verknüpfungen ...........8

Warnmeldung hinsichtlich bösartiger Makros bei Systemstart......9

Weitere Informationen zu Evolver......................................................10

Evolver – Datei README.......................................................10

Evolver-Lernprogramm ...........................................................10

Erste Schritte mit Evolver.....................................................................10

Kapitel 1: Einführung 1

2

Einführung

Evolver ist das schnellste, fortschrittlichste gentechnische, auf
Algorithmen basierte Optimierungsprogramm, das sich bisher auf
dem Markt befindet. Evolver kann durch Anwendung von
leistungsstarken gentechnischen, auf Algorithmen basierten
Optimierungstechniken optimale Problemlösungen finden, die für
standardmäßige lineare und nicht lineare Optimierungsprogramme
praktisch unlösbar sind. Evolver ist in zwei Versionen verfügbar
(Professional und Industrial), um Ihnen zu ermöglichen, das für Sie
geeignete Optimierungsprogramm auszuwählen.

Durch das Evolver-Benutzerhandbuch, mit dem Sie es hier zu tun
haben, wird eine Einführung in das Evolver-Programm und die
zugrunde liegenden Prinzipien gegeben. Anschließend werden
mehrere Beispiele für die einzigartige gentechnische Algorithmus­Technik in Evolver angeführt. Diese komplette Bedienungsanleitung
kann auch als ein vollkommen indexiertes Referenzhandbuch
verwendet werden, in dem eine Beschreibung und Abbildung der
einzelnen Evolver-Funktionen gegeben wird.

Vor Beginn

Vor Installation von und Arbeit mit Evolver muss sichergestellt
werden, dass das Evolver-Paket alle erforderlichen Komponenten
enthält und der Computer den Mindestanforderungen von Evolver
gewachsen ist.

Inhalt des Evolver-Pakets

Evolver ist als Einzelprogramm verfügbar, kann aber auch als
Programmkomponente von DecisionTools Suite Professional oder
DecisionTools Suite Industrial geliefert werden. Wenn Evolver als
Einzelprogramm gekauft wird, enthält die CD-ROM das Evolver
Excel-Add-In sowie mehrere Evolver-Beispiele und ein vollkommen
indexiertes Online-Hilfesystem für Evolver. DecisionTools Suite
Professional und DecisionTools Suite Industrial enthalten dagegen
alle vorstehend genannten Komponenten plus zusätzliche
Anwendungen.

Info zu dieser Version

Diese Evolver-Version kann als 32-Bit-Programm für Microsoft
Excel 2000 oder höher installiert werden.

Kapitel 1: Einführung 3

Bevor Sie anrufen…

Die Betriebssystemumgebung

Dieses Benutzerhandbuch geht davon aus, dass Sie allgemein mit
dem Windows-Betriebssystem und mit Excel vertraut sind. Das heißt,
es wird angenommen:

♦ dass Sie sich mit dem Computer und der Maus auskennen
♦ dass Ihnen Begriffe wie Symbol, Klicken, Doppelklicken, Menü,

Fenster, Befehl und Objekt bekannt sind

♦ dass Sie grundlegende Konzepte wie Verzeichnisstruktur und

Dateibenennung verstehen

Unterstützung

Allen registrierten Evolver-Benutzern mit gültigem Wartungsplan
steht unser technischer Support kostenlos zur Verfügung. Benutzer
ohne Wartungsplan können unseren technischen Support gegen
Berechnung per Vorfall in Anspruch nehmen. Um sicherzustellen,
dass Sie als Evolver-Benutzer registriert sind, sollten Sie die

Registrierung online über unsere Website
http://www.palisade.com/support/register.asp vornehmen.

Wenn Sie sich telefonisch mit uns in Verbindung setzen, sollten Sie
immer die Seriennummer und das Benutzerhandbuch parat haben.
Außerdem können wir Sie technisch besser unterstützen, wenn Sie
vor dem Computer sitzen und arbeitsbereit sind.

Bevor Sie unseren technischen Support anrufen, ist es angebracht,
folgende Prüfliste nochmals abzuhaken:

• Haben Sie sich die Online-Hilfe angesehen?

• Haben Sie in diesem Benutzerhandbuch nachgeschlagen und auch das

Multimedia-Lernprogramm online durchgearbeitet?

• Haben Sie die Datei README.WRI gelesen? Sie enthält aktuelle

Evolver-Informationen, die evtl. bei Drucklegung des Handbuchs noch
nicht zur Verfügung standen.

• Können Sie das Problem nachvollziehen? Kann das Problem auch auf

einem anderen Computer oder bei einem anderen Modell nachvollzogen
werden?

4 Einführung

Kontaktieren von Palisade

• Haben Sie sich bereits unsere Web-Seite (http://www.palisade.com)

angesehen? Sie enthält die neueste FAQ (eine durchsuchbare Datenbank
mit Fragen und Antworten, welche den technischen Support betreffen)
sowie Evolver-Patches (Korrekturprogramme), die unter „Technical
Support“ zu finden sind. Wir empfehlen Ihnen, regelmäßig unsere Web­Seite aufzusuchen, damit Sie sich laufend über die neuesten Evolver­Informationen sowie über anderweitige Palisade-Software informiert
halten können.

Palisade Corporation ist dankbar für alle Fragen, Bemerkungen oder
Vorschläge, die mit Evolver zu tun haben. Es gibt viele Möglichkeiten,
sich mit unserer technischen Abteilung in Verbindung zu setzen, zum
Beispiel:

• senden Sie Ihre E-Mail an [e-mail]

• rufen Sie uns unter der Nummer [phone] an, und zwar

montags bis freitags zwischen 9.00 und 17.00 Uhr US-Ostküstenzeit.
Lassen Sie sich dabei zum „Technical Support“ durchschalten

• faxen Sie uns unter der Nummer [phone].

• senden Sie einen Brief an:

Technischer Support
Palisade Corporation
798 Cascadilla St.
Ithaca, NY 14850
USA

Palisade Europe ist wie folgt zu erreichen:

• senden Sie Ihre E-Mail an [e-mail]

• rufen Sie unter der Telefonnummer [phone] (GB) an

• faxen Sie unter der Nummer [phone] (GB)

• senden Sie einen Brief an:

Palisade Europe
31 The Green
West Drayton
Middlesex
UB7 7PN
Großbritannien

Kapitel 1: Einführung 5

Versionen für Studenten

Palisade Asia Pacific ist wie folgt zu erreichen:

• senden Sie Ihre E-Mail an [e-mail]

• rufen Sie unter der Telefonnummer [phone] (AU) an

• faxen Sie unter der Nummer [phone] (AU)

• senden Sie einen Brief an:

Palisade Asia-Pacific Pty Limited
Suite 101, Level 1
8 Cliff Street
Milsons Point NSW 2061
Australien

Es ist wichtig, dass Sie uns bei jeder Kommunikation den
Produktnamen, die Version sowie die Seriennummer nennen. Sie
können die Versionsnummer herausfinden, indem Sie in Excel im
Evolver-Menü auf Hilfe über klicken.

Für die Studentenversion von Evolver steht kein telefonischer
Support zur Verfügung. Wenn Sie bei dieser Version Hilfe benötigen,
sollten Sie eine der folgenden Alternativen versuchen:

♦ fragen Sie Ihren Professor bzw. Lehrbeauftragten.
♦ sehen Sie auf unserer Website http://www.palisade.com unter

„Answers to Frequently Asked Questions“ (Antworten auf häufig
gestellte Fragen) nach

♦ wenden Sie sich per E-Mail oder Fax an unsere Abteilung

„Technical Support“

Systemanforderungen für Evolver

Bei Evolver sind folgende Systemanforderungen zu berücksichtigen:

• PC mit Pentium-Prozessor(oder schneller) und Festplatte

• Microsoft Windows 2000 SP4 oder höher

• Microsoft Excel, Version 2000 oder höher

6 Einführung

Installationsanleitung

Evolver ist ein Add-In-Programm für Microsoft Excel. Durch
Hinzufügung zusätzlicher Befehle zur Excel-Menüleiste erweitert
Evolver die Funktionalität des Kalkulationstabellenprogramms.

Allgemeine Installationsanleitung

Durch das Setup-Programm werden die Evolver-Systemdateien in
das Verzeichnis kopiert, das Sie auf der Festplatte angegeben haben.
So wird das Setup-Programm unter Windows 2000 oder höher
ausgeführt:

1) Legen Sie die Evolver oder DecisionTools Suite enthaltende CD-ROM

in Ihr CD-ROM-Laufwerk ein.

2) Klicken Sie auf Start, dann auf Einstellungen und schließlich auf

Systemsteuerung.

3) Doppelklicken Sie auf das Symbol Software.

4) Klicken Sie auf der Registerkarte Installieren/Deinstallieren auf die

Schaltfläche Installieren.

5) Folgen Sie den auf dem Bildschirm erscheinenden

Installationsanweisungen.

Falls Sie bei der Installation von Evolver auf Probleme stoßen, sollten
Sie nachsehen, ob genügend Speicherplatz auf dem Laufwerk
verfügbar ist, auf dem Evolver installiert werden soll. Versuchen Sie
dann die Installation erneut, nachdem Sie ausreichend Speicherplatz
freigemacht haben.

Deinstallieren von Evolver

Kapitel 1: Einführung 7

Falls Sie Evolver (oder DecisionTools Suite) entfernen möchten,
sollten Sie in der Systemsteuerung das Dienstprogramm Software
verwenden und dann den Eintrag für Evolver oder DecisionTools
Suite auswählen.

DecisionTools Suite

Evolver kann zusammen mit der DecisionTools Suite eingesetzt
werden, bei der es sich um einen Satz von Produkten für die Risiko­und Entscheidungsanalyse handelt, der von Palisade Corporation
erhältlich ist. Normalerweise wird Evolver in einem Unterverzeichnis
von „Programme\Palisade“ installiert. Das ist so ähnlich, wie z. B.
Excel oft in einem Unterverzeichnis von „Microsoft Office“ installiert
wird.

Eines der Unterverzeichnisse von „Programme\Palisade“ ist somit
das Evolver-Verzeichnis, das gewöhnlich die Bezeichnung Evolver5
hat. Dieses Verzeichnis enthält dann die Evolver-Add-In­Programmdatei (EVOLVER.XLA) sowie auch Beispielmodelle und
andere zur Ausführung von Evolver erforderliche Dateien. Ein
anderes Unterverzeichnis von „Programme\Palisade“ ist das
Verzeichnis SYSTEM, in dem sich die Dateien befinden, die von den
einzelnen Programmen der „DecisionTools Suite“ benötigt werden
(einschließlich Hilfedateien und Programmbibliotheken).

Konfiguration der Evolver-Symbole oder Verknüpfungen

In Windows wird durch das Setup-Programm automatisch ein
Evolver-Befehl im Start-Menü (Programme) erstellt. Sollten jedoch
während der Installation Probleme auftreten, oder aber wenn Sie das
Konfigurieren der Programmgruppe und Symbole zu einer anderen
Zeit manuell vornehmen möchten, gehen Sie bitte wie folgt vor:

1) Klicken Sie auf Start und zeigen Sie dann auf Einstellungen.

2) Klicken Sie auf Taskleiste und Startmenü und anschließend auf

die Registerkarte Startmenü.

3) Klicken Sie auf Anpassen, dann auf Hinzufügen und danach auf

Durchsuchen.

4) Stellen Sie fest, wo sich die Datei EVOLVER.EXE befindet und

doppelklicken Sie dann auf diese Datei.

5) Klicken Sie auf Weiter und doppelklicken Sie anschließend auf das

Menü, in dem das Programm erscheinen soll.

6) Geben Sie den Namen Evolver ein und klicken Sie schließlich

auf Beenden.

8 Installationsanleitung

Warnmeldung hinsichtlich bösartiger Makros bei Systemstart

In Microsoft Office können unter Extras>Makro>Sicherheit mehrere
Sicherheitseinstellungen vorgenommen werden, um zu verhindern,
dass unerwünschte oder bösartige Makros in MS Office­Anwendungen ausgeführt werden. Falls Sie nicht die niedrigste
Sicherheitsstufe eingestellt haben und versuchen, eine Datei zu laden,
die Makros enthält, wird eine Warnmeldung angezeigt. Um diese
Meldung bei Ausführung von Add-Ins von Palisade zu vermeiden,
sind unsere Add-In-Dateien mit einer digitalen Kennzeichnung
versehen. Sobald Sie daher Palisade Corporation als
vertrauenswürdige Quelle angeben, können Sie jedes Add-In von
Palisade öffnen, ohne dass die Warnmeldung erscheint.
Vorgehensweise:

• Klicken Sie beim Start von Evolver auf Allen Dokumenten

von diesem Herausgeber vertrauen, sobald die

Warnmeldung (siehe nachstehende Abbildung) angezeigt
wird.

Kapitel 1: Einführung 9

Evolver – Datei README

Evolver­Lernprogramm

Weitere Informationen zu Evolver

Weitere Informationen zu Evolver sind in folgenden Online­Dokumenten zu finden:

In dieser Datei wird ein kurzer Überblick über Evolver gegeben. Auch
sind hier die letzten Neuigkeiten über die neueste Version der
Software zu finden. Um die Datei README anzuzeigen, müssen Sie
Start > Programme > Palisade DecisionTools > Lernprogramme
wählen und dann auf Evolver 5.5 – Readme klicken. Es ist zu
empfehlen, diese Datei zu lesen, bevor Sie mit Evolver beginnen.

Durch das Online-Lernprogramm können Benutzer, die zum ersten
Mal mit Evolver arbeiten, eine schnelle Einführung in das Programm
und die gentechnischen Algorithmen erhalten. Diese Online­Vorführung dauert nur wenige Minuten. Im nachstehenden Abschnitt
Erste Schritte mit Evolver ist beschrieben, wie auf das Lernprogramm
zugegriffen werden kann.

Erste Schritte mit Evolver

Der schnellste Weg, sich mit Evolver vertraut zu machen, ist das
Online-Lernprogramm, in dem Ihnen fachmännisch im Filmformat
die einzelnen Beispielmodelle vorgeführt werden. Dieses
Lernprogramm ist eine Multimedia-Präsentation, in der die
hauptsächlichen Evolver-Funktionen behandelt werden.

Das Lernprogramm kann ausgeführt werden, indem Sie im Menü
Evolver-Hilfe den Befehl Lernprogramm Erste Schritte wählen.

10 Installationsanleitung

Kapitel 2: Hintergrund

Was ist Evolver?...............................................................................13

Wie funktioniert Evolver?....................................................................14

Gentechnische Algorithmen...................................................14

Was ist Optimierung?............................................................................15

Welchen Zweck haben Excel-Modelle? .............................................16

Warum Evolver verwenden?................................................................17

Keine reinen Vermutungen mehr .........................................17

Genauer und bedeutungsvoller.............................................18

Flexibler......................................................................................18

Leistungsfähiger.......................................................................20

Leichter zu verwenden ............................................................20

Preisgünstig...............................................................................21

Kapitel 2: Hintergrund 11

Kapitel 2: Hintergrund 12

Was ist Evolver?

Das Evolver-Softwarepaket bietet Benutzern eine einfache
Möglichkeit, optimale Lösungen für praktisch jedes Problem zu
finden. Mit anderen Worten, mithilfe von Evolver finden Sie die
besten Eingaben, um die gewünschte Ausgabe zu erhalten. Sie
können Evolver dazu verwenden, die richtige Mischung, Reihenfolge
oder Gruppierung von Variablen zu finden, die Ihnen den
höchsterwarteten Wert bzw. das geringste Risiko für Profite oder den
höchsterwarteten Wert für Waren aus der geringsten Materialmasse
bietet. Evolver wird meistens als ein Add-In-Programm für Excel
verwendet. Benutzer können ein Modell ihres Problems in Excel
einrichten und dann Evolver aufrufen, um das Problem zu lösen.

Sie müssen das Problem erst in Excel modellieren und dann für das Evolver-Add-In

entsprechend beschreiben.

Excel liefert gewöhnlich alle Formeln, Funktionen, Diagramme und
Makros, die zum Erstellen realistischer Problemmodelle erforderlich
sind. Evolver

bietet auch die Schnittstelle, um die im Modell gegebene
Unbestimmtheit und die gewünschte Lösung zu beschreiben, sowie
auch das geeignete System, um diese Lösung zu finden. Mithilfe
dieser Komponenten ist es möglich, optimale Lösungen für praktisch
alle Probleme zu finden, die

Kapitel 2: Hintergrund 13

irgendwie modelliert werden können.

Gentechnische Algorithmen

Wie funktioniert Evolver?

Evolver verwendet einen proprietären Satz aus gentechnischen
Algorithmen, um nach den optimalen Lösungen für ein Problem zu

suchen. Auch werden Wahrscheinlichkeitsverteilungen und
Simulationen eingesetzt, um die in Ihrem Modell gegebene
Unbestimmtheit zu handhaben.

In Evolver werden gentechnische Algorithmen dazu verwendet, die
beste Lösung für Ihr Modell zu finden. Gentechnische Algorithmen
kann man fast mit den Darwin’schen Evolutionsprinzipien
vergleichen, indem eine Umgebung geschaffen wird, in der Hunderte
von möglichen Lösungen für das Problem miteinander wetteifern und
nur die geeignetste überlebt. Genau wie bei der biologischen
Evolution, kann jede Lösung ihre guten „Genen“ durch
Ergebnislösungen weitergeben, sodass die gesamte
Lösungspopulation davon profitieren kann.

Wie Sie vielleicht schon merken, erinnert die im Zusammenhang mit
gentechnischen Algorithmen verwendete Terminologie oft an die
Evolutionslehre. Wir sprechen von „Crossover“-Funktionen, die bei
der Lösungssuche helfen, von „Mutationsraten“, die Abwechslung in
den „Genpool“ bringen und wir bewerten die gesamte „Population“
der Lösungen oder „Organismen“. Weitere Informationen über die
Funktionsweise der gentechnischen Algorithmen in Evolver finden
Sie in Kapitel 7 – Gentechnische Algorithmen

.

14 Was ist Evolver?

Was ist Optimierung?

Optimierung ist der Prozess, durch den die beste Lösung für ein
Problem gefunden wird, das vielleicht viele mögliche Lösungen
haben könnte. Bei den meisten Problemen handelt es sich um viele
Variablen, die auf Basis von eingegebenen Formeln und
Beschränkungen interagieren. Eine Firma kann beispielsweise drei
Fertigungsanlagen haben, die jeweils verschiedene Mengen von
unterschiedlichen Waren fertigen. Was ist in diesem Fall die optimale
Methode, die Nachfrage der lokalen Einzelhandelsgeschäfte
hinreichend zu decken und gleichzeitig die Transportkosten zu
minimieren, wenn die Kosten der einzelnen Fertigungsanlagen für
Fertigung der Waren, die Kosten jeder Fertigungsanlage für den
Transport zu den einzelnen Geschäften und die Beschränkungen jeder
Anlage zu berücksichtigen sind? Dies ist die Art von Frage für deren
Beantwortung die Optimierungs-Tools vorgesehen sind.

Optimierung beschäftigt sich oft mit der Suche nach einer

Kombination, die das meiste aus den gegebenen Ressourcen herausholt.

Kapitel 2: Hintergrund 15

In dem vorstehenden Beispiel würde jede vorgeschlagene Lösung aus
einer kompletten Liste bestehen, aus der hervorgeht, welche von
welcher Anlage gefertigten Waren auf welchem LKW an welches
Einzelhandelsgeschäft zu transportieren sind. Bei anderen
Optimierungsbeispielen kann es sich z. B. darum handeln, wie der
höchste Profit bzw. die geringsten Kosten zu erzielen sind oder wie
die meisten Leben gerettet werden können. Auch kann auf diese
Weise die geringste Statik in einem Schaltkreis, der kürzeste Weg von
einem Ort zum anderen oder die wirkungsvollste Mischung an
Werbungsmediakäufen festgestellt werden. Ferner ist eine wichtige
Untergruppe von Optimierungsproblemen vorhanden, bei der es sich
um Ablaufsplanung handelt. Bei diesen Problemen kann es u. U. um
das Maximieren der Leistung während einer Arbeitsschicht oder das
Minimieren von Ablaufskonflikten bei zeitlich unterschiedlichen
Gruppenbesprechungen gehen. Weitere Einzelheiten über die
Optimierung sind in Kapitel 6: Optimierung

zu finden.

Welchen Zweck haben Excel-Modelle?

Um die Effizienz eines Systems zu erhöhen, müssen wir erst einmal
herausfinden, wie dieses System überhaupt funktioniert. Daher ist ein
Arbeitsmodell des Systems erforderlich. Modelle sind Abstraktionen,
die für das Untersuchen von komplexen Systemen erforderlich sind.
Um die Ergebnisse aber in Realität anwenden zu können, darf das
Modell den Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung unter
den verschiedenen Variablen nicht zu sehr vereinfachen. Durch
bessere Software und immer leistungsfähigere Computer können
Betriebswirtschaftler jetzt realistischere Wirtschaftsmodelle aufbauen.
Auch sind Wissenschaftler jetzt in der Lage, chemische Reaktionen
besser vorauszusagen und Geschäftsleute können eine genauere
Empfindlichkeitsanalyse ihrer Unternehmensmodelle vornehmen.

In den letzten Jahren sind Computerhardware- und
Computersoftwareprogramme, wie z. B. Microsoft Excel, derart
verbessert worden, dass praktisch jeder PC-Benutzer jetzt realistische
Modelle von komplexen Systemen erstellen kann. Die in Excel
integrierten Funktionen sowie die Makrofähigkeiten und die saubere,
intuitive Schnittstelle ermöglichen selbst Anfängern, sehr komplexe
Probleme zu modellieren und zu analysieren. Weitere Einzelheiten
über die Modellerstellung finden Sie in Kapitel 9: Evolver-Extras.

16 Was ist Evolver?

Keine reinen Vermutungen mehr

Warum Evolver verwenden?

Die einzigartige Evolver-Technik ermöglicht jedem Benutzer, der mit
einem PC und Excel für Windows arbeitet, seine Modelllösungen
maximal zu optimieren. Vor Verfügbarkeit von Evolver gab es für
Benutzer, die die Leistungsfähigkeit des System erhöhen wollten oder
nach optimalen Lösungen suchten, nur drei Möglichkeiten: sie
konnten entweder mit Vermutungen arbeiten, ineffiziente
Problemlösungs-Software verwenden oder es
Optimierungsfachleuten überlassen, eine speziell angepasste Software
zu entwerfen und zu installieren. Hier sind einige der wichtigsten
Vorteile, die durch Verwendung von Evolver erzielt werden können:

Wenn Sie es mit einer großen Anzahl von aufeinander einwirkenden
Variablen zu tun haben und versuchen, die beste Kombination, die
richtige Reihenfolge oder die optimale Gruppierung dieser Variablen
zu finden, liegt die Versuchung nah, einfach mit einer wohl
begründeten Vermutung zu arbeiten. Überraschend viele Benutzer
meinen, dass jegliches Modellieren und Analysieren über eine
fundierte Annahme hinaus eine sehr komplizierte Programmierung
erforderlich macht oder mit verwirrenden statistischen oder
mathematischen Algorithmen verbunden ist. Eine gut optimierte
Lösung kann leicht Millionen von Dollar, Tausende von Gallonen an
knappem Treibstoff, Monate an verschwendeter Zeit usw. einsparen.
Da leistungsstarke PCs jetzt zunehmend erschwinglich und
Softwareprogramme, wie z. B. Excel und Evolver, ohne weiteres
verfügbar sind, ist kaum noch ein Grund vorhanden, bei Lösungen
mit Vermutungen zu arbeiten oder wertvolle Zeit zu verschwenden,
um eine Reihe von Szenarien manuell auszuprobieren.

Kapitel 2: Hintergrund 17

Genauer und bedeutungsvoller

Flexibler

Evolver ermöglicht Ihnen, das volle Sortiment an Excel-Formeln und
sogar Makros zu verwenden, um realistischere Systemmodelle zu
erstellen. Durch Verwendung von Evolver braucht die Genauigkeit
Ihres Modells nicht darunter zu leiden, dass die benutzten
Algorithmen vielleicht für die realen Kompliziertheiten nicht
ausreichen. Durch herkömmliche kleine Lösungsprogramme (d. h.
durch statistische und lineare Programmier-Tools) wird der Benutzer
dazu gezwungen, mit Annahmen darüber zu arbeiten, wie die
Variablen in dem zu lösenden Problem wirklich aufeinander
einwirken. Dadurch kann es leicht zu sehr vereinfachten,
unrealistischen Problemmodellen kommen. Wenn der Benutzer dann
endlich das System ausreichend vereinfacht hat, damit diese so
genannten Solvers verwendet werden können, ist die sich daraus
ergebende Lösung oft zu abstrakt, um überhaupt noch praktischen
Wert zu haben. Probleme mit sehr vielen Variablen, nicht linearen
Funktionen, Verweistabellen, IF-Anweisungen, Datenbankabfragen
oder stochastischen (d. h. zufälligen) Elementen können nicht mittels
dieser Methoden gelöst werden, ganz gleich wie einfach das Modell
auch aufgebaut ist.

Es gibt viele Lösungsalgorithmen, mit denen kleine, einfache lineare
und nicht lineare Problemtypen zufriedenstellend gelöst werden
können. Zu diesen Algorithmen gehören u. a. „Hill-Climbers“, „Baby­Solvers“ und andere mathematischen Methoden. Selbst wenn diese
allgemein nützlichen Optimierungs-Tools als Add-Ins für
Kalkulationstabellen angeboten werden, sind sie nur für numerische
Optimierung zu gebrauchen. Für größere oder kompliziertere
Probleme können vielleicht spezielle benutzerdefinierte Algorithmen
geschrieben werden, um gute Ergebnisse zu erhalten, aber das
erfordert meistens sehr viel Forschung und Entwicklung. Aber selbst
in diesem Fall müsste das sich daraus ergebende Programm bei jeder
Modelländerung erneut modifiziert werden.

Evolver kann dagegen nicht nur numerische Probleme handhaben,
sondern ist weltweit das einzige kommerzielle Programm, das auch
die meisten kombinatorischen Probleme lösen kann Dies sind die
Probleme, bei denen die Variablen permutiert oder miteinander
kombiniert werden müssen. Die Auswahl der Schlagmannreihenfolge
bei einem Baseballteam ist z. B. ein kombinatorisches Problem, weil
dabei die Positionen der Spieler in der Mannschaftsaufstellung
ausgetauscht werden müssen. Komplexe Ablaufsplanungsprobleme
sind ebenfalls kombinatorischer Art. Ein und dasselbe Evolver­Programm kann alle diese Probleme und noch viele mehr lösen, die
kein anderes Optimierungs-Tool handhaben kann. Durch seine
einzigartige aus gentechnischen Algorithmen bestehende Technik kann

18 Was ist Evolver?

Evolver praktisch Modelle jeden Typs, jeder Größe und jeder
Komplexität optimieren.

Kapitel 2: Hintergrund 19

Leistungsfähiger

Leichter zu verwenden

Evolver ermöglicht bessere Lösungen. Die meisten
Softwareprogramme ermitteln die optimalen Lösungen auf
mathematische und systematische Weise. Diese Methoden sind sehr
oft darauf beschränkt, dass eine bereits bestehende Lösung
genommen und dann nach der nächstliegenden Antwort gesucht
wird, die etwas besser zu sein scheint. Solche „lokale“ Lösung kann
u.U. weit von der optimalen Lösung entfernt sein. Evolver erhebt auf
intelligente Weise Werteproben aus dem gesamten
Möglichkeitsbereich, wodurch sich dann eine erheblich bessere
globale Lösung ergibt.

Trotz seiner offensichtlichen Leistungsstärke und Vorteile in Bezug
auf Flexibilität ist Evolver recht einfach zu verwenden, da es für den
Benutzer nicht erforderlich ist, sich in den durch das Programm
verwendeten komplizierten gentechnischen Algorithmustechniken
auszukennen. Für Evolver ist nicht das A und O Ihres Problems,
sondern nur ein Kalkulationstabellenmodell wichtig, durch das
ausgewertet werden kann, wie passend die verschiedenen Szenarien
sind. Sie brauchen in der Kalkulationstabelle nur die Zellen
auswählen, die die betreffenden Variablen enthalten, und dann
Evolver auf das Gesuchte hinweisen. Evolver verbirgt auf intelligente
Weise die komplizierte Technik und automatisiert den WHAT-IF­Prozess, durch den das Problem analysiert wird.

Zweifelsohne sind viele kommerzielle Programme für mathematische
Programmierung und Modellerstellung vorhanden, aber
Kalkulationstabellen sind bei weitem am beliebtesten und werden
buchstäblich zu Millionen pro Monat verkauft. Durch das intuitive
Zeilen- und Spaltenformat sind Kalkulationstabellen leichter
einzurichten und beizubehalten als andere dedizierte Pakete.
Kalkulationstabellen sind auch leichter zusammen mit anderen
Programmen, wie z. B. Textverarbeitungssystemen und Datenbanken,
einzusetzen und bieten mehr integrierte Formeln,
Formatierungsoptionen, Diagramme und Makros als andere
eigenständigen Pakete. Da es sich bei Evolver um ein Add-In­Programm für Microsoft Excel handelt, haben Benutzer Zugriff auf
sämtliche Funktionen und Entwicklungs-Tools, um so mühelos
realistischere Modelle ihres Systems aufzubauen.

20 Was ist Evolver?

Preisgünstig

Viele Firmen wenden sich an Fachberater, um für sich
benutzerdefinierte Optimierungssysteme erstellen zu lassen. Solche
Systeme funktionieren oft sehr gut, aber ihre Entwicklung und
Implementierung erfordert in der Regel viel Zeit (mitunter viele
Monate) und ist auch sehr kostspielig. Für Systeme dieser Art ist
außerdem aufwändige Schulung und ständige Wartung notwendig.
Im Falle einer Systemänderung muss u.U. ein ganz neuer
Algorithmus entwickelt werden, um optimale Lösungen zu finden.
Evolver ist dagegen erheblich preisgünstiger und liefert den bisher
leistungsfähigsten gentechnischen Algorithmus, durch den schnelle
und präzise Lösungen für eine Vielfalt von Problemen möglich sind.
Da Evolver in einer intuitiven und bekannten Umgebung arbeitet, ist
praktisch keine kostspielige Schulung und Wartung erforderlich.

Vielleicht möchten Sie die Optimierungsfähigkeiten von Evolver
sogar den von Ihnen selbst definierten Programmen hinzufügen. In
nur wenigen Tagen wären Sie dann in der Lage, Visual Basic zum
Entwickeln Ihres eigenen Planungs-, Verteilungs-, Fertigungs- oder
Finanzverwaltungssystems zu verwenden. Einzelheiten über
Entwicklung einer auf Evolver basierten Anwendung finden Sie im
Evolver-Entwickler-Kit.

Kapitel 2: Hintergrund 21

22 Was ist Evolver?

Kapitel 3: Evolver: Schritt für Schritt

Einführung.........................................................................................25

Das Evolver-Programm....................................................................27

Starten von Evolver................................................................................27

Evolver-Symbolleiste...............................................................27

Öffnen eines Beispielmodells................................................27

Dialogfeld Evolver – Modell................................................................29

Auswahl der Zielzelle ...........................................................................30

Hinzufügung anpassbarer Zellbereiche............................................30

Auswahl einer Lösungsmethode...........................................32

Beschränkungen.....................................................................................33

Hinzufügung einer Beschränkung........................................34

Einfache Wertebereichs- und Formelbeschränkungen .....35

Andere Evolver-Optionen ....................................................................38

Anhaltebedingungen...............................................................38

Ansichtsoptionen......................................................................39

Ausführung der Optimierung .............................................................41

Evolver-Überwachungsprogramm ........................................42

Anhalten der Optimierung.....................................................43

Übersichtsbericht......................................................................44

Platzierung der Ergebnisse im Modell.................................45

Kapitel 3: Evolver: Schritt für Schritt 23

24