Excel進(jìn)階- 數(shù)據(jù)建模與決策

眾所周知,Excel是全世界最酷炫的軟件之一,除了日常的數(shù)據(jù)處理镣丑,圖表分析等基本功能外,你還可以用excel做許多匪夷所思的事情娱两。

比如興致大好時(shí)來一幅山水畫:


或者做幾個(gè)游戲莺匠,嗨一把:


又或者,自己制作一部小電影吧:


當(dāng)然十兢,小馬哥作為一個(gè)萌新趣竣,還停留于用Excel處理數(shù)據(jù)的初級階段,估計(jì)這輩子都沒法達(dá)到以上的境界. 所以今天要分享的旱物,還是利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)建模期贫,來處理咱們項(xiàng)目管理里常見的一些場景和問題。

應(yīng)用場景1:資源配置問題

資源分配問題可以說是項(xiàng)目經(jīng)理每天都會(huì)去處理的細(xì)節(jié)問題异袄。一句話說通砍,就是派什么人去做什么事,來實(shí)現(xiàn)效率或者收益的最大化烤蜕。咱們舉個(gè)簡單的例子來了解一下封孙,請看案例:

假設(shè)咱們“超有愛”開發(fā)小組有8個(gè)后端程序猿,6個(gè)前端程序猿讽营,現(xiàn)在要進(jìn)行A和B兩個(gè)類型的優(yōu)化任務(wù)虎忌,每個(gè)A類型的優(yōu)化任務(wù)需要兩個(gè)前端和兩個(gè)后端一起完成,而每個(gè)B類型的任務(wù)則需要兩個(gè)后端和一個(gè)前端橱鹏。每完成一件A類型的優(yōu)化任務(wù)預(yù)計(jì)可以給公司帶來20萬的收益膜蠢,而每完成一件B類型的任務(wù)可以帶來15萬的收益。假設(shè)完成A莉兰,B型任務(wù)所需要的時(shí)間相同挑围,那請問如何分配任務(wù)可以達(dá)到收益的最大化呢?


以上的場景看似像個(gè)數(shù)學(xué)題糖荒,但確實(shí)是很多產(chǎn)品型公司的日常博弈杉辙。有限的人手,堆滿的創(chuàng)意捶朵,除了靠經(jīng)理們的“拍腦門”和“信仰之躍”大法以外蜘矢,如何用更科學(xué)的辦法來進(jìn)行資源的分配和管理呢?下面就讓我們用excel來嘗試解決上面的問題吧综看。

解決問題第一步:載入”線性規(guī)劃“插件

關(guān)于資源分配的博弈問題品腹,大部分都適用于線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型。所以首先红碑,讓我們載入Excel的自帶插件“線性規(guī)劃”舞吭。點(diǎn)擊Excel的“工具” ->“加載項(xiàng)”,勾選“規(guī)劃求解”,便可以在“數(shù)據(jù)”模塊里面使用它了镣典。


解決問題第二步:建立數(shù)據(jù)模型兔毙。

從案例的場景中,我們可以總結(jié)出以下一些簡單的數(shù)據(jù)模型:

最大化總收益:MAX(任務(wù)A收益*任務(wù)A數(shù)量+任務(wù)B收益*任務(wù)B數(shù)量)

前端程序猿總數(shù)限制:任務(wù)A數(shù)量*2+任務(wù)B數(shù)量*1 <= 6

后端程序猿總數(shù)限制:任務(wù)A數(shù)量*2+任務(wù)B數(shù)量*2 <= 8

并且兄春,任務(wù)A完成數(shù)量 >= 0, 任務(wù)B完成數(shù)量 >= 0

完成了以上的數(shù)學(xué)模型搭建澎剥,我們便可以進(jìn)行下一步:將數(shù)據(jù)模型錄入Excel了。

解決問題第三步:在Excel中導(dǎo)入數(shù)據(jù)模型

首先赶舆,我們輸入一些不會(huì)變化的常量哑姚,并用藍(lán)色來標(biāo)識(shí)這些常量:


接著,我們建立變量單元格芜茵,并用黃色標(biāo)識(shí)叙量。在超有愛公司的場景中,變量是“任務(wù)A和任務(wù)B分別的完成數(shù)量”九串。



下一步绞佩,我們建立目標(biāo)函數(shù)單元格,并用橙色標(biāo)識(shí)猪钮。目標(biāo)函數(shù)也就是我們想要求得的答案品山,在這個(gè)例子里,便是“最大化的總收益”烤低。

由第二步的數(shù)據(jù)模型我們已經(jīng)得出:

總收益=任務(wù)A收益*任務(wù)A數(shù)量+任務(wù)B收益*任務(wù)B數(shù)量

所以帶入Excel肘交,便可以得出簡單公式:

F8 = B8*B2 + C8*C2

在輸入和建立了所有的數(shù)據(jù)后,我們進(jìn)行最后一步:建立約束條件扑馁。

在這個(gè)例子里涯呻,我們有兩個(gè)約束條件,分別是:

前端程序猿總數(shù)限制:任務(wù)A數(shù)量*2+任務(wù)B數(shù)量*1 <= 6

后端程序猿總數(shù)限制:任務(wù)A數(shù)量*2+任務(wù)B數(shù)量*2 <= 8

轉(zhuǎn)化為excel語言腻要,便是:

前端程序猿總數(shù)限制:B5*B8 + C5*C8 = D5 <= F5

后端程序猿總數(shù)限制:B6*B8 + C6*C8 = D6 <= F6

解決問題第四步:數(shù)據(jù)模型求解與決策

我們在完成了數(shù)據(jù)模型的excel錄入后复罐,接下來便是最后一步:規(guī)劃求解了

點(diǎn)擊excel”數(shù)據(jù)“模塊右上角的“規(guī)劃求解”闯第,輸入以下數(shù)據(jù):

1. 輸入目標(biāo)函數(shù)

2. 選擇求值類型 (最大值市栗,最小值或目標(biāo)值,本例為最大值)

3. 輸入自變量

4. 輸入約束條件

5. 選擇求解方法 (選擇單純線性規(guī)劃)

6. 點(diǎn)擊”求解“


這樣咳短,我們便得到了這個(gè)例子的最優(yōu)解,也就是超有愛公司的最佳資源配置方案:



好啦蛛淋,這樣我們就成功的利用Excel來實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)建模和決策的過程啦A谩:)

看到這里,你可能會(huì)說:這不就是簡單的二元一次方程么褐荷?我為什么要搞這么復(fù)雜勾效,明明筆算一分鐘就搞定了呀!確實(shí),”超有愛“公司的例子是很簡單直觀层宫,并不需要如此大費(fèi)周章杨伙。但是,在我們的日常管理工作中萌腿,往往會(huì)遇到比這復(fù)雜10倍限匣,甚至一百倍的案例,這個(gè)時(shí)候毁菱,數(shù)據(jù)建模求解便體現(xiàn)出了它獨(dú)特的優(yōu)勢米死。 比如當(dāng)解決一個(gè)復(fù)雜的快遞公司運(yùn)輸路線優(yōu)化的問題時(shí),我們可能會(huì)建立如下復(fù)雜模型:


怎么樣贮庞,是不是有一種不明覺厲的感覺峦筒?小馬哥想要強(qiáng)調(diào)的是,像上圖這樣的復(fù)雜運(yùn)算窗慎,是幾乎不可能通過筆算來進(jìn)行最優(yōu)解求解的物喷,這個(gè)時(shí)候如果能運(yùn)用excel進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕:颓蠼猓梢缘玫绞掳牍Ρ兜男Ч?/p>

應(yīng)用場景2:用PERT進(jìn)行項(xiàng)目管理

學(xué)過PMP的小伙伴們應(yīng)該非常熟悉遮斥,PERT是一種很常用的活動(dòng)計(jì)劃和估算方法脯丝,它大概有以下一些基本步驟:

1. 定義活動(dòng),明確活動(dòng)順序伏伐,構(gòu)建PERT網(wǎng)絡(luò)圖

2. 估算每個(gè)活動(dòng)宠进,提供三種角度的估算“樂觀估計(jì)”, “悲觀估計(jì)”和“最有可能估計(jì)”藐翎,并進(jìn)行加權(quán)分析

3. 找到關(guān)鍵路徑材蹬,對項(xiàng)目進(jìn)行有效的資源配置、優(yōu)化和預(yù)測

聰明的你一定已經(jīng)發(fā)現(xiàn)吝镣,咱們的Excel可以在第二步和第三步上施展拳腳堤器,為項(xiàng)目經(jīng)理們的計(jì)劃和運(yùn)算提供便利。下面末贾,就讓小馬哥用一個(gè)簡單的例子給大家講一講Excel在PERT中的具體應(yīng)用闸溃。

假設(shè)我們現(xiàn)在要蓋一棟“小馬哥”科技大廈,我們定義出了活動(dòng)A~N拱撵,項(xiàng)目的PERT圖也已經(jīng)有了大概的雛形如下:


與此同時(shí)辉川,各個(gè)活動(dòng)的負(fù)責(zé)人們又向我們匯報(bào)了各活動(dòng)的預(yù)估時(shí)間:(o表示樂觀估計(jì),m表示最有可能估計(jì)拴测,p表示悲觀估計(jì))


在拿到了這些數(shù)據(jù)之后乓旗,小馬哥便可以開始進(jìn)行PERT的第二步,估算活動(dòng)的加權(quán)分析了集索。于是屿愚,小馬哥利用Excel建立了以下這個(gè)簡單模型:


通過錄入PERT規(guī)定的一些簡單公式到Excel汇跨,小馬哥可以快速的計(jì)算出每個(gè)活動(dòng)的加權(quán)平均估算值 (μ),方差(σ2),并結(jié)合流程圖定義出關(guān)鍵路徑妆距,算出項(xiàng)目完工的總時(shí)間和完工概率 (p)等等穷遂。

在關(guān)鍵路徑明晰之后,小馬哥可以繼續(xù)利用Excel計(jì)算出每個(gè)活動(dòng)的最早開始(ES), 最早結(jié)束(EF)娱据,最晚開始(LS)和最晚結(jié)束(LF)蚪黑,并得出活動(dòng)時(shí)差:


最后,結(jié)合著excel算出的這些數(shù)據(jù)吸耿,小馬哥可以將結(jié)果再反映到PERT圖里祠锣,完成一個(gè)完整的項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)的制作:


因?yàn)橛蠩xcel強(qiáng)大的數(shù)據(jù)自動(dòng)處理能力的加成,一個(gè)復(fù)雜的項(xiàng)目計(jì)劃被轉(zhuǎn)化為了單純的數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出的過程咽安。這樣一來伴网,一方面為項(xiàng)目經(jīng)理們節(jié)省了許多的計(jì)算精力和時(shí)間,另一方面又讓結(jié)果更加的準(zhǔn)確妆棒。


關(guān)于數(shù)據(jù)建模澡腾,還有許許多多的應(yīng)用場景,比如運(yùn)輸問題糕珊,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題动分,預(yù)測問題,成本管控問題等等等等红选。希望大家通過這篇文章能夠?qū)?shù)據(jù)建模有一個(gè)初步的理解和認(rèn)可澜公,并以后更多的去嘗試使用這樣更加科學(xué)的管理方式去對待你的項(xiàng)目。

如果你感興趣的話喇肋,歡迎來小馬哥的個(gè)人網(wǎng)站qio一qio: www.himateng.com

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