التحسين (Optimization) (١)

يقوم التحسين في علم البيانات على استخدام أداة سولفر في برنامج إكسل للوصول إلى هدف محدد عبر تعديل قيم خلايا معينة ضمن شروط محددة. تبدأ العملية بصياغة المشكلة وتحديد الهدف مثل زيادة إجمالي عدد الرحلات السياحية من 17,526 إلى 25,000 رحلة، ثم تفعيل أداة سولفر من خيارات إكسل. بعد ذلك تُحدد الخلية الهدف التي تحتوي على صيغة المجموع مثل خلية إجمالي الرحلات، وتُختار الخلايا المتغيرة التي سيتم تعديل قيمتها مثل خلايا أشهر يونيو ويوليو وسبتمبر التي لوحظ انخفاض أعدادها. عند تشغيل الأداة، تحسب القيم الجديدة المطلوبة لتحقيق الهدف المنشود، ثم تقييم النتائج بحساب الاختلاف بين البيانات الأصلية ونتائج سولفر لمقارنة الفروق بدقة.

الفكرة الأساسية

يعتمد درس التحسين على حل المشكلات الرياضية والبيانية باستخدام أداة سولفر في برنامج إكسل. الفكرة هي كيف تأخذ بيانات فعلية، وتحدد هدفاً مستقبلياً تريد الوصول إليه، ثم تطلب من البرنامج تعديل خلايا معينة في الجدول لتصل إلى ذلك الهدف بأفضل طريقة ممكنة.

الشرح

لكي تستخدم أداة سولفر بشكل صحيح، عليك أولاً صياغة المشكلة عبر أربع خطوات: تعريف المشكلة، جمع البيانات من منصة البيانات المفتوحة، تحديد الأهداف، وتحديد المتغيرات التأثرة. إذا لم تكن أداة سولفر ظاهرة في شريط تبويب بيانات، فعليك تفعيلها من خيارات إكسل عبر الوظائف الإضافية واختيار سولفر.

عند تشغيل الأداة، تتعامل مع ثلاثة عناصر أساسية:

• خلية الهدف وهي الخلية المستهدفة في ورقة العمل والتي يجب زيادة قيمتها أو خفضها، وتحديداً الخلية التي تحتوى على دالة المجموع مثل $C14$.
• الخلايا المتغيرة وهي الخلايا الموجودة في ورقة العمل والتي ستتغير قيمتها للوصول إلى الحل الأمثل مثل خلايا أشهر يونيو ويوليو وسبتمبر $C7, C8, C10$.
• القيود وهي الحدود التي تفرضها على تغييرات القيم في خلايا معينة، وإن لم توضع قيود فسيكتفي البرنامج بتغيير القيم بحسب الهدف المطلوب.

بعد تشغيل سولفر والحصول على الحل، تقييم النتائج لا يتم عبر مجرد النظر لأرقام، بل عبر إنشاء جدول جديد يقارن بين نتائج سولفر لعام 2023 والرحلات السياحية لعام 2019 وحساب الاختلاف بطرح القيم القديمة من الجديدة عبر الصيغة $=C2-D2$.

مثال محلول خطوة بخطوة

1. افتح ملف إكسل لبيانات الرحلات السياحية لعام 2019 واجمع إجمالي الرحلات في الخلية $C14$ باستخدام الدالة $=SUM(C2:C13)$ ليظهر الناتج $17,526$.
2. أنشئ نسخة من ورقة العمل لحفظ البيانات الأصلية.
3. اذهب إلى تبويب بيانات واضغط على زر سولفر.
4. في حقل تعيين الهدف اختر الخلية $C14$.
5. حدد خيار القيمة واكتب $25000$.
6. في خيار لتغيير الخلايا المتغيرة اختر الخلايا $C7, C8, C10$ لأنها الأشهر الأقل في عدد الرحلات.
7. اضغط على حل، ثم اضغط على موافق لتطبيق التغييرات على الخلايا المحددة لتصبح قيمة إجمالي الرحلات $25,000$ ويتغير عدد رحلات يونيو إلى $4,327$ ويوليو إلى $3,109$ وسبتمبر إلى $2,327$.

أخطاء شائعة

• محاولة استخدام أداة سولفر دون تفعيلها أولاً من نافذة خيارات إكسل والوظائف الإضافية.
• تعديل القيم في ورقة العمل الأصلية مباشرة دون إنشاء نسخة احتياطية، مما يؤدي إلى ضياع البيانات الأصلية بسبب عدم وجود خيار للتراجع.
• نسيان تحديد خلية الهدف التي تحتوي على الصيغة أو دالة المجموع.
• اختيار خلايا متغيرة غير صحيحة لا علاقة لها بتحقيق الهدف المنشود.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

• السؤال الأول: ما هي الخطوة الأولى التي يجب القيام بها قبل تشغيل أداة سولفر على جدول البيانات؟
• الإجابة: صياغة المشكلة وتحديد نوع المعلومات التي تريد الحصول عليها وإيجاد الحل لها، وحساب العدد الإجمالي للرحلات باستخدام دالة المجموع.
• السؤال الثاني: لماذا يجب دائماً الاحتفاظ بنسخة من ورقة عمل البيانات الأصلية قبل تشغيل أداة سولفر؟
• الإجابة: لأن استخدام أداة سولفر يؤدي إلى تغيير القيم الموجودة في البيانات بشكل دائم ودون خيار للتراجع، ولذلك يجب الاحتفاظ بورقة عمل أصلية لاستخدامها من جديد في حالة كانت نتائج أداة سولفر غير مرضية.