Comparing methods of optimization in solver of Microsoft Excel 2007 and 2019

Authors

  • วฐา มินเสน Data Science Research Center, Department of Statistics, Faculty of Science, Chiang Mai University, Chiang Mai
  • ปรารถนา มินเสน Department of Mathematics and Statistics, Faculty of Science and Technology, Chiang Mai Rajabhat University, Chiang Mai

Keywords:

Solver, Newton-Raphson, Conjugate gradient, Generalized reduced gradient, Evolutionary

Abstract

The purposes of this research were to compare the optimization for 13 benchmark functions by solving add-ins between Newton-Raphson (NR) and conjugate gradient (CG) methods in Microsoft Excel 2007 and generalized reduced gradient (GRG) and evolutionary (EV) methods in Microsoft Excel 2019. The criteria to test optimization for 13 benchmark functions are including: 1. The most success rate (gif.latex?SR max)  2. The lowest mean absolute error (gif.latex?MAEmin ) 3. The most success rate and the lowest standard deviation absolute error (gif.latex?SRmax และgif.latex?SAEmin ) and 4. The lowest mean time (gif.latex?ATmin ) . For each scenario that was repeated 100 times, the result indicated that EV method is the best solution for the 1-3 criteria. However, the result of the fourth criteria, the NR method provided the lowest time for solving solution.

References

[1] Deuflhard P. A short history of newton’s method. Documenta Mathematica. 2012; Suppl ISMP: 25-30.

[2] เดชาชัย งามประเสริฐ. โหลดโฟลว์อัลกอริทึมด้วยวิธีนิวตันราฟสันร่วมกับแบบจำลองของโหลดชนิดดัชนีแรงดันไม่เป็นเชิงเส้น [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต]. ปทุมธานี มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์; 2551.

[3] Hestenes M, Stiefel E. Methods of conjugate gradients for solving linear systems. J Res Nat Bur Stand. 1952; 49(6): 409-436.

[4] ไพชยนต์ สิริเสถียรวัฒนา. กระบวนการค้นหาตามเส้นในทิศทางกึ่งนิวตันและเกรเดียนท์สังยุค [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต]. นครราชสีมา: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี; 2545.

[5] Wilde DJ, Beightler CS. Foundations of optimization. 2nd ed. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall; 1967.

[6] Abadie J, Carpenter J. Generalization of the Wolfe reduced gradient method to the case of nonlinear constraints. In: Fletcher R, editors. Optimization. New York: Academic Press; 1969; 37-47.

[7] Lasdon LS, Waren AD, Jain A, et al. Design and testing of a generalized reduced gradient code for nonlinear programming, Acm T Math Software. 1978; 4(1): 34-50.

[8] Lasdon LS. Nonlinear programming algorithms applications, software, and comparisons, Numerical Optimization [Internet]. SIAM Conference on Numerical Optimization 1984. 1984 June 12-14; Colorado, USA. 1984 [cited 2019 June 19]. p. 41-70. Available form: http://goo.gl/iDCpnW.

[9] Fylstra D, Lasdon L, Watson J, et al. Design and use of the Microsoft Excel Solver, Interfaces. 1998; 28(5): 29-55.

[10] วฐา มินเสน. การประมาณค่าดัชนีฤดูกาลในวิธีแยกส่วนประกอบด้วย GRG2. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมหาวิทยาลัยมหาสารคาม. 2557; Suppl: 243-249.

[11] Jong DK, Fogel DB, Schwefel HP. A history of evolutionary computation. In: Bäck TH, Fogel DB, Michalewicz Z, editors. Handbook of Evolutionary Computation. IOP Publishing Ltd and Oxford University Press 1997; 1997.

[12] อรนิช ไตรศักดิ์. การศึกษาการหารูปร่างที่เหมาะสมที่สุดของแพนอากาศด้วยวิธีวิวัฒนาการ [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต]. นครราชสีมา: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี; 2559.

[13] Surjanovic S, Bingham D [Internet]. Virtual library of simulation experiments: test functions and datasets; 2017. [cited 2019 June 19]. Available form: https://www.sfu.ca/~ssurjano/optimization.html.

[14] Global Optimization Benchmarks and AMPGO [Internet]. Test functions index; 2019. [cited 2019 June 19]. Available form: http://infinity77.net/global_ optimization/test_functions.html#test-functions-index.

[15] BenchmarkFcns [Internet]. All Functions; 2019 [cited 2019 June 19]. Available form: http://benchmarkfcns.xyz/fcns.

[16] อัฌชานนท์ ทัศนานุพรม, วฐา มินเสน และ กุณฑลี ไชยสี. การพยากรณ์ด้วยเทคนิคการปรับให้เรียบโดยใช้การประมาณค่าพารามิเตอร์ด้วยโซลเวอร์ในโปรแกรมไมโครซอฟท์เอกเซล 2007 และ 2016. ใน: วฐา มินเสน, ภัทรินี ไตรสถิต, มานะชัย รอดชื่น และ คณะ, บรรณาธิการ. การประชุมวิชาการระดับปริญญาตรีสาขาสถิติ ระดับชาติประจำปี 2562; 14 พฤษภาคม 2562; ภาควิชาสถิติ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่; 2562. หน้า 205 – 215.

Downloads

Published

2019-12-11

How to Cite

[1]
มินเสน ว. and มินเสน ป., “Comparing methods of optimization in solver of Microsoft Excel 2007 and 2019”, UTK RESEARCH JOURNAL, vol. 13, no. 2, pp. 144–161, Dec. 2019.

Issue

Section

Research Articles