MS Office 엑셀(excel)2007을 이용한 몬테카를로(Monte carlo) 시뮬레이션

소개

본 자료에서는 Excel 2007로 몬테카를로(Monte carlo)과정을 적용한 시뮬레이션을 수행하는 방법에 대하여 살펴봅니다. 몬테카를로(Monte carlo)과정은 시뮬레이션 실행에 사용되는 숫자(입력변수 등)를 확률분포로부터 임의적으로 선택(난수에 의한 표본추출 등)하는 일종의 수학적 과정입니다. 이렇게 특정 확률분포를 따르는 일련의 난수를 반복적으로 발생시켜 실험을 수행하는 몬테카를로(Monte carlo)시뮬레이션은 반도체/유체/역학 등의 공학분야와 각종 의사결정이 필요한 통계학,경제학,경영학 분야 등에서 널리 사용됩니다.
몬테카를로(Monte carlo)시뮬레이션의 수행은 난수발생 및 반복실험의 특성을 가지고 있으므로 컴퓨터를 활용하는 경우가 대부분이며, Excel 2007에서도 몬테카를로(Monte carlo)시뮬레이션을 수행할 수 있습니다. 따라서 본 자료에서는 MS Office EXCEL 2007에서 몬테카를로(Monte carlo)시뮬레이션을 수행하는 방법에 대하여 상세히 살펴보겠습니다.

목차

1.몬테카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션이란?
2.몬테카를로 시뮬레이션관련 엑셀2007 기능
2.1.“데이터 표”기능에 대하여
2.1.1.단일 변수가 변경될 경우의 시뮬레이션 수행
2.1.2.변수 2개가 변경될 경우의 시뮬레이션 수행
2.2.“난수발생” 기능에 대하여
3.엑셀2007에서 몬테카를로(Monte Carlo)시뮬레이션 수행
3.1.방법1(1개의 고정 생산량에 대한 시뮬레이션 데이터 생성)
3.2.방법2-여러 생산량에 대한 시뮬레이션 데이터(개별 순이익과 평균순이익,표준편차)일괄 생성-
3.3.방법3-여러 생산량에 대한 시뮬레이션 데이터(평균순이익,표준편차) 일괄 생성-
3.4.몬테카를로 시뮬레이션 결과에 대한 신뢰구간 분석

본문내용

시뮬레이션은 복잡한 상황 또는 문제를 분석하거나 예측하기 위하여 실제와 비슷한 상태를 만들어 수행하는 체계적이고 가상적인 실험을 의미하며, 모의실험이라고도 합니다.
시뮬레이션은 여러 가지 형태로 만들어 질 수 있으나 현재는 주로 컴퓨터를 이용하여 실제 상황을 모형화하고 그 결과를 분석하는 형태로 수행되고 있습니다. 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션은 단순한 분석적 방법으로 해결할 수 없는 복잡한 문제에 대한 해결방안을 제시할 수 있습니다.
본 자료에서는 여러 형태의 시뮬레이션 중에서 몬테카를로(Monte carlo)과정을 적용한 시뮬레이션에 대하여 살펴봅니다. 몬테카를로(Monte carlo)과정은 시뮬레이션 실행에 사용되는 숫자(입력변수 등)를 확률분포로부터 임의적으로 선택(난수에 의한 표본추출 등)하는 일종의 수학적 과정입니다. 이렇게 특정 확률분포를 따르는 일련의 난수를 반복적으로 발생시켜 실험을 수행하는 몬테카를로(Monte carlo)시뮬레이션은 반도체/유체/역학 등의 공학분야와 각종 의사결정이 필요한 통계학,경제학,경영학 분야 등에서 널리 사용됩니다.
몬테카를로(Monte carlo)시뮬레이션은 상황에 따라 매우 다양한 방법으로 수행될수 있지만 일반적으로 다음의 단계를 따르게 됩니다.
1.특정 문제에 대한 시뮬레이션 모델을 만듭니다.
2.Random value(난수)를 생성하여 입력값을 만들고 이를 모델에 입력합니다.
3.모델에서 입력된 값에 대한 결과를 계산합니다.
4.계산된 결과값을 이용하여 특정 문제에 대한 각종 분포나 특성 등을 추론하함으로써 문제에 대한 해답을 구합니다.
몬테카를로(Monte carlo)시뮬레이션의 수행은 난수발생 및 반복실험의 특성을 가지고 있으므로 컴퓨터를 활용하는 경우가 대부분이며, Excel 2007에서도 몬테카를로(Monte carlo)시뮬레이션을 수행할 수 있습니다. 따라서 본 자료에서는 MS Office EXCEL 2007에서 몬테카를로(Monte carlo)시뮬레이션을 수행하는 방법에 대하여 상세히 살펴보겠습니다.

3.1. 방법1(1개의 고정 생산량에 대한 시뮬레이션 데이터 생성)
몬테카를로 시뮬레이션 수행 방법 중, 먼저 1개의 고정된 생산량에 대한 순이익추정치를 생성하는 방법에 대하여 살펴보겠습니다.
가) 본 문제를 시뮬레이션하기 위하여 제일 먼저 해야 할 것은 문제에 나타난 각종 정보를 정리하여 엑셀 Sheet에 나타내는 것입니다. 본 예제에서 초콜릿사탕 수요량은 특정 확률분포를 따르는 확률변수이므로 아래화면과 같이 수요량에 대한 확률분포표를 작성합니다.(수요량별 확률, 난수범위, 수요량 포함)
생성된 난수가 0 이상, 0.2미만이면 수요량 2000을 대응시키고 0.2 이상, 0.6미만이면 수요량 5000을, 0.6 이상, 0.9미만이면 수요량 7000을, 0.9 이상, 1이하이면 수요량 10000을 대응시키도록 모델을 구성합니다. 이렇게 하면 균등하게 발생된 난수가 문제에서 제시된 확률분포를 따르는 수요량으로 변환됩니다. 그리고 판매가격, 원가, 폐기비용도 입력하고 일단 생산량은 7000개로 입력합니다.

참고자료

· ms office online help file 등...