Оптимизация кормопроизводства

- в хозяйстве заготовлено недостаточное  количество кормов. Возможно приобретение ограниченного объема отдельных видов кормов и подкормок. Необходимо определить, какие корма и в каких количествах нужно скормить животным, и какое количество животных подлежит ускоренной реализации.

При решении задачи использования  кормов в хозяйстве более целесообразны такие критерии оптимальности, как максимум валовой продукции животноводства или чистого дохода. Возможны и другие критерии, например максимум валовой продукции животноводства за вычетом затрат на корма, максимум валовой продукции за вычетом затрат на покупку кормов и подкормок, максимум условных кормо-дней, т.е. содержание максимума условного поголовья скота за счет кормов, заготовленных в хозяйстве. 

В соответствии с постановкой задачи в модели будут следующие группы переменных:

- виды кормов и кормовых  добавок, из которых составляют  оптимальные рационы для учитываемых групп скота и птицы;

- кормо-дни пребывания  животных в хозяйстве;

- приобретаемые или  продаваемые (обмениваемые) корма. 

Первые две группы переменных дифференцируются по половозрастным группам и видам скота и птицы.

В модели учитываются  все условия, влияющие на структуру  использования кормов, что находит отражение в следующих группах ограничений:

- по питательным веществам; 

- соотношению отдельных  групп и видов кормов в существующих  группах;

- кормо-дням пребывания  отдельных групп и видов скота  в хозяйстве;

- оптимальному распределению (использованию) каждого вида корма с учетом возможной покупки и (или) продажи;

- использованию денежных  средств на покупку недостающих  кормов.

Для записи указанных  групп условий должны быть известны следующие технико-экономические коэффициенты и константы:

- содержание питательных  веществ в 1 кг кормов и добавок;

- потребность в питательных  веществах в расчете на 1 кормо-день  каждой группы или вида скота;

- допустимые интервалы  потребности в кормовых единицах  по группам кормов для каждой группы или вида скота;

- допустимые интервалы  содержания отдельных групп или  видов скота в хозяйстве в кормо-днях;

- денежные средства, выделяемые  на покупку недостающих кормов;

- цены на все виды  покупаемых и продаваемых кормов  и добавок.

Коэффициентами целевой функции служат показатели стоимости продукции в расчете на 1 кормо-день по всем учитываемым группам и видам скота.

Исходные данные для  числовой экономико-математической модели задачи.

1. Виды кормов, их количество, содержание в весовой единице корма учитываемых питательных веществ.
2. Корма, которые можно купить, содержание в них питательных веществ, лимиты на приобретение кормов.
3. Виды приобретаемых минеральных и витаминных добавок, химических веществ, нормы замены или питательных веществ.
4. Основные половозрастные группы разных видов скота и птицы, количество кормо-дней пребывания каждой группы скота в хозяйстве за весь период.
5. Нормы питательных веществ в рационах кормления по отдельным половозрастным группам скота на обеспечение жизненных функций животного и достижение определенной продуктивности.
6. Допустимое содержание основных групп кормов в рационе скота данной группы.
7. Предельно допустимый ввод в рацион минеральных, витаминных и химических добавок.
8. Стоимость кормов и различных кормовых добавок, а та же цены на животноводческую продукцию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Экономико-математическая модель по установлению оптимальной структуры землевладения крестьянско-фермерского хозяйства «Колос».

 

Структурная экономико-математическая модель задачи линейного программирования представляет собой формализированную запись критерия оптимальности, всех условий поставленной задачи при помощи символов, индексов и других обозначений. В ней учитываются закономерности и взаимосвязи функционирования сельского хозяйства, использования земельных ресурсов и других средств производства.

Основная цель задания  – постановка задачи и формирование экономико-математической модели задачи.

Экономико-математическая модель разрабатывается в несколько  этапов.

Первый этап – постановка задачи, которую предлагается решить экономико-математическими методами. При постановке задачи необходимо обосновать круг моделируемых процессов. Затем на этой основе устанавливается группа переменных и ограничений.

Переменные делятся  на основные и вспомогательные.

Основные переменные – это размеры площадей сельскохозяйственных площадей сельскохозяйственных культур, многолетних насаждений, естественных кормовых угодий, а так же поголовье скота.

Вспомогательными являются переменные, характеризующие формирование оптимальных рационов кормления, размеры капиталовложений по отраслям и дополнительную потребность в производственных ресурсах.

При разработке матрицы  задачи выделено 47 основных переменных. К ним отнесены следующие группы неизвестных.

1. Зерновые и зернобобовые культуры, идущие на товарные цели и характеризующиеся площадями посева.

озимая пшеница;

 озимый ячмень

яровой ячмень

зернобобовые

 кукуруза

люпин на зерно 

рапс на зерно

2. Зерновые и зернобобовые, используются в качестве концентрированных кормов. 

озимая пшеница

озимый ячмень

яровой ячмень

зернобобовые

кукуруза 

III. Технические культуры и овощи.

сахарная свекла

подсолнечник 

картофель

        овощи

4. Кормовые культуры и угодья.

корнеплоды

кукуруза на силос

однолетние травы на сено

многолетние травы на сено

Зеленые корма:

 озимые

        однолетние травы

 многолетние травы

 яровой рапс

 кукуруза

Кроме того, введены переменные, характеризующие площади:

многолетних трав на сенаж;

сенокосов;

пастбищ.

К числу переменных, описывающих  отрасли животноводства, отнесенные следующие:

поголовье КРС (структурных голов);

поголовье свиней;

 поголовье овец;

поголовье птицы;

поголовье лошадей.

Кроме названных, в задачу включены следующие неизвестные:

объем приобретаемых комбикормов (концентратов);

количество приобретаемых органических удобрений;

 потребность в азотных  минеральных удобрениях;

потребность в фосфорных минеральных  удобрениях;

потребность в калийных минеральных удобрениях;

общие ежегодные производственные затраты.

Капиталовложения в основные фонды  сельскохозяйственного назначения на:

строительство зданий и сооружений;

покупку сельскохозяйственной техники;

приобретение автотранспорта;

покупку продуктивного скота;

мелиорацию и проведение природоохранных  мероприятий;

суммарные затраты.

В число переменных включены также:

расчетная площадь пашни;

размер привлекаемых трудовых ресурсов в напряженные периоды полевых работ.

Программа проведения автоматизированных расчетов на ЭВМ предусматривает замену и введение любых новых переменных задачи.

На неизвестные наложено 49 ограничений, т.е. размер матрицы задачи составляют 47×49.

Ограничения включают в себя следующие  виды.

1. По расчету площади пашни.

Данное ограничение  в универсальной матрице необходимо для того, чтобы имелась возможность при заданных объемах трудовых и денежно-материальных ресурсов рассчитать необходимую для крестьянского хозяйства площадь пашни.

2. По имеющейся площади пашни, сенокосов и пастбищ.

Введение данных ограничений позволят оптимизировать сочетание отраслей крестьянского хозяйства в том случае, если земля ему уже предоставлена.

В том числе, если искомая  площадь земель не известна, данные ограничения либо исключаются из задачи, либо делаются больше или равные нулю, либо размер площадей при ограничениях меньше или равно нулю преднамеренно максимально завышается.

3. По труду, всего и в том числе в напряженный период времени.

Баланс органических (гумуса) и минеральных удобрений.  

Данные ограничения  обеспечивают такую структуру производства крестьянского хозяйства, которая создаст необходимые условия воспроизводства плодородия почв и выполнения запланированных технологий возделывания сельскохозяйственных культур с выходом  на запрограммированный урожай.

4. По расчету производственных затрат.

По оптимальному распределению  капиталовложений.

В том числе, если крестьянину  известны наличные денежные средства и кредиты банка, которые он может использовать на организацию и развитие производства, ставиться орграничение18, лимитирующие объемы имеющихся денежных средств и ограничивающее развитие капитального производства.

Если размер капиталовложений не известен, то в процессе решения  задачи он может быть вычислен за счет введения ограничения 12.

5. По кормам (в кормовых единицах, перевариваемом протеине, натуральных центнерах).

6. По поголовью различных видов скота.

Данные ограничения  позволяют зафиксировать на определенной величине поголовье различных видов скота и птицы по желанию крестьянина, либо сделать модель открытой с оптимизацией структуры животноводческих отраслей, либо установить оптимальную программу развития производства специализированного животноводческого крестьянского хозяйства (молочного, откорма молодняка КРС, свиноводческого репродуктивного и откормочного, овцеводческого, птицеводческого направлений) с исключением ограничений, не соответствующих основной животноводческой отрасли.

7. По агротехническим требованиям возделывания сельскохозяйственных культур (рекомендуемому удельному весу в структуре посевов зерновых, озимых зерновых, сахарной свеклы, масличных, многолетних трав и др.)

8. по горизонтальным объемам производства продукции сельского хозяйства (по госзаказу).

Данные ограничения  ставятся в случае, если крестьянин имеет определенные обязательства перед государством, акционерным обществом, ассоциацией или сам заинтересован в развитии определенных отраслей хозяйства.

Матрица экономико-математической модели задачи по оптимизации структуры  производства и территории крестьянского (фермерского) хозяйства приведена в таблице 1 приложения.

Математическая запись условия задачи. В проектах землеустройства  многие экономические процессы являются однотипными, поэтому они могу описываться  одинаковыми моделями. Базовая модель задачи линейного программирования, решаемая симплексным методом, формируется следующим образом: требуется найти максимум (или минимум) целевой функции «n» переменных

при ограничениях, которые  могут быть представлены в виде системы  неравенств или уравнений, записываемых в общем виде.

 

2.1. Построение  ограничения по земельным ресурсам.

 

Земля является главным средством  производства. Состав и соотношений угодий, их качественное состояние оказывают влияние на специализацию сельскохозяйственных предприятий, размер отраслей производства, формирование производственных подразделений, установление типов кормопроизводства и севооборотов.

Ограничения по земельным  ресурсам можно разбивать на две  подгруппы.

В первую подгруппу входят ограничения, связанные с использованием пашни, естественных сенокосов и пастбищ, многолетних насаждений: