Моделирование структуры кормового рациона

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ  СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

 

Кафедра "Экономической кибернетики и информационных технологий"

 

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ

по дисциплине "Моделирование производственно-экономических процессов"

на тему:  «Моделирование структуры кормового рациона»

 

 

Вариант 20

 

 

 

 

 

 

 

Выполнили студенты

гр. 552      

 

Проверил:

                                                Т. А. Кондратьева

Д.В.Кондратьев

 

 

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2012

 

Цель: Освоить на практике методику разработки и анализа результатов решения задачи оптимизации структуры кормовых рационов.

ЗАДАНИЕ. На основании предложенных ниже исходных данных и методических рекомендаций разработать модель и решить задачу оптимизации структуры суточного кормового рациона дойной коровы живой массой 700 кг в летний период.

Система исходных данных

Таблица 1

Технико-экономические коэффициенты

Содержание питательных веществ  в 1 кг корма (кормовых добавок)

(справочные данные, Калашников  А.П.)

Группа кормов		Вид корма (кормовых добавок)				Питательность кормов
						корм. единицы	перев. протеин	сухое вещество	каротин	кальций	фосфор	сырая клетчатка	сахар	обменная энергия, КРС
Единица измерения						кг	г	кг	мг	г	г	г	г	МДж
Концентраты		ячмень				1,15	85	0,85	0,4	2	3,9	49	2	10,5
		озимая рожь				1,15	91	0,85	2	0,9	2,8	21	15	10,3
		яровая пшеница				1,28	106	0,85	1	0,8	3,6	17	20	10,8
		отруби пшеничные				0,75	97	0,85	2,6	2	9,6	88	47	8,85
		жмых подсолнечный				1,08	324	0,9	2	5,9	12,9	129	63	10,44
		горох				1,18	192	0,85	0,2	2	4,3	54	55	11,1
Грубые	сено			многолетних трав		0,47	53	0,83	21	7,6	2,5	265	26	6,75
				однолетних трав		0,46	123	0,84	30	10,4	2,7	238	27	6,9
				естественных сенокосов		0,48	50	0,85	15	7,1	2,2	263	20	6,85
	солома					0,22	9	0,85	5	3,3	0,9	351	3	4,91
	сенаж многолетних трав					0,35	33	0,45	35	5,5	0,7	143	16	3,85
Сочные	силос				кукурузный	0,2	14	0,25	20	1,4	0,4	75	6	2,3
					многолетних трав	0,2	27	0,25	35	4,2	0,9	70	5	2,26
					однолетних трав	0,23	24	0,25	20	1,9	0,9	77	4	2,45
	корне-плоды				картофель	0,3	10	0,22	0,2	0,2	0,5	8	10,5	2,82
					морковь	0,14	8	0,12	54	0,9	0,6	11	35	2,2
					свекла кормовая	0,12	9	0,12	0,1	0,4	0,5	9	40	1,65
Зеленые корма			улучшенных пастбищ			0,25	30	0,34	45	2,8	0,9	105	24	3
			естественных пастбищ			0,24	25	0,33	55	2,8	0,9	102	24	2,29
			многолетних трав			0,2	27	0,24	40	3,7	0,6	61	12	1,87
			однолетних трав			0,21	26	0,3	43	1,6	0,8	82	32	2,48
Корм. добав-ки			карбамид (мочевина)			-	2200	-	-	-	-	-	-	-
			поваренная соль (Na, Сl)			-	-	-	-	-	-	-	-	-
			монокальцийфосфат			-	-	-	-	150	220	-	-	-

 

Таблица 2

Суточная потребность дойных коров (вес – 700 кг, жирность 3,8-4%) в питательных веществах в зависимости от продуктивности (справочно, Кулик Г.В.)

№ ПК1	Суточный удой, кг	Питательное вещество
		корм. единицы	перев. Протеин	сухое вещество2	каротин	кальций	фосфор	сырая клетчатка3	сахар	обменная энергия, КРС
Единица измер.		кг	г	кг	мг	г	г	г	г	МДж
20	48	33,2	3650	30,0	1655	232,4	166	4590	3965	346

 

 

¹ – продуктивность коров устанавливается каждым студентом индивидуально по порядковому номеру персонального компьютера;

² – в столбце приведено минимальное содержание сухого вещества в корме, максимальное его содержание в корме не должно превышать 25% от минимального.

³ – в столбце приведено минимальное содержание сырой клетчатки, максимальное ее содержание не должно превышать 15% от минимального.

 

 

Таблица 3

Структура суточного  кормового рациона дойной коровы³ по группам кормов, % по питательности (по кормовым единицам) (справочно)

 

Группа кормов	Суточный удой, кг
	42-50
	min	max
Концентраты	35	60
Грубые	5	10
Силос	7	22
Корнеклубнеплоды	12	22
Зеленые	10	20

³ – структура кормового рациона определяется каждым студентом индивидуально, исходя из порядкового номера его компьютера и соответствующего ему суточного удоя коровы (формируются двухсторонние ограничения – по min и max).

 

Таблица 4

Предельное  максимальное содержание отдельных  видов кормов в группах кормов⁴, % в весе соответствующих групп кормов (справочно)

Группа кормов	Вид корма	Суточный удой, кг
		42-50
Концентраты	отруби пшеничные	30
	жмых подсолнечный	15
	горох	12
Грубые	солома	1
	сенаж многолетних трав	20
Корнеплоды	картофель	4

⁴ – предельное содержание видов кормов в группах кормов определяется каждым студентом индивидуально, исходя из порядкового номера компьютера и соответствующего ему суточного удоя коровы.

Таблица 5

Предельное  содержание кормовых добавок в рационе, % в весе заменяемых видов питательных  веществ (поваренная соль - в весе кормового  рациона)

(справочно) 

Вид кормовых добавок	В весе рациона		В весе переваримого протеина		В весе фосфора		В весе кальция
	min	max	min	max	min	max	min	max
Карбамид	-	-	-	25	-	-	-	-
Поваренная соль	1	1	-	-	-	-	-	-
Монокальцийфосфат	-	-	-	-	-	10	-	10

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

Стоимость кормов и кормовых добавок, руб./кг (данные организации)

Вид корма (кормовых добавок)	Стоимость	Вид корма (кормовых добавок)	Стоимость
Ячмень	2,5	Силос многолетних трав	0,5
Озимая рожь	2,3	Силос однолетних трав	0,6
Яровая пшеница	2,4	Картофель	1,2
Отруби пшеничные	0,9	Морковь	1,3
Жмых подсолнечный	1,2	Свекла кормовая	1,4
Горох	2,1	Зеленая масса улучшенных пастбищ	0,25
Сено многолетних трав	1,0	Зеленая масса естественных пастбищ	0,2
Сено однолетних трав	1,2	Зеленая масса многолетних трав	0,3
Сено естественных сенокосов	0,8	Зеленая масса однолетних трав	0,4
Солома	0,3	Карбамид (мочевина)	4,0
Сенаж многолетних трав	0,5	Поваренная соль (Na, Сl)	1,1
Силос кукурузный	1,1	Монокальцийфосфат	5,0

 

 

Система переменных

Таблица 7

 

Наименование переменной.	Ед. измер.
		Осн.	Допол.	Вспом.
Концентраты:
Ячмень.	кг	Х1
Озимая рожь.	кг	Х2
Яровая пшеница.	кг	Х3
Отруби пшеничные.	кг	Х4
Жмых подсолнечный.	кг	Х5
Горох.	кг	Х6
Грубые:
Сено многолетних трав.	кг	Х7
Сено однолетних трав.	кг	Х8
Сено естественных сенокосов.	кг	Х9
Солома.	кг	Х10
Сенаж многолетних трав.	кг	Х11
Сочные:
Силос кукурузный.	кг	Х12
Силос многолетних трав.	кг	Х13
Силос однолетних трав.	кг	Х14
Корнеплоды – картофель.	кг	Х15
Корнеплоды – морковь.	кг	Х16
Корнеплоды – свекла кормовая.	кг	Х17
Зеленые корма:
Улучшенных пастбищ.	кг	Х18
Естественных пастбищ.	кг	Х19
Многолетних трав.	кг	Х20
Однолетних трав.	кг	Х21
Кормовые добавки:
Карбамид (мочевина).	кг		Х22
Поваренная соль.	кг		Х23
Монокальцийфосфат.	кг		Х24
Всего кормовых единиц.				Х25
Всего переваримого протеина.				Х26
Всего кальция.				Х27
Всего фосфора.				Х28
Вес рациона.				Х29

 

Система ограничений и их математическая запись

 

1.Основные  ограничения по минимальному  содержанию питательных веществ  в рационе.

1.1.По  содержанию кормовых единиц в  рационе, мин., кг.

1,15х1 + 1,15х2 + 1,28х3 + 0,75х4 + 1,08х5 + 1,18х6 + 0,47х7 + 0,46х8 + 0,48х9 + 0,22х10 + 0,35х11 + 0,2х12 + 0,2х13 + 0,23х14 + 0,3х15 + 0,14х16 + 0,12х17 + 0,25х18 + 0,24х19 + 0,2х20 + 0,21х21 ≥ 33,2

 

1.2.По  минимальному содержанию переваримого протеина в рационе, гр.

85х1 + 91х2 + 106х3 + 97х4 + 324х5 + 192х6 + 53х7 + 123х8 + 50х9 + 9х10 + 33х11 + 14х12 + 27х13 + 24х14 + 10х15 + 8х16 + 9х17 + 30х18 + 25х19 + 27х20 + 26х21 ≥ 3650

 

1.3.По  минимальному содержанию сухого  вещества в рационе, кг.

0,85х1 + 0,85х2 + 0,85х3 + 0,85х4 + 0,9х5 + 0,85х6 + 0,83х7 + 0,84х8 + 0,85х9 + 0,85х10 + 0,45х11 + 0,25х12 + 0,25х13 + 0,25х14 + 0,22х15 + 0,12х16 + 0,12х17 + 0,34х18 + 0,33х19 + 0,24х20 + 0,3х21 ≥  30,0

 

1.4.По  минимальному содержанию каротина, мг.

0,4х1 + 2х2 + 1х3 + 2,6х4 + 2х5 + 0,2х6 + 21х7 + 30х8 + 15х19 + 5х10 + 35х11 + 20х12 + 35х13 + 20х14 + 0,2х15 + 54х16 + 0,1х17 + 45х18 + 55х19 + 40х20 + 43х21

≥ 1655

 

1.5.По  минимальному содержанию кальция,  гр.

2х1 + 0,9х2 + 0,8х3 + 2х4 + 5,9х5 + 2х6 + 7,6х7 + 10,4х8 + 7,1х9 + 3,3х10 + 5,5х11 + 1,4х12 + 4,2х13 + 1,9х14 + 0,2х15 + 0,9х16 + 0,4х17 + 2,8х18 + 2,8х19 + 3,7х20 + 1,6х21 ≥ 232,4

 

1.6.По  минимальному содержанию фосфора,  гр.

3,9х1 + 2,8х2 + 3,6х3 + 9,6х4 + 12,9х5 + 4,3х6 + 2,5х7 + 2,7х8 + 2,2х9 + 0,9х10 + 0,7х11 + 0,4х12 + 0,9х13 + 0,9х14 + 0,5х15 + 0,6х16 + 0,5х17 + 0,9х18 + 0,9х19 + 0,6х20 + 0,8х21 ≥ 166

 

1.7.По  минимальному содержанию сырой  клетчатки в рационе, гр.

49х1 + 21х2 + 17х3 + 88х4 + 129х5 + 54х6 + 265х7 + 238х8 + 263х9 + 351х10 + 143х11 + 75х12 + 70х13 + 77х14 + 8х15 + 11х16 + 9х17 + 105х18 + 102х19 + 61х20 + 82х21 ≥ 4590

 

1.8.По  минимальному содержанию сахара  в рационе, гр.

2х1 + 15х2 + 20х3 + 47х4 + 63х5 + 55х6 + 26х7 + 27х8 + 20х9 + 3х10 + 16х11 + 6х12 + 5х13 + 4х14 + 10,5х15 + 35х16 + 40х17 + 24х18 + 24х19 + 12х20 + 32х21 ≥ 3965

 

 

 

 

1.9.По  минимальному содержанию обменной  энергии в рационе, МДж.

10,5х1 + 10,3х2 + 10,8х3 + 8,85х4 + 10,44х5 + 11,1х6 + 6,75х7 + 6,9х8 + 6,85х9 + 1,94х10 + 3,85х11 + 2,3х12 + 2,26х13 + 2,45х14 + 2,82х15 + 2,2х16 + 1,65х17 + 3х18 + 2,29х19 + 1,87х20 + 2,48х21 ≥ 346

 

2.Дополнительные  ограничения.

2.1.По  структуре суточного кормового  рациона, кг.

2.1.1.По  минимальному содержанию концентрированных  кормов в рационе, кг.

1,15х1 + 1,15х2 + 1,28х3 + 0,75х4 + 1,08х5 + 1,18х6 – 0,35х25 ≥  0.

 

2.1.2По  максимальному содержанию концентрированных  кормов в рационе, кг.

1,15х1 + 1,15х2 + 1,28х3 + 0,75х4 + 1,08х5 + 1,18х6 – 0,60х25 ≤  0.

 

2.1.3.По  минимальному содержанию грубых  кормов в рационе, кг.