Моделирование и оптимизация кормового рациона в ООО «Очерское» Очерского района Пермского края

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО  ХОЗЯЙСТВА РФ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Пермская государственная  сельскохозяйственная академия

имени академика Д. Н. Прянишникова»

 

 

 

Кафедра информационных систем

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине «Моделирование социально-экономических процессов»

на тему: «Моделирование и оптимизация кормового рациона  в ООО «Очерское» Очерского района Пермского края» 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2012

 

Содержание

 

Раздел 1. Моделирование и оптимизация кормового рациона в ООО «Очерское»…………………………………………………………………...	3
Введение……………………………………………………………………….	3
Разработка экономико-математической модели ……………………. Постановка задачи………………………………………………… Исходные данные для модели …………………………………… Система переменных……………………………………………… Система ограничений и целевая функция………………………..	5 5 5 7 7
Анализ результатов решения задачи ………………………………… Анализ оптимального суточного рациона………………………. Анализ невыгодных видов кормов………………………………. Анализ содержания питательных веществ в рационе………… Анализ отдельных групп кормов в рационе……………………. Анализ отдельных видов кормов…………………………………	9 9 9 10 10 10
Заключение……………………………………………………………………..	11
Список использованной литературы…………………………………………	12
Приложения……………………………………………………………………	13
Раздел 2. Экономико-статистическое моделирование……………………… Построение трендовой модели ……………………………………….. Построение регрессионной модели……………………………………	17 17 19
Список использованной литературы…………………………………………	22
Приложения…………………………………………………………………....	23

 

 

Раздел 1. Моделирование и оптимизация кормового рациона в ООО «Очерское»

Введение

При ограниченности ресурсов и высокой их стоимости наиболее актуальным становится вопрос о том, с помощью каких ресурсов произвести пользующуюся спросом продукцию при наименьшей ее себестоимости. Еще 30 лет назад решение данного вопроса было практически невозможным, так для решения этой проблемы необходимы были огромные и сложные расчеты. С развитием научно-технического прогресса и внедрением ЭВМ  получение ответа на поставленный выше вопрос стал наиболее реальным.

ЭВМ позволяют сегодня  рассчитать минимальные затраты  по основным видам продукции, производимым в сельском хозяйстве. Для решения  вопроса о производстве продукции, пользующейся спросом, при помощи ресурсов  минимальной стоимости применяются математические методы моделирования социально-экономических процессов в АПК.

Для успешного развития животноводства значение имеет организация кормовой базы, поскольку от ее состояния и организации во многом зависит здоровье и продуктивность животных, себестоимость производимой продукции.

Определение оптимальных кормовых смесей, рационов - одна из первых экономических задач, к решению которой были применены методы линейного программирования. Первая попытка оставления набора продуктов, который был бы самым дешевым и содержал бы  необходимое количество питательных веществ, была сделана Дж. Стиглером в 1945г. В 50-е годы задача оптимизации кормовых смесей, рационов получает широкое распространение.

На данном этапе развития сельскохозяйственных предприятий перед животноводством  остро стоит проблема составления  научно-обоснованных рационов кормления  скота и птицы полностью сбалансированных по содержанию в них различных  элементов питания. Рационы и кормосмеси должны составляться с учетом  природно-экономических условий хозяйства, породы скота, половозрастных групп, хозяйственного направления и т.д.

Рационы кормления  скота должны наилучшим образом  соответствовать зоотехническим требованиям  и экономически рациональными, т.е. должны способствовать получению хозяйством наивысшего экономического эффекта.

Задачами курсовой работы являются:

• изучение практических основ оптимизации кормового рациона при помощи экономико-математического моделирования;
• сформулировать задачу по оптимизации кормового рациона, которую необходимо решить при помощи экономико-математического моделирования;
• провести анализ полученного оптимального решения;

Объект исследования – структура кормового рациона основного стада КРС, применяемая в ООО «Очерское» при производстве молока. Объект наблюдения – ООО «Очерское» Очерского района Пермского края, объект исследования – тенденции применения математического моделирования социально-экономических процессов на предприятиях АПК.

 

1. Разработка экономико-математической модели

Простейшая  постановка экономико-математической задачи по кормовому рациону следующая:

Для определенного  вида животных (птицы) на определенный период (сутки, месяц, год) составить рацион (кормовую смесь), который должен содержать m видов питательных веществ  в  количестве не менее B_i (i = 1, 2, …,m) в соответствии с заданной продуктивностью животных. Рацион составляется из n видов кормов. Требуется определить в рационе количество каждого вида корма X_j (j=l,2..n), при котором достигается экстремальное значение целевой функции.

При расчете  кормовых рационов на ЭВМ приходится пользоваться данными о питательности  различных кормов и предполагать линейную зависимость между количеством  питательных веществ, потребляемыми  животными и их продуктивностью. Источники получения вышеперечисленной информации: годовые отчеты, бизнес – планы, зоотехнические справочники, данные агрохимических лабораторий.

1.1 Постановка задачи

Необходимо разработать  оптимальный суточный кормовой рацион на стойловый период для дойной коровы живой массой 400 кг, суточным удоем 12 кг  при содержании жира 3,8 %. Критерий оптимальности – минимальная стоимость кормового рациона.

1.2 Исходные данные

Для получения заданной продуктивности в рационе должно содержаться кормовых единиц не менее 12,4 кг кормовых единиц, переваримого протеина не менее 1090 г, и каротина не менее 420 мг. Согласно зоотехническим допустимым нормам кормления животных границы содержания кормов в рационе следующее:

концентрированные	1,1 – 3 кг.
грубые	5 – 12 кг.
силос	10 – 20 кг.
корнеклубнеплоды	2 – 10 кг.

Таблица 1. Содержание питательных веществ в кормах и стоимость 1 кг корма.

Корма	Содержится в 1 кг корма			Стоимость 1 кг корма, руб.
	кормовых единиц, кг	переваримый протеин, г.	каротин, мг
Комбикорм Мука виковая	0,90 1,16	160 209	2 2	4,8 5
Сено луговое Сено клеверо-тимофеечное Солома ячменная	0,42 0,50 0,36	48 52 12	15 30 4	1,24 1,5 0,4
Силос клеверный Силос подсолнечниковый	0,16 0,16	19 15	20 15	0,8 0,67
Сахарная свекла Картофель	0,26 0,30	12 16		1,07 1,84

 

Удельный вес соломы в грубых кормах должен быть не более 20%, картофеля в корнеклубнеплодах – не более 10%. Критерий оптимальности – минимальная стоимость кормового рациона.

 

 

1.3 Система переменных

Х₁ – комбикорм

Х₂ – мука виковая

Х₃ – сено луговое

Х₄ – сено клеверо-тимофеечное

Х₅ – солома ячменная

Х₆ – силос клеверный

Х₇ – силос подсолнечниковый

Х₈ – сахарная свекла

Х₉ – картофель

1.4 Система ограничений и целевая функция

Блок ограничений  по содержанию питательных веществ в рационе.

1) Содержание кормовых  единиц:

0,9х₁ + 1,16х₂ + 0,42х₃ + 0,50х₄ + 0,36х₅ + 0,16х₆ + 0,16х₇ + 0,26х₈ + 0,3х₉ ≥ 12,4

2) Содержание переваримого протеина, г:

160х₁ + 209х₂ + 48х₃ + 52х₄ + 12х₅ + 19х₆ + 15х₇ + 12х₈ + 16х₉ ≥ 1090

3) Содержание каротина, мг:

2х₁ + 2х₂ + 15х₃ + 30х₄ + 4х₅ + 20х₆ + 15х₇ ≥ 420

Блок ограничений  по содержанию отдельных групп кормов в рационе.

4) Содержание концентрированных кормов (минимум) х₁ + х₂ ≥ 1,1

5) Содержание концентрированных кормов (максимум) х₁ + х₂ ≥ 3

6) Содержание грубых кормов (минимум) х₃ + х₄ + х₅ ≥ 5

7) Содержание грубых кормов (максимум): х₃ + х₄ + х₅ ≤ 12

8) Содержание силоса (минимум): х₆ + х₇ ≥ 10

9) Содержание силоса (максимум): х₆ + х₇ ≤ 20

10) Содержание корнеклубнеплодов (минимум): х₈ + х₉ ≥ 2

11) Содержание корнеклубнеплодов (максимум) х₈ + х₉ ≤ 10

Блок ограничений  по удельному весу отдельных кормов, кг.

12) Содержание соломы в грубых кормах

х₅ ≤ 0,2 * (х₃ + х₄ + х₅)

0,8х₅ – 0,2х₃ – 0,2х₄ ≤ 0

8х₅ – 2х₃ – 2х₄ ≤ 0

13) Содержание картофеля в корнеклубнеплодах

х₉ ≤ 0,1 * (х₈ + х₉)

0,9 х₉ – 0,1х₈ ≤ 0

9 х₉ – 1х₈ ≤ 0

Целевая функция:

Z  =  4,8х₁ + 5х₂ + 1,24х₃ + 1,5х₄ + 0,4х₅ + 0,8х₆ + 0,67х₇ + 1,07х₈ + 1,84х₉ -- > min

Составим матрицу задачи оптимизации дневного кормового рациона в Microsoft Excel (Приложение 1). В результате решения задачи на ЭВМ получен оптимальный суточный рацион кормления коров. Проанализируем полученные результаты по отчету по устойчивости (Приложение 2, 3).

 

2. Анализ результатов оптимизации кормового рациона.

2.1. Анализ оптимального кормового рациона.

Оптимальный суточный кормовой рацион на стойловый период для дойной коровы живой массой 400 кг, суточным удоем 12 кг  при содержании жира 3,8 % должен содержать следующие виды кормов:

1. Мука виковая – 1,1 кг;
2. Сено клеверо-тимофеечное – 9,6 кг;
3. Солома ячменная – 2,4 кг;
4. Силос подсолнечный – 17,9 кг;
5. Сахарная свекла – 10 кг.

При этом стоимость суточного кормового рациона будет минимальной и составит 43 рубля 54 копейки.

2.2. Анализ невыгодных видов кормов.

В рацион невыгодно включать:

• Комбикорм;
• сено луговое;
• силос клеверный;
• картофель.

Каждый дополнительный килограмм данных видов кормов будет  увеличивать стоимость дневного рациона на 0,89  руб., 0,08 руб.,  0,13 руб. и  0,60 руб. соответственно.

2.3. Анализ содержания питательных веществ в рационе.

1) Кормовые единицы вошли в дневной рацион строго по норме. Повышение содержания кормовых единиц в рационе на 1 кг  приведет к увеличению его стоимости на 4,19 рубля;

2) Переваримого протеина в оптимальном дневном рационе больше нормы на 56,02 грамма;

3) Каротина в дневном рационе содержится больше нормы на 147,92 мг.

2.4. Анализ отдельных групп кормов в рационе.

4, 5) Концентрированные корма вошли в оптимальный рацион по минимально допустимой норме. Увеличение содержания концентратов на 1 кг приведет к увеличению стоимости дневного рациона на 0,14 рубля;

6, 7) Грубые корма вошли в рацион по максимальной границе. Содержание грубых кормов в рационе выгодно увеличивать, т.к. при увеличении их содержания в дневном рационе на 1 кг стоимость рациона снижается на 0,7 рубля;

8, 9) Содержание силоса в дневном рационе ниже максимально допустимой нормы на  2,12 кг, выше минимально допустимой границы на 7,88 кг;

10, 11) Корнеклубнеплоды вошли в дневной рацион по максимально допустимой норме. Увеличение их содержания в рационе выгодно, при увеличении на 1 кг стоимость рациона снижается на 0,02 рубля.

 

2.5. Анализ отдельных видов кормов.

12) Солома вошла в суточный рацион ниже заданной максимальной границы. Увеличивать ее содержание в кормовом рационе выгодно, увеличение на 1 кг снижает стоимость суточного рациона на 0,51 рубля;