Скачать

Оптимизация производственной структуры сельскохозяйственного предприятия на примере хозяйства Путь Ленина

Рациональная организация производства сельскохозяйственных предприятий имеет огромнейшее значение в настоящее время. При все более усугубляющемся кризисе, когда происходит сокращение производства, наиболее важным становится найти те возможности, те ресурсы, которые бы восстановили уровень и темп развития производства. Оценив эффективность своей деятельности, сельскохозяйственные предприятия могут выбрать экономически выгодное направление, которое бы соответствовало бы возможностям предприятия и сложившимся экономическим условиям.

В связи с этим особое значение приобретает оптимизация производственной структуры предприятия. Экономико-математическая модель даёт возможность определить основные параметры развития производства для текущего и перспективного планирования, может использоваться для анализа сложившейся структуры производства, позволяющего выявить более целесообразные пути использования ресурсов и возможности увеличения объёмов производства продукции, опираясь на фактические данные за предшествующие годы. Состав переменных и ограничений данной модели, характер входной информации и используемые приёмы моделирования в значительной степени аналогичны многим другим важным экономико-математическим моделям. Таким образом, подготовка курсового проекта по данной теме способствует углублению и закреплению знаний в области экономики и организации сельскохозяйственного производства и математического моделирования экономических процессов в сельском хозяйстве.

Таким образом, целью данного курсового проекта является:

  • углубление теоретических знаний по математическому моделированию экономических процессов в сельском хозяйстве;

  • получение практических навыков постановки, решения и анализа экономико-математических задач на конкретных материалах.

Источниками исходной информации для разработки числовой экономико-математической модели являются данные бизнес-плана, годовой отчет предприятия и нормативные справочники по растениеводству и животноводству.

Глава 1. Разработка экономико-математической модели оптимизации производственной структуры хозяйства

1.1. Постановка задачи

Разработка экономико-математической модели проводится на при-мере хозяйства Московской области, Раменского района «Путь Ленина». Цифровой материал таблиц рассчитывается на основе данных за 2000 год.

Требуется определить оптимальную производственно-отраслевую структуру, план использования и пополнения ресурсов, уровень эффективности производства на сельскохозяйственном предприятии.

Для разработки модели необходимо знать:

  1. специализацию хозяйства и возможности ее изменения;

  2. источники пополнения ресурсов и те их виды, объемы которых определяются в процессе решения задачи; основными ограни-чивающими ресурсами являются земельные и трудовые, учитываются их изменения (трансформация земельных угодий); некоторые виды ресурсов производятся в самом хозяйстве и потребляются в процессе производства (корма);

  3. источники удовлетворения потребностей животных в кормах (за счет кормов собственного производства); виды животных, для которых предусматривается оптимизация кормовых рационов;

  4. организация зеленого конвейера, дополнительные условия, влияющие на структуру расхода кормов;

  5. виды продукции, по которым устанавливается государственный заказ, объемы реализации на рынке, продажи рабочим и служащим, внутрихозяйственных потребностей;

  6. размеры отраслей, которые следует ограничить (в растениеводстве, например, требованиями севооборотов, в животноводстве – вместительностью капитальных помещений или возможностями воспроизводства поголовья).

Чтобы правильно осуществить постановку задачу, а также обосновать входную информацию, необходимо изучить объект моделирования. Для этого нужно проанализировать уровень развития производства по следующим направлениям:

  • стоимость и структура товарной продукции;

  • посевные площади и структура сельскохозяйственных культур;

  • наличие и использование улучшенных и естественных угодий;

  • поголовье животных;

  • затраты труда на единицу продукции, использование привлеченного труда;

  • материально-денежные затраты;

  • объем реализации продукции;

  • уровень интенсивности производства;

  • себестоимость единицы продукции;

  • расход кормов на один центнер продукции, удельный вес покупных кормов;

  • удельный вес затрат на корма в себестоимости животноводческой продукции, структура расхода кормов по видам животных, удельный вес основного молочного стада в общем поголовье животных, производство животноводческой продукции на 100 га сельскохозяйственных угодий, эффективность производства кормов и другие экономические показатели.

Критерий оптимальности – максимум прибыли. В этом показателе находят отражение уровень организации производства, эффективность использования ресурсов, экономические взаимоотношения между сельскохозяйственными предприятиями и государством, покупателями, поставщиками. Выполнение и перевыполнение плана прибыли создают благоприятные условия для расширения производства, материального стимулирования работников, проведения социально-культурных мероприятий и т.д.

2.1. Система переменных

Основные переменные данной модели отражают состав и размеры отраслей и видов деятельности предприятия с выделением интенсивных технологий, дифференциацией по направлениям использования продукции (на товарные и фуражные цели), степени интенсивности и трудоемкости производства (крупный рогатый скот при стойловом содержании, в пастбищный период) и другим признакам.

Помимо основных в модель вводятся вспомогательные переменные с целью оптимизации кормовых рационов, определение дополнительно привлекаемых ресурсов, а так же объемов некоторых ресурсов, стоимостных показателей.

Система переменных модели определяется в соответствии с постановкой задачи и включает следующие группы:

  • посевные площади сельскохозяйственных культур товарного назначения (га);

  • посевные площади зернофуражных и кормовых культур (га);

  • площади кормовых угодий (га);

  • поголовье животных по видам и половозрастным группам (гол.);

  • прибавка групп кормов в рационах животных сверх минимальной границы (ц корм. ед. );

  • размеры пополнения ресурсов в соответственных единицах измерения;

  • определяемые объёмы ресурсов;

  • стоимостные показатели (тыс. руб.).

Полный перечень переменных величин представлен в таблице 1.


Таблица 1 Переменные величины


ПеременныеЕд. измеренияРастениеводствоЖивотноводствоПополнение ресурсовОпределяемые объемы ресурсовСтоимостные показатели
товарные культурызернофуражные и кормовые культурыкормовые угодьявиды животныхформирование оптимальных рационов
Овесга
Х1





Картофельга
Х2





Кукуруза на силосга
Х3





Многолетние:








на сенога
Х4





на сенажга
Х5





на з/кормга
Х6





Однолетние на з/корм 1срокага
Х7





Однолетние на з/корм 2срокага
Х8





Естественные сенокосыга

Х9




Естественные пастбищага

Х10




Солома овсянаяц




Х11

Покупной комбикормруб






Х12
Молочное стадогол


Х13



Молодняк КРСгол


Х14



Приросты кормов для коров:








концентратовц.к.ед



Х15


грубыхц.к.ед



Х16


силосац.к.ед



Х17


сенажац.к.ед



Х18


зеленыхц.к.ед



Х19


Приросты кормов для молодняка КРС:








концентратовц.к.ед



Х20


грубыхц.к.ед



Х21


силосац.к.ед



Х22


сенажац.к.ед



Х23


зеленыхц.к.ед



Х24


Товарные культуры:








озимая пшеницагаХ25






ОвесгаХ26






КартофельгаХ27






Реализация молока гос-вуц





Х28
Реализация молока предприятиям и организациямц





Х29
Реализация КРС в жив массе гос-вуц





Х30
Реализация КРС в жив массе предприятиям и организациямц





Х31
Реализация мяса гос-вуц





Х32
Реализация мяса предприятиям и организациямц





Х33
Сумма затрат трударуб






Х34
Затраты на товарную продукциюруб






Х35
Общая стоимость реализованной продукциируб






Х36

1.3. Система ограничений

Перечень условий задачи в числовой модели логически вытекает из постановки задачи и конкретной информации о специфике хозяйства и перспективах его развития.

Группы ограничений:

  1. по использованию земельных ресурсов (га);

  2. по использованию трудовых ресурсов, (ч\ч);

  3. по производству и использованию кормов, (ц корм.ед.);

  4. по реализации продукции, (ц);

  5. по максимально возможным размерам пополнения ресурсов;

  6. по дополнительным требованиям к размерам растениеводческих и животноводческих отраслей;

  7. по определению основных стоимостных показателей (руб.).

Во избежание повторения привожу лишь перечень основных групп ограничений, поскольку вся система ограничений имеется в распечатках числовой экономико-математической модели и оптимального решения.

1.4. Подготовка входной информации

Для подготовки входной информации необходимо рассчитать следующие таблицы:


Таблица2. Производственные ресурсы


Ресурсы1999г.2000г.
1. Земельные угодья, га:

пашня26992699
естественные сенокосы215215
естественные пастбища128128
2. Отработанно в с\х всего, тыс. чел.-ч583552
3. Покупные корма, ц:

комбикорм1300014500
по цене руб. за ц
230

Таблица3. Реализация сельскохозяйственной продукции, ц


Вид продукцииПроданно всегоФактически продано в 2000г
Гос-ву,цпо цене, рубпредприятиям и органи- зациям,цпо цене, руб
Озимая пшеница3604

3604199,2
Овес1392

1392165,2
Картофель34613329258,9132258,9
Молоко2331722333404984404
КРС в живой массе4163981070,4181070,4
Мясо и мясопродукция КРС7741671688,66071688,6

В дальнейшем материал таблиц рассчитывается на основе денных 2000г.


Таблица4. Урожайность и затраты на 1 га с\х культур и угодий
Культуры и угодьяУрожайность, ц\гаЗатраты на 1 га
трудовых ресурсов, чел.-чМатериально-денежных средств, руб.
Озимая пшеница3125,003308,3
Овес1730,772715,4
Картофель102185,0017770,0
Кукуруза на силос20913,331666,7
Многолетние травы:


на сено2310,00953,3
на сенаж759,50828,5
на зеленый корм873,61496,4
Однолетние травы на зеленый корм26810,261564,1
Естественные сенокосы314,65232,6
Естественные пастбища55


Таблица5. Распределение продукции растениеводства (ц/га)
Культура, угодьяУрожайностьОтходы, убыль при храненииНорма высеваСтраховые запасыПродукция на реализациюПродукция на кормв т.ч. страховые запасы кормовИспользуется на корм с 1 га
Озимая пшеница311,552,80,4226,23


Овес170,852,50,388,714,910,414,5
Солома овса8,50,85


7,650,966,69
Картофель1025,1

96,9


Кукуруза на силос20952,25


156,75
156,75
Многолетние травы:







на сено232,3


20,72,5918,11
на сенаж7541,25


33,75
33,75
на зеленый корм87



87
87
Однолетние травы на зеленый корм268



268
268
Естественные сенокосы313,1


27,93,4924,41
Естественные пастбища55



55
55

Таблица6. Выход питательных веществ с 1 га с/х культур и угодий


Культуры и угодьяПродукция на корм, цСодержание в 1ц корма, цВыход с 1 га, ц
корм.едпереваримого протеинакорм.едпереваримого протеина
Овес4,510,0854,50,38
Солома овса6,690,310,0142,070,09
Кукуруза на силос156,750,20,01431,352,2
Многолетние травы: на сено18,110,520,0799,421,43
на сенаж33,750,350,03411,811,15
на зеленый корм870,210,02718,272,35
Однолетние травы на зеленый корм2680,160,02542,886,7
Естественные сенокосы24,410,460,05111,231,25
Естественные пастбища550,160,0218,81,16

Для получения всей информации по комам в растениеводстве следует рассчитать выход зеленой массы по месяцам пастбищного периода.


Таблица7. Распределение зеленых кормов по месяцам пастбищного периода, %


Культуры и угодьяМесяцы пастбищного периода
майиюньиюльавгустсентябрь
Многолетние на зеленый корм2045
2510
Однолетние на зеленый корм

100100
Естественные пастбища1030252015

Поступление зеленых кормов по месяцам пастбищного периода определяется с помощью таблиц 6 и 7 (табл8).


Таблица8. Поступление зеленой массы по месяцам пастбищного периода, ц корм.ед с 1га


Культуры и угодьяМесяцы пастбищного периодаВсего
майиюньиюльавгустсентябрь
Многолетние травы3,6548,222
4,5681,82718,27
Однолетние травы 1-ого срока

42,88

42,88
Однолетние травы 2-ого срока


42,88
42,88
Естественные пастбища0,882,642,21,761,328,8

Таблица9. Технико-зкономические коэффициенты по выходу продукции и затратам в расчете на 1га с\х к-р (на 1га корм угодий ), на 1ц корма


Культура, корм угодья, виды кормовТоварная продукцияУровень товарностиЗатраты на товарную продукцию, руб
цруб
Озимая пшеница26,23522584,62799,2
Овес8,711438,951,21217,3
Картофель96,925087,49516881,5
Кукуруза на силос


1450
Многолетние травы:



на сено


829,4
на зеленый корм


720,8
Однолетние травы на зеленый корм


431,9
Естественные сенокосы


1360,8
Естественные пастбища



Солома овсяная


173,9

Рассчитаем исходные показатели по животноводству.

Таблица10. Исходные показатели по животноводству (в расчете на 1 среднегодовую гол.)
ПоказательМолочное стадоМолодняк КРС
Среднегодовой удой молока от 1 коровы, ц37,9
Выход мяса на 1 среднегодовую гол., ц11,5
Затраты труда, чел-ч192,635,9
Производственные затраты- всего, руб106993718
в т.ч. без стоимости кормов6770,72997,7
Затраты на товарную продукцию (без стоимости кормов), руб5873,22463,8
Годовая потребность, ц в корм. ед.39,6520,45
в переваримом протеине4,222,23
Стоимость товарной продукции, руб15311,62532,9

Таблица11. Расход кормов по видам скота (в среднем за 1999-2000гг.)


КормаСодержание корм.ед в 1ц корма,цМолочное стадоМолодняк КРС
всего, ц
всего, ц
в натурекорм.ед% к итогув натурекорм.ед% к итогу
Овес16156151,822032031,03
Комбикорм0,929917,019123,726,954429,34407520,69
Итого концентратов
10532,019738,728,774632,34427822,6
Сено0,53031,331515,674,481625,31812,664,12
Солома0,3490,4147,120,43109,132,730,17
Итого грубых
3521,731662,794,911734,41845,394,5
Силос0,233000,546600,10819,516042,763208,5517
Сенаж0,3518307,66407,6618,9312499,64374,8623,1
Зеленые корма0,1823515,84232,8412,5115415,72774,8314,09
Пастбищные корма0,1632536,95205,915,3821492,63438,8517,46
Итого зеленых
56052,79438,7427,8936908,36213,6832,8
Всего кормов

33848100
18920,48100

Заполнив таблицы 11 и 12, имеем основную часть информации по животноводству. Остальную необходимую информацию можно получить, рассчитав оптимальную структуру расхода кормов и оптимальные годовые рационы для каждой группы скота. Они определяются исходя из фактической структуры расхода кормов (представленных в таблице 11) и должны отвечать зоотехническим требованиям кормления животных (табл. 12 и 13).


Таблица12. Допустимые границы содержания отдельных групп кормов в рационах животных, %


Группы кормовМолочное стадоМолодняк КРС
minmaxminmax
Концентрированные26322023
Грубые4545
Силос18221518
Сенаж17212024
Зеленые25312835
Итого8011187105

Таблица13. Допустимые границы содержания отдельных групп кормов в рационах, ц корм.ед


Группы кормовМолочное стадоМолодняк КРС
minmaxприрост сверх minminmaxприрост сверх min
Концентрированные103112,692,384,094,70,61
Грубые1,591,980,390,821,020,2
Силос7,148,71,563,073,680,61
Сенаж6,748,31,564,094,910,82
Зеленые9,9112,292,385,737,161,43
Итого35,6943,968,2717,821,473,67

Потребность животных в зеленых кормах по месяцам пастбищного периода определяется пропорционально удельному весу каждого месяца в общей продолжительности пастбищного периода (табл. 14).


Таблица14. Расчет потребности животных в зеленых кормах по месяцам пастбищного периода, ц. корм. ед. на 1 среднегодовую голову


ПоказателиМесяцы пастбищного периодаВсего
майиюньиюльавгустсентябрь
Кол-во дней пастбищного периода1630313130138
Доля потребности в зеленых кормах0,1160,2170,2250,2250,2171
Потребность в зеленых кормах по молочному стаду1,152,152,232,232,159,91
по молодняку КРС0,661,241,31,31,245,73

1.5. Экономико-математическая модель в форме линейных уравнений и неравенств и в общем виде

I. Ограничения по производственным ресурсам

  1. По использованию земельных ресурсов:

Площадь пашни, га:

Х1 + Х2 + ... + Х13 2699

Переменные Х1 - Х13 - площади посева культур.

2699- наличие пашни в хозяйстве.

Ограничения по использованию пастбищ записываются аналогично.

  1. По использованию трудовых ресурсов, ч\ч

30,77Х1 + 185Х2 + ... + 192,6Х13 + 35,9Х14 +…+185Х27 –Х34 = 0,

где Х39 – сумма затрат труда.

Х1 Х27 - площади посева сельскохозяйственных культур и кормовых угодий, га;

Х13Х14 – среднегодовое поголовье животных.

Коэффициенты при переменных означают затраты труда на единицу J-й отрасли.

В общем виде математическая запись данных групп ограничений может быть записана так:

 ai j xj bi ( i I1 )

jJ

где i- индекс ограничения;

I1 – множество номеров ограничений по производственным ресурсам;

j – индекс переменной;

J– множество номеров переменных, обозначающих кормовые и товарные культуры, угодья, поголовье сельскохозяйственных животных;

Х j – переменные, обозначающие размеры посевных площадей, угодий, поголовье сельскохозяйственных животных j-го вида;

а i j - затраты j - го вида ресурса на единицу j-го вида переменной (отрасли растениеводства или животноводства).

II. Ограничения по кормовым балансам

  1. Баланс кормовых единиц, ц корм.ед.

-4,5Х1- 31,35Х3 –…-Х12 +39,65Х13 + 20,45Х14 0,

где Х1 - Х12 - площади посева сельскохозяйственных культур и кормовых угодий, (га). Коэффициенты при них означают выход кормовых единиц (ц) с 1 га. Переменные Х13 - Х14 - поголовье животных. Коэффициенты при них означают потребность животных в кормовых единицах в расчете на 1 голову КРС;

Баланс переваримого протеина записывается аналогично.

Математическая запись данных ограничений выглядит следующим образом:

 vij x j + rij xj aij xj (iI2)

jJ1jJ2 jJ3

где: I2 – множество номеров ограничений по питательным веществам;

J1 – множество номеров переменных, включающих кормовые культуры и угодья;

J2 – множество номеров переменных, включающих покупные корма, побочную продукцию отраслей растениеводства;

J3 – множество номеров переменных, включающих отрасли животноводства;

vij – выход i-го питательного вещества в расчете на единицу (1 га) j-й культуры или угодья;

rij – содержание i-го питательного вещества в единице (1 ц) j-го вида корма;

aij – потребность в i-м виде питательного вещества единицы (1 гол) j-й отрасли животноводства.

III. Ограничение по балансам отдельных групп кормов

  1. Баланс концентрированных кормов, ц корм.ед.

-4,5Х1 –Х12 + 11,41Х13+ 4,62Х14 + Х15 + Х20 0

Аналогично будут формироваться ограничения по балансам грубых кормов, силоса, корнеклубнеплодов, зеленых кормов.

В общем виде математическая запись данных ограничений запишется:

vij.xj + rij.xjaijh.xj + xjh (hH, iI2)

hhhh

jJ1jJ2 jJ3 jJ3,

где h – индекс группы кормов;

H – множество номеров ограничений по балансам групп кормов;

I2 – множество номеров ограничений по определенному виду питательного вещества (кормовым единицам);

Jh- множество номеров переменных, включающих кормовые культуры и угодья, от которых получают корма h– группы;

Jh- множество номеров переменных, включающих покупные корма и побочную продукцию отраслей растениеводства, используемую на корм, которые относятся к h– группы;

aijh – минимальная потребность в i-виде питательного вещества по h-группе кормов в расчете на единицу (1 гол.) j-отрасли животноводства;

xjh – переменные, обозначающие приросты h-группы кормов для j-отрасли животноводства сверх минимальной границы.

IV. Ограничения по максимально возможным приростам групп кормов по видам животных

  1. Прирост концентрированных кормов для молочного стада, ц корм. ед.

–2,38Х13 + Х15 0

Технико-экономический коэффициент 2,38 при переменной Х13 означает величину прироста концентрированных кормов сверх минимальной границы в расчете на 1 среднегодовую голову молочного стада (из таблицы 13).

Аналогично записываются ограничения по приростам грубых кормов, силоса, корнеклубнеплодов, зеленых кормов.

Все эти ограничения рассматриваются для тех видов животных, по которым даны допустимые границы содержания отдельных групп кормов в рационах. В нашем случае ограничиваются приросты отдельных групп кормов для коров, молодняка КРС.

Математическая запись данной группы ограничений выглядит следующим образом:

xjh (aijh - aijh) .xj (iI2, jJ3,hH),

где aijh – максимальная потребность в i-виде питательного вещества по h-группе кормов в расчете на единицу (1 гол. по КРС) j-отрасли животноводства.

V. Ограничения по суммарным приростам кормов

  1. Суммарный прирост для молочного стада, ц корм. ед.

-3,96Х 13 + Х1516171819= 0

Х15Х19 – приросты сверх минимальной границы соответственно концентрированных., грубых кормов, силоса, корнеплодов, зеленых кормов, ц корм. ед.

Технико-экономический коэффициент при переменной Х13 представляет собой разность между годовой потребностью в кормовых единицах на среднегодовую корову и суммой минимально допустимых границ по группам кормов (из таблицы 13).


В общем виде ограничение по суммарным приростам групп кормов можно записать:

xjh = (aij - aijhxj) .xj (iI2, jJ3)

hHhH

VI. Ограничения по балансам зеленых кормов по месяцам пастбищного периода («зеленый конвейер»)

  1. Баланс зеленых кормов в мае, ц корм. ед.

-3,65Х6-0,88Х10+1,15Х13+0,66Х14+0,006Х19+0,116Х24≤0,

где Х6 – площадь многолетних трав на зеленый корм, га,

Х10—площадь естественных пастбищ;

Х13 - поголовье коров, гол;

Х14 – поголовье молодняка КРС, гол.

Х19 – прирост зеленых кормов сверх минимальной потребности для молочного стада, ц ком. ед.;

Х24 – прирост зеленых кормов сверх минимальной потребности для молодняка КРС, ц ком. ед.;

Коэффициенты при переменных Х13, Х14, Х19, Х24 берутся из таблицы 14.

Аналогично записываются ограничения по балансам зеленых кормов по остальным месяцам пастбищного периода.

Математическая запись «зеленого конвейера» выглядит следующим образом:

djt.vij.xj jt.aijh.xj + jt.xjh (tT, iI2, hH),

jJ1jJ3jJ3

где t – индекс месяца пастбищного периода;

T – множество ограничений по месяцам пастбищного периода;

H - множество ограничений по зеленым кормам;

djt– доля выхода зеленых кормов в t-месяц пастбищного периода от j-культуры или угодья;

jt– доля потребности в зеленых кормах в t-месяц пастбищного периода по j-отрасли животноводства.

VII. Органичения по пополнению кормовых ресурсов

  1. Баланс соломы ячменной, ц

-6,69Х1 + Х12