Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)

Факультет учета и финансов в экономике

Кафедра "Инжиниринга и бизнес-процессов"

Курсовая работа

Моделирование распределения фондов минеральных удобрений сельскохозяйственной организации

Выполнила:

студентка 349 группы

Новосадович Каролина

Приняла:

к.т.н, доцент

Качанова Людмила Сергеевна

Москва 2015



Содержание

Введение

Раздел 1. Оптимизация рационов кормления сельскохозяйственных животных

1.1 Оптимизационный рацион кормления жвачных животных

1.2 Оптимизационный рацион кормления дойных коров

Раздел 2. Расчетная часть

2.1 Постановка задачи распределения фондов минеральных удобрений сельскохозяйственного предприятия

2.2 Разработка экономико-математической модели

2.2.1 Система переменных экономико-математической модели

2.2.2 Система ограничений экономико-математической модели

2.2.3 Целевая функция экономико-математической модели

2.2.4 Условия неотрицательности переменных экономико-математической модели

2.3 Подготовка исходной информации

2.4 Решение экономико-математической задачи распределения фондов минеральных удобрений сельскохозяйственной организации по полям севооборотов и кормовым угодьям

2.5 Формирование отчетов по результатам решения

2.6 Анализ результатов решения

Заключение

Список литературы



Введение

Аграрный сектор - одна из важнейших составляющих общей экономической системы любого государства. Поэтому экономическая и продовольственная безопасность страны во многом определяется уровнем развития сельскохозяйственного производства.

Изучая сегодняшнее состояние животноводства, необходимо отметить, что во многих субъектах России заметно снизились темпы спада производства продукции животноводства, наметился рост молочной продуктивности коров, увеличилось поголовье скота, улучшились показатели воспроизводства животных, уменьшился падеж. Однако, несмотря на положительные тенденции, в целом положение дел в животноводстве остается сложным.

В России животноводство дает около 54% валовой продукции сельского хозяйства. Важнейшим фактором выхода продукции животноводства и продуктивности сельскохозяйственных животных является состояние кормовой базы животноводства и кормовых ресурсов. Статистика изучает показатели поступления и наличия кормов, обеспеченности ими, движения и потребления кормов. При учете выделяются корма растительного и животного происхождения и минеральные. Количество кормов учитывается по отдельным видам и группам (концентрированные, грубые, сочные и зеленые) в натуральном (весовом) выражении, а также в кормовых и других условно-натуральных единицах. Для оценки качества используются показатели содержания в кормах важнейших веществ (протеина, сухого вещества, основных аминокислот, витаминов, минеральных солей) и переваримости кормов, а также выделяются классы грубых и сочных кормов разного качества (1 и 2 класс, вне класса).



Раздел 1. Оптимизация рационов кормления сельскохозяйственных животных

1.1 Оптимизационный рацион кормления жвачных животных

В процессе эволюционного развития пищеварительный тракт жвачных животных, в том числе крупного рогатого скота, приспособился к переработке большого количества грубого растительного корма, в состав которого входит большое количество клетчатки. Важную функцию по переработке клетчатки у жвачных выполняют преджелудки: рубец, сетка и книжка.

Из трех отделов основное значение имеет рубец, являющийся природным ферментером для размножения популяции симбиотических бактерий и простейших.

В ротовой полости жвачных осуществляется пережевывание корма и обильное смачивание его слюной, обладающей буферной емкостью и содержащей в своем составе бикарбонаты, натрий, калий, мочевину и фосфаты.

У крупного рогатого скота суточное выделение слюны достигает 180л.

Корм вместе со слюной попадает в рубец. Благодаря различной по своему видовому составу микрофлоре (более 60 видов бактерий) и ее обилию в рубце, происходит сбраживание основных питательных веществ корма - углеводов, белков и липидов и создаются условия для последующего их эффективного использования в нижележащих отделах пищеварительного тракта.

В результате бактериальной ферментации в рубце образуются летучие жирные кислоты, аминокислоты, пептиды, аммиак, углекислый газ, метан и другие конечные продукты обмена. Однако микроорганизмы рубца не только переводят в усвояемую форму некоторые питательные вещества корма, но и синтезируют ряд жизненно важных веществ - аминокислоты, липиды, витамины.

Конечные продукты преобразования микрофлорой питательных веществ всасываются в рубце и используются в качестве промежуточных продуктов обмена веществ. При этом в процессе преобразования питательных веществ корма в рубце могут быть существенные потери питательных веществ, что следует учитывать при нормировании кормления животных.

Нижележащие отделы пищеварительного тракта также имеют большое значение в дальнейшем переваривании, всасывании и обмене неиспользованных в рубце питательных веществ, а также синтезированных микроорганизмами органических веществ и собственно бактериального белка. Своеобразие пищеварительных процессов у жвачных и образующиеся при этом метаболиты оказывают существенное влияние на течение обменных процессов в организме животных, на их здоровье, и продуктивность. [2]

1.2 Оптимизационный рацион кормления дойных коров

Первостепенным вопросом в кормлении молочных коров является обеспечение их энергией. Животные получают энергию в результате окисления (сгорания) углеводов, жиров и белков корма или в результате распада резервов собственного тела - гликогена, жира, белка. Обменная энергия кормов - доступная для животного часть валовой энергии. Она может расходоваться на различные физиологические функции: поддержание жизни, прирост живой массы, стельность и молокообразование.

Общее количество обменной энергии рациона определяют путем суммирования входящих в его состав кормов. Чем выше концентрация обменной энергии (КОЭ), тем выше эффективность использования обменной энергии и питательных веществ рациона на поддержание жизни и продукцию. КОЭ в 1 кг сухого вещества рациона выгодно поддерживать на высоком уровне в целях снижения затрат кормов на производство молока.

Молочная продуктивность коров зависит от их породных особенностей, условий кормления и содержания. Для образования молока организму коровы необходимы многие вещества, причем в определенном соотношении. Получить все необходимые компоненты корова может из корма. Но зачастую в кормах этих самых веществ не хватает и корова, получая только природные корма, отдает в молоко недостающие вещества из собственного организма, тем самым истощая его. Поэтом организация кормления очень важна. [3]

Пищеварительный аппарат крупного рогатого скота приспособлен к переработке больших по объему рационов. В сутки дойная корова, в зависимости от продуктивности, съедает до 70 и более килограммов корма. Установлено, что животные с большой охотой потребляют корма утром с 4-х до 10 часов и во второй половине дня с 14 до 20-ти часов. При многокомпонентном рационе концентраты дают перед дойкой или после дойки. Сочные корма - после дойки. Грубые корма надо скармливать в конце кормления.

Важнейшими концентрированными кормами для дойных коров являются фуражные зерновые (ячмень, овес, пшеница). Хорошее фуражное зерно - отличный источник энергии для жвачных. Лучшим зерном для коров признан ячмень. Он отличается высокой энергетической ценностью. Ячменную дерть скармливают при раздое и в период стельности.

Другая ценнейшая зерновая культура для коров и молодняка - овес. Овсяную дерть скармливают как в сухом виде, так и в виде каши. Лучше, если в порции зернофуража больше половины (минимум треть) был бы овес, а остальное - ячмень. Особое внимание необходимо уделять качеству скармливаемого зерна. Заплесневелое зерно опасно для здоровья животных. К домашней зерно смеси можно добавить отруби.

Чем выше удой коровы, тем выше должен быть удельный вес концентратов в рационе. Концентраты нормируют в зависимости от уровня молочной продуктивности: в расчете на 1 литр молока их расходуют от 200 до 400 г и 1 кг на поддержание жизнедеятельности. Концентраты скармливают в сухом виде или в виде густой каши.

Кроме того удои позволяют увеличить сочные корма: корнеплоды (свекла, брюква, морковь, турнепс) и др. Их общее количество (в сутки) доводят до 15 кг в расчете на 100 кг массы животного. Суточная норма сахарной свеклы не должна превышать 3,5 кг из расчета на 100 кг живого веса.

Клубнеплоды дойным коровам дают до 15-20 кг в сутки. Корнеплоды и картофель дают коровам хорошо очищенными от земли или чисто вымытыми и измельченными перед раздачей.

Сено, солому называют грубыми кормами. При кормлении дойных коров большое значение имеет сено. Хорошее сено в рационах коров в зимний период - один из главных источников белка и сахара. Норма скармливания сена коровам 3-5 кг на каждые 100 кг живой массы. Солома более ценится овсяная и ячменная. Норма скармливания не более 5 кг. Даже используя полноценный рацион кормления, животные должны иметь в неограниченном количестве соль в виде россыпи или лизунца. Чистая вода должна быть постоянно.

Переводить корову с зимнего на летнее пастбищное содержание следует постепенно, в течение 10-15 дней. Первые дни пасут по несколько часов в день, предварительно подкормив сеном. Постепенно продолжительность пастьбы увеличивают.

Основу летнего кормления молочных коров составляет пастбищная трава, а для молодняка она может быть единственным кормом. Зеленые корма разнообразны по составу и питательности. На хорошем естественном пастбище коровы потребляют до 50-60 кг зеленого корма в сутки, на заболоченных 30-35 кг. [1]



Раздел 2. Расчетная часть

2.1 Постановка задачи распределения фондов минеральных удобрений сельскохозяйственного предприятия

Задано:

1. Сельскохозяйственная организация;

2. План размещения культур по полям и участкам севооборотов; фонды минеральных удобрений в ассортименте под урожай планового периода;

3. Плановые условно-переменные затраты на 1 ц. прибавки урожая;

4. Гарантированные (минимальные) объемы производства продукции.

Известно:

1. Относительно каждой элементарной культуры:

· Сорт;

· Система орошения;

· Предшественник, его удобренность;

· Физико-химические свойства почвы;

· Рекомендуемые годовые нормы удобрения (в единицах действующего вещества);

· Коэффициенты распределения годовой нормы по срокам внесения; закупочные цены на продукцию;

· Коэффициенты степени совместимости с различными формами удобрений;

2. Относительно каждой формы удобрений:

· Содержание действующего вещества;

· цена;

· затраты на хранение, транспортировку, приготовление и внесение, накладные расходы.

Требуется определить: какие дозы удобрений, в какие сроки и в каком ассортименте следует вносить под каждую элементарную культуру, чтобы, обеспечивая задания по гарантированному производству продукции, максимизировать дополнительный чистый доход.

Для самостоятельной подготовки экономико-математической модели оптимизации процесса распределения фондов минеральных удобрений по полям севооборотов предлагается индивидуальное задание, в состав которого включены данные по двум участкам. Распределение участков по вариантам, фонды удобрений и задания по производству продукции приведены в табл. 1.

Таблица 1

Фонды удобрений планового периода и задания по производству продукции

Вариант	Участки, включенные в вариант	Фонды удобрений в ассортименте поставки, т физ. массы	Задание по производству продукции, т
		аммиачная селитра	карбамид	суперфосфат	калийная соль	зерно	картофель
14	14,15	27,7	1,6	56,6	28,0	103,0	1165,0

Таблица 2

Агрохимическая характеристика почв и план размещения сельскохозяйственных культур

Участок	Площадь, га	Содержание в почве подвижных форм, мг/100г	Фактические нормы удобрения предшественника, кг д.в /га	Планируемая культура
				N
14	77	4	7	80	90	90	Картофель
15	41	9	9	80	60	60	Ячмень



Таблица 3

Стартовые дозы удобрений (по видам) в зависимости от содержания в почве доступных форм и

Культура	"Стартовая" урожайность, ц/га	"Стартовые" дозы удобрений, кг д. в/га
		азотных	фосфорных, при содержании (мг/100 г почвы)в почве	калийных, при содержании (мг/100 г почвы) в почве
			До 5	5…10	>10	До 8	8…12	>12
Ячмень	18,0	40	60	40	20	40	30	30
Картофель	110,0	60	60	40	20	60	40	30

Таблица 4

Нормы удельных затрат удобрений в расчёте на 1 ц основной (при соответствующем количестве побочной) продукции по интервалам урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия

Культура	Номер интервала прибавки урожайности	Значение показателя урожайности на верхней границе интервала, ц/га	Величина интервала, ц	Затраты удобрений в расчёте на 1 ц продукции, кг д.в
				Азотных	фосфорных, при содержании (мг/100 г почвы)в почве	калийных, при содержании (мг/100 г почвы) в почве
					До 5	5…10	>10	До 8	8…12	>12
Ячмень	1	24	6	3,3	3,7	3,2	2,8	3,6	3,0	2,8
	2	28	4	4,1	4,0	3,8	3,2	4,2	3,7	3,3
Картофель	1	140	30	0,6	0,8	0,7	0,6	0,9	0,7	0,6
	2	200	60	0,7	0,9	0,8	0,7	1,0	0,8	0,8



Таблица 5

Характеристика удобрений и процессов их использования

Показатель	Формы удобрений
	аммиачная селитра	карбамид	суперфосфат простой порошковый	калийная соль
1	2	3	4	5
Содержание действующего вещества, %	34	46	20	40
Коэффициент последствия действующего вещества	0,10	0,10	0,15	0,15
Затраты на применение в расчёте на 1 ц франко-почва, р.: основное подкормка	1020 1179	1600 1705	1750 -	4890 -

Таблица 6

Закупочные цены и удельные затраты на уборку и доработку 1 ц продукции

Показатель	Ячмень	Картофель
1	3	3
Цена за 1 ц продукции, р.	750,00	700,00
Затраты на уборку и доработку 1 ц продукции, р.	38,14	61,25

2.2 Разработка экономико-математической модели

2.2.1 Система переменных экономико-математической модели

Участок №14

Х1, х2, х3,-дозы действующего вещества, соответственно N, P2O5, К2О, отнесенные на прирост урожайности ячменя по первому интервалу прибавки, кг д. в/га;

Х4 - прирост урожайности ячменя по первому интервалу прибавки, ц;

Х5, х6, х,7 - дозы действующего вещества, соответственно N, P2O5, К2О, отнесенные на прирост урожайности ячменя по второму интервалу прибавки, кг д. в/га;

Х8 - прирост урожайности ячменя по второму интервалу прибавки, ц;

Х9, х10, х,11 х,12 - дозы в физической массе соответственно аммиачной селитры, карбамида, суперфосфата и калийной соли для основного внесения под ячмень, ц/га;

Х13, х14, - дозы в физической массе соответственно аммиачной селитры и карбамида для внесения в подкормку под ячмень, ц/га;

Х15 - общий прирост урожайности ячменя, ц.

Участок №15

Х16, х17, х,18 - дозы действующего вещества соответственно N, P2O5, К2О, отнесенные на прирост урожайности картофеля по первому интервалу прибавки, кг д. в/га;

Х19 - прирост урожайности картофеля по первому интервалу прибавки, ц;

Х20, х21, х,22 - дозы действующего вещества, соответственно N, P2O5, К2О, отнесенные на прирост урожайности картофеля по второму интервалу прибавки, кг д. в/га;

Х23 - прирост урожайности картофеля по второму интервалу прибавки, ц;

Х24, х25, х,26, х,27 - дозы в физической массе соответственно аммиачной селитры, карбамида, суперфосфата и калийной соли для основного внесения под картофель, ц/га;

Х28, х29, - дозы в физической массе соответственно аммиачной селитры и карбамида для внесения в подкормку под картофель, ц/га;

Х30 -общий прирост урожайности картофеля, ц.

2.2.2 Система ограничений экономико-математической модели

Группа ограничений по балансу выноса элементов питания продукций и внесения их с удобрениями

Ограничения обеспечивают соответствие норм удобрений в единицах действующего вещества приросту урожайности. Привязка осуществляется в рамках границ интервалов урожайности, где исследована зависимость урожая от удобрений, с дифференциацией по элементам питания.

Ограничения по затратам действующего вещества удобрений в первом интервале прибавки урожайности ячменя:

По азоту (огр.1):

-х1 +3,3х4 = 0;

По фосфору (огр.2):

-х2 +3,2х4 = 0;

По калию (огр.3):

-х3 +3,0х4 = 0.

Ограничения данной группы в качестве коэффициентов при х4 содержат показатели удельных затрат действующего вещества удобрений (в расчете на 1ц зерна с учетом побочной продукции). Иными словами, каждый центнер ячменя в первом интервале прибавки урожайности требует внесения, а перерасчете на действующее вещество, 3,3 кг азотных, 3,2 кг фосфорных и 3,0 кг калийных удобрений (3,3:3,2:3,0 - заданное соотношение N : P2O5 : К2О).

Ограничения по затратам действующего вещества удобрений во втором интервале прибавки урожайности ячменя:

По азоту (огр.5):

-х5 + 4,1х8 = 0;



По фосфору (огр.6):

-х6 + 3,8х8 = 0;

По калию (огр.7):

-х7 + 3,78 = 0.

Ограничения данной группы в качестве коэффициентов при х8 содержат показатели удельных затрат действующего вещества удобрений (в расчете на 1ц зерна с учетом побочной продукции). Иными словами, каждый центнер ячменя во втором интервале прибавки урожайности требует внесения, а перерасчете на действующее вещество, 4,1 кг азотных, 3,8 кг фосфорных и 3,7 кг калийных удобрений (4,1:3,8:3,7 - заданное соотношение N : P2O5 : К2О).

Ограничения по затратам действующего вещества удобрений в первом интервале прибавки урожайности картофеля:

По азоту (огр.15):

-х16 + 0,6х19 = 0;

По фосфору (огр.16):

-х17 + 0,8х19 = 0;

По калию (огр.17):

-х18 + 0,9х19 = 0.



Ограничения данной группы в качестве коэффициентов при х19 содержат показатели удельных затрат действующего вещества удобрений (в расчете на 1ц картофеля с учетом побочной продукции). Иными словами, каждый центнер картофеля в первом интервале прибавки урожайности требует внесения, а перерасчете на действующее вещество, 0,6 кг азотных, 0,8 кг фосфорных и 0,9 кг калийных удобрений (0,6:0,8:0,9 - заданное соотношение N : P2O5 : К2О).

Ограничения по затратам действующего вещества удобрений во втором интервале прибавки урожайности картофеля:

По азоту (огр.19):

-х20 + 0,7х23 = 0;

По фосфору (огр.20):

-х21 + 0,9х23 = 0;

По калию (огр.21):

-х22 + 1,0х23 = 0.

Ограничения данной группы в качестве коэффициентов при х23 содержат показатели удельных затрат действующего вещества удобрений (в расчете на 1ц картофеля с учетом побочной продукции). Иными словами, каждый центнер картофеля во втором интервале прибавки урожайности требует внесения, а перерасчете на действующее вещество, 0,7 кг азотных, 0,9 кг фосфорных и 1,0 кг калийных удобрений (0,7:0,9:4,1,0 - заданное соотношение N : P2O5 : К2О).

Группа ограничений по границе интервалов прибавки урожайности

Ограничения реализуют условия по пределу прироста урожайности элементарной культуры в выделенном интервале прибавки.

По величине первого интервала прибавки урожайности ячменя (огр.4):

х4 ? 6.

По величине второго интервала прибавки урожайности ячменя (огр.8):

х8 ? 4.

По величине первого интервала прибавки урожайности картофеля (огр.18):

х19? 30.

По величине второго интервала прибавки урожайности картофеля (огр.22):

Х23 ? 60.

Группа ограничений по формированию годовых норм удобрений в ассортименте поставки.

Ограничения предназначены для перехода от суммарной годовой нормы удобрений в единицах действующего вещества к дозам конкретных форм удобрений в единицах физической массы.

По формированию доз азотных удобрений (аммиачной селитры и карбамида) для внесения под ячмень (огр.9):

х1 + х5 = 34х9 + 46х10 + 34х13 +46х14;



или в результате преобразования:

х1 + х5 - 34х9 - 46х10 - 34х13 - 46х14 = 0;

Обе части уравнения определяют годовые нормы азотных удобрений в единицах действующего вещества.

По формированию доз фосфорных удобрений для внесения под ячмень (огр.10):

х2 + х6 = 20х11;

или в результате преобразования:

х2 + х6 - 20х11 = 0.

По формированию доз калийных удобрений для внесения под ячмень (огр.11):

х3 +х7 =40х12;

или в результате преобразования:

х3 +х7 -40х12 = 0;

По формированию доз азотных удобрений (аммиачной селитры и карбамида) для внесения под картофель (огр.23):

х16 +х20 = 34х24 + 46х25 + 34х28 + 46х29 ;



или в результате преобразования:

х16 +х20 - 34х24 - 46х25 -34х28 -46х29 =0.

По формированию доз фосфорных удобрений для внесения под картофель (огр.24):

х17 + х21 = 20х26;

или в результате преобразования:

х17 + х21 - 20х26 = 0;

По формированию доз калийных удобрений для внесения под картофель (огр.25):

Х18 +х22 =40х27;

или в результате преобразования:

х18 +х22 -40х27 = 0;

Группа ограничений по распределению годовых норм удобрений по срокам внесения

Ограничения предназначены для формирования доз удобрений в ассортименте в соответствии с требованиями по агросрокам применения удобрений.

По распределению годовых норм аммиачной селитры и карбамида под ячмень для основного внесения и в подкормку.

Ограничение реализует условие по внесению в подкормку не менее 20% от годовой нормы азотных удобрений в единицах действующего вещества (огр.12):

34х13 + 46х14 ? 0,2(34х9 + 46х10 + 34х13 + 46х14);

или в результате преобразования:

-27,2х13 - 36,8х14 + 6,8х9 +9,2х10 ? 0;

По распределению годовых норм аммиачной селитры и карбамида под картофель для основного внесения и в подкормку. Ограничение реализует условие по внесению в подкормку не менее 10% от годовой нормы азотных удобрений в единицах действующего вещества (огр.26):

34х28 +46х29 ? 0,2(34х24 +46х25 +34х28 + 46х29);

или в результате преобразования:

-27,2х28 - 36,8х29 +6,8х24 +9,2х25 ? 0.

Группа ограничений по допустимому удельному весу отдельных форм удобрений в общей дозе

По удельному весу карбамида в дозе азотных удобрений, вносимой под ячмень в подкормку: не более 50% от общей дозы в пересчете на действующее вещество (огр.13):

46х14 ? 0,5(34х13 + 46х14);

или в результате преобразования:



23х14 -17х13 ? 0.

По удельному весу карбамида в дозе азотных удобрений, вносимой под картофель в подкормку: не более 50% от общей дозы в пересчете на действующее вещество (огр.27):

46х29 ? 0,5(34х28 + 46х29);

или в результате преобразования:

23х29 - 17х28 ? 0.

Группа ограничений по балансу ресурсов и потребления удобрений

Ограничения входят в состав связующего блока.

По фонду аммиачной селитры, т физ. массы (огр.29):

0,1(41(х9 + х13) + 77(х24 + х28)) ? 7,2;

или после преобразований:

4,1х9 + 4,1х13 + 7,7х24 + 7,7х28 ? 7,2.

По фонду карбамида, т физ. массы (огр.30):

0,1(41(х10 + х14) + 77(х25 + х29)) ? 11,3

или после преобразований:

4,1х10 + 4,1х14 + 7,7х25 + 7,7х29 ? 11,3



По фонду суперфосфат, т физ. массы (огр.31):

0,15(41х11 + 77х26) ? 4,9;

или после преобразований:

10,5х11 + 11,55х26 ? 4,9.

По фонду калийной соли, т физ. массы (огр.32):

0,15(41х12 + 77х27) ? 9,9;

или после преобразований:

6,15х12 + 11,55х27 ? 9,9.

Группа ограничений по производству продукции

Ограничения реализуют условия по выполнению заданий по производству отдельных видов продукции в натуре (прирост урожая за счет удобрений). По приросту производства ячменя, т (орг. 33):

0,1• 41х15 ?29,2 или 4,1х15 ? 29,2.

По приросту производства картофеля, т (огр.34):

0,1• 77х30 ?49 или 5,1х30 ? 318.

2.2.3 Целевая функция экономико-математической модели

В качестве критерия оптимальности использования показатель дополнительного дохода, отнесенного на удобрение.

Целевая функция имеет вид:

max z = -41820 x9-65600x10-71750x11-200490x12-48339x13-69905x14+29186,26x15-78540x24-123200x25-134750x26-376530x27-90783x28-13128529+49183,75x30.

2.2.4 Условия неотрицательности переменных экономико-математической модели

xrtlf ? 0, где f €F, l € L,t € T, r € R;

хrlk ? 0, где k €K, l € L,r € R;

xrk ? 0, где k €K,r € R;

xr ? 0, где r € R.

2.3 Подготовка исходной информации

Полный учет взаимодействующих факторов, определяющих потребность элементарных культур в питательных веществах, проблематичен и не является самоцелью в моделировании процесса использования удобрений. Кроме того, в современном земледелии действующее вещество удобрений используется растениями не в полном объеме. Степень использования удобрений определяется набором наиболее существенных почвенно-климатических, агротехнических и организационно-экономических нормообразующих факторов.

Многообразие методик расчета доз затрудняет формирование единого информационного обеспечения, планирования и анализа применения удобрений. Показатели использования питательных веществ из удобрений в первый, второй и другие годы, коэффициенты распределения годовой нормы по срокам внесения определяются в соответствии с действующими справочниками по удобрениям, рекомендациями и данными анализов научно-исследовательских учреждений, проектно-изыскательных станций химизации, зональных агрохимических лабораторий, агрохимических центров.

Почвенно-агрохимические параметры в модели не получают прямой оценки. Опосредованное их влияние на эффективность удобрений учитывается при нормировании частного эффекта от удобрения по элементарной культуре. Характеристики типа почвы, механического состава и агрохимических показателей содержатся в документах, которыми располагает хозяйство: в почвенных картах, агрохимических картограммах, паспортной ведомости.

Затраты на приготовление и внесение удобрений и уборку дополнительного урожая калькулируются на основании норм выработки и расценок на соответствующие работы.

Расчет показателей последствия удобрений, внесенных под предшественники, а также плановые затраты удобрений, отнесенные на исходную урожайность представлены в табл. 7.

Расчет фондов удобрений, отнесенных на прирост урожая, приведен в табл. 8, выход продукции, отнесенной на исходную урожайность, определен в табл.9, расчет обеспечения заданных объемов производства продукции представлен в табл. 10.

Таблица 7

Расчет показателей последствия удобрений, внесенных под предшественники, и плановых затрат удобрений, отнесенных на исходную урожайность

Участок	Площадь, га	Нормы внесения удобрений под предшественник, кг д. в./га	"Стартовые" нормы под плановую культуру, кг д. в./га
		Всего	Из них переходит (в форме последействия) на плановый период	Исходные	Скорректированные на величину последействия удобрений предшественника
		N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O	N	P2O5	K2O
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
14	77	80	90	90	8,0	13,5	13,5	40	40	30	32	26,5	16,5
15	41	80	60	60	8,0	9,0	9,0	60	40	40	52	31	31
-	118	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Потребность в удобрениях под исходный урожай (скорректированная с учетом последствий удобрений предшественника) в расчете на всю площадь
В единицах действующего вещества, ц д. в.	В пересчете на конкретный ассортимент, т. физ. веса**
N	P2O5	K2O	Аммиачная селитра	Карбамид	Суперфосфат	Калийная соль
15	16	17	18	19	20	21
24,64	20,405	12,705	7,25	-	10,2	3,2
21,32	12,71	12,71	6,27	-	6,4	3,8
45,96	33,115	25,415	13,52	-	16,6	7,0



Таблица 8

Расчет фондов удобрений, отнесенных на прирост урожая, т физ. веса.

Вариант	Фонды удобрений под урожай планового периода в ассортименте поставки	Потребность в удобрениях под исходный урожай, скорректированная на последействие удобрения предшественника	Подлежит распределению под прирост урожая
	аммиачная селитра	карбамид	суперфосфат	калийная соль	аммиачная селитра	карбамид	суперфосфат	калийная соль	аммиачная селитра	карбамид	суперфосфат	калийная соль
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
13	27,7	1,6	56,6	28,0	13,52	-	16,6	7,0	14,18	-	40	21

Таблица 9

Участок	Площадь, га	Культура	"Стартовая" урожайность, ц/га	Выход продукции за счет "стартовой" урожайности по всей площади,*** т
1	2	3	4	5
14	77	Картофель	110,0	847
15	41	Ячмень	18,0	73,8
Всего	118	-	-	-



Таблица 10

Обеспечение заданных объемов производства продукции

вариант	Задание по производству продукции
	Всего	Из них
		Выполняется за счет исходного урожая	Подлежит выполнению за счет прироста урожая
	зерно	картофель	зерно	картофель	зерно	картофель
1	2	3	4	5	6	7
14	103	1165	73,8	847	29,2	318

2.4 Решение экономико-математической задачи распределения фондов минеральных удобрений сельскохозяйственной организации по полям севооборотов и кормовым угодьям

Разработанная экономико-математическая модель может быть решена симплексном методом, так как является задачей линейного программирования. Общий принцип, которых таков: выбирается неоптимальный опорный план и его параметры варьируются с целью последовательного улучшения плана, т.е. оптимизации целевой функции при соблюдении всех ограничений, что дает возможность решать оптимизационные задачи.

Рассмотренная задача решена с использованием приложения Поиск решения МS Excel.

Для решения задачи требуется внести в таблицу на рабочем листе МS Excel следующие данные (рис. 1,1а, 2,2а):

1) технико-экономические коэффициенты при переменных (по столбцам модели № 1...30):

а. переменные в столбцах модели №1-15 отнесены к блоку участка №1;

b. переменные в столбцах модели №16-30 - к участку №2;

2) ограничения (по строкам модели №1-34):

а. по участкам:

i. ограничения №1-14 характеризуют участок №1, в том числе по интервалам прибавки урожайности:

1. ограничения №1-4 - по 1-му интервалу;

2. ограничения №5-8 - по 2-му интервалу;

ii. ограничения №15-28 характеризуют участок №2, в том числе по интервалам прибавки урожайности:

1. ограничения №15-18-по 1-ну интервалу;

2. ограничения №19-22 - по 2-му интервалу;

b. по фондам удобрений: ограничения№29-32:

с. по объемам производства продукции: ограничения №33, 34;

3) вводятся коэффициенты целевой функции при свободных переменных;

4) рассчитываются суммы значений по строкам;

5) вызов Данные - Поиск решения, далее - задать целевую ячейку (здесь АМ43), цель - "максимальное значение". Далее указывается массив изменяемых переменных и вводятся ограничения (рис. 3);

6) просмотр подменю. Выберите метод решения, указывается Поиск решения линейных задач симплексным методом; запуск выполнения программы команда "Найти решение";

7) появление измеренных значений переменных (рис. 4, строка 44) и значения целевой функции на экране (рис 4, АМ43).

Рис. 1. Фрагмент рабочего листа MSExsel с исходными данными по участку №14.

Рис. 1а. Фрагмент рабочего листа MSExsel с исходными данными по участку №14(продолжение).



Рис. 2. Фрагмент рабочего листа MSExsel с исходными данными по участку №15.

Рис. 2а. Фрагмент рабочего листа MSExsel с исходными данными по участку №15(продолжение).

Рис. 3. Фрагмент диалогового окна Параметры Поиска решения.

По результатам решения получены дозы внесения удобрений по различным культурам, в установленные сроки, приросты урожайности культур по интервалам внесения и общий прирост урожайности и величина дополнительного чистого дохода (см. рис. 4).



Рис. 4. План распределения фондов удобрений сельскохозяйственного предприятия по полям севооборотов и кормовым угодьям.

2.5 Формирование отчетов по результатам решения

Если средство Поиск решения нашло решение, то Excel предоставляет возможность на основе полученного решения создать отчеты следующих типов (рис. 5).

Рис. 5. Фрагмент диалогового окна Результаты Поиска решения: вкладка

Типы отчетов

В отчете Результаты выводятся исходные и полученные в результате поиска решения значения изменяемых ячеек и целевой функции, а также сведения об ограничениях задачи.

Отчет Устойчивость дает основную информацию для анализа чувствительности линейных и нелинейных моделей. Этот анализ показывает, насколько чувствительно оптимальное решение к небольшим изменениям параметров модели. Этот тип отчета будет недоступен, если в модели используются ограничения целочисленности.

Отчет Пределы представляет собой ограниченный вариант отчета Устойчивость. Здесь показаны наименьшее и наибольшее значения, которые может принимать каждая изменяемая переменная целевая функция. Этот тип отчета будет недоступен, если в модели используются ограничения целочисленности.

Для выполнения анализа полученного решения формируются следующие отчеты: по результатам (рис.6); по устойчивости (рис. 7); по пределам (рис. 8).

Для создания отчетов в диалоговом окне Результаты поиска решения (см. рис. 5) в списке Тип отчета выберите один или несколько типов отчетов и щелкните на кнопке ОК. Соответствующие отчеты будут созданы на новых листах в текущей рабочей книге, каждый отчет - на отдельном рабочем листе.

Рис. 6. Отчет по результатам.

В отчете Результаты, показанном на рис. 6, содержатся следующие данные:

§ адреса целевой ячейки и изменяемых ячеек и их имена (если они заданы) и значения в этих ячейках до начала выполнения Поиск решения и после завершения.

§ адреса ячеек, на значения которых налагаются ограничения, имена этик ячеек (если они заданы), значения в этих же ячейках, формулы ограничений, статус ограничения (связанное или не связанное) и значения разностей.

Значения разностей - это абсолютные разности между вычисленными значениями правых и левых частей неравенств. Если значение разности для некоторого ограничения равно нулю, то это ограничение называется связанным или лимитирующим, поскольку оно лимитирует найденное решение. Если значение разности для ограничения не равно нулю, то такое ограничение называется не связанным или не лимитирующим, - найденное решение не зависит от этого ограничения.

Отчет по устойчивости показан на рис. 7. Такой отчет доступен только для задач, которые не имеют ограничений целочисленности. В этом отчете содержатся следующие данные.

сельскохозяйственный удобрение экономический математический

Рис. 7. Отчет по устойчивости.

§ В таблице Изменяемые ячейки приведена информация о значениях изменяемых ячеек:

· адреса и имена (если заданы) изменяемых ячеек;

· значения этих ячеек, найденные средством Поиск решения;

· нормированная стоимость, показывающая, насколько изменится значение целевой функции, если на единицу изменится значение в данной изменяющейся ячейке при условии, что это значение достигло своей верхней иди нижней границы,

· целевой коэффициент - коэффициент, стоящий при данной изменяемой переменной в уравнении целевой функции;

· значения в столбцах Допустимое увеличение и Допустимое уменьшение показывают, в каких пределах может изменяться целевой коэффициент при условии, что найденное значение целевой функции останется неизменным.

§ В таблице Ограничения приведена информация об ограничениях:

· адреса и имена (если заданы) ячеек, на значения которых наложены ограничения;

· значения в этих ячейках, найденные средством Поиск решения;

· теневая цена показывает, насколько изменится значение целевой функции, если на единицу изменится значение правой части данного ограничения при условии, что это изменение лежит в пределах, указанных в столбцах Допустимое увеличение и Допустимое уменьшение;

· значения правых частей ограничений;

Отчет по пределам показан на рис. 8. Такой отчет доступен только для задач, которые не имеют ограничений целочисленности. В этом отчете показано значение в целевой ячейке.



Рис. 8. Отчет по пределам.

2.6 Анализ результатов решения

Основные результативные показатели приведены в таблице 11. (рис. 9)

Размер дополнительного чистого дохода от применения удобрений под прирост урожая составляет 2245012 тыс. р.

С точки зрения критерия оптимальности (дополнительного чистого дохода) эффективным является внесение удобрений под картофель.

Прирост урожайности картофеля превышает задание на 62.783 т., а ячмень не обеспечивает прирост вообще.

Из двойственных оценок ограничений наибольший интерес представляют оценки по ограничениям 29-34:

- оценки ограничений по ресурсам аммиачной селитры (огр.29), и карбамида (огр.30) указывают на полное использование данных ресурсов;

- оценка ограничений по ресурсам суперфосфата (огр.31) и калийной соли указывают на недоиспользование данных ресурсов;

- оценка ограничения (огр. 33) свидетельствуют о том, что задание по производству пшеницы не является сдерживающим для возрастания функционала;

- оценка ограничения по производству зерна (огр. 34) свидетельствует об обратной зависимости между заданием по объему производства зерна и значением целевой функции (дополнительного чистого дохода).

Рис. 9. Итоговая таблица.



Заключение

Современный этап развития страны характеризуется стремлением заменить административные методы управления экономическими. Один из путей совершенствования методов управления состоит в использовании экономико-математических методов. Необходимость построения математических оптимизационных моделей возникает в связи многочисленностью вариантов создания или функционирования определенной экономической системы, с возможностью применения различного сырья, материалов, технологии для производства одной и той же продукции. Среди этих вариантов по некоторому критерию, отраженному в функции цели, необходимо выбрать наилучший (оптимальный) вариант. Следует также иметь в виду, что множество вариантов функционирования конкретной экономической системы ограничено с точки зрения количества и качества используемого сырья, технологии и т. п.

Процесс построения экономико-математических моделей условно можно разбить на следующие основные этапы.

Первый этап - выбор объекта исследования: размещение производства, перевозка грузов, раскрой промышленных материалов, загрузка производственных мощностей и т.д.

Второй этап - формулировка цели исследования на основе задач, поставленных при изучении данного объекта.

Третий этап - выбор критерия оптимальности, который записывается в виде функционала.

Четвертый этап - определение основных ограничений.

В данной курсовой я попыталась найти оптимальный рацион кормления сельскохозяйственных животных (теоретическая часть), а также мной была решена задача распределения фондов минеральных удобрений, как примера решения задачи оптимизации в сельском хозяйстве (расчетная часть).

Список литературы

1. Алиев А., Андреева Н. Справочник ветеринарного фельдшера. - СПб.: Лань, 2007.

2. Легеза В.Н. Животноводство: учеб. Для начин. Проф. Образования. - М.: ИРПО; ПрофОбрИздат, 2001 г.

3. Богданов Г.А. Кормление сельскохозяйственных животных. - М.: Колос, 2001 г.

4. Математическое моделирование экономических процессов в сельском хозяйстве / Под ред. А.М. Гатаулина. - М.:Агропромиздат, 2010

5. Рыков А.С. Системный анализ. Модели и методы принятия решений и поисковой оптимизации DJVU. Москва: Издательский Дом МИСиС, 2009. - 608 с.

6. Экономико-математические методы и прикладные модели / Под. ред. Федосеева В.В. - М.: ЮНИТИ, 1999. - С. 21

Размещено на Allbest.ru

...