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.

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:

В дальнейшем материал таблиц рассчитывается на основе денных 2000г.

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

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

Рассчитаем исходные показатели по животноводству.

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).

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

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.

2. 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;

Х₁₃Х₁₄ – 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:

 a_{i j} x_j  b_i ( i  I₁ )

^jJ

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:

 v_ij x _j + r_ij x_j  a_ij x_j (iI₂)

^jJ₁^jJ₂ ^jJ₃

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;

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

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

a_ij – 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:

v_ij^.x_j + r_ij^.x_ja_ijh^.x_j + x_jh (hH, iI₂)

_hhhh

^jJ₁^jJ₂ ^jJ₃ ^jJ₃,

где h – индекс группы кормов;

H – множество номеров ограничений по балансам групп кормов;

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

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

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

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

x_jh – 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:

x_jh (a_ijh - a_ijh) ^.x_j (iI₂, jJ₃,hH),

где a_ijh – 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 + Х₁₅+Х₁₆+Х₁₇+Х₁₈+Х₁₉= 0

Х₁₅Х₁₉ – 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:

x_jh = (a_ij -  a_ijhx_j) ^.x_j (iI₂, jJ₃)

^hHhH

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:

d_jt^.v_ij^.x_j _jt^.a_ijh^.x_j + _jt^.x_jh (tT, iI₂, hH),

_jJ_1jJ_3jJ₃

где t – индекс месяца пастбищного периода;

T – множество ограничений по месяцам пастбищного периода;

H - множество ограничений по зеленым кормам;

d_jt– 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