 |
Тема 2. Составление, решение и анализ экономико-математических задач по моделированию структуры посевов кормовых культур при заданных объемах животноводческой продукции
|
|
|
|
Учебное издание
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИ Ю ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ И КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
“МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОНОМИКИ”
Авторы: Олег Михайлович Колтаков
Павел Петрович Палагно
Редактор О.М. Колтаков
Техн. редактор О.М. Колтаков
Оригинал-макет П.П. Палагно
Подписано в печать
Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times.
Печать офсетная. Условный - изд. л. 1,5
Тираж 100 прим. Вид. № 205 Заказ № 77-09. Цена договорная.
Издательство Луганского национального аграрного университета
91000, г. Луганск
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. 4
ТЕМА 1. ОСНОВЫ СОСТАВЛЕНИЯ, РЕШЕНИЯ И АНАЛИЗА ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ. 5
ТЕМА 2. СОСТАВЛЕНИЕ, РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ СТРУКТУРЫ ПОСЕВОВ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР ПРИ ЗАДАННЫХ ОБЪЕМАХ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ.. 8
ТЕМА 3. СОСТАВЛЕНИЕ, РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УДОБРЕНИЙ.. 11
ТЕМА 4. СОСТАВЛЕНИЕ, РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА.. 13
ТЕМА 5. СОСТАВЛЕНИЕ, РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОПТИМАЛЬНЫХ РАЦИОНОВ КОРМЛЕНИЯ ЖИВОТНЫХ.. 15
ТЕМА 6. СОСТАВЛЕНИЕ, РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ СТАДА.. 17
ТЕМА 7. СОСТАВЛЕНИЕ, РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ОБОРОТА СТАДА.. 18
ТЕМА 8. СОСТАВЛЕНИЕ, РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ.. 20
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.. 24
|
|
|
Тематика курсовых проектов: 25
Методика выполнения курсового проекта. 25
ВВЕДЕНИЕ
Методы математического моделирования экономики постепенно проникают во все сферы человеческой деятельности. Наиболее широкое применение они находят в планировании и управлении экономикой.
Моделирование экономики математическими методами позволяет определить, каким образом будет развиваться экономическая система, или каким образом необходимо ее развивать. Математическое моделирование в отличие от естественных экспериментов позволяет быстрее и с меньшими затратами определить оптимальный путь развития производства.
Методы оптимального планирования развиваются, главным образом, на основе использования задач, относящихся к группе, имеющих бесчисленное множество решений. Проблема состоит в том, чтобы из этого множества при заданных условиях уметь находить наилучшее, т.е. оптимальное решение. Этому призваны служить методы математического моделирования. Наибольшее распространение среди них получили так называемые задачи линейного программирования.
ТЕМА 1. ОСНОВЫ СОСТАВЛЕНИЯ, РЕШЕНИЯ И АНАЛИЗА ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Моделирование состоит из нескольких этапов:
1) постановка задачи и выбор критерия оптимальности;
2) определение системы переменных и ограничений;
3) сбор исходной информации и разработка технико-экономических коэффициентов и констант;
4) построение модели и ее математическая запись;
5) решение задачи и его анализ.
Первый этап предполагает краткую и четкую формулировку цели задачи, система переменных и ограничений определяется содержанием моделируемого процесса. После сбора исходной информации и разработки технико-экономических коэффициентов и констант необходимо составить модель и записать ее в математическом (уравнения) и матричном (таблица) виде. В общем виде матрица модели имеет следующий вид:
|
|
|
 Переменные
| Наименование переменных | Тип огра- | Объем ог- | Дополнит. | |||
| Ограничения | Х1 | Х2 | ... | Хn | ничения | раничения | переменная |
| 1-е ограничение | технико- | > | кон- | а1 | |||
| 2-е ограничение | экономические | < | стан- | а2 | |||
| ... | коэффициенты | = | ты | ||||
| n-е ограничение | аn | ||||||
| Z max(min) | коэф. целевой функции | ||||||
После записи модели в матричном виде она вносится в ПЭВМ и решается. Для этого существует множество программ, позволяющих реализовать симплексный метод при решении задач линейного программирования. Одна из таких программ (LP) состоит из двух файлов:
enterlp.exe и microlp.exe. Файл enterlp.exe служит для ввода матрицы задачи в файл данных. При работе с этим файлом необходимо ввести следующие данные отвечая на вопросы программы:
1) имя файла данных - произвольно до 8 латинских букв;
2) целевая функция - max или min;
3) количество ограничений;
4) название - до 12 знаков и тип ограничения - >,< или =;
5) количество переменных;
6) название переменных - до 12 знаков;
7) объемы ограничений;
8) коэффициенты целевой функции;
9) коэффициенты основной матрицы.
Файл microlp.exe служит для решения модели. При работе с этим файлом необходимо ввести следующие данный отвечая на вопросы программы:
1) имя файла данных, созданного программой enterlp.exe;
2) имя файла для сохранения решения - произвольно до 8 латинских букв, но отличное от имени файла данных.
3) после окончания расчетов - [END]
В результате работы программы в выходном файле будет получено решение следующего вида:
Имя файла Objective value = Объем целевой функции
Variable Value Reduced cost
X1 Значения Ухудшение целе-
X2 переменных, вой функции при
... вошедших введении в опти-
в оптимальный мальный план еди-
план ницы переменной,
не вошедшей в оп-
Xn тимальный план
Slack variables Shadow price
Y1 Отличие ограни- Изменение целе-
Y2 чения в опти- вой функции при
|
|
|
... мальном плана изменении огра-
от установлен- ничения на еди-
ных границ ницу сверх уста-
новленных границ
Если в файле решения первая строка имеет вид:
No bounded feasible solution. Situation:,
то полученное решение не оптимально, то есть не удовлетворяет некоторым ограничениям модели. Для получения оптимального решения необходимо произвести корректировку модели и повторить решение.
ТЕМА 2. СОСТАВЛЕНИЕ, РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ СТРУКТУРЫ ПОСЕВОВ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР ПРИ ЗАДАННЫХ ОБЪЕМАХ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ
На основе базовой модели оптимизации структуры посевных площадей можно решить следующие задачи:
1) определить наилучшее распределение земельных угодий под выращиваемые культуры при заданных объемах ресурсов;
2) определить площади участков под сельскохозяйственные культуры в севообороте;
3) определить площади посевов сельскохозяйственных культур с учетом потребности животноводства в кормах.
Моделирование структуры посевных площадей кормовых культур проводится для определения минимальной площади, необходимой для производства заданных объемов животноводческой продукции с учетом зоотехнических требований к содержанию питательных веществ в рационах животных. При оптимальном использовании посевных площадей возрастает удельный вес товарных культур в сельскохозяйственном производстве.
Задача. На отделении хозяйства содержатся коровы и молодняк крупного рогатого скота. Для их содержания выделено 1200 га пашни, 150 га сенокосов и 100 га культурных пастбищ. Рабочие отделения могут отработать за год 44000 чел-дней.
Ферме доведен план производства 30000 ц молока и 1000 ц привеса. С учетом требований севооборота площади озимых на зерно не должны превышать 240 га, кукурузы на зерно 100 га и многолетних трав 360 га. Выращивание товарных культур позволяет получить 920 ц к.ед. концентрированных (зерно и отходы), 3500 ц.к.ед грубых (солома) кормов и 120 ц переваримого протеина.
|
|
|
На производство 1 ц молока предусмотрено израсходовать 1,3 ц.к.ед, 0,105 ц переваримого протеина и 1,1 чел-д труда. Для получения 1 ц привеса крупного рогатого скота планируется затратить 9,6 ц.к.ед, 0,929 ц переваримого протеина и 7,3 чел-дн труда.
Необходимо найти оптимальную структуру посевных площадей с учетом потребности животноводства в кормах и критерием оптимальности - минимум площади посева кормовых культур.
Задание.
1.Составить числовую модель задачи:
а) определить систему переменных
б) определить систему ограничений
в) определить целевую функцию
2.Записать модель в матричной форме
3.Решить задачу с использованием ПЭВМ
4.Сделать экономический анализ решения
Исходные данные
Таблица 1
Выход питательных веществ и затраты труда на 1 га кормовых культур
| Культуры | Всего ц к.ед. | в том числе в продукции | Перев. прот., ц | Затраты труда, ч-д | |
| основной | побочной | ||||
| Озимый ячмень | 43 | 36 | 7 | 2,9 | 3,1 |
| Озимая пшеница | 40 | 30,3 | 9,7 | 2,4 | 3,1 |
| Кукуруза | 58,5 | 45,6 | 12,9 | 3,35 | 5,2 |
| Кукуруза на силос | 42 | 42 | - | 3,0 | 3,2 |
| Кукуруза на зеленый корм | 30 | 30 | - | 2,4 | 3,2 |
| Корнеплоды | 38 | 38 | - | 2,6 | 36 |
| Озимые на зеленый корм | 21 | 21 | - | 0,9 | 1,5 |
| Однолетн. травы на зел. корм | 28 | 28 | - | 1,4 | 2 |
| Однолетние травы на сено | 26 | 26 | - | 2,4 | 2,1 |
| Многолет. травы на зел. корм | 46 | 46 | - | 7 | 1,9 |
| Многолетние травы на сено | 30 | 30 | - | 6,6 | 2 |
| Сенокосы | 3,5 | 3,5 | - | 1,3 | 1 |
| Пастбища | 60 | 60 | - | 4,5 | 0,9 |
Таблица 2
Затраты кормов на 1 ц продукции, ц.к.ед
| Корма | На 1 ц молока | На 1 ц привеса КРС |
| Концентрированные | 0,13 | 2,4 |
| Сочные | 0,195 | 2,4 |
| в т.ч. силос | 0,13 | 1,92 |
| Грубые | 0,325 | 0,96 |
| в т.ч. сено | 0,195 | 0,576 |
| Зеленые | 0,52 | 2,4 |
| в том числе: | ||
| в мае | 0,078 | 0,384 |
| в июне | 0,091 | 0,384 |
| в июле | 0,091 | 0,384 |
| в августе | 0,091 | 0,384 |
| в сентябре | 0,091 | 0,48 |
| в октябре | 0,078 | 0,384 |
Таблица 3
Выход зеленых кормов с 1 га с-х угодий, ц.к.ед
| Месяцы | Культуры | ||||
| кукуруза на з/к | озимые на з/к | однол. тр на з/к | многол.тр на з/к | пастбища | |
| Май | 10 | 15 | |||
| Июнь | 11 | 7 | 12 | 15 | |
| Июль | 7 | 7 | 12 | ||
| Август | 8 | 7 | 12 | ||
| Сентябрь | 7 | 7 | 10 | 15 | |
| Октябрь | 8 | 15 | |||
|
|
|
|
|
|
