Экономическое проектирование суточного рациона для сельскохозяйственных животных

Факультет гуманитарно-педагогический

Кафедра экономической кибернетики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Методы экономического и социального проектирования»

на тему:

“ ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СУТОЧНОГО РАЦИОНА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ”

Москва, 2011

Оглавление

Введение

Современный рацион для сельскохозяйственных животных — это сочетание разных кормов, имеющих высокую и разностороннюю питательную ценность. Корма, входящие в рацион, подбирают не случайно, а с учетом новейших данных о потребности животных в незаменимых питательных веществах, о содержании, доступности и их специфическом действии. Иногда в связи с природно-хозяйственными условиями невозможно добиться полного соответствия состава рациона с потребностями животных, указанными в нормах кормления. В таких случаях, может быть разработан типовой рацион, применение которого дает удовлетворительные результаты, хотя при этом и не исчерпываются все потенциальные возможности животных.

Таким образом тема курсового проекта актуальна в области повышения эффективности сельского хозяйства, так как экономическое проектирование позволяет обеспечить в данном случае оптимальный рацион кормления для коров живой массой 400 кг при минимальных затратах на его изготовление, т. е. рационально сбалансировать содержание корма.

Целью курсового проекта является оптимизация рациона.

Задачи:

      Описать рацион, как объект проектирования

      Выполнить структуризацию по методу HIPO процесса проектирования рациона

      Выполнить аппроксимацию математическими выражениями  таблично заданных норм кормления по заданным компонентам питания для животного с заданными характеристиками. Построить графики аппроксимированных зависимостей

      По заданным точечным значениям дать математическое описание функций потерь для заданных компонентов питания. Построить графики найденных зависимостей.

      Написать математическую модель рациона.

      Выбрать метод  и средства проектирования рациона, оптимизируемого по прибыли.

      Из заданного набора кормов с учётом заданных компонентов питания рассчитать рацион, оптимальный по прибыли (при выполнении расчета учесть ограничение по содержанию в рационе сухого вещества – оно не должно превышать норму); указать значение прибыли, обеспечиваемой рационом.

      Построить диаграмму, иллюстрирующую сбалансированность рациона по заданным компонентам питания.

      Построить диаграмму структуры стоимости рациона.

      Проверить найденное решение по программе «КОРАЛЛ – Кормление молочного скота».

Объектом исследования является рацион.

Предмет исследования — процесс оптимизации рациона.

При исследовании были использованы математические методы, построение графиков, компьютерные программы, в частности Microsoft Excel, Microsoft Word, «КОРАЛЛ – Кормление молочного скота», экономические методы.

В ходе исследования были использованы исходные данный о нормах кормления, о компонентах питания, о питательности кормов.

Полученный рацион можно смело использовать на практике, так как он составлен в соответствии с действующими нормами и обеспечивает эффективное кормление при минимальных затратах.

Теоретическая часть

Изначально объектам проектирования даётся словесное (вербальное) описание, на основании которого затем требуется создать математическую модель объекта, т.е. формализовать вербальное описание. Для формализации описания объекта используются объективно существующие закономерности, присущие ему как целостной системе с определёнными структурой и свойствами.

Вербальное описание рациона.

Рацион представляет собой набор кормов, который в течение суток должен быть скормлен животному. Рацион характеризуется следующими показателями:

      Питательность – содержание в рационе нормируемых компонентов питания.

      Сбалансированность по компонентам питания – степень соответствия питательности рациона нормам кормления.

      Стоимость.

      Прибыль от конверсии корма в продукцию, обеспечиваемая рационом.

Математическая модель рациона.

Ограничения на суточные дачи кормов

xj [xмин j,  xмакс j]

Множество кормов в рационе

X = {xj | xмин j ≤  xj ≥ xмакс j ,  j  [1, M]}

где   xj – масса j-го корма в рационе (независимая переменная);

        xмин j,  xмакс j – минимально и максимально допустимые массы j-го корма в рационе;

        M – количество кормов в рационе.

Содержание компонентов питания в рационе

                   M

кпi = ∑ vij * xj  ,

                  j =1

где  кпi – содержание i-го компонента питания в рационе ( i  [1, N] );

        vij – содержание i-го компонента питания в единице j-го корма       ( j  [1, M] );

        N – количество нормируемых компонентов питания.

Сбалансированность рациона по компонентам питания

∆кпi = кпi - кпi н

i = кпi / кпi н

где ∆кпi – отклонение от нормы содержания в рационе i-го компонента питания;

      кпi н  – норма содержания в рационе i-го компонента питания;

  i – относительное значение i-го компонента питания.

Стоимость рациона

                                            M                                                       

Срац = ∑ Скормаj

             j=1

где Срац – общая стоимость кормов, входящих в рацион;

       Скормаj  – стоимость j-го корма в рационе.

Прибыль от конверсии корма в продукцию, обеспечиваемая рационом

ПР = СБпрод – П – Срац  ,

где ПР – прибыль, обеспечиваемая рационом, руб/(гол*сут);

   СБпрод  - стоимость продукции, которая может быть получена от животного за одни сутки при кормлении, соответствующем нормам, руб/(гол*сут):

СБпрод = Упот * Цмол ,

         Упот  - потенциальный суточный удой коровы (удой, который может быть получен от коровы при кормлении, соответствующем норме);

          Цмол – цена молока;

     П – потери, вызываемые отклонениями  компонентов питания от нормы, руб/(гол*сут):

                      N                                    

П = ∑ yi(i) 

                                                                           i=1                        

где П – сумма потерь,  обусловленных дисбалансом рациона ;

       yi(i) – потери, вызываемые отклонением от нормы i-го компонента питания   (i  [1, N] );

i – относительное значение i-го компонента питания.

Потери определяются функциями потерь, выражающими зависимость величины потерь от относительного значения компонента питания. Из теории кормления сельскохозяйственных животных следует, что функции потерь должны характеризоваться следующими свойствами, обусловленными физиологической природой возникновения потерь:

      Непрерывность в пределах рабочего диапазона;

      Неотрицательность;

      Монотонность: левая ветвь зависимости относительно оптимального значения технологической переменной невозрастающая, правая ветвь – неубывающая;

      Нелинейность (в общем случае);

      Отсутствие потерь при равенстве компонента питания норме;

      Асимметрия относительно значения компонента питания, равного норме;

      Возможность существования в окрестности нормы «зоны нечувствительности»,  в которой потери равны нулю.

Общее математическое описание функций потерь может быть представлено, в частности следующими выражениями:

                                        L1*((2-L0-)L2 –1),        [0, 1–L0)

                   y () =      0,                                     [1–L0, 1+M0]                

                                    M1*((-M0)M2 –1),         (1+M0, +)

L0,  L1, L2 – коэффициенты, с помощью которых задается конкретный вид левой ветви функции потерь, когда относительное значение компонента питания меньше нормы;

M0, M1, M2 –коэффициенты, с помощью которых задается конкретный вид правой ветви функции потерь, когда относительное значение компонента питания больше нормы.

Функциональный смысл коэффициентов:

L0, M0 – определение зоны нечувствительности к отклонениям значения аргумента от единицы;

L1, M1 – пропорциональность между отклонениями аргумента от единицы и возникающими из-за этого потерями;

L2,  M2 – нелинейность зависимости потерь от значения аргумента.

Выполнение условия, что рацион должен обеспечить получение максимальной прибыли   от конверсии корма в продукцию, достигается путем оптимизации рациона по критерию максимума прибыли:

ПР → MAX

Исходные данные

Норма содержания обменной энергии, переваримого протеина и лизина в рационе лактирующей коровы (масса коровы 400 кг).

Из задания, функция потерь:

Компонент питания: обменная энергия (ОЭ)

   – относительное значение компонента питания; 

  y() – потери, вызываемые отклонением от нормы компонента питания, руб.  

Компонент питания: переваримый протеин (пП)