Учебное пособие: Компьютерные технологии в производстве и переработке продукции животноводства Методические указания и задания для лабораторных занятий студентов очного и заочного обучения, (Специальность 110401 «Зоотехния») Уссурийск 2009
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Приморская государственная сельскохозяйственная академия»
Институт Животноводства и Ветеринарной Медицины
Кафедра «Общая зоотехния»
Компьютерные технологии в производстве и переработке продукции животноводства
Методические указания и задания для лабораторных занятий студентов очного и заочного обучения,
(Специальность 110401 «Зоотехния»)
Уссурийск 2009
Составители: Широкова Ольга Владимировна, ст. преподаватель, Медведкова Галина Николаевна, ассистент.
Компьютерные технологии в производстве и переработке продукции животноводства: методические указания и задания для лабораторных занятий студентов очного и заочного обучения, по специальности 110401 «Зоотехния» /ФГОУ ВПО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия»; сост. О.В. Широкова, Г.Н. Медведкова — Уссурийск, 2009.-20 с.
Рецензент: В.И. Заика, доцент кафедры статистики и информационных технологий.
Печатается по решению методического совета ФГОУ ВПО
″Приморская государственная сельскохозяйственная академия″
Введение
Эффективность применения экономико-математических методов для решения тактических и стратегических задач управления в сельском хозяйстве не вызывает сомнений. Аргументы за это:
— получение наилучшего экономического эффекта (максимальная прибыль, минимальные издержки производства) без дополнительных инвестиций;
— определение «узких мест» рассматриваемого производственного процесса;
— сведения о потенциальных возможностях предприятия (пределы изменения и устойчивость параметров);
— информация о «теневых» ценах (цена 1 га сельскохозяйственных угодий, 1 человеко-дня трудовых ресурсов и др.).
Производственная система в сельском хозяйстве как система управления содержит технологии двух групп: производственные, образующие производственно-технологические процессы, и информационные, отображающие в системах управления эти производственные процессы.
Объектами компьютеризации в производственной системе являются информационные процессы в управляющей системе и технологические процессы объекта управления.
Сложность процесса построения и реализации моделей оптимизации процессов сельскохозяйственного производства, а также трудности с программным обеспечением, адаптированным к имеющейся вычислительной технике, препятствовали до недавнего времени внедрению современных методов принятия управленческих решений, основанных на применении экономико-математических методов и современных технологий.
Пытаясь конструктивно решить эту сложную проблему и помочь специалистам сельскохозяйственного производства предлагается методика, основанная на применении электронных таблиц Excel-2000 c надстройкой «Поиск решений».
1. Методические указания по составлению экономико-математических моделей.
Рассмотрим составление экономико-математической модели в развернутом и матричном виде на конкретном примере..
Пример: составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона для кормления коров со средней живой массой 500 кг и среднесуточным удоем молока 16 кг. Для обеспечения заданной продуктивности необходимо, чтобы в рационе содержалось не менее 12,9 кг кормовых единиц, 1390 г переваримого протеина, 116 г кальция, 72 г фосфора, 523 мг каротина. Сухого вещества в нем должно быть не более 20 кг.
Рацион составляется из комбикорма, сена клеверо-тимофеечного, соломы ячменной и силоса кукурузного. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 1.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 10 до 30, грубые – от 20 до 35, сочные – 30 до 50. Кроме того, в группе грубых кормов солома ячменная должна составлять не более 25%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Решение: составим экономико-математическую модель оптимизации рациона кормления коров.
Определим перечень переменных. Количество кормов, которое может войти в рацион, обозначим через:
Х1 – комбикорм, кг;
Х2 – сено клеверо-тимофеечное, кг;
Х3 – солома ячменная, кг;
Х4 – силос кукурузный, кг.
Запишем систему ограничений в развернутом виде.
1.ограничения по балансу питательных веществ в рационе:
1) кормовых единиц не менее
0,9х1 + 0,5х2 + 0,36х3 + 0,2х4 ≥ 12,9;
2) переваримого протеина не менее
112х1 + 52х2 +12х3 + 14х4 ≥ 1390;
3) кальция не менее
15х1 + 7,4х2 +3,7х3 + 1,5х4 ≥ 116;
4) фосфора не менее
13х1 + 2,2х2 + 1,2х3 + 0,5х4 ≥ 72
5) каротина не менее
30х2 + 4х3 +15х4 ≥ 523
2.Ограничение по содержанию сухого вещества в рационе:
6) 0,87х1 + 0,83х2 + 0,85х3 +0,26х4 ≤ 20
3.Ограничение по содержанию отдельных групп кормов в рационе:
7) концентрированных не менее:
0,9х1 ≥ 1,29 (12,9 *0,1);
8) концентрированных не более
0,9х1 ≤ 3,87 (12,9 *0,3);
9) грубых не менее
0,5х2 + 0,36х3 ≥ 2,58 (12,9 * 0,2);
10) грубых не более
0,5х2 + 0,36х3 ≤ 4,515 (12,9 * 0,35);
11) сочных не менее
0,2х4 ≥ 3,87 (12,9 * 0,3)
12) сочных не более
0,2х4 ≤ (12,9 * 0,5)
4. Ограничение по удельному весу соломы в группе грубых:
13) 0,36х3 ≤ 0,25 (0,5х2 + 0,36х3 )
или после преобразований: -0,125х2 + 0,27х3 ≤ 0.
Целевая функция – минимальная себестоимость рациона:
5,52х1 + 0,98х2 + 0,11х3 + 0,22х4 → min
Развернутую модель запишем в виде матрицы (таблица 3).
Таблица – 3. Матрица экономико-математической задачи оптимизации суточного рациона кормления коров.
Ограничения | Единицы измерения | Переменные | Знак отрицания | Объем ограничений | |||
Комбикорм, кг | Сено клеверо-тимофеечное, кг | Солома ячменная, кг | Силос кукурузный, кг | ||||
х1 | х2 | х3 | х4 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Кормовые единицы | кг | 0,9 | 0,5 | 0,36 | 0,2 | ≥ | 12,9 |
Переваримый протеин | г | 112 | 52 | 12 | 14 | ≥ | 1390 |
Кальций | г | 15 | 7,4 | 3,7 | 1,5 | ≥ | 116 |
Фосфор | г | 13 | 2,2 | 1,2 | 0,5 | ≥ | 72 |
Каротин | мг | 30 | 4 | 15 | ≥ | 523 | |
Сухое вещество | кг | 0,87 | 0,87 | 0,85 | 0,26 | ≤ | 20 |
Концентраты не менее | кг к.ед. | 0,9 | ≥ | 1,29 | |||
Концентраты не более | кг к.ед. | 0,9 | ≤ | 3,87 | |||
Грубые корма не менее | кг к.ед. | 0,5 | 0,36 | ≥ | 2,58 | ||
Грубые корма не более | кг к… ед. | 0,5 | 0,6 | ≤ | 4,515 | ||
Сочные корма не менее | кг к.ед. | 0,2 | ≥ | 3,87 | |||
Сочные корма не более | кг к.ед. | 0,2 | ≤ | 6,45 | |||
Солома в грубых | кг к.ед. | -0,125 | 0,27 | ≤ | |||
Z-min себестоимость рациона | руб | 5,52 | 0,98 | 0,11 | 0,22 | → | min |
2. Лабораторная работа №1: Расчет оптимальных рационов кормления сельскохозяйственных животных
Рацион – это набор и количество кормов, потребляемых животным за сутки. Рационы составляют с учетом вида, возраста и продуктивности животных, а также физиологических, зоотехнических и экономических факторов.
Рационы кормления должны удовлетворять потребность животных не только в питательных веществах (энергетическом, протеиновом, макро- и микроэлементном, аминокислотном и витаминном составах) но и иметь определенное соотношение различных групп и видов кормов, питательных веществ. Кроме того, они должны иметь минимальную себестоимость.
Контрольные задания:
Задача 1
Составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона кормления для коров со средней живой массой 500 кг и среднесуточным удоем 24 кг молока. Для обеспечения заданной продуктивности необходимо, чтобы в рационе содержалось не менее 17,1 кг кормовых единиц, 1795 г переваримого протеина, 121 г кальция, 87 г фосфора и 770 мг каротина. Сухого вещества в нем должно быть не более 19 кг.
Рацион составляется из комбикорма, ячменя молотого, сена клеверо-тимофеечного, соломы ячменной, силоса кукурузного и кормовой свеклы.
Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 1.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 30 до 40, грубые – от 15 до 25, сочные – от 20 до 30, корнеклубнеплоды – от 10 до 15.
Таблица – 1. Содержание питательных веществ в 1 кг корма и себестоимость кормов.
Виды кормов | Кормовые единицы, кг | Переваримый протеин, г | Кальций, г | Фосфор, г | Каротин, мг | Сухое вещество, кг | Себестоимость 1 кг корма, руб. |
Комбикорм | 0,9 | 112 | 15,0 | 13,0 | - | 0,87 | 5,52 |
Ячмень молотый | 1,21 | 81 | 1,2 | 3,3 | 1 | 0,87 | 2,25 |
Сено луговое | 0,42 | 48 | 6,0 | 2,1 | 15 | 0,85 | 0,51 |
Сено клеверо-тимофеечное | 0,5 | 52 | 7,4 | 2,2 | 30 | 0,83 | 0,98 |
Солома ячменная | 0,36 | 12 | 3,7 | 1,2 | 4 | 0,85 | 0,11 |
Силос кукурузный | 0,2 | 14 | 1,5 | 0,5 | 15 | 0,26 | 0,22 |
Силос клеверо-тимофеечный | 0,22 | 30 | 3,5 | 1,2 | 10 | 0,31 | 0,35 |
Кормовая свекла | 0,12 | 9 | 0,4 | 0,4 | - | 0,13 | 0,51 |
Картофель | 0,3 | 16 | 0,2 | 0,7 | - | 0,23 | 1,29 |
Удельный вес комбикорма в группе концентрированных кормов должен составлять не менее 70%, соломы ячменной в группе грубых – не более 20%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Задача 2
Составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона кормления для коров со средней живой массой 500 кг и среднесуточным удоем 14 кг молока. Для обеспечения заданной продуктивности необходимо, чтобы в рационе содержалось не менее 11,6 кг кормовых единиц, 1160 г переваримого протеина, 81 г кальция, 57 фосфора и 520 мг каротина. Сухого вещества в нем должно быть не более 14,9 кг.
Рацион составляется из комбикорма, сена лугового, соломы ячменной, силоса клеверо-тимофеечного, кормовой свеклы и картофеля. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 1.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 10 до 20, грубые – от 19 до 26, сочные – от 40 до 50, корнеклубнеплоды – от 10 до 15. Удельный вес сена лугового в группе грубых кормов должен составлять не менее 85%, картофеля в группе корнеклубнеплодов – не более 20%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Задача 3
Составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона кормления для телок в возрасте 9 месяцев при выращивании коров со средней живой массой 500-550 кг. В рационе должно содержаться не менее 4,4 кг кормовых единиц, 435 г переваримого протеина, 36 г кальция, 21 г фосфора и 130 мг каротина.
Рацион составляется из комбикорма, сена лугового, сена клеверо-тимофеечного, соломы ячменной, силоса кукурузного и силоса клеверо-тимофеечного. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 1.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 20 до 25, грубые – от 30 до 40, сочные – от 35 до 45. Удельный вес соломы в группе грубых кормов должен составлять не более 30%, силоса кукурузного в группе сочных – не менее 35%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Задача 4
Составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона кормления для телят со средней живой массой 250 кг и среднесуточным приростом живой массы 600 г. Для обеспечения заданного прироста необходимо, чтобы в рационе содержалось не менее 4,25 кормовых единиц, 470 г переваримого протеина, 18 г кальция, 16 г фосфора и 50 мг каротина.
Рацион составляется из комбикорма, ячменя молотого, сена лугового, сена клеверо-тимофеечного, силоса кукурузного и кормовой свеклы. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 1.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 10 до 18, грубые – от 40 до 50, сочные – от 25 до 40, корнеклубнеплоды – от 2 до 8. Удельный вес ячменя молотого в группе концентрированных кормов должен составлять не более 20%, сена лугового в группе грубых – не менее 40%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Задача 5
Составить экономико-математическую модель оптимизации рациона кормления для овцематок со средней живой массой 60 кг. В рационе должно содержаться не менее 1,15 кг кормовых единиц, 105 г переваримого протеина, 7,6 г кальция, 4,8 г фосфора и 15 мг каротина.
Рацион составляется из комбикорма, сена лугового, сена клеверо-тимофеечного, соломы ячменной, силоса кукурузного и силоса клеверо-тимофеечного. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлена в таблице 1.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 10 до 20, грубые – от 70 до 85, сочные – от 8 до 15. Удельный вес соломы в группе грубых кормов должен составлять не более 30%, а сена лугового – не менее 35%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Задача 6
Составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона кормления для ягнят в возрасте 12 месяцев. В рационе должно содержаться не менее 1,05 кг кормовых единиц, 100 г переваримого протеина, 6,4 г кальция, 4,1 г фосфора и 8 мг каротина.
Рацион составляется из комбикорма, ячменя молотого, сена лугового, силоса кукурузного, силоса клеверо-тимофеечного и кормовой свеклы. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 1.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 20 до 30, грубые – от 25 до 35, сочные от 30 до 42, корнеклубнеплоды – от 5 до 10%. Удельный вес ячменя в группе концентрированных кормов должен составлять не более 40%, силоса клеверо-тимофеечного в группе сочных – не менее 35%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Задача 7
Составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона кормления для молодняка овец на откорме со среднесуточным приростом живой массы 180 г. В рационе должно содержаться не менее 1,4 кг кормовых единиц, 125 г переваримого протеина, 8,4 г кальция, 5,6 г фосфора и 11 мг каротина.
Рацион составляется из комбикорма, сена лугового, соломы ячменной, силоса кукурузного, силоса клеверо-тимофеечного и кормовой свеклы. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 1.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 25 до 30, грубые – от 20 до 30, сочные – от 30 до 40, корнеклубнеплоды – от 8 до 12. Удельный вес сена лугового в группе грубых кормов должен составлять не более 80%, силоса кукурузного в группе сочных – не менее 60%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Задача 8
Составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона кормления для подсосных свиноматок в возрасте до двух лет со средней живой массой 150 кг. В рационе должно содержаться не менее 7,2 кг кормовых единиц, 850 г переваримого протеина, 45 г кальция, 31 г фосфора, 48 мг каротина, 60,6 г лизина, 18,74 г метионина+цистина, 10,1 г триптофана.
Рацион составляется из ячменя, отрубей пшеничных, картофеля, кормовой свеклы и мясо-костной муки. Недостаток кальция возмещается добавкой кормового мела. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 2.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 60 до 80, корнеклубнеплоды – от 15 до 25, животного происхождения – от 8 до 13.
Таблица — 2. Содержание питательных веществ в 1 кг корма и себестоимость кормов.
Виды кормов | Кормовые единицы, кг | Переваримый протеин, г | Кальций, г | Фосфор, г | Каротин, мг | Лизин, г | Метионин+цистин, г | Триптофан, г | Себестоимость 1 кг корма, руб. |
Ячмень | 1,21 | 81 | 1,2 | 3,3 | 1 | 4,0 | 3,4 | 1,5 | 2,92 |
Отруби пшеничные | 0,71 | 126 | 1,8 | 10,1 | 4 | 5,5 | 4,0 | 1,9 | 1,95 |
Травяная мука клеверная | 0,67 | 96 | 9,9 | 2,5 | 150 | 10,3 | 1,7 | 3,3 | 5,06 |
Картофель | 0,3 | 16 | 0,2 | 0,7 | - | 1,0 | 0,3 | 0,2 | 1,98 |
Кормовая свекла | 0,12 | 9 | 0,4 | 0,4 | - | 0,5 | 0,1 | 0,1 | 1,05 |
Обрат | 0,13 | 31 | 1,2 | 1 | - | 2,6 | 1,1 | 0,4 | 0,31 |
Мясо-костная мука | 0,89 | 339 | 31,7 | 14,4 | - | 28,7 | 14,7 | 4,6 | 9,89 |
Мел | - | - | 366 | - | - | - | - | - | 0,5 |
Удельный вес ячменя в группе концентрированных кормов должен составлять не более 60%, кормовой свеклы в группе корнеклубнеплодов – не менее 60%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Задача 9
Составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона кормления для молодняка интенсивного мясного откорма свиней со средней живой массой 80 кг и среднесуточным приростом живой массы 650 гр. В рационе должно содержаться не менее 3,1 кг кормовых единиц, 290 г переваримого протеина, 18 г кальция, 13 г фосфора, 16 мг каротина, 12,01 г лизина, 18,26 г метионина+цистина, 2,25 г триптофана.
Рацион составляется из ячменя, травяной муки клеверной, картофеля, кормовой свеклы и мясо-костной муки. Недостаток кальция возмещается добавкой кормового мела. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 2.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные групп кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 48 до 64, корнеклубнеплоды – от 38 до 50, животного происхождения – от 2 до 7. Удельный вес ячменя в группе концентрированных кормов должен составлять не менее 40 %, картофеля в группе корнеклубнеплодов – не более 50%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
Задача 10
Составить экономико-математическую модель оптимизации суточного рациона кормления для поросят-отъемышей со средней живой массой 30 кг и среднесуточным приростом живой массы 450 г. В рационе должно содержаться не менее 1,7 кг кормовых единиц, 215 г переваримого протеина, 12 г кальция, 8 г фосфора, 6 мг каротина, 12,76 г лизина, 7,83 г метионина+цистина, 1,88 г триптофана.
Рацион составляется из ячменя, травяной муки клеверной, картофеля, кормовой свеклы и мясо-костной муки. Недостаток кальция возмещается добавкой кормового мела. Содержание питательных веществ в кормах и их питательная ценность представлены в таблице 2.
В соответствии с зоотехническими требованиями отдельные группы кормов в рационе могут изменяться в следующих пределах (% к общему количеству кормовых единиц): концентрированные – от 50 до 70, корнеклубнеплоды – от 30 до 46, животного происхождения – от 1,5 до 5. Удельный вес травяной муки в группе концентрированных кормов должен составлять не менее 20%, кормовой свеклы в группе корнеклубнеплодов – не более 70%.
Критерий оптимальности – минимум себестоимости рациона.
3. Лабораторная работа №2: Расчет оптимального плана использования заготовленных кормов
Правильное использование заготовленных в хозяйствах кормов – одно из важных условий повышения эффективности животноводства. Ежегодно в практике хозяйств после заготовки кормов, при постановке животных на стойловый период, составляется баланс кормов: имеющиеся корма распределяются между различными видами и группами животных, определяются минеральные и витаминные подкормки, необходимые для закупки, разрабатываются нормы кормления.
Задача :
Требуется рассчитать оптимальный план кормопроизводства в хозяйстве при заданном объеме производства кормов, с минимальными материально-денежными затратами на организацию кормовой базы.
Таблица – 4. Поступление зеленой массы с 1 га, (условных к.ед.).
Культуры | Всего | Май | Июнь |
Озимая рожь | 1434 | 14,34 | - |
Многолетние травы | 30,45 | - | 9,14 |
Естественные пастбища | 9,45 | 0,67 | 3,46 |
Хозяйству требуется не менее 137800 ц к.ед., при этом концентрированные корма составляют 25-40% от общей питательности; сочные — 15-48%; зеленые – 18-36%, из них в мае от 1,5-3%, в июне – 4,5-9%; комбикорм не более 15% концентрированных кормов по питательности.
Общая потребность в протеине составляет 15150 ц.
Под посев культур отведено 4390 га пашни, пастбищ – 730 га, сенокосов – 962 га.
Кроме того, может быть приобретено до 18 тыс. ц комбикорма, 1 ц которого содержит 1,12 ц к.ед. и 0,12 ц переваримого протеина, стоимость 1 ц комбикорма – 70 руб.
Необходимо учесть, что на производство кормов, общие затраты не должны превышать 304470 чел.-час.
Таблица – 5. Выход кормовых единиц и переваримого протеина, затраты труда и материально-денежные затраты кормов, производимых в хозяйстве.
Культуры | Выход | Затраты | ||
к.ед. | пер.протеин | труда, чел.час | материально-денежные, руб. | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Ячмень | 32,25 | 2,204 | 42,8 | 173,67 |
Овес | 28,67 | 2,293 | 38,1 | 154,41 |
Картофель | 36,54 | 1,948 | 338,1 | 950,25 |
Кукуруза на силос | 38,22 | 2,677 | 96 | 436,8 |
Многолетние травы: — на силос — на зеленый корм -на сено | 17,85 30,45 13,39 | 2,205 3,045 1,392 | 55,4 23,5 21,8 | 143,33 94,08 101,85 |
Озимая рожь | 14,34 | 1,680 | 13,4 | 180,61 |
Пастбища | 9,45 | 1,05 | - | - |
Сенокосы | 4,11 | 0,401 | 18,5 | 84,63 |
4. Решение экономико-математической задачи с использованием программы MS Excel -98/2000/ХР
опция «Поиск решения».
1. Макет электронной таблицы для построения числовой модели выглядит следующим образом (таблица 6):
строка 2 – значения переменных (изменяющиеся ячейки),
строка 5 – наименования переменных,
строка 6 – целевая функция,
строка 7 – вспомогательное ограничение по суммарной питательности рациона, корм. ед.,
строки 8…10 – ограничения по содержанию питательных веществ,
строки 11…22 – ограничения по минимальным и максимальным границам содержания групп кормов в рационе (от общей питательности),
строки 23…25 – дополнительные ограничения по содержанию отдельных видов кормов в рационе.
Таблица 6. Числовая экономико-математическая модель оптимизации кормового рациона.
A | B | C … | E … | G … | I … | … K … | L | M | N | |
1 | x1… | x3… | x5… | x7… | …x9 | |||||
2 | значения переменных | |||||||||
3 | ||||||||||
4 | ||||||||||
5 | № | Наименование ограничений | Ячмень, кг | сено вико-овс., кг | Солома, кг | Сенаж, кг | Общая пит-ть, кг корм. ед. | тип ограничений | объем ограничений | Сумма aij xj |
6 | Себестоимость, руб. | 7,8 | 1,52 | 0,6 | 2,08 | |||||
7 | 1 | Кормовые ед. | 1,09 | 0,45 | 0,22 | 0,26 | -1 | = | ||
8 | 2 | Кормовые ед. | 1,09 | 0,45 | 0,22 | 0,26 | >= | 8,9 | ||
9 | 3 | Перевар.прот., г | 89 | 66 | 10 | 25 | >= | 955 | ||
10 | 4 | Каротин, мг | 1 | 25 | 4 | 17 | >= | 370 | ||
5... | Конц., мин. к.ед | 1,09 | -0,165 | >= | ||||||
14 | 8 | Грубые, макс. | 0,45 | 0,22 | -0,331 | <= | ||||
9 | в т.ч. сено, мин. | 0,45 | -0,158 | >= | ||||||
16 | 10 | сено, макс. к.ед | 0,45 | -0,255 | <= | |||||
17 | 11.. | Сочные, мин. | 0,26 | -0,482 | >= | |||||
14.. | вт.ч. силос, макс | -0,31 | <= | |||||||
22 | 16 | Сенаж, макс. | 0,26 | -0,187 | <= | |||||
23 | 17 | Макс. соломы | -0,34 | 0,66 | <= | |||||
24 | 18 | Макс. силоса | -0,55 | <= | ||||||
25 | 19 | Отношение | 1 | >= |
2. Если в команде Сервис нет опции Поиск решения, то необходимо выбрать следующую команду. Сервис – Надстройка. В списке надстроек поставить флажок для «поиск решения» – ОК.
3. В ячейки С2-К2 вводим нули. Это предварительное решение задачи линейного программирования Х0(х1, х2 ,….хn ). В дальнейшем значения этих ячеек будут подобраны автоматически.
4. В ячейку N 6 (целевая функция) запишем формулу для расчета суммарной себестоимости в соответствии с целевой функцией. В формуле используем знак абсолютной адресации для удобства копирования в строки матрицы.
=$C$2*C6+$D$2*D6+$E$2*E6+$F$2*F6+$G$2*G6+$H$2*H6+$I$2*I6+$J$2*J6
Формулы в ячейках Р7: Р25 получим путем автозаполнения.
5. Команда Сервис – Поиск решения – откроется диалоговое окно Поиск решения .
6. В поле Установить целевую ячейку укажите ячейку, содержащую оптимизируемое значение (N 6 ). Установите переключатель Равной минимальному значению (требуется найти минимум себестоимости).
7. В поле Изменяя ячейки задайте диапазон подбираемых параметров (переменных), это С2: К2 .
8. Чтобы ввести список ограничений, щелкните на кнопку Добавить. В диалоговом окне Добавление ограничений в поле Ссылка на ячейку укажите диапазоны ограничений, в качестве условий выберите (=, ≥, ≤). В поле Ограничение задайте диапазон, или значение объема ограничений. Ограничения вводятся в любой последовательности.
N8 ≥ M8. – Добавить.
N9 ≥ M9. – Добавить .
N10 ≥ M10 – Добавить.
и т.д. вводим все ограничения.
9. Щелкните на кнопке Параметры и установите флажки «Линейная модель » и «Неотрицательные значения ». ОК.
10. Щелкните на кнопке Выполнить. По завершении оптимизации откроется диалоговое окно Результаты поиска решения. Установите переключатель Сохранить найденное решение .
Можно получить более подробный отчет по результатам оптимизации. Поиск решения предлагает три типа отчетов по результатам оптимизации: Результаты, Пределы, Устойчивость .
Если вас не устраивает найденное решение, то необходимо внести изменения в модель, и повторить процесс поиска решения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белова Т.Н. Экономико-математические задачи оптимизации процессов сельскохозяйственного производства на основе EXCEL – 2000. / Т.Н. Белова. (Достижения науки и техники АПК, № 4 – 2002. 40-44 с).
2. Сергованцев Т.В. Компьютеризация в сельскохозяйственном производстве. /Т.В. Сергованцев, Е.А. Воронин, Т.И. Воловник, Н.Л. Катасонова. – М.: КолосС, 2003. -193-265 с.
3. Тунеев М.М. Экономико-математические методы в организации и планировании сельскохозяйственного производства./М.М. Тунеев, В.Ф. Сухоруков. –М.: Финансы и статистика, 1986. – 144 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение. 3
1. Методические указания по составлению
экономико-математических моделей. 4
2. Лабораторная работа № 1: Расчет оптимальных рационов
кормления сельскохозяйственных животных. 7
3. Лабораторная работа № 2: Расчет оптимального плана
использования заготовленных кормов. 15
4. Решение экономико-математической задачи с использованием
программы MS Excel-98/2000/XP опция «Поиск решения». 17
Литература 19
Широкова Ольга Владимировна,
Медведкова Галина Николаевна
Компьютерные технологии в производстве и переработке продукции животноводства. Методические указания и задания для лабораторных занятий студентов очного и заочного обучения, по специальности 110401 «Зоотехния».
Подписано в печать_____________ Формат 60 х 90 1/16
Бумага писчая. Печать офсетная. Уч.изд. л. 1,3
Тираж 30 экз. Заказ ____________
ФГОУ ВПО
«Приморская государственная сельскохозяйственная академия»
692510, Приморский край, Уссурийск, пр. Блюхера, 44
Участок оперативной полиграфии Приморской ГСХА
692500, Приморский край, Уссурийск, ул. Раздольная, 8