Модельная программа оптимизации использования ресурсов агрофирмы ”Нива”

Министерство  сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь

Учреждение  образования

Белорусский Государственный  Аграрный Технический Университет

Кафедра «МиПЭ  АПК».

Курсовая работа

По предмету: “Экономико-математические методы и модели”.

На тему: “ Модельная программа оптимизации использования ресурсов агрофирмы ”Нива”.

Выполнил: студент  23эи группы           

3 курс ФПУ                                                             С.Н.Пилюка

Проверил: Д.Э.Н. профессор,

член – корр.  ААН РБ                                        И.И. Леньков  

Минск 2003

Содержание:

Введение……………………………………………………………………..3

Глава 1.Особенности моделирования  программы использования ресурсов      многоотраслевого с/х предприятия………………………….6                                         

1.1.Анализ содержания моделей  по оптимизации использования  ресурсов и специализации сельскохозяйственного  предприятия………………………………………………………. ………..6                               

     1.2.Критерии  оптимальности…………………….……………………….18                                                

Глава 2.Моделирование программы  использования ресурсов агрофирмы  ”Нива”……………………………..……………………………………….23

     2.1.Постановка экономико-математической задачи…………………….23

     2.2. Обоснование  исходной информации………………………………..25                    

     2.3.Структурная  экономико-математическая модель…………………...32

     2.4. Развернутая модель….…….....……………………………………….35

      Заключение………………………………………………………………...40                                                                                            

Список использованной литературы……………………………………..41

      Приложение (матрица) 

Введение

      В силу влияния  НТП главные составляющие : производство , труд , средства производства и предметы труда , расщепляются на многие составляющие , которые оказывают существенное влияние на результаты производства. Много вариантность решений по этой причине возрастает. Становится все трудней выбирать правильное решение.

      Старые методы  управления и планирования позволяющие  учесть одновременное влияние  двух , трех элементов производства  не отвечают современным запросам  экономики. Нужны методы или  аппарат управления , позволяющие  учесть одновременное  и разновекторное влияние множества факторов. Таким аппаратом является ЭММ. Кроме этого , новые тенденции в экономике предполагают многоукладность в развитии отрасли , т.е. наличие различных по формам собственности и способам хозяйствования предприятий . А именно многоотраслевых государственных совхозов , кооперативов , АО , личных подсобных хозяйств и т.д.

       Перед наукой  производства стоит задача : как  сочетать эти предприятия , какой  должна быть их доля в общественным  производстве с тем что бы  их эффективность была максимальной.

        Кризисное явление в АПК , характерное  последнему десятилетию , не ослабевает. В течении последних лет рентабельность  с/х предприятий систематически  снижается , а это означает, что  необходимо более быстрыми темпами изменять производственные отношения в с/х , а также систему государственного регулирования .Труженики должны получить право в большей мере присваивать произведенный ими продукт, а также использования средств производства.

          ЭММ  позволяет оценить с точки зрения результатов основные тенденции , выявить приоритеты, реализация которых позволяет повысить окупаемость ресурсов и рентабельность производства.

         Весьма  важной проблемой развития АПК  является кооперация и интеграция.

         Кооперация предполагает , что в производстве конечного продукта участвуют несколько однородных предприятий . Например , работа животноводческого комплекса предполагает его кооперацию с предприятиями поставщиками кормов . Требуется обосновать размеры отраслей кооперирующихся хозяйств , объем поставок, цены при которых бы ресурсы каждого из предприятий использовались эффективно, а общий эффект был максимальный.

         Остра проблема  интеграции. Актуальность ее в  том , что в последние годы  переработчики сырья пользуясь своим монопольным правом снижают цены на сырье , что привело к искусственному перераспределению прибыли в пользу переработчиков. Интеграция предполагает совмещение производства сырья и переработки, призвана отрегулировать экономические отношения партнеров, сделать их взаимовыгодными .Отсюда обоснование сырьевых зон перерабатывающих предприятий, объемов поставок, экономических параметров сотрудничества, меняются условия повышения эффективности АПК в целом.     

      ЭММ   это процесс изучения объекта , явления с помощью количественных методов . Объектом моделирования , предметом курса является производственные силы и производственные отношения характеризующиеся с количественной стороны . В основе этого изучения лежит знание сущности объекта , по информации которого решаем задачу. Объектами же будут процессы , различные предприятия ,  отрасли, хозяйственные формирования, производственные и территориальные комплексы.

        Моделирование предполагает построение  ЭММ или задачи и решение  ЭММ.

Под методами понимается программа  вычислений , обеспечение нахождения наилучшего , т.е. оптимального решения  задачи, условия которых записаны в виде уравнений и неравенств , объединенных в систему и подчиненных  цели.

        По степени  детализации ЭММ можно расчленить на 2 группы: структурные и развернутые.

        Развернутая  модель это сама задача , она характеризует объект.

        Структурная  ЭММ   состоит из системы математических соотношений, каждая из которых описывает наиболее важную сторону функционирования объекта. Структурная модель есть инструмент для построения развернутой, т.е. для построения задачи.

 Главная цель изучения  предмета - научиться описывать функционирование  объекта, уметь на основе структурной  модели построить задачу. Техническая сторона решения задачи осуществляется на ПК.

Глава 1.Особенности моделирования программы использования ресурсов      многоотраслевого с/х предприятия.

1.1.Анализ моделей  специализации и сочетания отраслей  предприятий сельского хозяйства.

Рассмотрим модель оптимального сочетания и специализации отраслей СХП, которая предложена  М.М.Тунеевым и В.Ф.Сухоруковым.

Постановка задачи формулируется следующим образом: определить такие размеры отраслей хозяйства, которые при имеющихся ресурсах обеспечивают безусловное выполнение государственных плановых заданий по продаже продукции и оптимальный производственный результат в соответствии с принятым критерием оптимальности.

В данной задаче приемлемыми  критериями оптимальности могут  быть максимум прибыли или чистого дохода, максимум валовой или товарной продукции, максимум валового дохода. Критерием оптимальности может быть также минимум материально-денежных затрат при условии обязательного фиксирования объема всех видов производимой продукции. В исследовательских целях следует решать задачу последовательно по каждому из критериев оптимальности с тем, чтобы дать затем сравнительную оценку решений но комплексу показателей их экономической эффективности и выбрать наилучшее решение. Но в практических целях, на наш взгляд, лучше решать задачу на максимум прибыли, поскольку этот показатель наиболее полно отвечает целям конкретного хозяйства.

Критерий минимума производственных затрат позволяет определить размеры  неиспользованных ресурсов, если таковые  в хозяйстве имеются.

В системе экономико-математических моделей на уровне хозяйств модель сочетания отраслей является основной: с небольшими изменениями могут  решаться самые различные задачи как для хозяйства в целом, так и для отдельных его подразделений.

Если для углубленного экономико-математического анализа хозяйства задача решается по данным за прошедшие годы, то используется только отчетная информация. Но, как правило, задача решается либо на текущий плановый период, либо на перспективу при разработке пятилетних планов или планов организационно-хозяйственного устройства и социального расширения колхозов и совхозов. В этом случае используется планово-нормативная информация, которая должна строго соответствовать принятому периоду планирования.

Рассмотрим систему  переменных и ограничений.

В организационно-экономическом  смысле отрасль сельского хозяйства  представляет собой часть производства, в которой производятся один или  несколько родственных продуктов, отличающихся техникой, технологией и организацией производства.

Однако для разработки экономико-математической задачи оптимизации  сочетания отраслей такое понятие «отрасль» не подходит, так как количество искомых переменных величин было бы слишком мало и решение задачи не позволило бы определить целесообразные культуры и виды животных и конкретные хозяйства. Поэтому в экономико-математическом смысле подотраслью необходимо понимать такую часть производства, которая отличается от другой хотя бы одним из следующих признаков:

1. видом конечной продукции, направлением использования продукции,
2. сроками созревания и реализации продукции,
3. степенью интенсивности производства продукции,
4. особенностями технологии и организации производства продукции.     

Такое представление  дает возможность включать в задачу именно такие переменные, которые различаются между собой как по названию, так и но нормативам затрат и выхода продукции. Это имеет большое значение для определения точного количественного значения переменной величины.

Отметим некоторые общие  моменты, от которых зависит количество переменных величин в конкретной задаче. Это традиционно развиваемые в данном хозяйстве сельскохозяйственные культуры и виды животных; те культуры и животные, для разведения которых в хозяйстве имеются благоприятные условия; удельный вес отрасли и ее значение в экономике данного хозяйства. Например, если в хозяйстве основная отрасль — овощеводство, то площади каждой овощной культуры рассматриваются в задаче отдельной переменной величиной. Если же овощеводство занимает в хозяйстве небольшой удельный вес, то все овощные культуры можно показать агрегированно одной переменной величиной.

Следует отметить, что  на количество переменных влияет также  взаимосвязь между переменными внутри одной отрасли. Если такой взаимосвязи нет, то переменные можно выделить просто: при наличии взаимосвязи в ограничениях задачи необходимо отразить эту взаимосвязь либо показать отрасль агрегированно. Например, в отрасли скотоводства имеются различные половозрастные группы животных с разными нормами затрат ресурсов и разным выходом продукции,

Каждую группу животных можно показать отдельной переменной, но при этом отметить их взаимосвязи.

Если поголовье всех групп животных обозначить одной  переменной в условных единицах поголовья животных, то нормативы затрат и выхода продукции рассчитываются на такую условную единицу.

Кроме основных переменных, означающих искомые отрасли хозяйства, в задачу могут быть включены вспомогательные переменные, которые позволяют получить в процессе решения задачи дополнительную информацию, не прибегая к дополнительным расчетам, например расчет потребности в удобрениях и любых других ресурсах, значения которых заранее неизвестны.                     

Количество ограничений  в задаче может быть различным  и зависит от характера задачи, специализации хозяйства и многих других факторов. Возможны следующие группы ограничений:

1. по использованию имеющихся производственных ресурсов (суммарные затраты ресурсов не могут превышать их наличия в хозяйстве);
2. по ресурсам, производимым и потребляемым в хозяйстве (как правило, это различные корма и органические удобрения). Так, эта группа ограничений позволяет увязать такие отрасли, как растениеводство и животноводство. Смысл этих ограничений заключается в том, что суммарные затраты производственных ресурсов (например, кормов) могут быть не больше их производства плюс покупка, если она предусмотрена хозяйством;
3. по соотношению между площадями посевов сельскохозяйственных культур, поголовьем животных и т. д. Эта группа ограничений необязательна и вводится,
4. если логически или практически намечается явное преобладание одних отраслей над другими;
5. по производству гарантированного объема продукции.
6. Необходимость этой группы ограничений обусловлена обязательным к выполнению планом продажи хозяйством продукции государству;
7. по определению расчетных величин. Эти ограничения не оказывают никакого влияния на результат решения задачи, поскольку являются уравнениями, в которых левая часть представляет собой сумму произведения коэффициентов какого-либо экономического показателя на значение основных переменных величин, а правая часть — искомая расчетная величина в виде вспомогательной переменной или отраженной переменной величины.

В моделях подобного  типа необходимо учитывать сезонность производства, в большей степени  проявляемую в производстве и расходовании кормовых ресурсов. Как правило, корма производятся в планируемом году, но потребляются частично в том же году, а частично в следующем до получения нового урожая. Этот фактор учитывается в ограничениях только в тех случаях, когда задача решается на текущий плановый период и возможен сбор достоверной информации о наличии кормов на начало года, движении поголовья животных и т. д. Если же задача решается на перспективу, то она может включать данные лишь за один год.

Исходная информация. Успех разработки и решения экономико-математической задачи сочетания отраслей зависит во многом от достоверности, полноты и точности исходной информации. Поэтому в процессе разработки задачи дополнительные усилия, направленные на сбор и обработку этой информации, будут способствовать получению качественного и практического приемлемого решения. Для данной модели необходима следующая информация:

1. Перечень переменных.
2. Объемы производственных ресурсов.
3. Нормы затрат производственных ресурсов в расчете на единицу      измерения переменной величины (на 1 га, 1 голову скота, 1 ц продукции).
4. Нормы выхода продукции в расчете на 1 га или 1 голову скота.
5. Расчет гарантированного объема продукции.
6. Требования к соотношению площадей посева некоторых сельскохозяйственных культур.
7. Себестоимость продукции и цены ее реализации.

Теперь рассмотрим сущность модели сочетания и специализации  отраслей представленной И.И. леньковым.

    На современном  этапе развития производительных  сил при планировании на основе экономико-математической модели важно отразить в задачах новые условия, вытекающие из кооперирования сельскохозяйственных предприятий и агропромышленной интеграции. Осуществляется кооперирование в различных формах и отраслях: в области использования материально-денежных средств, строительства объектов, производства отдельных видов продукции и т.д. При этом во всех случаях результаты производственной деятельности одних предприятий в значительной мере зависят от состояния производства других. В этих условиях необходимо ввести дополнительные, координирующие условия, конкретное содержание которых вытекает из особенностей кооперирования.

Рассмотрим основные ограничения , которые используются при решении задачи, и их содержание.

Площадь использованных сельскохозяйственных угодий  не превышает их наличие с учетом трансформации. При этом площадь сельхозугодий после трансформации включает размер ее до трансформации, перевод других угодий в данное и за вычетом площади данного угодья, переведенной в другие.

Размер отрасли включает минимальный размер и величину превышения сверх минимума. Однако максимальный размер отрасли ограничен. Учитываем, что в соответствии с требованиями технологии имеют место соотношения (пропорции) как между группами отраслей , так и между отдельными из них.

Расход труда на производство сельскохозяйственной продукции за вычетом его экономии вследствие повышения размеров отраслей сверх  минимального уровня не превышает запасы собственного труда, обеспеченные и  необеспеченные фондами соцкультбыта и привлеченного. Ресурсы труда, не обеспеченные фондами соцкультбыта и привлеченные со стороны ограничены.

Расход основных кормов по минимальной норме плюс добавка, за вычетом экономии, не превышают  собственное производство, плюс покупку, плюс поступление кормов от кооперирующихся предприятий, минус передачу их в эти хозяйства и расход на внутрихозяйственные нужды.

Потребность в кормах животного происхождения определяется в процессе решения задачи. Выход  побочных кормов достаточен для удовлетворения потребностей предприятия.

Добавка отдельных кормов к минимальной норме на все  поголовье не должна превышать в  расчете на голову животных максимально  возможной нормы скармливания. Приобретение кормов лимитировано.

Ограничение по балансу  питательных веществ идентично соответствующему по балансу основных кормов.

Разность между нормативной  потребностью в питательных веществах  и содержанием их в рационе  по минимуму не превышает содержание соответствующих веществ в добавках .

Поголовье собственного молодняка и приобретенное в других хозяйствах используется внутри хозяйства и для реализации в другие хозяйства. Лимитированы приобретение и реализация в другие предприятия.

Удвоенная среднегодовая  прибыль включает прибыль от отраслей растениеводства и животноводства, от межхозяйственных производственных связей по труду, кормам и молодняку животных, а также фактическую прибыль и используется для развития отраслей и других сфер деятельности предприятия.

Основные производственные фонды для развития основных отраслей, ввод в действие фондов соцкультбыта формируется за счет переходящих, прибыли предприятия и кредита.

Объем товарной продукции  расчленен на договорные поставки и  рыночный фонд. Сумма кредита лимитирована.

И.И.Леньков в своей  книге предлагает ниже описанную  экономико-математическую модель сочетания и специализации отраслей с/х предприятий.

Перечень переменных задачи ограничивается культурами и  отраслями, развитие которых по данным анализа эффективно в исследуемый  период или может быть таковым  в перспективе. При этом исключаем отрасли, развитие которых противоречит сложившейся специализации. Например, овцеводство в условиях пригородного хозяйства и другие.

По отдельным отраслям вводим столько переменных, сколько  способов использования продукции. Например, зерновые продовольственные и зерновые фуражные и т.д. При этом учитываем, что часть продукции продовольственной культуры будет использоваться на корм, а часть выделяем на семена (по зерновым, картофелю).

Важным ресурсом, ограничивающим производство продукции, является рабочая сила. Для определения общих ресурсов труда необходимо по фактическим данным за ряд лет выявить тенденции их изменения, эти тенденции можно перенести на перспективу. При определении общих ресурсов труда учитываем возможность увеличения выработки в расчете на среднегодового рабочего. Рост квалификации работников, повышение фондо- и энерговооруженности труда существенно увеличивают его роль в результатах производства, использование труда нельзя отделять от мероприятий по созданию условий для нормального его воспроизводства, что в первую очередь проявляется через создание фондов соцкультбыта. В связи с этим общие ресурсы труда следует подразделить на ту часть, которая обеспечена фондами соцкультбыта и которая таковыми не обеспечена. В процессе решения задачи должно предусматриваться определение средств для обеспечения всей используемой в предприятии рабочей силы фондами соцкультбыта.

Поскольку дефицит труда проявляется  в напряженные периоды года то наряду с ограничением по использованию годового труда следует ввести ограничение на труд в напряженный период (периоды). Для вновь создаваемых хозяйств или изменяющих свою специализацию ограничение по труду рассчитывать сложно. В этом случае в задаче по обоснованию специализации и сочетания отраслей рассчитывается общая потребность в труде, которая не превышает наличие труда в отчетный период.

Затраты труда по отдельным культурам  и отраслям в напряженный период определяются по технологическим картам. Однако в расчете на отдаленную перспективу это ограничение не всегда используется.

Важнейшими ресурсами сельскохозяйственных предприятий являются сельскохозяйственные угодья. Возможности трансформации последних зависят от конкретных условий хозяйства. Если перевод одних угодий в другие (лучшие по качеству) возможен, то в этом случае необходимо обосновать предельные размеры трансформации. Конкретные площади будут определены после решения задачи. При отсутствии указанных возможностей площади сельскохозяйственных угодий на перспективу не изменяются, намечаются мероприятия по качественному улучшению угодий.

Материальной основой программы  развития предприятия являются и  производственные фонды. Их объем в расчете на единицу стоимости товарной продукции устанавливаем по однотипным предприятиям. Исходной базой этого норматива может стать фактическое значение показателя по однотипным предприятиям с устойчивой специализацией.

Важнейшим показателем исходной информации модели по оптимизации специализации  и сочетания отраслей сельскохозяйственного предприятия является урожайность сельскохозяйственных культур. При этом урожайность зерновых культур является генеральным ориентиром, показателем, в значительной мере отражающим состояние технологии и организации производства. Урожайность зерновых и продуктивность скота могут быть рассчитаны по данным трендовых или пространственно-временных корреляционных моделей (КМ), а урожайность других культур — на основе КМ, описывающих соотношение их урожайности с урожайностью зерновых по хозяйствам определенного производственного типа с устойчивой специализацией. При этом следует иметь в виду, что темп прироста урожайности зерновых культур не должен существенно опережать темп прироста стоимости товарной продукции.

Затраты на единицу измерения отрасли, себестоимость единицы продукции и другие показатели следует определять по немногофакторным (двух-, трехфакторным) корреляционным моделям. В них одним из факторов может являться фактическое значение показателя на начало планового периода, один-два других   —   урожайность   сельскохозяйственной   культуры (продуктивность животного или природных кормовых угодий) и другие.

Важным показателем перспективной  производственной программы является структура кормопроизводства. Она зависит от видов и количества скота, а также рационов кормления. Первым этапом в обосновании рационов кормления являются расчет потребности питательных веществ на 1 голову вида или половозрастной группы скота и определение норм по скармливанию отдельных видов кормов.

Норма расхода питательных веществ, а также ограничения по скармливанию кормов должны отражать достигнутый уровень развития животноводства и рекомендации науки. Важно учесть сложившиеся показатели при планировании на ближайшую перспективу. Надо выявить и количественно выразить устойчивые тенденции в изменении расхода питательных веществ на единицу продукции и с учетом полученных данных определить нормы их на единицу измерения переменных.

Перспективным направлением определения  параметров кормления является использование корреляционных моделей. Ограничения по скармливанию отдельных кормов определяются по данным их расхода за ряд последних лет. Полученная на этой основе минимальная норма скармливания принимается в качестве ограничения, если она по абсолютной величине не ниже допустимой по зоотехническим нормам. В качестве максимальной нормы можно взять фактическую за какой-то год, однако не превышающую максимально допустимую по данным зоотехнической науки. При расчете на отдаленную перспективу нормы расхода питательных веществ и ограничения по скармливанию отдельных кормов определяем по нормативам, рассчитанным применительно к конкретным условиям.

Важным условием научного планирования развития экономики хозяйства является обоснование размеров отраслей в соответствии с их технологическими особенностями, вытекающими из требований севооборотов. Необходимо ограничить размеры посевных площадей отдельных культур, исключая нарушение ротации сельскохозяйственных культур в севооборотах. Например, площадь льна, картофеля и других культур. При наличии трансформации земель максимальные площади посева отдельных культур или групп культур рассчитываем по отношению к площади пашни после трансформации. При наличии пропорциональности площадей культур или размеров отраслей это необходимо отразить в условиях задачи.

Соблюдение народнохозяйственных интересов должно обеспечиваться за счет выполнения договорных поставок и продажи продукции на рынке. Возможный объем договорных поставок может быть обоснован путем решения задачи по размещению сельского хозяйства в районе или более крупной административной единице.

Главным источником формирования основных производственных фондов является прибыль. В процессе решения задачи рассчитываем сумму прибыли за весь плановый период, а по данным хозяйств производственного типа определяем долю стоимости фондов в сумме капитальных вложений. Совокупность переходящих производственных фондов, кредита и прибыли дает главные источники формирования материально-технической базы. Фондоемкость отраслей растениеводства рассчитываем по технологическим картам, отраслей животноводства — по данным стоимости типовых помещений.

Для выяснения очередности  освоения капитальных вложений условия по фондам следует записать по главным отраслям или группам однородных отраслей.

На современном этапе  развития производственных сил при планировании на основе экономико-математической модели важно отразить в задачах новые условия, вытекающие из кооперирования сельскохозяйственных предприятий и агропромышленной интеграции.

1.2.Критерии оптимальности                                                

Выбор критерия оптимальности  диктуется экономической сущностью решаемой задачи. Он должен быть обоснован теоретически и соответствовать требованиям математического метода решения задачи и удовлетворять потребности практического планирования. Критерий оптимальности формулируется в виде функции от входных и выходных переменных и параметров задачи, значение которой достигает максимума или минимума при данных условиях, учтенных в модели. Эту функцию называют целевой, так как она выражает количественную меру цели.