Оптимизация производственной структуры колхоза «Победитель» Тужинского района

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО  Вятская государственная сельскохозяйственная академия

 

Кафедра статистики и математического моделирования  экономических процессов

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТЕ ПО МАТЕМАТИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ  ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ

 

Тема: «Оптимизация производственной структуры колхоза «Победитель» Тужинского района»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

 

Руководитель: Пархачев Андрей Валерьевич

 

 

 

 

 

 

Киров 2011

 

Оглавление

Введение……………………………………………………………………….3

1. Теоретические основы производственной структуры предприятия……5

1.1. Понятие производственной структуры и ее оптимизация…………….5

1.2. Экономико-математическая  модель оптимизации производственных ресурсов………………………………………………………………………………8

2. Обоснование нормативной  базы экономико-математической модели по оптимизации производственной структуры…………...………………………....11

2.1. Обоснование нормативов  выхода продукции в растениеводстве….11

2.2. Обоснование нормативов  затрат производственных ресурсов………17

2.3. Матрица экономико-математической модели по оптимизации производственной структуры……………………………………………………...21

3. Анализ экономической  эффективности оптимального плана  производственной структуры предприятия………………………………………31

3.1. Анализ оптимальной производственной структуры………………….31

3.2. Анализ использования производственных ресурсов…………………33

3.3. Экономическая эффективность  оптимальной производственной структуры…………………………………………………………………………...36

Выводы и предложения……………………………………………………..38

Список литературы…………………………………………………………..40

Приложения………………………………………………………………….41

 

Введение

Рациональная  организация производства сельскохозяйственного  предприятия имеет важное значение в настоящее время, когда происходит сокращение производства, наиболее важным становится найти те возможности, те ресурсы, которые бы восстановили уровень и темпы развития производства. Оценив эффективность своей деятельности, сельскохозяйственные предприятия могут выбрать экономически выгодное направление, которое бы соответствовало возможностям предприятия и сложившимся экономическим условиям.

Для своевременного принятия правильных решений по управлению предприятиями необходимо быстро и  качественно производить анализ изменяющейся ситуации. Для количественной оценки взаимозависимости необходимо объекты экономической природы представить в достаточно строгой математической форме. Из этого следует, что возникающие в практической деятельности предприятий ситуации должны быть смоделированы. Анализ результатов исследования моделей позволяет получить варианты наиболее целесообразных решений по управлению предприятиями.

Экономико-математическое моделирование оптимизации производственной структуры позволяет определить оптимальную структуру производства на год прогноза, при котором будет  обеспечено выполнение гарантированных объемов производства конечных видов продукции с учетом имеющихся в наличии производственных ресурсов с тем, чтобы получить наилучший экономический эффект.

Объектом исследования является колхоз «Победитель» Тужинского района.

Целью курсовой работы является определение оптимальной производственной структуры колхоза «Победитель», которая направлена на максимизацию денежной выручки от реализации продукции.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие  задачи:

- обоснование  нормативов выхода продукции в растениеводстве;

- обоснование  нормативов затрат производственных  ресурсов;

- составление  матрицы экономико-математической  модели по оптимизации производственной  структуры;

- анализ оптимальной  производственной структуры;

- анализ использования  производственных ресурсов;

- экономическая  эффективность оптимальной производственной  структуры.

В работе применяются  методы системного анализа эффективности  производственной деятельности и методы системного управления производством, а также оптимизационная модель развития предприятия, детерминированные модели связи.

 

1. Теоретические  основы производственной структуры  предприятия

1.1. Понятие  производственной структуры и  ее оптимизация

 

Процесс производства основывается на определенной технологии, в соответствии с которой,  происходит трансформация ресурсов в продукцию. Совокупность взаимодействующих ресурсов, производственных технологических процессов и конечной продукции представляет из себя систему. Отдельные сельскохозяйственные предприятия обладают всеми чертами производственной системы. В фиксированный момент развития системы эффективность ее функционирования определяется ее производственной структурой. Производственная структура сельскохозяйственного предприятия – это закономерная, устойчивая связь и взаимоотношение всех отраслей и элементов производства в определенный период времени.

Под оптимальной  производственной структурой сельскохозяйственного  предприятия понимают такие количественные соотношения между отдельными отраслями, которые, обеспечивая выполнение плановых заданий по продаже продукции, позволяют наиболее полно и эффективно использовать наличные и дополнительно вовлекаемые производственные ресурсы и получить наивысший экономический эффект.

Отрасль – это  часть производства, отличающаяся от других предметами и орудиями труда, технологией, организацией и конечным продуктом.

По своему экономическому значению выделяют следующие группы отраслей:

1. Основные, которые определяют специализацию предприятия.

2. Дополнительные, позволяющие более полно использовать ресурсы для производства конечной продукции. Они являются конкурентами основных отраслей.

3.  Сопряженные отрасли. Они служат для повышения эффективности основных отраслей. Их развития требует технология основного производства (предшественники в севообороте, группы животных, производство органических удобрений для растениеводства).

4. Утилизирующие отрасли. За счет утилизации побочной продукции и отходов других отраслей повышается эффективность производства.

В моделировании  понятие отрасли детализируется путем подразделения их на виды деятельности, отличающиеся друг от друга не только конечным продуктом, но и способом и сроком использования. Например: озимые зерновые на товарные цели, озимые зерновые на семена, озимые зерновые на фураж, озимые зерновые на зеленый корм и т.п.

Все отрасли  растениеводства подразделяются на товарные и фуражные, в животноводстве отрасли подразделяются по половозрастным группам животных и способам их использования  в воспроизводстве стада (по КРС  – молочное стадо, нетели, молодняк старше одного года на племя, молодняк старше года на мясо, молодняк до года на племя и на мясо).

Второй составной  частью производственной структуры  является совокупность элементов производства, представляющих собой часть отрасли, виды деятельности, не обладающими всеми признаками отрасли. В качестве основных элементов выступает техника, технология и организация производства. Поэтому можно выделить техническую, технологическую и организационную структуры предприятия. Соответствие устанавливается наличием связи между ними. Они представляются в виде системы ограничений, условий задачи.

Технологические связи выражаются условиями по структурным  соотношениям в оборотах стада, в  севооборотах, в отношениях между  отраслями. Различные технологические  варианты производства продукции, развития отрасли учитываются путем введения по каждой отрасли нескольких переменных.

Технические связи  проявляются во взаимосвязке технических  средств между собой. Соотношение  между основными и оборотными средствами, между тракторами и рабочими сельхозмашинами и т.д. Это отражается ограничениями  по использованию важнейших основных средств (по использованию ДТ – 75, по использованию коровников и т. п.).

Организационные связи характеризуют производственно-экономические  отношения между отдельными внутрихозяйственными подразделениями. Они выражаются в форме обмена и распределения продукции, работ и услуг. Определение рационального варианта организационной структуры основывается на внутрихозяйственной специализации производства и размещением отраслей.

Производственная  структура может иметь множество  вариантов отраслевой, технической  и организационной структуры. Варианты могут отличаться размерами и  составом отраслей, распределением между  ними производственных ресурсов, различиями в построении организационной структуры.

Модель оптимизации  производственной структуры дает возможность  определять 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 объемов производства продукции, опираясь на фактические данные за предшествующие годы.

Оптимизация производственной структуры позволяет из множества  сбалансированных вариантов развития производства выбрать тот, который в наибольшей степени соответствует постоянной цели производства.

 

1.2. Экономико-математическая  модель оптимизации производственных  ресурсов

 

Постановка  задачи: определить оптимальную производственную структуру сельскохозяйственного предприятия на 2010 год, то есть площади сельскохозяйственных культур, естественных угодий и поголовье всех половозрастных групп животных, при которых выполняются гарантированные объемы производства растениеводческой и животноводческой продукции, удовлетворяются потребности отраслей животноводства в кормах, при имеющейся в наличии производственных ресурсах, чтобы получить максимум выручки.

При решении  данной задачи определяется оптимальная  структура посевных площадей, которая обеспечит безусловное выполнение договорных обязательств по реализации продукции сельскохозяйственных культур, обеспечит сбалансированные рационы кормления животных, гарантировать удовлетворение потребностей всех животных в зеленом корме на протяжении всего пастбищного периода.

Для математической записи задачи используются следующие  индексы:

i- номер, означающий вид производственного ресурса (iεI);

j- означающий вид деятельности (jεJ);

J₁- подмножество номеров, означающих отрасли растениеводства (J₁εJ);

J₂ – подмножество номеров, означающих отрасли животноводства

(J₂εJ);

K – номер, означающий способ использования продукции или способ пополнения производственных ресурсов (KεK);

S – номер, означающий вариант организации севооборотов, рекомендованных к освоению (SεS).

Переменные:

X_j – размер j –го вида деятельности для производства конечной продукции, товарной отрасли;

X_jk- размер j-го вида деятельности, продукция которой используется k- тым способом;

X_ik –объем пополнения i – го вида ресурса k-ым способом;

Xs – площадь S – го варианта севооборота.

Технико-экономические  коэффициенты:

V_ij – выход i –ой продукции с единицы j-товарной отрасли;

V_ijk- выход i-го вида продукции с единицы j-го вида деятельности, продукция которого используется k-м способом;

V_ik – содержание i –го вида продукта в единице приобретаемого ресурса k-м способом;

A_ij – затраты i-го ресурса на единицу j –го товарного вида деятельности.

A_ijk – затраты i –го ресурса на единицу j –го вида деятельности, продукция которого используется k-м способом;

A_ik – затраты i –го ресурса на приобретение единицы производственного ресурса k-м способом;

a_js – доля j –го сельскохозяйственной культуры в s –м варианте севооборота;

П_i – гарантированной объем производства i-го вида продукции;

Ai – наличие  i – го вида ресурса на предприятии;

A_ij^min , Aij^min – минимально возможное и максимально допустимое содержание i – го питательного вещества в рационе j – ой группы животных;

 Вj_k^min, Вj_k^max – минимально допустимое и максимально возможное содержание k-ой группы кормов в рационе j-ой группы животных;

D_ik- максимально допустимое приобретение i-го ресурса k- ым способом;

С_j – норматив эффективности с единицы j- го вида деятельности.

Математическую задачу можно  записать в следующем виде:

Найти такие неотрицательные  значения переменных

, чтобы функция  F= , при ограничениях:

1. По использованию  производственных ресурсов ;
2. По площадям сельскохозяйственных культур в севооборотах

     ( )

3. По производству и использованию кормов

4. По производству и потребности отдельных групп кормов

5. По гарантированным объемам производства товарной продукции

6. По максимуму приобретения ресурсов

 

2. Обоснование  нормативной базы экономико-математической  модели по оптимизации производственной  структуры

2.1. Обоснование  нормативов выхода продукции в растениеводстве

Урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность животных являются определяющими для всех других показателей хозяйственной  деятельности. От выхода продукции  зависит расход производственных ресурсов и показатели экономической эффективности.

Прогноз выхода продукции растениеводства можно  вести несколькими методами:

1 группа методов  – урожайность обосновывается  как средневзвешенная за 5 лет  – по данному хозяйству и  с учетом достигнутого уровня  и ведением агротехнических приемов, повышающих урожайность.

2 группа методов –  использование нормативов, разработанных  различными научно-исследовательскими  учреждениями.

3 группа методов –  планирование выхода продукции  экстрополированием. При этом используется  способ скользящей средней, среднегодовые темпы прироста урожайности и временные функции. Прогнозируемая урожайность У_пр определяется:

У_пр = У_п(1+рт), где

У_п – средневзвешенная урожайность за 5лет;          

т – период прогнозирования (3-5 лет);

р – средний темп прироста урожайности.

                р=

Недостатки  данного способа в том, что  принимается равномерный рост урожайности. Поэтому лучше использовать временные  функции.

Временная функция представляет уравнение зависимости урожайности  на год прогноза от достигнутого среднего уровня и количества лет прогноза. При этом могут использоваться уравнения прямой и разных кривых линий.

у=а+bt  - уравнение прямой,

у=а+bt+ct2  - парабола 2го порядка,

e=a+bt+ct2+dt3 – парабола 3го  порядка,

у=аеbt  - экспонента  и  т.п.

Выбор формы зависимости  производится по статистическим характеристикам  модели:

а) функция, наиболее точно  отражающая аналитическую зависимость, выбирается на основе среднего коэффициента аппроксимации, который показывает на сколько процентов в среднем  значение результативного признака отклоняется от теоретического. Он должен быть наименьшим;

б) среднеквадратическое отклонение остатков должно иметь  наименьшее значение;   

в) рассматривается корреляционное отношение, характеризующее долю изменения  результата за счет фактора (чем больше, тем лучше);

г) сравниваем с табличным  расчетное значение коэффициента автокорреляции, если оно больше табличного, то данную функцию использовать нельзя, так  как наблюдается явление автокорреляции;

д) F-критерий должен превышать табличное значение. Он используется для оценки значимости полученных коэффициентов регрессии;

е) Т – критерий достоверности. Он должен превышать табличное значение.

В данной курсовой работе был  проведен прогноз урожайности озимой ржи, картофеля, продуктивности молочного стада и среднесуточного прироста живой массы молодняка КРС.

Для анализа  и прогнозирования урожайности  озимой ржи наиболее подходит парабола третьего порядка (Приложение А): средний  коэффициент аппроксимации минимальный  – 0,023; корреляционное отношение максимальное – 0,931; Т-критерий корреляционного отношения больше табличного; среднеквадратическое отношение остатков наименьшее – 0,577; нормальность распределения отклонений – 1,151; не совсем удовлетворяет коэффициент автокорреляции – 0,364.

Подставим коэффициенты регрессии в выбранную модель:

У=15,727+0,137Х+0,019Х²+0,001Х³

Коэффициенты  регрессии А1,А2,А3 отражают среднее  значение эффективности использования  фактора Х в данной выборке.

Прогноз урожайности по данной модели составит 20,827 ц/га.

Рисунок 1 – Динамика урожайности  озимой ржи за 2001-2010гг.

Однофакторная модель по урожайности картофеля (Приложение Б) будет иметь вид:

Y=59,56+13,371Х-2,313Х²+0,122Х³

Прогноз урожайности картофеля  составит 89,627 ц/га.

Рисунок 2 – Динамика урожайности картофеля за 2001-2010 гг.

Однофакторная модель по продуктивности молочного  стада (Приложение В) будет иметь вид:

Y=2734,3+9,393Х+0,995Х²+0,132Х³

Прогноз продуктивности молочного стада составит 3134,133 кг.

Рисунок 3 - Динамика продуктивности коров за 2001-2010гг.

Однофакторная модель по среднесуточному приросту молодняка крупного рогатого скота (Приложение Г) имеет вид:

Y=303,633+21,381Х-2,818Х²+0,149Х³

Прогноз среднесуточного  прироста молодняка крупного рогатого скота составит 396,133г.

Рисунок 4 - Динамика среднесуточного прироста крупного рогатого скота за 2001-2010 гг.

Более эффективно при прогнозировании  выхода продукции использовать 4-ю  группу методов – нормативно-ресурсные. Они предусматривают расчет многофакторных экономико-статистических моделей. Ибо однофакторные модели (временные функции) включают только один фактор – время, который объединяет в себя и объективные и субъективные факторы. Степень их влияния на результат различна. Это необходимо учитывать при планировании урожайности.

 

Таблица 1 - Фактически достигнутый  уровень урожайности     сельскохозяйственных культур и продуктивности  

Сельскохозяйственные  культуры (животные)	Средневзвешенная  урожайность (продуктив-ность) за 2008-2010 гг	Урожайность (продуктивность) за последние 3 года			Экстремальная продуктивность (урожайность) за последние 10 лет		Урожай-ность (продуктив-ность) по средне-годовому темпу прироста
		2008	2009	2010	min	max
Зерновые:
- озимая рожь, ц/га	16,4	16,2	15,0	18,0	14,3	21,5	19,1
- яровая пшеница,  ц/га	23,8	27,0	17,0	27,3	17,0	28,3	24,2
- яровой ячмень, ц/га	18,5	17,5	17,8	20,1	17,0	24,5	22,5
- овес, ц/га	24,5	26,3	20,1	27,1	19,3	28,1	25,6
Картофель, ц/га	86,9	85,2	89,1	86,3	53,0	92,0	88,6
Кормовые корнеплоды, ц/га	48,3	53,2	46,8	45,0	35,1	49,8	36,7
Многолетние травы:
- на зеленую  массу, ц/га	92,3	92,5	90,3	94,0	90,1	94,5	94,5
- на сено, ц/га	20,8	21,4	19,5	21,4	19,3	22,0	20,8
- на силос,  ц/га	85,0	85,4	83,2	86,3	82,7	87,7	86,3
- на сенаж,  ц/га	84,7	86,0	83,0	85,0	82,1	87,7	83,2
- на выпас, ц/га	58,2	59,1	55,4	60,0	53,2	63,2	59,5
Однолетние  травы:
- на зеленую  массу, ц/га	68,7	70,0	68,2	68,0	63,0	71,2	65,7
- на сено, ц/га	15,2	15,0	14,9	15,7	14,3	17,5	16,3
- на силос,  ц/га	64,0	65,3	62,8	64,0	60,2	67,8	62,1
Озимая рожь на зеленый корм, ц/га	92,8	95,1	90,2	93,0	87,3	95,2	89,7
Сенокосы, ц/га	11,1	10,2	11,3	11,8	10,0	14,5	13,6
Пастбища, ц/га	36,2	36,5	37,2	35,0	32,1	39,8	33,9
Удой молока на 1 среднегодовую корову, кг	2857	2730	2950	2891	2700	3220	3106
Среднесуточный  прирост живой массы молодняка, г	352	320	391	335	325	382	376
Среднесуточный  прирост живой массы свиней, г	312	340	300	297	248	353	251

В таблице 1 представлена урожайность сельскохозяйственных культур за последние 3 года и продуктивность животных, рассчитана их средневзвешенная величина за 3 года, а также средние темпы роста. Анализируя таблицу, можно сделать вывод, что по одним культурам урожайность растет,  а по другим снижается. Это объясняется несоблюдением сроков посева культур, неправильным уходом, погодными условиями. Продуктивность животных имеет тенденцию к увеличению, и можно сделать вывод, что продуктивность на 2011г также возрастет.

На основе сопоставления  всех методов моделирования определяется плановый норматив урожайности (продуктивности), который является исходным показателем для обоснования всех последующих норм выхода продукции и затрат.  

Таблица 2 - Нормы выхода продукции при различных методах его обоснования

Сельскохозяйственные  культуры (животные)	При сохранении фактических темпов изменения		Средневзвешенная величина за 3 лет	Принятый за основу плановый норматив
	по средне-годовому темпу прироста	по времен-ным  функциям
Зерновые:
- озимая рожь, ц/га	19,1	20,827	16,4	21,0
- яровая пшеница,  ц/га	24,2	-	23,8	25,0
- яровой ячмень, ц/га	22,5	-	18,5	23,0
- овес, ц/га	25,6	-	24,5	26,0
Картофель, ц/га	88,6	89,627	86,9	90,0
Кормовые корнеплоды, ц/га	36,7	-	48,3	50,0
Многолетние травы:
- на зеленую  массу, ц/га	94,5	-	92,3	95,0
- на сено, ц/га	20,8	-	20,8	21,0
- на силос,  ц/га	86,3	-	85,0	87,0
- на сенаж,  ц/га	83,2	-	84,7	86,0
- на выпас,  ц/га	59,5	-	58,2	60,0
Однолетние  травы:
- на зеленую  массу, ц/га	65,7	-	68,7	70,0
- на сено, ц/га	16,3	-	15,2	17,0
- на силос,  ц/га	62,1	-	64,0	65,0
Озимая рожь на зеленый корм, ц/га	89,7	-	92,8	94,0
Сенокосы, ц/га	13,6	-	11,1	15,0
Пастбища, ц/га	33,9	-	36,2	38,0
Удой молока на 1 среднегодовую корову, кг	3106	3134,133	2857	3200
Среднесуточный  прирост молодняка крупного рогатого скота, г	376	396,133	352	400
Среднесуточный  прирост свиней, г	251	-	312	320

На основе норм выхода основной продукции производится расчет норматива выхода побочной и  сопряженной продукции (Приложение Д).

Для получения  всех запланированных показателей  производства необходимо обосновать наличие  производственных ресурсов на предприятии.

 

2.2. Обоснование нормативов затрат производственных ресурсов

Основным методом  расчета нормативов затрат является расчетно-конструкторский метод, то есть на основе знаний явлений и  процессов конструируются их дальнейшее развитие и производится расчет показателей, характеризующих явление или процесс в конкретном периоде.

Важным моментом для составления матрицы экономико-математической модели по оптимизации производственной структуры является правильный выбор  севооборотов, подходящих для данного хозяйства.

Таблица 3 –  Удельный вес культур в составе  севооборота

Культуры	Удельный вес  по факту	Минимальный удельный вес культуры в севообороте	Максимальный  удельный вес культуры в севообороте
Озимая рожь	0,230	0,207	0,253
Яровая пшеница	0,103	0,093	0,113
Яровой ячмень	0,128	0,115	0,141
Овес	0,130	0,117	0,143
Картофель	0,032	0,029	0,035
Кормовые корнеплоды	0,006	0,005	0,007
Однолетние  травы	0,065	0,059	0,072
Многолетние травы	0,291	0,262	0,320
Чистый пар	0,015	0,014	0,016
Итого	1,000	-	-

Часто информация, необходимая для формирования модели является нормативно справочной; ее уточняют применительно к объекту моделирования  и включают в модель, либо используют при расчете технико-экономических  коэффициентов.