Экономико-математическая модель выбора способов механизации молочно-товарных ферм

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Экономические науки


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 637.1. 001. 57
М. И. Горбачёв, канд. экон. наук, доцент
ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
экономико-математическая модель выбора способов механизации молочно-товарных ферм
Животноводческое предприятие представляет собой сложную управляемую динамическую систему, которая состоит из трех основных компонентов: ресурсов, производственного процесса и продукции. Чтобы трансформировать совокупность ресурсов в продукцию, необходимо организовать процесс производства. Классической методологией инженерного проектирования ферм по производству молока в соответствии с утвержденным заказчиком заданием предусматривается разработка проекта с конкретными технологией производства и способом содержания животных, системой машин, конечными экономическими показателями. В рыночных условиях ни один инвестор не начнет разработку проекта реконструкции или нового строительства фермы без утверждения бизнес-плана, выбранного из альтернативных вариантов технических проектов.
Для выполнения технологических операций на животноводческих фермах существуют различные виды специализированных машин и оборудования. Многообразие способов и средств механизации процессов, вызванное спецификой организационнотехнологических условий, приводит к обилию вариантов возможной их реализации. При формировании комплектов машин необходимо учитывать следующие производственно-технологические и организационно-экономические требования:
• уровень специализации объектов, продуктивность коров, тип кормления, режимы работы машин-
• уровень концентрации производства (размер ферм) — оптимизация вариантов комплектов машин для каждого типоразмера молочного объекта-
• соответствие машин в комплекте по производительности, технологическому назначению и функциональному соответствию-
• соответствие комплектов машин объемнопланировочным решениям рекомендуемых к внедрению типовых проектов молочных объектов-
• соответствие технико-экономических и эксплуатационно-технологических показателей комплектов машин требованиям научно-технического прогресса.
Выбор наиболее эффективных вариантов механизации ферм определенного размера, способа
содержания и кормления животных, их продуктивности, обеспеченности кадрами и других условий представляет большую практическую значимость и может быть обеспечен только на основе методов оптимизации и математического моделирования.
Основная идея методов оптимизации состоит в том, что по рассматриваемой задаче строится формализованная математическая модель и с помощью выбранного критерия оптимальности выбирается наилучший. Однако, как показывает практика, уже на данном этапе возникает большое количество сложностей. Например, выбор методов, моделей оптимизации, критерия эффективности, автоматизация проведения расчетов и др.
Для оптимизации комплектов животноводческих машин и оборудования применяют различные экономико-математические методы и модели. Наибольшее распространение получили аналитические математические модели, реализуемые методами линейного программирования, из-за их простаты и универсальности. При использовании методов линейного программирования поставленная задача описывается системой линейных уравнений и решается с помощью симплексного метода, или метода последовательного улучшения плана. Этот метод позволяет найти решение любой задачи линейного программирования путем ограниченного количества итераций, каждая из которых является алгебраическим преобразованием, производимым по установленным правилам. Кроме симплексного метода для решения задач линейного программирования используют метод дифференциальных рент, метод потенциалов и др.
Математические модели, условия которых выражены уравнениями с нелинейными зависимостями, решаются методами нелинейного программирования. Среди них наиболее распространено квадратичное программирование. Этот метод применяется при решении планово-экономических задач на ми-нимакс квадратичной функции при линейных ограничениях.
Отдельная разновидность математических методов — динамическое программирование. Его используют при решении задач, в которых анализируемые переменные рассматриваются в динамике, а решение их определяется в зависимости от изменения целевой функции во времени.
45
Задача оптимизации состава, структуры и использования средств технической оснащенности сельскохозяйственного производства может быть также решена с использованием сетевой модели, являющейся разновидностью логической модели. Когда оптимизация осуществляется в условиях неопределенности или несовершенства знаний о системе и контактирующей с ней внешней средой, оправдано применение теории игр.
Большинство экономико-математических моделей для определения эффективности сравниваемых отдельных машин, технологических линий и целых комплектов решает одну задачу — выбор наиболее эффективного комплекта оборудования из сравниваемых. При этом используются различные показатели (абсолютные и удельные) [1]:
• минимум приведенных затрат на выполнение процессов и операций заданной технологии-
• максимум прибыли от производства и реализации продукции-
• минимум затрат ресурсов на получение продукции — труда, энергии, кормов, инвестиций и др.
В то же время, как показывают исследования и опыт работы реальных хозяйств, в связи с повышенным износом основных средств производства и снижением надежности энергоснабжения животноводческих объектов для повышения достоверности проводимых расчетов чрезвычайно важным является учет возможного экономического ущерба от отказов технологического оборудования, приводящих к нарушению технологии производства, порче продукции и снижению продуктивности животных.
Таким образом, в качестве обобщающего показателя (критерия) сравнительной экономической эффективности объекта механизации животноводства может быть использован модифицированный показатель приведенных затрат:
ИЗ = ЭВ + Е К + У ^ min,
н в 5
где ИЗ — интегральные затраты, р. /гол- Ен — норматив эффективности капитальных вложений- Кв — капитальные вложения- У — экономический ущерб, включающий в себя недовыпуск продукции из-за снижения продуктивности животных, выхода продукции пониженного качества, гибели или преждевременной выбраковки животных и т. д., р. /гол. (р. /ц). В общем случае экономический ущерб от одного отказа технических средств при выполнении им технологической операции может быть определен в соответствии с [2−4].
На основе этого показателя как критерия построена экономико-математическая модель, подробно описанная в более ранних работах [5, 6]. Модель имеет 37 переменных и 5 ограничений.
На основании вышеизложенного расчет технико-экономических показателей комплектов ма-
46
шин для любого технологического процесса (например, раздачи кормов) проводится в следующей последовательности (см. рисунок):
• выбор оборудования для выполнения процессов кормления животных и транспортировки-
• расчет параметров транспортировки кормов к коровникам-
• расчет показателей кормораздачи в зданиях коровников-
• расчет технико-экономических показателей линий раздачи кормов-
• сводная таблица основных результатов расчета технико-экономических показателей рекомендуемых комплектов машин.
• Исходными величинами для выполнения расчетов являются:
• тип кормления животных-
• тип раздачи кормов: мобильная с помощью раздатчиков типа КТУ, РИСП и др.- стационарная с помощью раздатчиков типа ТВК, КЛО, РКУ и др.
• потребление (расход) натуральных кормов в расчете на одно животное за определенный промежуток времени (как правило, год) —
• база данных технико-экономических показателей оборудования, используемого для доставки, приготовления и раздачи кормов.
Расчет всех технико-экономических параметров процесса проводится для каждой операции с учетом характеристик оборудования, используемого в данной операции, и во взаимосвязи операций, в конкретной технологической цепочке обеспечивающей приготовление и раздачу корма. Выбор оборудования осуществляется отдельно для каждой технологической схемы и технологической операции последовательным перебором машин, заложенных в базу данных. Создав базу данных по техническим средствам, выполняющим одинаковые операции, и последовательно выбирая из базы каждое техническое средство (от первого до последнего), можно рассчитать эффективность применении того или иного комплекта машин. Наилучшим считается такой комплект технических средств, для которого интегральные затраты минимальны.
Для повышения достоверности получаемых значений расчет реализован в среде табличного процессора MS Excel и представляет собой совокупность расположенных на нескольких (около 25) листах экономико-математических моделей различных технологических процессов — доения, кормления и уборки навоза. Основное звено данной модели — математическая модель определения себестоимости производства молока на ферме заданного размера.
Выполненные многовариантные расчеты позволили определить затраты труда, эксплуатацион-
Схема технологического процесса раздачи кормов (слева) и алгоритм расчета технико-экономических показателей комплектов машин (справа)
ные издержки, приведенные затраты, себестоимость и рентабельность производства молока при применении различных способов механизации. Результаты расчета показаны в таблице.
Из таблицы видно, что варианты механизации, имеющие минимальные интегральные затраты, имеют также минимальную себестоимость и максимальную рентабельность производства 1 ц молока. Например, высокоинтенсивным технологиям, показанным в таблице под № 3 и 4, соответствуют минимальные интегральные затраты 403,9.. 414,8 р. /ц, себестоимость продукции 787,5. 791,7 р. /ц и максимальная рентабельность 50,2. 51,0% соответственно. Это объясняется использованием высокопроизводительных автоматизированных станочных
доильных установок, стационарных раздатчиков кормов и подпольном хранении навоза.
Даже при использовании умеренной технологии производства молока (№ 2 в таблице) характерной для привязного содержания, доении в доильных залах, применении стационарных раздатчиков кормов и шнековой системы уборки навоза удается достичь удовлетворительных показателей — интегральных затрат в диапазоне 616,7. 657,7 р. /ц, себестоимости 872,6. 925,9 р. /ц и рентабельности 28,4. 36,3%.
Использование наиболее распространенной (традиционной) технологии производства молока (№ 1 в таблице) без кардинального снижения затрат ресурсов и повышения продуктивности животных
47
Технико-экономические показатели различных способов механизации молочных ферм
Способ содержания животных
Параметр привязной беспривязной
доение в стойлах (№ 1) доение в залах (№ 2) на глубокой подстилке (№ 3) боксовый (№ 4)
Размер ферм, гол. 200… 400 200. 400 400. 800 400. 800
Стоимость ското-места, тыс. р. ОС in, 00, 7 5, 7, 2 0, 7, 5 2, 7, 8 8, 6 8, 7, 8 9, 6
Способ механизации:
доения В молокопровод Установки типа «Тандем», «Елочка» Автоматизированные станочные доильные установки типа «Тандем», «Елочка», «Карусель»
кормления Мобильные раздатчики типа КТУ Стационарные внутри кормушек с любым типом рабочего органа Мобильные раздатчики-измельчители-смесители, стационарные раздатчики
уборки навоза Шнековые транспортеры, щелевые полы и самосплав Шнековые транспортеры, щелевые полы и самосплав Мобильная уборка (бульдозер, один раз в год) Подпольное хранение, щелевые полы и мобильная установка для выгрузки навоза в транспортные средства погрузчиком-бульдозером
Затраты труда на 1 ц, чел. -ч 1,9 2,1 1,5 1,7 0,8… 1,1, 9 0,, 6 0,
Эксплуатационные издержки, р. /ц 318,5 360,9 212,3… 276,0 148,6. 159,2 127,4. 138,0
Приведенные затраты, р. /ц 701,9… 714,2 553… 551,9 364,7. 366,1 347,4. 361,7
Экономический ущерб от про-
стоя оборудования, р. /ц СО сТ 6 7 6 8, 5 9, 5, 2 5, 5, 5 6, 5 3, 5
Интегральные затраты, р. /ц. 771,9. 788,5 616,7. 657,7 421,3. 424,2 414,8. 403,9
Себестоимость молока, р. /ц 1007,3. 1019,6 872,6. 925,9 801,9. 812,9 787,5. 791,7
Рентабельность, %, 0 8,, 6 6,, 3 6, 3, 4 8, 2, 3 8, 4, 4 6, 4, 0 5, 2 0, 5
2. Водянников, В. Т. Экономическая оценка энергетики АПК / В. Т. Водянников. — М.: ЭКМОС, 2002. — 304 с.
3. Надежность и ремонт машин / В. В. Курчаткин [и др.]. — М.: Колос, 2000. — 776 с.
4. Белов, А. И. Моделирование поточных линий в животноводстве на основе теории управляемых многофазных систем массового обслуживания / А. И. Белов // Труды ВИМ. — 1978. — Вып. 79. — С. 96−103.
5. Morozov, N.M. Optymalizacja zestawow maszyn dla chowu zwierzat (aspekty metodyczne / N.M. Morozov, M.I. Gorbachev // Problemy intensyfikacji produccji zwierzecej z uwzglednieniem ochrony srodowiska i standardow ue: Materialy na konferencje, Ibmer. — Warszawa, 2006. — P. 323−327.
6. Горбачёв, М. И. Прогрессивные ресурсосберегающие технологии и технические средства — основа повышения эффективности производства продукции животноводства / М. И. Горбачёв // Международный технико-экономический журнал. — 2007. — № 1(1). — С. 61−64.
в современных условиях рекомендовано к внедрению быть не может.
Полученные расчетные показатели эффективности подтверждаются результатами работы различных хозяйств и ферм страны (колхоз «Клинский», ЗАО «Зеленоградское» Московской обл., СПК «Прогресс» Ярославской обл. и некоторых других). Они также показывают пути повышения эффективности производства молока прежде всего за счет применения беспривязного содержания скота, доения коров в доильных залах, применения мобильных раздатчиков-смесителей.
Список литературы
1. Морозов, Н.М. Экономико-математическая модель производства молока / Н. М. Морозов, И. К. Текучев, М.С. Те-кучева. — Подольск: ВНИИМЖ, 2003. — 149 с.

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой