2. Составить матрицу (экономико-математическую модель) задачи и решить задачу на ЭВМ.
3. Провести полный анализ решения (по схеме, изученной на семинарах).
4. Выбрать (по согласованию с преподавателем) две, не вошедшие в базис переменные (основную и остаточную), и ввести их в базис (по схеме, изученной на семинарах). Дать детальную содержательную, в том числе экономическую интерпретацию выполненных действий.
5. Выбрать один из дефицитных ресурсов (по согласованию с преподавателем). При фиксированных остальных ресурсах выявить зависимость Zopt от величины этого ресурса во всем диапазоне значений от 0 до максимального значения. Дать содержательный комментарий к полученным результатам.
Задача № 6:(оптимизация трансформации угодий)
Для установления соответствия между существующим составом угодий и перспективным планом развития хозяйства в проекте внутрихозяйственного землеустройства предусмотрена трансформация угодий. Намечено создание на пахотных землях сада площадью до 150+N га и культурных пастбищ площадью до 250-N га. Для компенсации утраченной пашни часть пастбищ (не менее 300-10N га) может быть трансформирована в пашню. На части сенокосов (не менее 80+N га) предполагается поверхностное улучшение. Кроме того, на некоторой части пастбищ (до 30+N га) проектируется улучшение.
Определить оптимальный план трансформации угодий по критерию максимизации дополнительного чистого дохода хозяйства за счет трансформации с учетом указанных ограничений на максимальные площади трансформации различных видов, а также ограничения на период окупаемости капитальных вложений. В процессе решения задачи определить размер капвложений на трансформацию и реальный период их окупаемости. Исходные данные к задаче приведены в таблице 10.
Таблица 10
Трансформируемые угодья | Проектируемые угодья | Затраты на трансформацию | Данные для расчета дополнительного чистого дохода с 1 га трансформируемых угодий | ||||
Материально денежные, — | Трудовые чел.- | урожайность, ц/га | трудозатраты, ч.-дн./ц | ||||
руб/га | дн./га | до трансф. | после трансф | до трансф. | после трансф. | ||
x1 | Сад | 9000 | 190 | 40 | 150 | 1,8 | 3,0 |
x2 | ОКП | 4000 | 110 | 40 | 200 | 1,8 | 2,6 |
x3 | Пашня | 2360 | 50 | 35 | 40 | 1,2 | 1,8 |
x4 | Ул. сенокос | 800 | 16 | 10 | 30 | 1,3 | 1,6 |
x5 | Ул. пастбища | 1200 | 15 | 35 | 80 | 1,2 | 1,6 |
Стоимость продукции:
зерно (с пашни) - 170 руб./ц;
мн. травы (с ОКП) - (50 + N) руб./ц;
фрукты - 1000 руб./ц;
сено (с пастбищ и сенокосов) - 60 руб./ц.
Ресурс ручного труда на трансформацию угодий составляет 60000 чел.-дн.
Стоимость одного чел.-дн. принять равной (150 + N) руб.
Ограничение по эффективности (сроку окупаемости) капитальных вложений имеет вид:
где rн - коэффициент нормальной эффективности (в расчетах полагать rн = 0,09 + 0,01N);
- капитальные затраты на i-й вид трансформации, руб/га;
- прирост чистого дохода при i-м виде трансформации, руб/га;
- площадь трансформации i-го вида, га.
Порядок выполнения задачи:
1. Дать полную постановку симплексной задачи:
— описание основных переменных;
— описание ограничений в развернутой неканонической форме с пояснением их содержания и «выводом» ограничения по эффективности капитальных вложений;
— описание целевой функции с пояснением ее содержания;
— описание ограничений и целевой функции в канонической форме с точным определением смысла дополнительных переменных (придерживаться принятого на семинарах порядка нумерации дополнительных переменных).
2. Составить матрицу (экономико-математическую модель) задачи и решить задачу на ЭВМ.
3. Провести полный анализ решения (по схеме, изученной на семинарах).
Дополнительно дать содержательную интерпретацию знаков (±) перед коэффициентами в ограничении по капитальным вложениям. Как влияют на указанный знак изменения различных исходных данных (затрат на трансформацию, цен на продукцию, урожайностей культур и т.д.). Что можно сказать о задаче, не решая ее, если: среди коэффициентов в ограничении по капитальным вложениям есть отрицательные и нет положительных; все коэффициенты - нулевые.
Задача № 7:
Найти оптимальную структуру посевных площадей на пашне и ее использование в структуре севооборотов. При этом следует учесть необходимость выращивания концентрированных, сочных, грубых и зеленых кормов, а также производство товарного зерна, сахарной свеклы и подсолнечника. В качестве критерия оптимальности принять максимум валовой продукции хозяйства в денежном выражении. Исходные данные для решения задачи, в том числе рекомендованное распределение культур в севооборотах приведено в таблице 11.
Примерная схема чередования культур в севооборотах:
Полевой севооборот № 1: (10 польный) Кормовой севооборот:(7по-й)
1. пар; 1. ячмень;
2. озимая пшеница; 2. многолетние травы;
3. сахарная свекла + корнеплоды; 3. многолетние травы;
4. кукуруза на зерно; 4. озимые на зелёный корм;
5. зернобобовые; 5. однолетние травы;
6. озимая пшеница + озимые на з/к; 6. кукуруза на силос;
7. кукуруза на силос; 7. кукурузу + корнеплоды.
8. подсолнечник;
9. ячмень;
10. многолетние травы (выводное поле)
Полевой севооборот № 2: (9 польный)
1. пар;
2. озимая пшеница;
3. сахарная свекла;
4. ячмень;
5. озимая пшеница;
6. зернобобовые;
7. озимая пшеница;
8. кукуруза на зерно;
9. подсолнечник.
Таблица 11
Экономико-математическая модель задачи по установлению оптимальной структуры посевных площадей
Виды Ограничений | Пар | Оз. пше- ница | Сах. свекла | Кукур. на зерно | Зернобо- бовые | Подсол- нечник | Ячмень | Мн. травы | Оз. зел. корма | Корне- плоды | Одн. травы | Кукур. на силос | Полевой с-т №1 | Полевой с-т №2 | Кормо- вой с-т | Привлеч. тр. ресурс | Ресурсы и планы (тыс. ед.) |
X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 | X13 | X14 | X15 | X16 | ||
1. Пл. пашни, га | 1 | 1 | 1 | ![]() | |||||||||||||
2. Пар | 1 | -0,1 | -0,11 | 0 | ![]() | ||||||||||||
3.Оз. пшеница | 1 | -0,16 | -0,34 | 0 | ![]() | ||||||||||||
4. Сах. свекла | 1 | -0,07 | -0,11 | 0 | ![]() | ||||||||||||
5.Кукур. (зерно) | 1 | -0,1 | -0,11 | 0 | ![]() | ||||||||||||
6.Зернобобовые | 1 | -0,1 | -0,11 | 0 | ![]() | ||||||||||||
7.Подсолнечник | 1 | -0,1 | -0,11 | 0 | ![]() | ||||||||||||
8. Ячмень | 1 | -0,1 | -0,11 | -0,14 | ![]() | ||||||||||||
9. Мн. тр. | 1 | -0,1 | 0 | -0,28 | ![]() | ||||||||||||
10. Оз. зел.корм | 1 | -0,04 | 0 | -0,14 | ![]() | ||||||||||||
11.Корнеплоды | 1 | -0,03 | 0 | -0,07 | ![]() | ||||||||||||
12.Одн.тр(сено) | 1 | 0 | 0 | -0,14 | ![]() | ||||||||||||
![]() | 1 | -0,1 | 0 | 0,21 | ![]() | ||||||||||||
14.Пл. пара, га | 1 | =0,3 | |||||||||||||||
15.Общ.потреб. в корме, ц.к.ед. | 9 | 8 | 14 | 19 | 23 | 22 | 24 | 44 | 26 | 36 | ³40 | ||||||
16. в т.ч. концентраты, ц.к.ед. | 4 | 14 | 16 | 18 | ![]() | ||||||||||||
17.Сочные, ц.к.е. | 44 | 36 | ![]() | ||||||||||||||
18. Грубые, ц.к.ед. | 5 | 3 | 5 | 22 | 26 | ![]() | |||||||||||
19. Зеленые ц.к.ед. | 8 | 24 | ![]() | ||||||||||||||
20. По труду, чел.-дн. | 0,5 | 3,6 | 34 | 27 | 3,8 | 6 | 4 | 3,9 | 3,4 | 18 | 6 | 8 | -1 | ![]() | |||
21.По произ. зерна, ц | 18 | 5 | ![]() | ||||||||||||||
22.Сах.свекла,ц | 400 | ![]() | |||||||||||||||
23Подсолн., ц | 15 | ![]() | |||||||||||||||
Стоим. товарн прод.тыс.руб. | 3,0 | 24 | 12 | ![]() |
Задача №8:
Определить посевные площади кормовых культур на зеленый корм, при условии обеспечения фермы КРС полноценными кормами с минимальными затратами на их возделывание. Пастбищный период длится с 1 мая по 30 октября.
Допустимые площади кормовых культур на зеленый корм, в соответствии с установленной системой севооборотов, приведены в таблице 12. Поголовье скота и суточная потребность в кормах по половозрастным группам приведены в таблице 13. Перечень культур, которые могут быть использованы в системе зеленого конвейера, приведены в таблице 14.
Потребность в зеленой массе определяется с учетом поступления трав с естественных пастбищ. Выход зеленой массы (в %) по месяцам пастбищного периода: май — (30)%,июнь — (35)%, июль — (20)%, август — 0, сентябрь — (10)%, октябрь — 5%. Урожайность пастбищ — (40) ц с гектара.
Максимальные допустимые пределы скармливания зеленой массы многолетних трав составляют 50% от общей потребности в каждый месяц.
В качестве основных переменных принять переменные, указанные в таблице 14, а также X18 - общая площадь пашни под культурами зеленого конвейера (га).
Таблица 12
Площадь кормовых культур
№ п/п | Культура | Допустимая площадь посева, га |
1 | Озимая рожь | 60 |
2 | Многолетние травы 1 и 2-го укоса | 130 |
3 | Вико-гороховая смесь | 40 |
4 | Кукуруза | 50 |
5 | Пожнивные культуры | 60 |
6 | Кормовая бахча | 30 |
7 | Естественные пастбища | 200*)*45=9000 |
8 | Сахарная свекла (ботва) | 75 |
*) - +10N; (N - номер студента)
Таблица 13
Поголовье скота и нормы кормления
Группа животных | Количество голов | Суточная норма кормления, кг |
Быки-произодители | 4 | 22 |
Коровы | 400**) | 30 |
Нетели | 40*) | 25 |
Молодняк старше года | 125 | 20 |
Молодняк до года | 300 | 4 |
Таблица 14
Строки использования культур
Периоды | Основные переменные (зеленая масса, ц) | Культуры | Срок использования | Урожайность, ц/га | Себестоимость, руб./ц |
Май | X1 | Озимая рожь | 1.05 - 31.05 | 150 | 82 |
X2 | Мн. Травы 1-го укоса | 1.05 - 31.05 | 150 | 29 | |
Июнь | X3 | Мн. Травы 1-го укоса | 1.06 - 30.06 | 150 | 29 |
X4 | Вико-гороховая смесь | 10.06 - 30.06 | 160*) | 72 | |
Июль | X5 | Мн. Травы 1-го укоса | 1.07 - 31.07 | 150 | 29 |
| X6 | Вико-гороховая смесь | 1.07 - 31.07 | 160 | 74 |
X7 | Мн. Травы 2-го укоса | 1.08 - 31.08 | 100 | 27 | |
Август | X8 | Кукуруза 1-го срока посева | 1.08 - 20.08 | 200 | 70 |
X9 | Кукуруза 2-го срока посева | 21.08 - 31.08 | 200 | 64 | |
X10 | Мн. Травы 2-го укоса | 1.09 - 30.09 | 100 | 27 | |
Сентябрь | X11 | Кукуруза 2-го срока посева | 1.09 - 10.09 | 200*) | 64 |
| X12 | Кукуруза 3-го срока посева | 1.09 - 20.09 | 180 | 62 |
X13 | Пожнивные культуры | 1.09 - 30.09 | 100 | 36 | |
X14 | Кормовая бахча | 10.09 - 30.09 | 30 | 59 | |
X15 | Пожнивные культуры | 1.10 - 30.10 | 100 | 36 | |
Октябрь | X16 | Кормовая бахча | 1.10 - 30.10 | 30 | 39 |
X17 | Ботва сахарной свеклы | 1.10 - 30.10 | 80 | 20 |
1. Дать полную постановку симплексной задачи:
- описание основных переменных;
- описание ограничений в развернутой неканонической форме с пояснением их содержания;
- описание целевой функции с пояснением ее содержания;
описание ограничений и целевой функции в канонической форме с точным определением смысла дополнительных переменных.
- описание ограничений в структурном виде.
2. Составить матрицу задачи и решить задачу на ЭВМ.
1. Провести полный анализ решения.
2. Составить схему зелёного конвейера.
Задача № 9:
По результатам решения задач 2-6 выполнить расчеты по нахождению новых вариантов оптимального плана с помощью коэффициентов замещения и двойственных оценок, содержащихся в последней симплексной таблице.
Анализ полученного решения выполнить путём последовательного введения в базис основной и дополнительной переменных, и сделать вывод о целесообразности изменения оптимального решения.
Изменение оптимального плана провести по форме, приведённой таблице 15.
Таблица 15
Корректура оптимального решения
Введение в план основной (дополнительной) переменной Х=… | |||||
Базисные переменные | Значения базисных переменных | Коэффициенты замещения при х = ... | Произведение коэффициентов замещения на вводимую переменную | Знак действия | Расчетный оптимальный план |
Ai0 | ![]() | ![]() | - | Ai0 |
1. Раскрыть экономический смысл групп показателей, содержащихся в последней симплексной таблице задачи 1, 2, 3.
2. Провести вычисление «узких мест» плана по всем основным и дополнительным переменным, не вошедшим в базисное решение и пояснить их на примере задачи № 5.
3. Провести анализ изменений оптимального плана в связи с введением основной и дополнительной переменных.
4. Изменить одно из значений базисных переменных, находящихся в оптимальном плане.
5. Сделать вывод о целесообразности изменения оптимального решения.
САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
ЗАДАНИЕ №1