15204 (585587), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Рассмотрим составление числовой экономико-математической модели по оптимизации суточного кормового рациона для дойных коров живой массой 400 кг с суточным удоем 14 кг молока. Для получения заданной продуктивности необходимо чтобы в рационе содержалось кормовых единиц не менее 11 кг, перевариваемого протеина 1220 кг (таблица 4.1.1.).
Исходные данные по содержанию питательных веществ в кормах и их стоимость представлены в таблице 4.1.2.
Таблица 4.1.1 – Норма кормления дойных коров
Живая масса | Суточный удой, кг | Рацион должен содержать не менее | |
кормовых единиц, кг | переваримого потеина, г | ||
400 | 14 | 11 | 1220 |
Таблица 4.1.2 – Содержание питательных веществ и стоимость 1 кг корма
Корма | Содержится в 1 кг корма | Стоимость 1 кг корма, руб. | |
кормовых единиц, кг | переваримого протеина, г | ||
Концентрированные корма: комбикорм отруби ржаные | 0,9 0,76 | 160 112 | 4,72 3,02 |
Грубые корма: сено разнотравное сено клеверо-тимофеечное солома овсяная | 0,46 0,50 0,31 | 41 52 14 | 0,34 0,36 0,17 |
Силос: силос клеверо-тимофеечный силос разнотравный | 0,2 0,13 | 20 15 | 0,32 0,18 |
Корнеклубнеплоды: кормовая свекла картофель | 0,12 0,3 | 9 16 | 3,00 6,00 |
Согласно зоотехническим допустимым нормам кормления животных, границы содержания кормов в рационе следующие: концентрированные – не менее 2 и не более 3 кг, грубые – не менее 3 и не более 5 кг, силос – не менее 20 и не более 30 кг, корнеклубнеплоды – не менее 3 и не более 5 кг. Удельный вес отрубей ржаных в концентратах (по массе) может составлять не более 20%, соломы в грубых кормах – не более 8%, кормовой свеклы в корнеклубнеплодах – не менее 40%.
Для разработки экономико-математической модели определим перечень переменных и ограничений (таблица 4.1.3.).
Основные переменные обозначим символами:
Х1 – комбикорм;
Х2 – отруби ржаные;
Х3 – сено разнотравное;
Х4 – сено клеверо-тимофеечное;
Х5 – солома овсяная;
Х6 – силос клеверо-тимофеечный;
Х7 – силос разнотравный;
Х8 – кормовая свекла;
Х9 – картофель.
Размерность переменных – кг физической массы корма.
Далее проанализируем полученное оптимальное решение. Целью анализа является изучение состава оптимального кормового рациона по видам и группам кормов, выявление эффективности кормов с позиций заданного критерия оптимальности и определение типа кормления животных.
В таблице 4.1.4. представлен оптимальный кормовой рацион. Минимальная его стоимость 31,149 рублей получается при следующем составе рациона (таблица 4.1.4.).
Таблица 4.1.3 – Числовая экономико-математическая модель
№ | переменные | Х1 | Х2 | Х3 | Х4 | Х5 | Х6 | Х7 | Х8 | Х9 | Тип ограничения | Вi | ||||||||||
ограничения | ||||||||||||||||||||||
Y1 | Баланс кормовых ед. | 0,90 | 0,76 | 0,46 | 0,50 | 0,31 | 0,20 | 0,13 | 0,12 | 0,30 | ≥ | 11 | ||||||||||
Y2 | Баланс переваримого протеина | 160 | 112 | 41 | 52 | 14 | 20 | 15 | 9 | 16 | ≥ | 1220 | ||||||||||
Y3 | Концентрированные корма в рационе не менее 2 кг | 1 | 1 | ≥ | 2 | |||||||||||||||||
Y4 | Концентрированные корма в рационе не более 3 кг | 1 | 1 | ≤ | 3 | |||||||||||||||||
Y5 | Грубые в рационе не менее 3 кг | 1 | 1 | 1 | ≥ | 3 | ||||||||||||||||
Y6 | Грубые в рационе не более 5 кг | 1 | 1 | 1 | ≤ | 5 | ||||||||||||||||
Y7 | Силос в рационе не менее 20 кг | 1 | 1 | ≥ | 20 | |||||||||||||||||
Y8 | Силос в рационе не более 30 кг | 1 | 1 | ≤ | 30 | |||||||||||||||||
Y9 | Корнеклубнеплоды в рационе не менее 3 кг | 1 | 1 | ≥ | 3 | |||||||||||||||||
Y10 | Корнеклубнеплоды в рационе не более 5 кг | 1 | 1 | ≤ | 5 | |||||||||||||||||
Y11 | Удельный вес отрубей ржаных в концентратах не более 20% | -0,2 | 0,8 | ≤ | 0 | |||||||||||||||||
Y12 | Удельный вес соломы в грубых не более 8% | -0,08 | -0,08 | 0,92 | ≤ | 0 | ||||||||||||||||
Y13 | Удельный вес кормовой свеклы в корнеклубнеплодах не менее 40% | 0,6 | -0,4 | ≥ | 0 | |||||||||||||||||
Стоимость, руб. | 4,72 | 3,02 | 0,34 | 0,36 | 0,17 | 0,32 | 0,18 | 3,00 | 6,00 |
Таблица 4.1.4 – Состав оптимального кормового рациона
№ переменных величин | Виды кормов | Количество корма, кг | Содержание питательных веществ | Стоимость, руб. | |
Кормовых единиц, кг | Перевариваемого протеина, г | ||||
Х1 | Комбикорм | 1,963 | 1,767 | 314,128 | 9,267 |
Х2 | Отруби ржаные | 0,491 | 0,373 | 54,973 | 1,482 |
Х4 | Сено клеверо-тимофеечное | 5,0 | 2,5 | 260,0 | 1,8 |
Х6 | Силос клеверо-тимофеечный | 30,0 | 6,0 | 600,0 | 9,6 |
Х8 | Кормовая свекла | 3,0 | 0,36 | 27,0 | 9,0 |
Итого | х | 11 | 1256,101 | 31,149 | |
Задаваемая потреб-ность в питательных веществах | - | 11 | 1220 | - | |
Превышение потребности | - | - | 36,101 | - |
Из таблицы следует, что в оптимальный рацион вошли не все корма, предусмотренные условием задачи. Так как задача решалась на минимум стоимости рациона, то в оптимальный план вошли наиболее дешевые корма, которые обеспечивают задаваемую потребность в питательных веществах. Такими кормами оказались: комбикорм, отруби ржаные, сено клеверо-тимофеечное, силос клеверо-тимофеечный, кормовая свекла. Потребность в кормовых единицах выполнена строго по условию, а по переваримому протеину получилось превышение потребности на 36,101 г.
Теперь рассмотрим состав кормового рациона по группам кормов (таблица 4.1.5.).
Таблица 4.1.5 – Состав суточного рациона по группам кормов
Группы кормов | По условию | По решению | Возможное увеличение по условию | |||
не менее | не более | всего | в т.ч. сверх минимума | |||
концентраты | 2 | 3 | 2,454 | 0,454 | 0,546 | |
грубые | 3 | 5 | 5 | 2 | - | |
силос | 20 | 30 | 30 | 10 | - | |
корнеклубнеплоды | 3 | 5 | 3 | - | 2 |
Из таблицы следует, что содержание силоса и грубых кормов в рационе достигло максимальной границы, корнеклубнеплоды вошли в рацион по нижней границе, а содержание концентрированных кормов выше минимума, но не достигло верхней границы на 0,546 кг.