Оптимизация рациона кормления скота

Мы получили решение – минимальная стоимость рациона составляет 21,28 д.е.

В состав рациона входят следующие  корма:

- сено луговое,

- солома овсяная,

- сенаж разнотравный,

- силос клеверотимофеечный,

- силос подсолнечниковый,

- брюква кормовая,

- дерть ячменная,

- жмых подсолнечниковый.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ РЕШЕНИЯ.

3.1. Результат решения задачи  оптимизации рациона, его состав

Мы реализовали вторую задачу курсовой – решили ЭММ в  электронном виде, мы получили оптимальный  рацион для дойных коров массой 400кг, с суточным удоем 14кг с суточной потребностью в ЭКЕ не менее 12,6, кормовых единиц – 11,0 ОЭ (КРС) – 127МДж, переваримого протеина – 1120г и каротина – 495мг. 

Для более удобного анализа  полученного состава рациона  составим следующую таблицу.

Таблица 4

Состав оптимального кормового рациона

№ переменных	Виды кормов	Количество корма, кг	Содержится в рационе				Стоимость корма и рациона, д.е.
			ЭКЕ (КРС)	кормовых единиц, кг	переваримого протеина, г	каротина,мг
x1	сено луговое	6,25	4,31	2,75	287,35	99,95	4,50
x3	солома овсяная	5,56	3,00	1,50	88,95	-	1,72
x4	сенаж разнотравный	6,19	1,92	1,42	216,78	105,29	2,48
x5	силос клеверотимофеечный	10,35	2,38	1,86	206,97	186,27	4,24
x6	силос подсолнечниковый	6,90	1,45	0,97	89,69	103,49	2,55
x8	брюква кормовая	5,00	1,05	0,60	40,00	-	2,55
x10	дерть ячменная	1,62	1,91	1,72	134,46	-	3,00
x11	жмых подсолнечниковый	0,18	0,19	0,18	55,80	-	0,24
	Итого	-	16,21	11,00	1120,00	495,00	21,28
Задаваемая потребность в питательных  веществах		-	12,70	11,00	1 120,00	495,00	-
Превышение потребности (отклонение)		-	3,51	0,00	0,00	0,00	-

В таблице размещены  все корма, вошедшие в рацион, их удельная масса в рационе (эти цифры нам выдал Поиск решения, приложение 2 – выделенная строка).

Для того чтобы рассчитать следующие  столбцы необходимо умножить значение столбца «Количество корма» на массу  рассчитываемого питательного вещества.

Например, ЭКЕ (КРС) в сене луговом рассчитывается:

6,25*0,69=4,31, где

6,25кг – количество сена лугового  в рационе;

0,69э.к.е. – количество ЭКЕ входящих в 1кг лугового сена.

Тогда получается, что 4,31э.к.е. содержится в рационе только за счет сена. 

Таким же образом мы рассчитали всю таблицу, включая в состав питательных  веществ: ЭКЕ, кормовых единиц, переваримого протеина, каротина и аналогично рассчитали стоимость каждого корма вошедшего в рацион.

Далее узнаем значения превышений потребности  каждого вещества, т.е. вычтем значения «Задаваемой потребности» из «Итого». В таблице наглядно видно, что  в рационе отклонение имеет только масса ЭКЕ, на 3,51единицу, другие питательные  вещества вошли ровно по границе  задаваемой потребности.

3.2. Анализ вошедших в  рацион кормов по границам  их включения

Определим, как группы кормов вошли в рацион относительно заданных границ включения  их в рацион, таблица 5.

Таблица 5

Состав оптимального кормового рациона

Группа кормов	По условию		По решению
	Не менее	Не более	Всего (сумма)	Отклонение от нижней границы	Отклонение от верхней границы
Грубые корма	10,00	18,00	18,00	8,00	0,00
Силос	13,00	25,00	17,25	4,25	7,75
Корнеклубнеплоды	5,00	10,00	5,00	0,00	5,00
Концентраты	1,80	3,00	1,80	0,00	1,20

Ограничения «По условию» даны нам  в задаче. «Всего (сумма)» – это  сумма значений из столбца «Количества  корма, кг» (таблица 4) по видам каждой группы кормов (например, грубые корма – это сумма масс сена лугового, соломы овсяной, сенажа разнотравного).

Отклонение от нижней границы на примере грубых:

18,00 – 10,00 = 8,00, где

18,00 – масса грубых кормов  в рационе (значение столбца «Всего (сумма)»);

10,00 – нижняя граница (по условию)  включения группы кормов в  рацион.

Отклонение от верхней границы  считается также, только разница  будет между верхней требуемой  границы и удельной массы группы корма в рационе.

В результате мы видим, что  корнеклубнеплоды и концентраты задействованы в рационе по минимальной границе, это говорит о том, что эти группы кормов должны иметь высокую стоимость, но в свою очередь обеспечивать питательность рациона. Грубые – наоборот дешевые корма, т.к. они имеют нулевое отклонение от верхней границы.

3.3. Состав кормового рациона  по удельному весу каждого питательного вещества в группах кормов

Следующая таблица 6 - «Состав  и структура кормового рациона  по группам кормов» поможет нам узнать в каком процентном соотношении и какая группа кормов «богата» или наоборот «бедна» по содержанию в себе ЭКЕ, кормовых единиц, переваримого протеина и каротина.

Таблица 6

Состав  и структура кормового рациона  по группам кормов

Показатели Гр. кормов	ЭКЕ (КРС)		Кормовые единицы		Переваримый протеин		Каротин		Стоимость
	э к.е	%	кг	%	г	%	мг	%	д.е.	%
Концентраты	2,10	12,95	1,90	17,25	190,26	16,99	-	0	3,23	15,20
Грубые	7,31	45,11	4,25	38,63	376,30	33,60	99,95	20,19	6,22	29,24
Сенаж	1,92	11,84	1,42	12,95	216,78	19,36	105,29	21,27	2,48	11,64
Силос	3,83	23,62	2,83	25,71	296,66	26,49	289,76	58,54	6,80	31,94
Корнеклубнеплоды	1,05	6,48	0,60	5,45	40,00	3,57	-	0	2,55	11,98
Итого	16,21	100	11,00	100	1120	100	495	100	21,28	100

При составлении таблицы  мы опирались на данные таблицы 4, где  содержание питательных веществ  в рационе расписано по видам  кормов. В таблице 6 значения собраны  по группам кормов.

Пример:  1,91+0,19 =2,10, где

1,91 – количество ЭКЕ в дерти  ячменной;

0,19 – количество ЭКЕ в жмыхе  подсолнечниковом;

2,10 – количество ЭКЕ по концентратам  в таблице 6.

Вывод по таблице 6: наибольший удельный вес ЭКЕ и  кормовых единиц содержат в себе грубые и силос. Такая же ситуация сложилась с переваримым протеином, на 33,60% грубые корма обеспечивают КРС этим питательным веществом. Корнеклубнеплоды по первым трем показателям имеют наименьший процент каждого вещества, что говорит о их неэффективности. Каротин – один из важнейших компонентов рациона, обеспечивается, в большей степени, силосом, на 58,54% от общей массы кормов. Сенаж и грубые поделили второе и последнее место по содержанию каротина, т.к. остальные корма его не содержат. 

Логично предположить, что грубые и силос будут составлять наибольший удельный вес рациона, что подтверждают данные таблицы 6. Силос составляет 31,94%, грубые – 29,24% от стоимости рациона. Сенаж и концентраты тоже имеют хорошие средние показатели и низкую цену, эти группы кормов очень эффективны для включения в рацион. Корнеклубнеплоды такие же по стоимости, что сенаж и концентраты, но имеют все показатели по процентному содержанию питательных веществ ниже средних. Эта группа кормов невыгодна,  но в связи с тем, что КРС необходимо их потреблять  корнеклубнеплоды включены в оптимальный рацион.

3.4. Стоимость единицы каждого питательного вещества в группах и видах кормов

С помощью очередной таблицы  мы узнаем, сколько стоит единица  каждого питательного вещества в  группах и видах кормов, представленных нам задачей (всех, т.е. не только тех, которые вошли в рацион).

Таблица 7

 

Стоимость единицы  питательного вещества, д.е.

Группа и вид корма	1 ЭКЕ (КРС)	1 кг кормовых единиц	1 г перевариваемого протеина	1 мг каротина
Концентраты	1,54	1,70	0,02	-
Комбикорм	3,08	3,56	0,03	-
Дерть ячменная	1,57	1,75	0,02	-
Жмых подсолнечниковый	1,27	1,32	0,00	-
Грубые	0,85	1,46	0,02	0,06
Сено луговое	1,04	1,64	0,02	0,05
Сено викоовсяное	1,15	1,66	0,02	0,07
Солома овсяная	0,57	1,15	0,02	-
Сенаж	1,29	1,74	0,01	0,02
Сенаж разнотравный	1,29	1,74	0,01	0,02
Силос	1,77	2,40	0,02	0,02
Силос клеверотимофеечный	1,78	2,28	0,02	0,02
Силос подсолнечниковый	1,76	2,64	0,03	0,02
Корнеклубнеплоды	2,43	4,25	0,06	-
Картофель	13,57	13,57	0,24	-
Брюква кормовая	2,43	4,25	0,06	-

 

В связи  с тем, что корнеклубнеплоды содержат очень мало питательных веществ, по сравнению с другими кормами, единица ЭКЕ и кормовых единиц в их составе самые дорогие за счет стоимости единиц этих веществ в картофеле. Поэтому его нерационально включать в рацион, главным принципом создания которого является его минимальная цена. Самые дешевые единицы этих веществ у грубых кормов, это подтверждает выгодность их использования.

По переваримому протеину силос и грубые самые дорогие (в среднем 0,02д.е.), а концентраты имеют самый низкий по цене грамм этого вещества (0,01д.е.).

1 миллиграмм  каротина, входящего в состав сена и силоса стоит одинаково 0,02 д.е. Грубые превысили их стоимость в 3 раза, поэтому самый, дорогой по этому показателю вид корма – сено викоовсяное (0,07д.е.) не был допущен в рацион Поиском решения в MS Excel.

 

3.5. Двойственные оценки  ограничений

Решение экономико-математической модели имеет двойственные оценки. Если решение  экономико-математической модели достигло оптимального решения, то двойственная оценка называется теневой ценой. С  экономической точки зрения теневая  цена это изменение значения целевой  функции при изменении правой стороны составленных ограничений  нашей задачи на единицу. Если объяснять  на примере нашей ЭММ оптимального рациона кормления дойных коров (по данным таблицы 8), то если в ограничении баланса переваримого протеина к 1120,00 прибавить 1 г, то целевая функция, то есть цена составленного рациона увеличится на 1,51 (21,28+1,51=22,79д.е.). Если в ограничении «Грубых не более, кг» в правую сторону прибавить 1 кг кормов, то цена рациона уменьшится на 0,11 д.е.

Таблица 8

Двойственные  оценки ограничений

№ ограничения	Название ограничения	Еед. Измерения	Объем ограничения (Bi)	Сумма	Отклонение	Двойственная оценка
1.	Баланс ЭКЕ (КРС)	э к.е.	12,70	16,21	3,51	0,00
2.	Баланс кормовых единиц	кг	11,00	11,00	0,00	1,51
3.	Баланс переваримого протеина	г	1120,00	1120,00	0,00	0,00
4.	Баланс каротина	мг	495,00	495,00	0,00	0,01
5.	Концентратов не менее	кг	1,80	1,80	0,00	0,10
6.	Концентратов не более	кг	3,00	1,80	1,20	0,00
7.	Грубых не менее	кг	10,00	18,00	8,00	0,00
8.	Грубых не более	кг	18,00	18,00	0,00	-0,11
9.	Силоса на менее	кг	13,00	17,25	4,25	0,00
10.	Силоса не более	кг	25,00	17,25	7,75	0,00
11.	Корнеклубнеплодов не менее	кг	5,00	5,00	0,00	0,32
12.	Корнеклубнеплодов не более	кг	10,00	5,00	5,00	0,00
13.	Концентратов не менее	кг	1,8	1,8	0,00	0,10
14.	Концентратов не более	кг	3	1,8	1,20	0,00
15.	Удельный вес жмыха  от общей массы	КГ	0	0,00	0,00	0,67
16.	Удельный вес  соломы от общей массы	кг	0	0,74	-0,74	0,00
17.	Удельный вес силоса подсолнечника	кг	0	0	0,00	-0,05
18.	Удельный вес брюквы от общей массы	кг	0	-4	4,00	0,00