Теоретические основы моделирование и модели

ВВЕДЕНИЕ

 

Для совершенствования организации и планирования сельскохозяйственного производства большое значение имеет установление - наиболее рационального оборота и состава стада скота. От того, какова состав стада, непосредственно зависят темпы расширенного воспроизводства в хозяйствах и оборот стада, объем производимой и реализуемой продукции, себестоимость продукции, масса прибыли и уровень рентабельности хозяйства. Решение таких задач наиболее эффективно после того, как в хозяйстве определена оптимальная структура производства продукции. Но даже в том случае, когда первая задача еще не решена, вопросы совершенствования, определения оптимального оборота и состава стада имеют важное практическое значение.

В зависимости от направления хозяйства состав стада, естественно, должен быть различный. В хозяйствах молочного направления, например, необходимо иметь достаточно высокий удельный вес молочных коров в стаде.

Целью курсовой работы является: закрепление теоретических знаний и  практических навыков самостоятельного решения задач экономико – математического моделирования, умение пользоваться программными средствами, реализующими алгоритмы оптимизации, справочной и нормативной литературой.

Для достижения данной цели нам необходимо решить следующие задачи:

1. Осуществить анализ конкретной предметной области;
2. Обосновать выбор критерия оптимизации и выполнить постановку задачи для конкретного с.-х. предприятия;
3. Привести типовую постановку и структурную математическую модель задачи;
4. Собрать и подготовить исходную информацию;
5. Разработать числовую математическую модель задачи;
6. Подготовить табличную модель (матрицу) задачи;
7. Получить оптимальное решение задачи;
8. Выполнить анализ оптимального решения задачи;
9. Дать рекомендации по совершенствованию производственной деятельности и перспективным направлениям развития ОАО «Совхоз Росва».

 В наиболее общей постановке смысл задачи оптимизации структуры стада сводится к следующему: учитывая производственное направление, природную и экономическую специфику хозяйства, темпы воспроизводства, состояние кормовой базы, тип кормления скота, необходимо определить оптимальную состав стада, т.е. такую его состав, чтобы она позволила хозяйству добиваться наилучших экономических показателей, наивысшей эффективности производства с точки зрения конкретного критерия оптимальности.

Ввиду того, что состав стада определяет множество факторов, возникает так называемая многовариантная задача, решение которой можно осуществить двумя путями: использовать методы математической статистики и аппарат математического анализа или же применить методы математического программирования и решить задачу симплекс-методом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

 

1.1. Теоретические основы моделирование и модели.

 

Модель — это упрощенное подобие объекта, которое воспроизводит интересующие нас свойства и характеристики объекта-оригинала или объекта проектирования.

                Модель в широком понимании  — это образ (в том числе  условный или мысленный) какого-либо  объекта или системы объектов, используемый при определенных условиях в качестве их «заместителя» или «представителя». 
                             Пример. Моделью Земли служит глобус, а звездного неба — экран планетария. Чучело животного есть его модель, а фотография на паспорте или любой перечень паспортных данных - модель владельца паспорта. 
          Моделирование — это построение, совершенствование, изучение и применение моделей реально существующих или проектируемых объектов.           Моделирование  связано с выяснением или воспроизведением свойств какого-либо реального или создаваемого объекта, процесса или явления.

                 Почему мы прибегаем к использованию  моделей вместо попыток «прямого  взаимодействия с реальным миром»? Можно назвать три основные  причины. 
              Первая причина — сложность реальных объектов. Число факторов, которые относятся к решаемой проблеме, выходит за пределы человеческих возможностей. Поэтому одним из выходов (а часто единственным) в сложившейся ситуации является упрощение ситуации с помощью моделей, в результате чего уменьшается разнообразие этих факторов до уровня восприимчивости специалиста.

Вторая причина — необходимость проведения экспериментов. На практике встречается много ситуаций, когда экспериментальное исследование объектов ограничено высокой стоимостью или вовсе невозможно (опасно, вредно, ограниченность науки и техники на современном этапе). 
               Третья причина — необходимость прогнозирования. Важное достоинство моделей состоит в том, что они позволяют «заглянуть в будущее», дать прогноз развития ситуации и определить возможные последствия принимаемых решений.

            Модель используется как заменитель  реальной системы для воспроизведения  отдельных её функций, для прогноза  её поведения в определённых  условиях.

       Моделирование — это деятельность человека по созданию модели (натурной или информационной).

Основные виды моделей:

• идеальные;
• натуральные;
• информационные.

          Идеальная модель — это воображаемые  модели, использующиеся в науке  при расчётах и исследованиях, например: материальная точка, идеальный газ, абсолютно твёрдое тело, бесконечность.

             Натурная модель — это материальная  модель, которая воспроизводит некоторые  свойства реальных устройств, приборов, аппаратов или живых существ. Например, масштабная модель автомобиля, макет города.

             Информационная модель — это  описание объекта моделирования, его свойств и параметров. Например, словесный портрет человека или  его фоторобот. 
          Информационная модель описывает объект в форме каких-либо знаков: букв, цифр, формул и т. п.

           Когда мы начинаем моделировать  и переносить в модель свойства  реального объекта мы занимаемся  формализацией.

            Формализация — это результат  перехода от реальных свойств  объекта моделирования к их  формальному обозначению в определённой знаковой системе.

Можно выделить следующие функции, выполняемые моделями:  

• исследовательская — применяется в научном познании; 
• практическая — применяется в практической деятельности ;
• тренинговая — используется для тренировки практических умений;
• обучения — для формирования у обучаемых знаний, умений и навыков.

Следует обратить внимание на то, что естественные языки, на которых говорят различные народы, являются своеобразными моделями мира. Язык не только обозначает объекты, воспринимаемые, представляемые или мыслимые, но он организует наше восприятие, наши представления и наше понимание мира. Говоря об объектах, процессах, явлениях мира (внешнего или внутреннего, реального или воображаемого, воспринимаемого или мыслимого).

Моделирование широко распространено, поэтому достаточно полная классификация возможных видов моделирования крайне затруднительна хотя бы в силу многозначности понятия «модель», широко используемого не только в науке и технике, но и, например, в искусстве. Применительно к естественно-техническим, социально-экономическим и другим наукам различают следующие виды:

• концептуальное моделирование, при котором с помощью некоторых специальных знаков, символов, операций над ними или с помощью естественного или искусственного языков истолковывается основная мысль относительно исследуемогообъекта;
• интуитивное моделирование, которое сводится к мысленному эксперименту на основе практического опыта работников (широко применяется в экономике);
• физическое моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты или процессы единой или различной физической природы, причем между процессами в объекте-оригинале и в модели выполняются некоторые соотношения подобия;
• структурно-функциональное моделирование, при котором моделями являются схемы, (блок-схемы), графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные специальными правилами их объединения и преобразования;
• математическое (логико-математическое) моделирование, при котором моделирование, включая построение модели, осуществляется средствами математики;
• имитационное (программное) моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера.

 Перечисленные выше  виды моделирования не являются  взаимоисключающими и могут применяться  при исследовании сложных объектов  либо одновременно, либо в некоторой  комбинации. Отдельно следует сказать  о компьютерном моделировании, являющемся развитием имитационного моделирования.  
               Компьютерное моделирование. Первоначально под компьютерным моделированием (или, как говорили, моделированием на ЭВМ) понималось лишь имитационное моделирование. Исторически случилось так, что первые работы по компьютерному моделированию были связаны с физикой. Затем разработанные подходы распространились на задачи химии, электроэнергетики, биологии и некоторые другие дисциплины, причем схемы моделирования не слишком отличались друг от друга. Раньше под компьютерной моделью чаще всего понимали имитационную модель — отдельную программу, совокупность программ или программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений и графического отображения их результатов воспроизводить (имитировать) процессы функционирования объекта. В настоящее время под компьютерной моделью чаще всего понимают структурно-функциональную модель — условный образ объекта, описанный с помощью взаимосвязанных компьютерных таблиц, блок-схем, диаграмм, графиков, рисунков, анимационных фрагментов, гипертекстов и отображающий структуру и взаимосвязи между элементами объекта. 
            Компьютерное моделирование - это метод решения задачи анализа или синтеза объекта на основе использования его компьютерной модели. 
             Суть компьютерного моделирования заключена в получении количественных и качественных результатов по имеющейся модели. Качественные выводы, получаемые по результатам анализа, позволяют обнаружить неизвестные ранее свойства объекта. Количественные выводы в основном носят характер прогноза некоторых будущих или объяснения прошлых значений переменных.                      Предметом компьютерного моделирования могут быть: экономическая деятельность фирмы или банка, промышленное предприятие, информационно-вычислительная сеть, технологический процесс, любой реальный объект или процесс, например процесс инфляции. Цели компьютерного моделирования могут быть различными, однако наиболее часто моделирование является, как уже отмечалось ранее, центральной процедурой системного анализа.

 

1.2. Влияние годового оборота стада на состав  КРС

 

Состав  стада КРС определяет всё производство. Производство и реализация продукции определяется поголовьем стада, в том числе ростом поголовья, потребностью в кормах, рабочей силой, фондом заработной платы и т.д.

Все изменения в составе стада (поступление скота и его выбытие, переход животных из одной возрастной группы в другую) находят отражение в расчете  оборота стада.

Оборот стада служит основой организации воспроизводства стада.

Под оборотом стада понимается движение (изменение) состава возрастных и половых групп скота на протяжении определенного календарного срока, проводимое в соответствии с задачами, поставленными перед хозяйством, с учетом естественных условий воспроизводства стада.

На оборот стада оказывают влияние различные факторы естественного и организационно-хозяйственного порядка. Естественные факторы обусловливают переход животных из одной возрастной группы в другую. К ним относятся: продолжительность беременности отдельных видов животных; естественная цикличность охоты маток; сроки достижения половой и полной физической зрелости животных; количество приплода, получаемого от маток в один отел, опорос и т. д.

К организационно-хозяйственным факторам относятся: сезон сдачи, продажи продукции; календарные сроки случки и расплода; сроки производственного использования маток и производителей; сроки выращивания и сохранения отдельных групп молодняка; сроки первой случки молодых животных; продолжительность и характер откорма и нагула животных.

При составлении оборота необходимо правильно учесть все условия, влияющие на изменения поголовья, для того чтобы лучше организовать поступление и расход скота по отдельным возрастным и половым группам, чтобы обеспечить наибольшее производство молока и мяса для продажи, дальнейший рост поголовья и его продуктивности.

Оборот стада имеет очень важное организационно-хозяйственное значение. В чем же это заключается?

Показатели оборота стада являются основой для расчета заданий по росту поголовья, выходу валовой продукции животноводства, численности работников и фонда оплаты труда, потребности в кормах и животноводческих помещениях, себестоимости продукции и финансового плана.

Обороты стада бывают отчетные (фактические) и плановые. Плановый оборот представляет собой необходимый документ для организации стада и является составной частью годового плана производственно-хозяйственной деятельности и годовых хозрасчетных заданий фермам.

В зависимости от того, на какой хозяйственный период составляют плановые обороты, их подразделяют на месячные, квартальные, годовые. Для более точного и обоснованного движения поголовья и выхода продукции целесообразно составлять месячные обороты стада.