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随着2001年中国加入世界贸易组织以来，中国的养殖业得到迅猛发展，这也带动了国内饲料产业的飞速发展，这样导致了整个饲料行业的不断壮大，饲料生产行业在整个国民经济所占的比重越来越大，地位得到进一步提高，越来越受到政府以及社会的关注。

首先运用定性分析的方法对整个饲料生产行业进行了描述、对比；

然后借助线性规划数学模型及WinQSB计算机软件，对饲料生产企业的原料分配的具体比例和生产成本情况进行了优化分析，得出企业生产原料的最优资源配置以及最低生产成本；

最终结合现实进行了分析总结，对存在的问题给出了建议。

本文的创新点在于：

第一、创新性的利用运筹学线性规划模型来分析饲料生产企业的资源优化配置和最低生产成本；

第二、利用WinQSB计算机软件来对大量数据进行处理的方法球的企业生产的最优结果。

期望本研究成果能够对于饲料生产企业的资源优化配置，降低生产成本，提升市场竞争力等有一定的参考价值。

【关键词】：

饲料生产企业资源优化配置生产成本线性规划WinQSB

Abstract

Inthisthesis,theproductioncostofchickenfeedformulationandthemainline,inthechickenfeedindustryandnationaleconomicrelationsandthecompany'

sowndevelopmentandcompetitivenessofthetheoreticalexplanationbasedontheproductionofrawmaterialsthroughtheestablishmentofdistributionandproductioncostsofoperationsresearchlinearplanningmodel,thedistributionofrawmaterialswillthenumberofthecompany'

scompetitivenessandthewholefeedchainofin-depthdiscussion.

WithChina'

s2001accessiontotheWTO,China'

saquacultureindustryhasbeentherapiddevelopment,whichalsocontributedtotherapiddevelopmentofdomesticfeedindustry,thishasledtotheentirefeedindustryisconstantlygrowing,feedmanufacturingindustry'

sshareoftheentirenationaleconomyincreasingtheproportionofstatushasbeenfurtherimproved,moreandmoregovernmentandcommunityconcerns.

First,themethodofqualitativeanalysisusingthefeedmanufacturingindustryisdescribed,contrast;

andtheuseofmathematicalmodelsandWinQSBcomputersoftware,rawmaterialsforfeedproductionenterprisesandtheproportionofthedistributionofthespecificcostofproductioncarriedoutoptimizationanalysis,productionofrawmaterialsobtainedoptimalresourceallocationandthelowestproductioncosts;

ultimatecombinationofrealitywereanalyzedandsummarized,theexistingproblemsarealsogiven.

Innovationofthispaperis:

first,theinnovativeuseofoperationsresearchlinearprogrammingmodeltoanalyzethefeedproductionenterprisesoptimizetheallocationofresourcesandthelowestproductioncosts;

thesecond,usingWinQSBcomputersoftwaretohandlelargeamountsofdatathewaytheball'

stheoptimalproductionresults.

Expectedresultsofthisresearchforfeedproductionenterprisesoptimizetheallocationofresources,reduceproductioncostsandenhancemarketcompetitivenessofsomereferencevalue.

【Keywords】:

FeedproductionenterpriseResourceoptimalAllocationofproductioncostsLinearprogrammingWinQSB

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1研究背景

改革开放以来，我国饲料业取得了辉煌成就。

20多年来，特别近10年来，饲料工业年平均以20％左右速度增长，发展成为门类比较齐全，功能比较完善的产业体系，实现了饲料产量、产值、利税和就业人数的同步增长。

2005年饲料产品总产量已超一亿吨。

目前，我国饲料工业的发展进入了成熟阶段，由数量的扩张、快速发展，转向优化结构、稳步提高，所有制构成向多元化发展，企业组织向大型化、集中化方向发展，产品向名品化、系列化方向发展，产品结构也在调整。

这些变化趋势，随着市场化程度的提高、竞争的加剧而日趋明显。

进入“十五”后期，饲料工业发展的速度明显放慢，一些制约我国饲料工业进一步发展的瓶颈问题，如饲料原料问题、饲料企业科技、管理水平问题、饲料安全问题、政府部门的宏观管理与支持等问题逐渐暴露出来，如何面对和解决这些问题，成为“十一五”期间及之后，我国饲料工业能否实现持续、良性发展的关键。

当前，饲料行业发展具有地区发展不平衡、饲料业与养殖业相互依存、饲料产品结构发生变化、饲料企业转换经营策略、主原料价格波动大等特点。

在资本结构方面，我国饲料业形成了以民营资本（含外资）为主的产业资本结构。

从数量上看，中国目前已有300多家外资饲料企业，90％的饲料企业都是民营企业。

这种产业资本结构决定了较为开放的产业政策，并形成了竞争激烈的市场结构。

我国的饲料工业仍然有着广阔的发展前景，在“种植业一饲料业一养殖业“的产业链条中，饲料业是中间一环。

饲料是发展养殖业的重要支柱，饲料加工是发展农产品加工的重要途径，饲料卫生质量是提高动物源性食品安全的重要保障。

1.1.2研究意义

饲料配方是饲料企业的核心技术之一。

饲料配方的好坏，直接关系到饲料企业的经济效益。

其中表现在以下两方面：

第一，影响饲料的成本。

饲料配方成本直接影响经济效益。

一般来说，一定档次的产品，其市场价格相对再一定的幅度内波动，如果配方成本提高，则经济效益就会下降。

第二，影响饲料的质量。

配方质量，直接关系到饲料的性能，进而影响销量。

一般来说，配方成本提高，饲喂效果就好，但是也不绝对，这就依靠配方设计技术。

饲料是养殖业的物质基础，饲料性能直接关系到养殖业经济效益，具体表现在：

第一，饲喂效果。

饲料饲喂效果，直接影响动物生产性能（例如：

平均日增重、饲料利用率），进而影响经济效益。

第二，动物健康。

饲料配方质量，直接关系到动物健康。

配方设计质量不良，直接引起动物疾病，进而造成养殖业经济效益下降，甚至遭受严重损失。

动物生产的主要目的是提供动物性食品，因此，饲料配方直接关系到人类食品安全。

例如，激素问题、瘦肉精问题、疯牛病问题、抗生素问题等。

饲料配方直接关系到环境安全。

配方营养素含量不平衡，动物对饲料消化利用率下降，环境污染严重，同时，饲料中添加不安全的添加剂或添加剂量超出标准，引起环境污染，影响食品安全、动物安全。

例如，猪日粮中，采用250mg/kg水平的高铜，主要通过粪便进入土壤，长期施用这样的粪肥，就会影响作物生长。

高砷日粮会引起土壤砷含量急剧上升，造成农产品卫生指标不合格。

饲料是发展畜牧业和养殖业的物质基础，合理地设计畜禽饲料配方是经济利用饲料资源、提高畜牧业经济效益的主要途径之一，所以畜禽饲料生产企业总在寻求各类最佳的饲料配方。

由于配置畜禽饲料的原料各异且指标繁多，如何最大限度的优化资源配置和降低生产成本，提高整个饲料生产行业的生产效率和市场竞争里，这就是本文研究的意义所在。

1.2相关情况综述

1.2.1我国饲料产业的发展

20世纪50年代，随着粮油加工业的发展，一些国营畜牧场参照国外颁布的动物营养需要，生产加工所需的混合饲料。

但我国的饲料工业真正起步于70年代。

70年代初，我国外贸部门投资引进设备，先后在安徽蚌埠米厂、上海虹桥和桃浦等地兴建了3个颗粒饲料生产车间，加工生产槐树叶粉颗粒饲料。

1974年虹桥饲料车间生产的“大象牌”颗粒饲料曾远销日本、新加坡等国。

1976年，北京市自行设计、建设了我国第一座年产2万吨的南苑配合饲料厂。

自70年代末始，我国在从匈牙利、美国、日本、瑞士等国引进粉状、颗粒状饲料加工成套设备的同时，开始积极的研制工作，并展开了一系列的饲料科学研究，建立了专门的研究院所。

1984年国务院批准颁布的《1984-2000年全国饲料工业发展纲要（试行草案）》，标志着我国饲料工业正式纳入国民经济和社会发展序列，促进了饲料工业的大发展。

1989年国务院在《关于当前产业政策要点的决定》中，把饲料工业列为重点支持和优先发展的产业。

我国饲料工业起步很晚，比经济发达国家晚了70多年。

但是发展很快，在经历了萌芽、起步、快速发展三个阶段后，如今已初步建成了包括饲料原料工业、饲料添加剂工业、饲料机械设备制造业、配合饲料工业及饲料科研、教育、培训、监督、检测、信息等在内的完整的饲料工业体系，成为继美国之后的世界第二大饲料生产国。

全国1979年底前建成并投产的年单班产量在2000吨以上的饲料厂仅40余座，年产配（混）合饲料39万吨。

1986年，我国的饲料加工企业达14000多个，其中年产能力万吨以上的企业有160个，全年生产配（混）合饲料1800万吨。

1991年，全国拥有时产1吨以上的饲料加工厂9154个，其中时产5吨以上的有685个，全年饲料产品总产量已达3590万吨。

而到1998年，我国拥有时产1吨以上的饲料加工企业1．24万家，其中时产5吨以上的饲料加工企业1792家，全国饲料加工产品的总产量达到6500万吨。

随着我国加入世界贸易组织（WTO）以来，国家对饲料行业的支持空间缩小，1994年以前国家全部免征饲料企业所得税、增值税，直到目前为止国家还实行对饲料产品和畜产品的免征增值税政策。

但加入WT0以后，这种税收保护政策将被禁止，国家宏观调空间将会缩小。

一旦饲料征收增值税，饲料成本上升，国内很大一部分中小型企业由于规模小，设备差，效益不高，很可能失去生存空间。

国外饲料企业的进入，必然是竞争加剧。

同时国外先进的技术和产品有利于我国饲料业整体素质的提高．入世后国外的饲料添加剂、预混料的进口将呈现更大的优势，进一步促进我国饲料产品结构的调整和产品质量的提高加入WT0以后，海外科技含量较高、生产优势明显的添加剂、兽药、预混料进口量将猛增，使我国饲料更好地博采世界各国之长，在添加剂、预混料方面迎头赶上，从而带动整个饲料工业的发展。

1.2.2我国饲料工业的特点

（1）饲料业的工业化率较低。

中国饲料业虽然形成了较大的生产能力，但与中国养殖业巨大的饲料消耗量相比较，工业饲料仅占所有饲料用量的30％左右，其余为农家饲料。

占有养殖业绝大多数份额的一般养殖户使用工业饲料的比例较低，而是较多地使用青饲料和自配饲料。

这一方面表明中国养殖业的饲料供应具有明显的半自然经济特征，另一方面也表明中国工业饲料仍有很大的拓展空间。

（2）饲料业的民营化程度高，产业竞争激烈。

饲料工业是一个新兴行业，受计划经济环境的影响较小，其市场观念、竞争意识和应变能力相对较强，能够适应市场经济环境的考验。

同时，产业进入的政策壁垒、技术壁垒和投资壁垒较低，有利于民营资本和外资的进入，从而形成了以民营资本（含外资）为主的产业资本结构。

（3）相对于较大的总量规模，单个企业的平均规模较小。

这与世界状况和美国情况相比可看出：

世界饲料业的现状是，约3800家大型饲料企业生产的配合饲料占全球总量80％，单个企业的平均生产规模为12．5万吨／年左右。

美国300家饲料加工企业生产了1.2—1.4亿吨饲料，单个企业的平均生产规模为40万吨／年左右。

2001年中国饲料产品双班生产能力工5024万吨，实际生产了7806万吨饲料，但有11905家饲料加工企业。

每个企业平均生产能力仅为工．26万吨／年，每个企业平均实际产量仅为0.66万吨／年。

在676l家配合饲料加工企业中，时产5吨（含5吨）以上的企业只有1955家。

1.3研究内容和研究方法

1.3.1研究内容

本文首先介绍了线性规划数学模型的相关概念以及建模的步骤，然后利用用WinQSB软件分析了公司饲料的最优生产和最低生产成本之间的关系。

本文的具体组织结构如下：

第一章为绪论部分，简要论述了本文的研究背景及意义，提出了建立数学模型分析公司饲料生产的最优配方和生产成本，给出研究目的，并且安排了文章的组织结构。

第二章给出与数学建模的相关基本概念和理论基础，对线性规划和单纯形法的相关基本概念和具体内容作了详细说明。

第三章通过建立数学模型，借助计算机软件来分析公司的最优配料方案和最低生产成本，结合相关数据进行灵敏度分析，指导公司进行生产方案的不断改变。

第四章是本文的一个总体性结论及感受。

1.4.2研究方法

（1）可行性与可操作性相结合

饲料配方与生产成本的关系研究，应以理论分析为基础，但在实际应用中往往受到资料来源和数据支持的制约。

因此，还必须以具有一定的现实统计数据作为研究的基础依据。

（2）动态性与静态性相结合

作为一个系统，饲料配方和价格对生产成本的影响是不断变化着的，是动态与静态的相对统一。

因此，饲料配方与生产成本之间的关系，也应该是动态与静态的统一，既要有静态指标，也要有动态指标。

（3）定性分析与定量分析相结合

研究饲料配方与生产成本的关系，往往会涉及到众多的因素、纷繁的联系、多个变量等各方面的问题，要想从总体上取得最优化结果只有尽力将各方面的关系数学化。

（4）实证分析与规范分析相结合

实证分析与规范分析是一个问题的两个方面，它们相辅相成。

实证分析主要研究经济现象“是什么”，而规范分析主要是研究经济现象“应该是怎样的”。

（5）数学模型

采用线性规划建立饲料配方对生产成本影响的数学模型，通过计算机软件进行计算，得出饲料配方对生产成本影响的量化数据。

第二章数学模型的相关理论基础

2.1线性规划

2.1.1基本概述

线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支，它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法。

在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中，提高经济效果是人们不可缺少的要求，而提高经济效果一般通过两种途径：

一是技术方面的改进，例如改善生产工艺，使用新设备和新型原材料.二是生产组织与计划的改进，即合理安排人力物力资源。

线性规划所研究的是：

在一定条件下，合理安排人力物力等资源，使经济效果达到最好。

一般地，求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题，统称为线性规划问题。

满足线性约束条件的解叫做可行解，由所有可行解组成的集合叫做可行域。

决策变量、约束条件、目标函数是线性规划的三要素。

2.1.2线性规划的模型建立

1、从实际问题中建立数学模型一般有以下三个步骤：

①根据影响所要达到目的的因素找到决策变量；

②由决策变量和所在达到目的之间的函数关系确定目标函数；

③由决策变量所受的限制条件确定决策变量所要满足的约束条件。

2、所建立的数学模型具有以下特点：

①每个模型都有若干个决策变量（X1,X2,X3……，Xn），其中n为决策变量个数。

决策变量的一组值表示一种方案，同时决策变量一般是非负的；

②目标函数是决策变量的线性函数，根据具体问题可以是最大化（max）或最小化（min），二者统称为最优化（opt）；

③约束条件也是决策变量的线性函数。

　　当我们得到的数学模型的目标函数为线性函数，约束条件为线性等式或不等式时称此数学模型为线性规划模型。

　　例：

生产安排模型：

某工厂要安排生产Ⅰ、Ⅱ两种产品，已知生产单位产品所需的设备台时及A、B两种原材料的消耗，如表所示，表中右边一列是每日设备能力及原材料供应的限量，该工厂生产一单位产品Ⅰ可获利2元，生产一单位产品Ⅱ可获利3元，问应如何安排生产，使其获利最多？

　　解：

1、确定决策变量：

设X1、X2分别为产品Ⅰ、Ⅱ的生产数量；

　　2、明确目标函数：

获利最大，即求2X1+3X2最大值；

　　3、所满足的约束条件：

　　设备限制：

X1+2X2≤8

　　原材料A限制：

4X1≤16

　　原材料B限制：

4X2≤12

　　基本要求：

X1,X2≥0

　　用max代替最大值，s.t.（subjectto的简写）代替约束条件，则该模型可记为：

　　MaxZ=2X1+3X2

　　S.T.X1+2X2≤8

　　4X1≤16

　　4X2≤12

　X1,X2≥0

2.1.2线性规划的解法

求解线性规划问题的基本方法是单纯形法，现在已有单纯形法的标准软件，可在电子计算机上求解约束条件和决策变量数达10000个以上的线性规划问题。

为了提高解题速度，又有改进单纯形法、对偶单纯形法、原始对偶方法、分解算法和各种多项式时间算法。

对于只有两个变量的简单的线性规划问题，也可采用图解法求解。

这种方法仅适用于只有两个变量的线性规划问题。

它的特点是直观而易于理解，但实用价值不大。

通过图解法求解可以理解线性规划的一些基本概念。

对于一般线性规划问题：

　　Minz=CX

　　S.T.AX=b

　　X>

=0

　　其中A为一个m*n矩阵。

　　若A行满秩

　　则可以找到基矩阵B，并寻找初始基解。

　　用N表示对应于B的非基矩阵。

则规划问题1可化为：

　　规划问题2：

　　Minz=CBXB+CNXN

　　S.T.BXB+NXN=b

（1）

　　XB>

=0,XN>

=0

（2）

（1）两边同乘于B-1，得

　　XB+B-1NXN=B-1b

　　同时，由上式得XB=B-1b-B-1NXN，也代入目标函数，问题可以继续化为：

　　规划问题3：

　　Minz=CBB-1b+（CN-CBB-1N）XN

　　S.T.

　　XB+B-1NXN=B-1b

（1）

　　XB>

　　令N:

=B-1N，b:

=B-1b，ζ=CBB-1b，σ=CN-CBB-1N，则上述问题化为规划问题形式4：

　　Minz=ζ+σXN

　　XB+NXN=b

（1）

　　在上述变换中，若能找到规划问题形式4，使得b>

=0，称该形式为初始基解形式。

　　上述的变换相当于对整个扩展矩阵（包含C及A）乘以增广矩阵。

所以重在选择B，从而找出对应的CB。

　　若存在初始基解

　　若σ>

=0

　　则z>

=ζ。

同时，令XN=0，XB=b，这是一个可行解，且此时z=ζ，即达到最优值。

所以，此时可以得到最优解。

　　若σ>

=0不成立

　　可以采用单纯形表变换。

　　σ中存在分量<

0。

这些负分量对应的决策变量编号中，最小的为j。

N中与j对应的列向量为Pj。

　　若Pj<

=0不成立

　　则Pj至少存在一个分量ai，j为正。

在规划问题4的约束条件

（1）的两边乘以矩阵T。

　　T=

　　则变换后，决策变量xj成为基变量，替换掉原来的那个基变量。

为使得Tb>

=0，且TPj=ei（其中，ei表示第i个单位向量），需要：

　　lai，j>

　　lβq+βi*（-aq,j/ai,j）>

=0，其中q!

=i。

即βq>

=βi/ai,j*aq,j。

　　n若aq,j<

=0，上式一定成立。

　　n若aq,j>

0，则需要βq/aq,j>

=βi/ai,j。

因此，要选择i使得βi/ai,j最小。

　　如果这种方法确定了多个下标，选择下标最小的一个。

　　转换后得到规划问题4的形式，继续对σ进行判断。

由于基解是有限个，因此，一定可以在有限步跳出该循环。

2.2单纯形法

求解线性规划问题的通用方法。

单纯形是美国数学家G.B.丹齐克于1947年首先提出来的。

它的理论根据是：

线性规划问题的可行域是n维向量空间Rn中的多面凸集，其