Файл: Сельскохозяйственная районная планировка учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 124

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

влечет за собой необходимость применения экономико­ математических методов.

При составлении схем сельскохозяйственной район­ ной планировки необходимо определить виды и коли­ чество промышленных предприятий местного значения, их производственную мощность и размещение по терри­ тории, оптимальную зону обслуживания, целесообраз­ ность и возможность кооперирования с целью полного использования энергии, сырья, водных и иных ресурсов. Комплексное и взаимоувязанное решение этой пробле­ мы должно предусматривать сравнение возможных ва­ риантов размещения этих предприятий (маслозаводов, льнозаводов, сахарных заводов и т. п.) с учетом затрат на транспортировку сырья, готовой продукции и себе­ стоимости ее производства, а также влияния на разви­ тие расселения, организацию сельскохозяйственного производства и т. д.

В общем случае задача развития и размещения про­ мышленных предприятий сложна и имеет нелинейный характер, так как себестоимость продукции зависит от мощности предприятий и часто выражается функцией, выпуклой вверх. Решение таких задач наиболее часто производят методом динамического программирования или способом аппроксимации выпуклой функции лома­ ными линиями (приближенное решение).

Методику обоснования размещения в районе пред­ приятий по переработке сельскохозяйственной продук­ ции с расчетом их оптимальной мощности рассмотрим на примере размещения маслозаводов в крупном при­ городном сельскохозяйственном районе.

При составлении схемы планировки сельскохозяй­ ственного района было установлено, что, исходя из объе­ ма сырья и потребностей населения, в районе целесо­ образно довести производственную мощность (обозна­ чим ее через А) маслозаводов до 11 тыс. ц масла в год. Кроме одного действующего маслозавода мощностью 2000 ц масла, в районе намечено построить еще два. Производственные мощности заводов обозначим соот­ ветственно Х\, х2 и х3.

Практика действующих маслозаводов позволила вы­ явить зависимость себестоимости 1 ц масла от объема производства, рассчитать нормативную эффективность дополнительных капиталовложений в расширение или реконструкцию действующих предприятий и в новое

340

строительство, размер капиталовложений в строитель­ ство, расширение или реконструкцию предприятия в зависимости от его расчетной производственной мощно­

сти, то есть определить

годовые

расчетные затраты

[на і-м предприятии обозначим их

через ki (xi)'\.

Было установлено, что путем

реконструкции мощ­

ность

действующего

маслозавода

можно довести до

7000

ц масла в год

(2000

7000). В то же время в

районе были выявлены два пункта, где возможно строи­ тельство новых маслозаводов мощностью соответствен­ но 0 ^ х2^5000 и 0^X3^4000 ц. Для каждого случая были определены расчетные затраты на весь годовой

Таким образом, нужно выбрать производственные мощности маслозаводов так, чтобы расчетные годовые затраты достигли минимума. При этом, конечно, необ­ ходимо довести производственную мощность заводов до проектной.

Сформулируем задачу таким образом: найти мини­ мум функционала

N

z= 2 ki(xi)

i=i

при условиях:

N

2 Xi = A-, Ь і ^ Х і ^ В . i=i

Дополнительно принятые обозначения: N — количество маслозаводов (і=1, ..., N);

В— максимальная производственная мощность, которую может иметь і-е предприятие;

341


tb — минимальная

производственная мощность і-го

 

предприятия (при

Ьі = 0

маслозавод

можно

не

 

строить или закрыть).

 

 

 

мощностей

Хі

Вместо

оптимальных

производственных

можно

искать

оптимальные

 

приросты

мощностей

Уі ІУі ^ Х і — b i ) . Тогда

необходимо

найти минимум целе­

вой функции

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z' —

фі (Уі)

 

 

 

при условиях:

 

1 = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

Уі = А-,

 

 

(для Ä^sO),

 

 

 

 

 

2

0

 

 

 

 

 

 

i =

1

 

 

 

 

 

 

 

где

 

Уі объемы

производства,

дополнительного

к

 

Фі і)

 

существующему на каждом маслозаводе;

 

 

— дополнительные затраты, связанные с рас­

 

 

 

 

ширением производства;

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ä —A — 2

bi\ Yi = Bi — bi.

 

 

 

 

 

 

 

i=i

 

 

 

 

 

 

На основе частного случая принципа оптимальности

Р. Веллмана строим рекуррентное соотношение:

 

 

fk(A) =tn‘m[(fk(y)+fk-i(A —у)},

(k — 2 , 3,

..., N),

 

 

 

 

О ^ у ^ П ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W )= q > i(A ),

 

 

 

где

новые

функции

Д {А)

выражают минимальные за­

траты

на

 

производство

дополнительной

продукции.

А при

использовании только

первых k предприятий

в

этих рекуррентных соотношениях А становится перемен­ ной величиной, изменяющей от 0 до Ä. Такая задача ди­ намического программирования может быть решена ана­ литически или таблично. Используем табличное решение как более наглядное Т

Для упрощения расчетов сократим исходные дан­ ные, приведенные в таблице 32, на 100 и введем новые переменные ус

г/і = х і-2 0 ; у2 = х2; yz= x3-, Уі + */2 + t/3=90.

1 Р а х м а н и н Г. Д. Модель динамического программирования для размещения производства. В кн.: «Математические методы и проблемы размещения производства», М., «Экономика», 1963, с. 224,

342


Заменив в таблице 34 аргументы Хі на Уі и вычтя гіз первой строки ki (20) =46, получим таблицу 33 функ­ ций

фі (у) (і= 1. 2, 3).

Т а б л и ц а 33

У

фі ( У г )

ф2 (г/г)

фз ( Уз )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

18

32

47'

68

85

М

М

М

м

0

30

49

66

80

102

М

м

М

М

0

31

49

66

81

М

М

м

М

М

Буква М на пересечении і-й строки и /-го столбца означает, что годовые расчетные затраты при использо­ вании і-го маслозавода на /-ю мощность предполагаются больше любого известного числа, с которым их необхо­ димо сравнивать.

По условию задачи дополнительное производство

должно равняться (после сокращения)

90 единицам

(Л= 90), а искомые минимальные затраты

/3 (90). Что­

бы отыскать /з (90) и оптимальные

дополнительные

мощности г/ft для трех заводов

(£=1,

2, 3),

необходимо

последовательно найти fi (A),

f2 (А)

и

/3

(А) при А,

изменяющемся от 0 до 90.

 

 

 

 

Как отмечалось, // (А) =фі (А), то есть минималь­ ные затраты на дополнительное производство А да пер­ вом действующем заводе равны затратам на этом заво­ де. Функция фі (Л) дана в таблице 33, но аргумент вместо А обозначим в ней через у. Запишем эту функ­ цию в новую таблицу 34.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

34

А

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Гг ( А )

0

18

32

47

68

85

М

М

М

м

Теперь найдем минимальные затраты на производст­ во продукции А при использовании первых двух заводов, то есть І2 (Л), Для этого составим таблицу 35 величин ф2(у) + /і(Л —у) при Л и у от 0 до 90. При этом пользу­ емся таблицами 35 и 36 и заполняем в новой таблице

343


лишь те клетки, для которых А ^ у. В верхней строке —■ сказуемом таблицы — записывают значения А, а сле­ ва — в подлежащем — значение у.

Например, отыщем

Ы 10) =шіп[ф2(у) + /і (Ю -г/)]; У = 0, ф2(0)+М Ю —0) = 18; !/=Ю, ф2(Ш )+ /1(1 0 -І0 )= 3 0 .

Найденные значения записаны в столбце таблицы 35, соответствующем А = 10.

Т а б л и ц а 35

Аналогично находят числа

уъІУ) A-f\{2 0 —y) и

т. д.

и заполняют всю таблицу 35.

Чтобы по таблице

найти

(А), необходимо просмотреть каждый ее столбец и

выбрать

в нем наименьшее число

(эти числа в табли­

це 35

помечены

звездочкой). К примеру, наименьшее

число в

столбце

А = 60 равно 112,

то есть />(60) = 112.

Соответствующее значение г/= 40 представляет собой оп­ тимальный объем производства на втором заводе, когда общий объем производства на первом и втором масло­

заводах равен

60.

 

величин

/2(Л) и г/2(Л).

 

 

Составляем

таблицу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а ' 36

л

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

( А )

0

18

32

47

68

85

112

127

148

165

Уі (-4)

0

0

0

0

0

0

40

40

40

40

34 4


Функция f3(А) отыскивается так же, как f2(А); для ее исчисления сначала с помощью таблиц 33 и 36 со­ ставляют таблицу 37 величин <р3(г/) +h{A —У), а затем находят минимальные числа столбцов таблицы и соот­ ветствующие значения у .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

37

Т

' - -

 

10

20

30

40

50

60

70

80

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

18*

32*

47*

68*

85*

112*

127*

148*

165*

 

10

 

31

49

63

78

99

116

143

157

179

 

20

 

 

49

67

81

96

117

134

161

176

 

30

 

 

 

66

84

98

118

134

151

178

 

40

 

 

 

 

81

99

И З

128

149

166

 

50

 

 

 

 

 

М

М

М

М

 

М

 

60

 

 

 

 

 

 

М

М

М

 

м

 

70

 

 

 

 

 

 

 

М

М

 

м

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

М

 

м

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

Величины f3 {A)

и Уз{А) записаны в таблице 38.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

38

 

А

0

10

20

30

40

50

60

70

80

 

90

h

( А)

0

18

32

47

68

85

112

127

148

 

165

У з ( А )

0

0

0

0

0

0

0

0

0

 

0

 

Поскольку новые переменные Уі

обозначают объемы

производства, дополнительные к существующим, /3(Л) выражает минимальные затраты комплекса трех масло­ заводов на производство объема А продукции, дополни­

тельного к существующему.

 

оптимальную

мощность

Из таблицы 40 находим

третьего маслозавода:

г/3 = 0.

Оптимальная дополнитель­

ная мощность г/2= 40

(табд.

38). По условию задачи до­

полнительная мощность трех

маслозаводов

равна 90

(то есть Л = 38).

 

 

 

 

А — (у2 + Уз) —50; у 1—50.

345