陕西农业科学杂志猪场科学管理与效益分析

　　生猪养殖是农业畜牧中的一大产业，关于猪场的优化管理工作也是每个养殖企业都非常重视的一个问题。那么怎样对猪场进行科学管理呢？本文是一篇陕西农业科学杂志投稿的论文范文，主要论述了猪场科学管理与效益分析。
　　摘要： 依据2014年全国大学生数学建模竞赛C题中给出的猪场管理的信息，分析了生猪养殖场的经营管理规划问题，建立了养殖场在正常运营下的盈亏(收入与成本的差)数学模型，给出了达到或超过盈亏平衡点时的条件。建立猪场中各种类型的猪(肉猪、小猪、母猪、公猪)相互依赖的差分方程组模型，查阅资料确定模型中的参数，利用MATLAB软件计算得出饱和(或平衡)状态下各种类型猪的数量。最后结合肉猪的logisit增长函数建立优化模型确定每批肉猪的最佳售卖时间点及每批肉猪的每头利润，算出这三年内的平均年利润，并给出在此策略下的母猪及肉猪存栏数曲线。从而为猪场的优化管理提供参考。

　　Abstract： On the basis of the pig management given the 2014 National Undergraduate Mathematical Contest in modeling C title in the information， analyzes the management planning problem in pig farms， established farms in the normal operation of the profit and loss (income and cost difference) mathematical model， given the reach or exceed the profit and loss balance point conditions. The establishment of various types in pig (pork， pig， sows， boars)dependent differential equations model， access to data to determine the parameters in the model， the calculated saturation by using the MATLAB software (or balanced) number of various types of pig state. Finally the growthfunction to establish the optimization model to determine the best selling point in time for each batch of pigs and each batch of pigs per head pig profitcombined with logisit， calculated the average annual profits that within three years， and then gives the strategy of sows and pigs population curve. So as to provide reference for optimizing the management of pig farm.

　　关键词： 生猪养殖,盈亏平衡点,差分方程,线性规划模型

　　Key words： pig breeding;the breakeven point;differential equations;linear programming model

　　中图分类号：O242.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311(2015)12-0027-03

　　0 引言

　　某养猪场最多能养10000头猪，该养猪场利用自己的种猪进行繁育。养猪的一般过程是：母猪配种后怀孕约114天产下乳猪，经过哺乳期后乳猪成为小猪。小猪的一部分将被选为种猪(其中公猪母猪的比例因配种方式而异)，长大以后承担养猪场的繁殖任务;有时也会将一部分小猪作为猪苗出售以控制养殖规模;而大部分小猪经阉割后养成肉猪出栏。母猪的生育期一般为3～5年，失去生育能力的公猪和母猪将被无害化处理掉。种猪和肉猪每天都要消耗饲料，但种猪的饲料成本更高一些。养殖场根据市场情况通过决定留种数量、配种时间、存栏规模等优化经营策略以提高盈利水平。

　　1 问题重述

　　问题一： 假设生猪养殖成本及生猪价格保持不变，且不出售猪苗，小猪全部转为种猪与肉猪，要达到或超过盈亏平衡点，每头母猪每年平均产仔量要达到多少?

　　问题二： 生育期母猪每头年产2胎左右，每胎成活9头左右。求使得该养殖场养殖规模达到饱和时，小猪选为种猪的比例和母猪的存栏数，并结合所收集到的数据给出具体的结果。

　　问题三：已知从母猪配种到所产的猪仔长成肉猪出栏需要约9个月时间。根据对价格的预测来确定该养猪场的最佳经营策略，计算这三年内的平均年利润，并给出在此策略下的母猪及肉猪存栏数曲线。

　　2 模型的假设

　　①在相关范围内，可将成本按性态划分为固定成本和变动成本两大类的基本前提条件。

　　②假设猪场中的猪除正常减少(无害化处理、出卖)外，无其他的减少(病死、意外死等)。

　　③假设肉猪在市场中，可以随意出售，忽略肉猪的可变成本。

　　④假设生猪场在管理过程中，无经营外的支出。

　　⑤假设母猪一旦成熟，即可受孕。

　　3 模型的建立与求解

　　3.1 问题一模型的建立与求解

　　3.2 问题二的分析

　　根据图1 猪场的生猪生产流程[2，3]，我们认为猪场的生产符合动力系统特征，可以使用差分方程来刻画整个生产流程。当猪场的规模饱和时(规模达10000头)，差分方程应该满足某种平衡条件。首先，我们做出简化，假设猪场的猪群结构只有四种类型的猪，小猪，肉猪，母猪，公猪。并且假定9个月为一个生产周期，在此期间，其中的部分种猪老化淘汰，种猪只生育一次小猪，小猪长大按某种比例分为肉猪、母猪、公猪，成熟的肉猪全部出售，新培育的种猪全部可以生产。我们只需找到四种类型猪的数量状态和它们之间相互转换的比例[5-6]，使得猪场规模达到饱和，就可以回答小猪选为种猪的比例和母猪的存栏数。 　　3.2.1 建立问题二的数学模型

　　因为猪的数量与时间t(t表示9个月的周期)有关，所以我们设t时期的小猪数量为x1(t)，肉猪数量为x2(t)，母猪数量为x3(t)，公猪数量为x4(t)。

　　3.2.2 模型求解

　　为了确定模型中的参数，采用题中所给信息，生育期母猪每头年产2胎左右，每胎成活9头左右，选取母猪转换为小猪的比例为a14=14，种猪的年淘汰率为33%，所以选取9个月周期内的母猪淘汰率为a33=0.78，公猪淘汰率为a44=0.78。再根据文献资料信息，确定小猪转换为肉猪比例为a21=0.9832，小猪转换为母猪的比例为a31=0.0158，小猪转换为公猪的比例为a41=0.001。最后尝试猪场饱和规模下猪群结构为：小猪9000头，肉猪8856头，母猪670头，公猪26头。利用matlab程序对差分方程组进行求解模拟，结果如图2和表1所示。

　　根据表1中数据，当猪场饱和时，小猪转换为种猪的比例约是1.68%，母猪的存栏数大约是670头左右。

　　3.3 问题三的分析

　　已知母猪生产到肉猪出栏需要9个月，并且假设9个月后三年内的生猪价格。要确定最佳经营策略，就是使得三年内的平均利润最大化，并给出母猪和肉猪的存栏曲线。我们假定每9个月生产一批肉猪，未来总共有四批肉猪可以出售。在出售价格假定已知的情况，结合肉猪的生长函数(图3)，我们可以确定每头猪的最佳售卖时刻和最大利润。在已知每批每头猪的利润的情况下，可以采取经验策略(每批小猪x1(t)选为肉猪头x2(t)，母猪头x3(t))使得三年利润总和最大，并给出x2(t)，x3(t)曲线。

　　3.3.1 模型的建立

　　每批次肉猪的每头利润的计算，比如：第一批，从现在开始的9个月后肉猪可以出栏，应该结合肉猪的生长成本和市场价格，选取利润最大的时机出售，特别的第一批猪理论上可以在未来三年的任何一个时刻出售。

　　某批肉猪的利润可以优化下面的模型求得。

　　3.3.2 问题三模型的求解

　　由matlab程序先求得问题三第一个模型的解如图5所示，再有matlab程序3求解第二个模型得结果如图6所示。

　　三年的总利润为：14463000元，最后计算得出这三年内的平均利润为4821000元。

　　4 模型的评价

　　针对养猪厂的模型建立和求解中，因为养猪厂的情况较复杂，猪的类型多，各种猪的生长周期相互交织。给成本核算带来较大的麻烦。本文模型的建立，过多地简化了猪厂的经营环境。

　　在问题二的求解中，模型的参数的数值选取较为主观，所以解的数据和实际有一定的差异。

　　问题三的求解分两步，虽然引入了生长函数，但还是与实际差异较大。特别是第二步中，对母猪的数量的确定，优化函数和约束条件都较难确定，给我们带来困难。

　　未来，我们将对猪厂的成本核算更进一步的研究，同时找到合适的母猪数量的约束条件。

　　5 效益分析

　　本文针对养猪厂的三种经营问题(成本核算，猪群动态结构优化及肉猪最优售卖问题)建立了较适宜的数学模型，使得猪场的经营更加科学合理。避免了资源的不必要浪费和提高了资源的利用率，同时也规避了市场的价格风险，使猪场取得较好的经营效益。

　　参考文献：

　　[1]盈亏平衡点 http：//baike.baidu.com/view/861931.htm?fr=aladdin百度百科(2014-09-12).

　　[2] 年出栏10000头生猪生态型标准化规模养殖场建设项目.http：//www.doc88.com/p-99822672697.html(2014-09-12).

　　[3] 现代化养猪的主群结构和存栏数的计算文档：

　　http：//wenku.baidu.com/link?url=ypzR2WekA6m_Ir4Lg-JSoc

　　PXFq2OD51TKUVru1qI-FYm8bnGwQeIjULOtMAG4z7KVtdt3hbhu

　　ST2dkZtXGyF2CFrGoc4R-WycQf2PcHrllm(2014-09-12).

　　[4]赵静，但琦.数学建模与数学实验[M].三版.高等教育出版社，2008，1.

　　[5] 生猪各阶段正常采食量和肥育猪生产成本计算.http：//wenku.baidu.com/link?url=iC_zYHtHXPtXU

　　NnnUobXmzAN_88izCGcEmZ2BElx9z8ILUdlxiQ_E4IiQZq3-odZwAv7wQnETWKyymW6d39g7eKTva3X6C

　　AJ0RGYycsQBE3&qq-pf-to=pcqq.c2c (2014-09-14).
　　相关期刊简介：《陕西农业科学》为综合性农业科技刊物，国内外公开发行，刊登农业领域试验研究、讨论与建议、实用技术及经济研究等方面的论文。本刊为双月刊，每逢单月25日出版，用户可通过当地邮局订阅，也可向本编辑部直接订阅。

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