运输问题.docx
- 文档编号:30691486
- 上传时间:2023-08-19
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:43.53KB
运输问题.docx
《运输问题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《运输问题.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
运输问题
参考资料
甘蔗在砍下之后将需要马上用货车运送到蔗糖厂,生产的蔗糖量取决于甘蔗收购的地点以及甘蔗成熟的程度。
在收割之后,甘蔗中的含糖量将由于发酵而迅速下降,在一段时间之后,所含糖份将完全流失。
现在有11辆货车到达了蔗糖厂,每辆货车运载的甘蔗量都相同。
已经对每辆货车每小时的损失量以及剩余时间进行了测算,具体数据如表C.1所示。
表C.1:
每车甘蔗的属性
货车编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
损失率
(千克/小时)
43
26
37
28
13
54
62
49
19
28
30
剩余时间
8
8
2
8
4
8
8
8
8
8
8
在制糖厂内有三条生产线,每辆货车都可以选择任意一条生产线上进行加工。
一车甘蔗的加工时间为两个小时,必须在这车甘蔗的质量寿命结束之前完成加工。
请你帮助糖厂经理制订这批甘蔗的生产计划,使总的蔗糖损失降到最低。
建立相应的数学模型,说明你的理由。
1.提出问题
(1)背景,建模目的,各种信息
(2)合理假设
(3)抽象成数学问题
2.模型的建立
3.模型的求解
4.模型的分析与检验
5.模型的应用
参考文献
问题的分析
问题需要确定哪辆货车的甘蔗在哪个时间段加工,而货车的甘蔗和时间段之间显然只有两种选择,要么在此时间段被加工,要么不被加工,所以可取0-1变量为问题的决策变量。
问题有11辆货车的甘蔗需要加工,而蔗糖厂只有3条生产线,所以每条生产线最大加工4辆货车的甘蔗即可。
由此将加工时间分为4段,每段2h(即加工1辆车的甘蔗的时间),则显然每个时间段最多只能加工3辆车的甘蔗,而每辆货车的甘蔗只能在其中的1个时间段加工,此外每辆货车一旦开始加工,就必须在甘蔗质量寿命结束之前完成加工,这些构成问题的约束条件。
模型的建立
定义0-1变量x
(i=1,...,11;t=1,2,3,4),x
=1表示第i辆货车的甘蔗在第t个时间段加工,否则为0。
记l
s
表示第i辆货车甘蔗的损失率和剩余时间。
由于每辆货车的甘蔗只能在1个时间段加工,所以对货车i有
(i=1,...,11)
而每个时间段最多只能加工3辆车的甘蔗,于是对于时间t有
(t=1,2,3,4)
如果第i辆货车的甘蔗在第t个时间段加工,即x
=1,则其完成加工的时间为2
t
x
,考虑到不确定在哪个时间段完成加工,所以将此时间表示为
,为避免甘蔗在加工过程中坏掉,应满足下面约束条件:
s
(i=1,...,11)
由上面的分析,第i辆货车的甘蔗在第t个时间段完成加工时,甘蔗糖分的损失量可表示为l
,于是得问题的目标函数,即总的蔗糖损失量为
f=
综上所述,建立蔗糖生产问题的数学模型如下:
minf=
s.t.
(i=1,...,11)
(t=1,2,3,4)
s
(i=1,...,11)
x
,(i=1,...,11;t=1,2,3,4)
模型求解
sets:
var/1..11/:
l,s,a;
col/1..4/:
;
matr(var,col):
x;
endsets
data:
l=43,26,37,28,13,54,62,49,19,28,30;
s=8,8,2,8,4,8,8,8,8,8,8;
enddata
min=@sum(var(i):
a(i));
@for(var(i):
@sum(col(t):
x(i,t))=1);
@for(col(t):
@sum(var(i):
x(i,t))<=3);
@for(var(i):
@sum(col(t):
2*t*x(i,t))<=s(i));
@for(var(i):
a(i)=l(i)*@sum(col(t):
2*t*x(i,t)));
@for(matr:
@bin(x));
end
Globaloptimalsolutionfound.
Objectivevalue:
1602.000
Extendedsolversteps:
0
Totalsolveriterations:
0
VariableValueReducedCost
A
(1)172.00000.000000
A
(2)208.00000.000000
A(3)74.000000.000000
A(4)168.00000.000000
A(5)52.000000.000000
A(6)108.00000.000000
A(7)124.00000.000000
A(8)196.00000.000000
A(9)152.00000.000000
A(10)168.00000.000000
A(11)180.00000.000000
X(1,1)0.00000086.00000
X(1,2)1.000000172.0000
X(1,3)0.000000258.0000
X(1,4)0.000000344.0000
X(2,1)0.00000052.00000
X(2,2)0.000000104.0000
X(2,3)0.000000156.0000
X(2,4)1.000000208.0000
X(3,1)1.00000074.00000
X(3,2)0.000000148.0000
X(3,3)0.000000222.0000
X(3,4)0.000000296.0000
X(4,1)0.00000056.00000
X(4,2)0.000000112.0000
X(4,3)1.000000168.0000
X(4,4)0.000000224.0000
X(5,1)0.00000026.00000
X(5,2)1.00000052.00000
X(5,3)0.00000078.00000
X(5,4)0.000000104.0000
X(6,1)1.000000108.0000
X(6,2)0.000000216.0000
X(6,3)0.000000324.0000
X(6,4)0.000000432.0000
X(7,1)1.000000124.0000
X(7,2)0.000000248.0000
X(7,3)0.000000372.0000
X(7,4)0.000000496.0000
X(8,1)0.00000098.00000
X(8,2)1.000000196.0000
X(8,3)0.000000294.0000
X(8,4)0.000000392.0000
X(9,1)0.00000038.00000
X(9,2)0.00000076.00000
X(9,3)0.000000114.0000
X(9,4)1.000000152.0000
X(10,1)0.00000056.00000
X(10,2)0.000000112.0000
X(10,3)1.000000168.0000
X(10,4)0.000000224.0000
X(11,1)0.00000060.00000
X(11,2)0.000000120.0000
X(11,3)1.000000180.0000
X(11,4)0.000000240.0000
最优解为x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
为1,其余变量为0,各个货车蔗糖的损失量(单位:
kg)分别为172,208,74,168,52,108,124,196,152,168,180,蔗糖的最小总损失量为1602kg.于是得问题的最优加工方案为
时间段1
时间段2
时间段3
时间段4
货车3
货车6
货车7
货车1
货车5
货车8
货车4
货车10
货车11
货车2
货车9
一、蔗糖业在农村和社会经济发展中的作用
2001年,我国糖料播种面积165.4万公顷,糖料总产8656万吨,面积比1991年减少了29万公顷,而总产却增加了238万吨;2001/02榨季食糖总产820万吨,同比增加29万吨,其中蔗糖所占比重由1991年的79%增加到90%左右。
食糖总产居巴西、印度之后位列世界第三大生产国。
蔗糖业已成为南方区域经济发展的重要支柱和农民脱贫致富的主要经济来源。
2001年全国制糖行业总产值约250多亿元,其中糖料产值约170亿元。
广西近年来蔗糖工业总产值达110亿元以上(按可比价格计算,下同),占全区工业总产值的12.09%、占轻工业产值的28.49%,年上缴税收12亿元,农民甘蔗收入近60亿元,涉及农村人口2600万人,有28个国家级贫困县的450万人通过种蔗脱贫。
云南每年蔗糖产值40多亿元,农民甘蔗收入25亿元,涉及600余万蔗农,“八五”以来,全省73个贫困县中有24个县的200万贫困人口靠发展蔗糖生产脱贫致富。
甘蔗主产县(市)国民生产总值和财政收入中,有30%-70%来源于蔗糖业。
因此,甘蔗生产对增加农民收入、减少贫困人口、稳定地方政权、促进民族团结、巩固祖国边疆、促进当地社会经济发展等均具有重要的作用。
二、我国蔗糖业生产现状
(一)产区布局
上个世纪90年代以来,由于东南沿海地区产业结构升级和农业结构调整,我国甘蔗生产布局逐渐向西部地区转移(表1)。
2001年广西、云南、雷州半岛等西部蔗区甘蔗种植面积占全国的糖料面积比重由1991年的34.6%增加到53.8%;其蔗糖产量1991年占全国的47.3%,1996年上升至62.2%,2001年达到79.3%。
我国最大的蔗糖基地广西甘蔗年种植面积稳定在50万公顷以上,蔗糖产量占全国的40%以上。
(二)品种生产水平
建国以来,我国甘蔗生产经历了三次品种更新,国家和各省共审定了百余个甘蔗品种。
“六五”以来审定了约60个品种,其中桂糖11、粤糖63-237、粤糖57-423、赣蔗8、川蔗8、闽糖70-611等20多个品种先后成为我国的主栽品种,累计推广5000多万亩,取得了上百亿的经济效益。
但自育品种在综合性状方面始终未能取代引进品种,六、七十年代的F134、Nco310、Co740、CP49-50,八、九十年代的ROC10、F172、ROC16等都在国内大面积推广,年种植面积有的达到百万亩甚至几百万亩,已逐渐成为各地主栽品种。
我国甘蔗平均单产已从1995年的58.5吨/公顷增加到2001年的63.5吨/公顷,超过世界平均水平(60吨/公顷);单产水平在地区间分布不平衡,福建、广东单产超过75吨/公顷,广西63吨/公顷,云南56吨/公顷,而海南只有45吨/公顷。
广东遂溪县已连续十年平均单产超75吨/公顷,甘蔗蔗糖份达13.5%,面积、单产、总产、产糖量三项指标均居全国县级同类型蔗区之首;广西平均单产63吨/公顷,比1990年的47.5吨/公顷提高了33.7%,而滇西南蔗区平均单产60吨/公顷以下,占总面积80%的旱地平均仅52.5吨/公顷,干旱是影响我国主产区糖料生产的主要限制因子。
此外,我国各主产区品种单一化、熟期单一化十分严重,加之长期连作,甘蔗黑穗病、花叶病和宿根矮化病已成为我国蔗区危害最严重、最普遍的病害。
据调查,华南各地尤其是广西旱地甘蔗的黑穗病发病率普遍达到20%,花叶病的发病株率达到30%以上,每年造成数以亿计的经济损失。
(三)加工能力及水平
2000年根据国务院的统一部署,对我国糖业进行史无前例的结构调整,国家拿出120多亿资金关闭破产150家制糖企业,全国糖厂由539家减少到359家,保留制糖能力780万吨,其中甘蔗和甜菜糖厂分别为340家和19家、制糖能力分别为695万吨和85万吨,主要分布在广西、云南、广东、海南、新疆、内蒙和黑龙江等省区。
2000/2001制糖期全国开工糖厂数为330家,其中甘蔗糖厂282家,甜菜糖厂48家,广西、云南、广东居前三位,分别有98、84、45家开工制糖(表2)。
(四)发展中存在的关键问题
一是生产条件较差。
我国甘蔗生产的自然环境较恶劣,基础设施条件差,多种植在干旱、瘠薄的“望田天”,甚至是30o的坡地,旱灾为害突出。
广西蔗区有效灌溉面积60万亩,还占不到8%,云南有水利灌溉的高产蔗区约50万亩左右,仅占总面积的14.4%,相比之下泰国有灌溉条件的蔗田占45%,巴西占50%,澳大利亚昆士兰为55%。
二是生产规模较小。
我国户均甘蔗种植面积0.4公顷,澳大利亚农场规模大多在30-250公顷,平均80公顷,泰国每户蔗农的种植面积达25公顷,巴西户均40公顷。
我国糖厂甘蔗平均日处理量为1300吨,仅是国外一般规模的1/8~1/5,其中日处理量超过4000吨以上的糖厂不到30家,而国外糖厂一般都在8000吨以上。
三是技术落后、生产效率低。
我国甘蔗平均蔗糖分13.12%、平均产糖率10.5%、吨糖耗蔗量9.35吨,而澳大利亚平均蔗糖分15.43%、平均产糖率13.58%、吨糖耗蔗量6.8~7.2吨,我国甘蔗单位面积产糖量仅为巴西、美国的76%、澳大利亚的56%。
我国糖厂设备陈旧,工艺落后,出糖率低,含糖率为13%的甘蔗,加工的出糖率仅为10%多一点,即使是规模大、设备相对先进的企业出糖率也只有11.7%;我国日榨3000吨甘蔗规模的糖厂职工平均达600人以上,是国外同规模厂的3~10倍;工人人均年产糖10~20吨,与国外的200吨/年·人相差10~20倍;制糖煤耗是发达国家的两倍以上,制糖耗水量是发达国家的5~10倍;澳大利亚从1979年开始就实现了收获机械化,巴西、古巴的机械化收获率分别达到50%和72%,而我国仍处于手工收获阶段,吨蔗收获费用35—40元,占甘蔗售价的1/4,收获支出是实行机械化收获的6.7倍,甘蔗成本占制糖总成本的比例高达75%,比其他主产国高出10个百分点。
四是企业的财务费用过高。
我国80年代后期建的糖厂,由于资本金不足,基本上是靠银行贷款修建,负债率一般都在80%以上。
至1998年底,制糖行业资产负债率达87.84%,其中资产负债率高于80%的企业占46%,高于120%的占14%,而国外糖厂均在50%以下。
因此,我国许多糖厂平均吨糖的财务费用在200元以上,1995~1999年制糖企业累计亏损额近100亿元,此后经结构调整,行业总体效益有所回升,2000/01榨季全国食糖企业实现利润19亿元。
由于以上原因造成我国制糖成本偏高。
巴西、澳大利亚和泰国是世界上三大蔗糖出口国,原糖成本分别为6.5美分/磅、7美分/磅、8.5美分/磅,折合为白糖为人民币1264—1652元/吨。
而目前我国大部分企业的制糖成本在2700元/吨左右(甜菜糖在3000元左右)。
三、蔗糖业发展的市场前景
(一)国内市场需求
食糖是关系到国计民生的重要产品,既人们生活的必需品,又是重要的工业原料。
我国现为世界第五大食糖消费国,但人均消费水平仅6.7公斤,相比之下,世界平均水平为21.66公斤,亚洲为24公斤,发达国家甚至高达50—60公斤。
食糖消费水平低的主要原因之一是糖精超量超范围的滥用。
据统计,我国糖精年内销量达到1万吨左右,按400-500倍的甜度当量计算,相当于400—500万吨食糖。
如果加上1995-1999年年均770万吨食糖产量,“九五”期间我国糖的年消费量相当于1170—1270万吨,人均消费甜味品实际已达到10公斤。
2001年11月国务院办公厅颁布的《中国食物与营养发展纲要(2001-2010年)》中提出,到2010年我国人均年食糖摄入量为9公斤,加上工业用糖,全年食糖消费总量预计为1400万吨,若进口承诺195万吨成为现实的进口量,则国内食糖产量应达到1200万吨以上。
因此,今后十年如能有效禁止糖精的使用,则我国食糖生产尚有较大的发展空间。
(二)国际市场供需关系
据国际有关糖业机构预测,2001/2002年度世界食糖产量为1.319亿吨,较2000/2001的1.293亿吨增加260万吨;消费量为1.325亿吨,同比增210万吨;预计库存量5990万吨,同比增40万吨,为历史最高记录,库存/消费比为46%,远大于27%的正常水平。
国际糖价在2001/02榨季糖价下跌27%的基础上,预计2002/03年将继续下跌7%,国际原糖价格可能在每磅6美分左右。
按照20%配额内关税(到2004年降至15%),当国际市场原糖价格8美分/磅时,每吨原糖进口加工为白糖的生产成本折合人民币约为3000元(17%的增值税、运距最短的泰国到我国每吨糖运费17美元、7%的损耗、贷款利息、装卸费等),价格每上涨或下降1美分,每吨进口糖生产成本变化300元。
因此,在国际原糖价格6美分/磅时,每吨进口原糖加工为白糖后的生产成本为2400元,比国内价格低200—300元,预计配额内食糖数量可能变为现实的进口量,约占我国食糖消费总量的15%。
(三)我国蔗糖业发展潜力
从我国甘蔗生产和其他农产品的竞争力比较来看,1991—1997年甘蔗的比较优势度稳定在0.84—0.91之间,比其他农产品生产具有显著的比较优势。
同时资源配置效率有所上升,生产的社会净效益从1991年的0.34元/公斤增加到1997年的0.86元/公斤。
从有效保护率看,中国农产品的有效保护率1993年得到普遍提高,到1997年多数处于正保护状态,但甘蔗仍处于负保护,有效保护率一般为-71%—-88%,意味着甘蔗的潜在国际竞争力将随着有效保护的提高而增强,甘蔗与其他农产品相比具有较明显的优势。
我国甘蔗生产通过改善生产条件,应用优良品种,规模化种植、集约化经营;制糖企业通过体制改革,减员增效,提高管理水平,可望使我国在2010年甘蔗单产达到每公顷75吨以上,产糖率达到13.3—14.0%,吨糖耗蔗量下降到7.5吨,则保持现有栽培面积不变的情况下,年产蔗糖可达1034万吨,加上甜菜糖150—170万吨,则可满足国内需求。
我国原料蔗收购费用占吨糖成本的70%以上,每吨甘蔗的农业成本为140至150元(包括蔗种、种植、肥料、砍蔗人工费等),每吨甜菜的农业成本为元。
如果甘蔗单产能够提高到75吨/公顷,每吨蔗的农业成本可以降到117至125元,农民承受甘蔗降价的能力将大大增强,甘蔗收购价格可以降至每吨150元左右,食糖含税生产成本可以控制在每吨2500—2600元,则通过发展国内生产替代进口的可能性增大,我国食糖供求的回旋空间就更大。
所以从动态看,我国糖业正处于一个复苏和即将快速发展的关键时期,由于糖业为劳动密集型产业,所以我国糖业在国内具有比较优势,与传统发达国家相比具有一定的发展潜力。
四、蔗糖业发展策略
(一)加强甘蔗优势区域规划和建设
优势产区规划和建设的总体思路是深化体制改革、调整糖业结构和优化糖料生产布局,改善生产条件,以企业为龙头,以科技为动力,加快良种培育和技术引进步伐,提高糖料种植的科技含量和产业化水平,推进集约化、规模化经营,完善质量标准体系和社会化服务体系,充分发挥国家的宏观调控和配套保障职能,利用WTO的有利规则,增强我国食糖的竞争力。
优势产区的选建原则是形成相对稳定的连片规模化生产带,在今后十年仍是我国糖料生产的主产区,并成为当地重要的支柱产业;优势产区中的制糖企业经过了改组改制,今后五年有可能通过兼并形成大的企业集团;制糖企业布局合理,原料生产、收获、加工、销售各环节有机衔接、功能完备、运行高效;区域内以县为单位近四年来甘蔗面积稳定在10万亩以上,甘蔗综合比较优势指数大于3。
根据以上原则,国家初步选定桂中南、滇西南和粤西为全国的甘蔗优势区域,涉及甘蔗总面积约1000万亩,占全国甘蔗面积的55%左右。
主要有以下三方面建设内容,一是改水治旱:
加强原料区治旱工程建设,主要是田间沟渠配套、节水灌溉设施;二是良种工程建设:
主要是国家、地方的育种基地、示范工程、质量标准、良种繁育、产业化建设,形成育、繁、推、销一体化的良种体系和质量标准体系;三是发展中介组织,提高服务功能:
主要是发展农、工、贸、信息服务的各种中介组织,建立符合市场经济规律的农技、土肥、植保和农机等社会化服务体系。
通过优势产区的建设和带动作用,到2007年,全国甘蔗平均亩产由4吨提高到4.5吨,含糖份由13.3%提高到14%;项目区内90年代新育成(引进)良种覆盖率达到80%以上;甘蔗生产成本减少10%,从而提高我国蔗糖业的国际竞争力。
(二)有关政策建议
1、深化体制改革
鼓励以大型制糖企业为骨干,以资产为纽带组建大型企业集团。
允许多种所有制形式的企业共同发展,平等竞争,鼓励和吸引外资以租赁、承包、参股乃至兼并等形式参与糖业生产,促进企业投资主体多元化,增强企业活力和竞争力。
引入现代企业制度,减员增效、节能降耗,依靠技术进步和技术创新,提高生产效率。
糖厂要在制糖、造纸、制酒精等传统产品基础上,积极开发新产品,大力发展糖基化工业,如开发可降解的塑料建材和薄膜以及糖基表面活化剂等,以提高综合利用率。
积极稳妥推进农村税费改革,逐步取消农业特产税及村提留、乡统筹费,逐步改农业税为所得税,降低产品生产成本外支出。
建议比照棉花加工企业,将糖厂收购糖料的增值税进项抵扣率从现在的10%增至13%。
2、加强宏观调控
甘蔗是一次种植、多年(至少3年)稳定收获的农作物,其种植面积不可能随市场供求瞬息变化而及时调整,而且食糖是季节生产,全年均衡销售,生产期需要大量资金集中支付。
这些都需要一个平衡的供求关系和相对稳定的价格环境。
国家应加强对糖料面积、价格体系(蔗价和糖价)、配额制度、贸易控制、储存机制等的宏观管理,通过配额生产、控制进口、贷款贴息及补贴等来进行有效干预,控制总量,稳定价格。
进一步加强产品质量标准体系建设,建立和完善食糖安全、卫生监测体系。
建立种苗及其繁殖、产地环境、农药化肥残留、病害、重金属、有害微生物等相关的产品标准和检测方法,增加检疫项目,增大检疫力度,增加检疫费用,构筑我国食糖进口管理的技术壁垒,抵御外来冲击。
当前,要进一步控制和限制糖精生产与销售,增加食糖消费空间。
完善食糖国家和地方两级储备制度,建立宏观调控的收储机制,增加工业临时储备规模。
3、推进产业化经营
企业将糖料生产真正视为自己的“第一车间”,调动农民发展糖料生产的积极性,形成以规范化的股份制企业为龙头、以现代企业管理和高技术含量为特征、规模化高产高糖品种为原料基地的产业化经营模式。
鼓励组建蔗农协会(组织),发挥服务和协调职能。
建立和完善糖料收购价和食糖销售价的联动机制,制糖企业对签定糖料种植合同的农户,要承诺一个最低收购保护价,并实行蔗糖价格挂钩连动
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 运输 问题
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)