Magyar Internetes Agrárinformatikai Újság No 2HU ISSN 1419-1652

<SZÖVEGES NAVIGÁCIÓ> <NAVIGATION WITHOUT GRAPHICS>

<IMPRESSZUM> <AKTUÁLIS> <ARCHÍVUM> <HAZAI TÉMÁK>
<NEMZETKÖZI ROVAT> <SZOLGÁLTATÁSOK>

Dinamikus gazdasági szimuláció
a sertéstenyésztési ágazatban

Gyenge Balázs 1
Györök Balázs 2

1 egyetemi tanársegéd, 2 Ph.D. hallgató,
Gödöllõi Agrártudományi Egyetem, Vállalatgazdasági Intézet, Üzemtani Tanszék,
Tel.: (06-28) 320-200 /2076, E-mail: bgyenge@miau.my-x.hu, bgyorok@gtk.gau.hu

Absztrakt: A szimulációs módszerek véleményünk szerint nem foglalják el az õket megilletõ helyet a döntés-elõkészítõ módszerek körében. Ezért munkánk során célunk volt a módszer alkalmazhatóságának bizonyítása, valamint egy, a gazdasági szakemberek által is alkalmazható modell összeállítása.

A modellkészítés folyamán azt is vizsgáltuk, mely programnyelvek alkalmasak a szimuláció gyakorlati megvalósítására, és hogy mi a legegyszerûbb, de még alkalmas módszer a modell elkészítésére.

Ennek folyamán rávilágítottunk az olyan felhasználói szoftverek korlátaira, mint az Excel. Az eredmények az olyan, összetett vizsgálatokat is lehetõvé tevõ programok irányába mutatnak, mint a Delphi vagy a Visual Basic.

Kulcsszavak: szimuláció, modell, sertés, Excel.

1.Bevezetés

A gazdasági szimuláció említésével gyakran találkozhatunk, különösen külföldi szakirodalom tanulmányozása során. A fejlett országokban már teljesen elfogadott döntés-elõkészítõ, döntéstámogató módszer.

Hazánkban sajnos, s ez a mezõgazdaságra különösen igaz annak sztochasztikus jellegébõl fakadóan, a szimuláció nem tudott széles körben elterjedni. Nagy általánosságban csak sejtjük, hogy mi az, de sok téves feltevésünk van vele kapcsolatban (például összekeverjük a modellezéssel vagy azonosítjuk a Monte-Carlo módszerrel), alkalmazni pedig végképp nem tudjuk illetve nem próbáljuk. Pedig, mint a munkából remélhetõleg kiderül, alkalmazási területei a lineáris programozásén gyakran túlmutatnak, ott is alkalmazni tudjuk, ahol az analitikus módszerekkel kudarcot vallanánk.

Célunk a szimulációs módszerek alkalmazhatóságának bizonyítása, és valós jelentõségének kihangsúlyozása. Munkánk során arra törekedtünk, hogy a szimuláció ne legyen öncélú modellezgetés, ami alatt azt értjük, hogy az elméleti szakemberek által létrehozott bonyolult szimulációs programok sok esetben elszakadnak a valóságtól, és nem adnak használható eredményt a valós élet problémáira.

De milyen is legyen az alkalmazható modell?

Alkalmas legyen a sztochasztikus folyamatok megfogására.

A szimulációt annak teljes tudatában végeztük, hogy egy modell, akkor mûködhet igazán jól, ha valós adatokon nyugszik. További munkánkat is ezen irányba kívánjuk folytatni.

2.A szimulációs modell bemutatása

2.1. Vizsgálati célok a sertéstenyésztési ágazat esetében

Modellünk alapja egy nagyüzemi sertéstelep. A nagyüzem esetében a termelés folyamata kellõen automatizálható, iparszerû termelést tesz lehetõvé. Egy ilyen gazdálkodási egység esetében szimulációs céljaink sokrétûek lehetnek:

2.2. A szimulációs modell elméleti alapja

A modell csoportos kocatartást feltételez, ahol az állomány mozgatása csoportonként, egy adott ütemidõn belül történik, ami az iparszerû sertéstartás technológiai alapja.

A sertésállomány termelésének szervezésekor állandó és változó biológiai paraméterekre kell támaszkodnunk.

Állandó szervezési jellemzõk: vemhességi idõ és ivari ciklus.

Változó termelési jellemzõk: ivarzás jelentkezése a választás után, szoptatási idõ, vemhesülési arány, szaporaság, fölnevelési teljesítmény, két fialás közötti idõ, kocaselejtezés mértéke.

Az összefüggések megértéséhez tisztázni kell néhány alapfogalmat.

A termelési ciklus

Termelési ciklusnak nevezzük a koca két fialása között eltelt idõt.

A termelési ciklus a következõ idõszakokból áll:

Modellünkben a ciklust némileg más kontextusban használjuk, mivel a vemhesség-ellenõrzés, a vemhességi szakasz és a választásig eltelt idõ együttesen is egy ciklust adnak, melyet szimulációs ciklusnak neveztünk. Ez jobban megfelel vizsgálati céljainknak.

Ha nem egy koca, hanem kocacsoportok termelési ciklusát akarjuk meghatározni, ki kell iktatnunk az egyedekre jellemzõ szempontokat, standardizálni kell a termelési ciklust. Ezért figyelmen kívül kell hagynunk a szabálytalanul jelentkezõ ivarzásokat, mint a termelési ciklus bizonytalan és változó tényezõit. Helyettük jellemzõbb, állandóbb és tervszerûbben kezelhetõ paraméterre kell alapoznunk a termelésszervezést. A standardizáláshoz a ritmusidõt vesszük figyelembe.

Ritmusidõ

Azt az idõszakot, amely alatt meghatározott számú kocát termékenyítünk, ritmusidõnek nevezzük. A ritmusidõk egymásutánisága szabja meg a termelés ritmusát, ütemességét, és szorosan összefügg az állománynagysággal, ezáltal a telep méretével. A ritmusidõ ezért a nagyüzemi sertéshústermelés szervezésének legsarkalatosabb pontja. (Kovács, 1984)

Tegyük fel a további követhetõség végett, hogy telepünk 7 napos ritmusidõvel mûködik.

28 napos választási idõvel, átlagosan 114 napos vemhességi idõvel számolva 21 kocacsoport kialakítása szükséges.

A koca állományváltozás meghatározásakor a modell szempontjából négy fõ stádiumot különíthetünk el:

a.) Termékenyítõ: Itt tartózkodnak a visszaivarzó kocák illetve kocasüldõk, a választás után visszakerülõ kocák, valamint a vásárolt süldõk. Gyakorlati tapasztalatok alapján az itt tartózkodó kocákból egy adott méretû kocacsoport kialakítására háromszoros, süldõbõl pedig közel hatszoros állománynak kell tartózkodnia a termékenyítõben.

b.) Vemhességellenõrzés: Az itt töltött bennállási idõ: 21 nap + ritmusidõ. Ez összesen 28 nap, azaz négy hét. A szükséges istállóegységek számát úgy kapjuk meg, hogy a bentállási idõ és a takarítási idõ összegét osztjuk a ritmusidõvel. Az eredmény esetünkben 5. Ez azt jelenti, hogy 4 egységben tartózkodik pillanatnyilag állomány, egyet pedig takarítanak.

c.) Vemhes kocák: Itt az istállóegységek számához úgy jutunk, hogy a biztonsági 110 napból levonjuk a vemhesítõ bennállási idejét, hozzáadjuk a takarítást, az összeget osztjuk a ritmusidõvel. Az eredmény 13. A rendszer szerint 12 hétig tartózkodik itt egy adott csoport, majd az egységet takarítják. Ez persze azt is jelenti, hogy egyidejûleg 12 kocacsoport tartózkodik itt.

d.) Fiaztató: Az istállóegységek száma = (kutricázás + szoptatás + takarítási idõ)/7. Az eredmény 6. Eszerint itt egyszerre öt csoport kocái tartózkodnak, egy kutricát pedig takarítanak.

Malacnevelõ állomány-rotációja: A használati idõ 63 nap plusz takarítás. Ha ezt osztjuk a ritmusidõvel, akkor láthatjuk, hogy 10 malacnevelõ egységre van szükségünk. Az egy egységbe kerülõ malacok száma: kocacsoport nagysága szorozva átlagos választott malacszám. A malacok itt 9 hétig tartózkodnak.

Hizlalda állomány-rotációja: A használati idõ 126 nap, 7-tel osztva 18 hizlalóegységhez jutunk. Egy egységbe kocacsoport szorozva átlagos hizlalásba vett malacszám nagyságú csoport kerül.

2.3. A számítógépes modell részei

A modell öt modulból épül fel. Ezek a következõk: koca állomány-rotáció, malac korcsoportok, segédtáblázatok, eredmények, input adatok. A modulok egymáshoz való viszonyát a következõ ábrán láthatjuk.

1. ábra. Számítógépes modell vázlata

2.3.1. Koca állományrotáció

Feladata a termelésben levõ kocaállomány kimutatása csoportonként számszerûen és a ritmusidõbõl következõ idõintervallumokban. Ez képezi a szimuláció alapját, logikusan innen kell elindulni. A táblázat háromdimenziójú. Az elsõ dimenziót a függõlegesen elhelyezkedõ kocacsoportok adják. A második a vízszintes tengelyen lévõ idõhorizont. Ha például a ritmusidõ 7 nap, heti felosztásban követi a változásokat. A harmadik dimenzió a színekkel történõ megkülönböztetésével valósul meg. Egy adott szín egy adott termelési szakaszt jelöl. A vemhesítés illetve vemhesség megfigyelés ideje fekete alapon fehér, a vemhesség ideje fehér alapon fekete, a fiaztatóban töltött idõ szürke alapon fekete színû. A táblázatra tekintve így meg tudjuk mondani, hogy az adott kocacsoport az x-edik idõintervallumban, (ritmusidõ szakaszban) melyik fázisban található éppen. Minden új ciklus az elsõ fekete cellával kezdõdik. Ezen cella inputja a segédtábla moduljában található. Az, az üresen álló állatok számából határozza meg a vemhesítésre kerülõk számát. A további fekete cellákban a szimuláció veletlenszám generátor segítségével határozza meg visszaivarzó állatok számát, amivel kevesebb állat megy tovább a következõ cellába.

Az állományban további csökkenés áll be a vemhesség szakasza alatt (minimális elhullás), melyet szintén véletlen számokkal érünk el. A fiaztatóba az elhullottakkal csökkentett állomány kerül. Ezzel a ciklus végére is értünk.

2.ábra. A táblázat alakulása 7 napos ritmusidõ esetén

3.3.2. Malac és hízó állományváltozás

A választott és hízóba vett malacok kor és darabszám szerint, heti bontásban való megjelenítésére szolgáló táblázat. Ez a táblázat a koca állományrotáció logikájától némileg eltér. A malaccsoportok nem csoportszám hanem kor szerint szerepelnek, ez az elsõ dimenzió. A második dimenzió itt is az idõ.

Kétfázisú technológia lévén két részbõl áll ez a táblázat: malacnevelés és malac hizlalás. Mindkét stádiumban csökkenés következik be (selejtezés, elhullás, kényszervágás) melyet véletlen szám segítségével generálunk. A ciklus végére érve eljutunk a termelés fõ produktumához, a hízott sertéshez. Ezek kerülnek értékesítésre, mely az eredmény modul inputjai közé csatlakozik.

2.3.3. Segédtábla modul

A két táblázat közötti kapcsolatot biztosító egyenletrendszerek. Ezek mûködtetik, kapcsolják össze tulajdonképpen a táblázatokat.

Milyen feladatot lát el?

  1. Üresen álló kocák és süldõk nyilvántartása. Ezek összes mennyisége határozza meg, hogy hány koca illetve kocasüldõ kerülhet termékenyítésre az adott idõegységben.
  2. Visszaivarzó kocák nyilvántartása. A visszaivarzás véletlen szám generátor segítségével határozzuk meg. A szórás természetesen limitálva van.
  3. A választott malacokból tenyésztési céllal nevelt süldõk számának meghatározása.
  4. A fentiek összegzése, ez képzi a potenciálisan termékenyíthetõ állományt.

2.3.4. Eredmény modul

Ez az elõzõ három modul gazdasági eredményeit összegzi. Két alapvetõ részre bontható:

A takarmány összesítõ rész az egyes idõszakokban felmerülõ takarmány mennyiségeket és költségeket gyûjti össze.

A második a hízott sertések számát a várható élõtömeggel és árral felszorozva meghatározza az idõszaki bevételeket. Ehhez még hozzáadja a selejt kocák árát és a várható egyéb bevételeket.

A bevételek és kiadások különbségének kiszámításával jutunk el tényleges célunkhoz, a nyereség meghatározásához. A bevétel idõszaki (heti, dekád, havi stb.) bontásban és halmozott formában is megjelenik. Ez utóbbi lehetõvé teszi a cash-flow számítást.

2.3.5. Input modul

A szimulációs rendszer változtatható paramétereit tartalmazza. A modul kialakításának nagy elõnye, hogy a paraméterek módosításával azonnal látjuk a rendszer végsõ pénzügyi eredményét.

3. ábra. Input adat

Következtetések, megállapítások

A sertéságazat Excelen készült modellje egy lényeges problémát vetett fel. A ritmusidõt (termékenyítési idõt) és az egyes szakaszok idejét (ezek között kiemelten fontos a választási idõ hossza) adottnak veszi. Ez az Excel sajátosságából fakad.

  1. Mi történik, ha például módosítani akarom a választási idõt? A módosítással a horizontális dimenzió, vagyis az idõsík hossza növekedik. Ezért újra kell írni a szimulációs programot. Ez amennyiben két-három, esetleg négy választási idõt vizsgálunk, óriási munka lehet.
  2. A ritmusidõ módosításának még összetettebb hatása van. A ritmusidõvel ugyanis nõ a termékenyítési idõ, mely meghosszabbítja az idõintervallumot. Amennyiben nagyobb mérvû módosításra kerül sor, (például 1 hétrõl két hétre) az a szükséges kocacsoportok számára is hatással lehet, mely a vertikális dimenziót módosítja.

Amint ez a két probléma is mutatja, az Excel használatának jelentõs korlátai merülhetnek fel. Nem készíthetõ egy olyan modell, melyet bármely sertéstenyészet adataival feltölthetnénk. Csak specifikus alkalmazást tesz lehetõvé. Mégis kijelenthetõ, hogy felhasználói szintû ismeretek birtokában a gazdasági szakemberek is végezhetnek szimulációt. Esetükben nem probléma, hogy a modell nagyon ágazat-specifikus.

Amennyiben általános modellt kívánunk készíteni, a felhasználói szintû ismeretek már nem elégségesek, programozói munkára van szükségünk. Egy általánosabb szimulációs program elkészítésénél kritérium, hogy az a gyakorlati szakember számára is világos, könnyen érthetõ legyen.

A programozói munkához viszonylag egyszerû eszköznek találjuk a Delphi programot. Segítségével átlátható, könnyen kezelhetõ felhasználói felületet képezhetünk, a program alkalmassá tehetõ a problémák teljes körének vizsgálatára. Ezen kívül számos más programcsomag is alkalmas lehet (például Visual Basic), sõt az ügyes makróírás is eredményre vezethet, az, hogy mit alkalmazunk, egyéni preferenciáinktól és ismereteinktõl függ.

A sertéstenyésztési szimuláció jól bizonyította a módszer létjogosultságát, felhasználhatóságát, azt hogy a valóságot jól megközelítõ eredményhez juthatunk vele még sztochasztikus rendszerek esetében is.

Nem kérdéses, hogy a szimuláció az operációkutatás elméletében és gyakorlatában fontos helyet foglal el. Szinte felbecsülhetetlen eszköz azokban a problémákban, amelyekben az analitikus módszerek nem, vagy nehezen használhatóak.

Felhasznált irodalom

Frederick S. Hiller - Gerald J. Liebman: Bevezetés az operációkutatásba. 1994

Csáki Csaba - Mészáros Sándor: Operációkutatási módszerek alkalmazása a mezõgazdaságban. Mezõgazdasági Kiadó Budapest, 1981.

Csáki Csaba: Szimuláció alkalmazása a mezõgazdaságban. Mezõgazdasági Kiadó Budapest, 1976

Kovács Ferenc: Sertéstenyésztõk kézikönyve. Mezõgazdasági Kiadó, Budapest, 1984


Az utolsó módosítás: 2018.10.27.
© miau